一种秸秆的木质素去除方法技术

本公开的实施例提供了一种秸秆的木质素去除方法，应用于去除木质素领域，所述方法包括：将秸秆洗净烘干，粉碎后过筛，二次烘干后得到秸秆粉末；称取秸秆粉末，加入到尿素和蒸馏水的混合液中，将混合液置于水浴恒温振荡器中振荡；振荡结束后，将混合液进行抽滤去除溶于滤液中的木质素，得到纤维素滤饼。本公开的方法通过简单的工艺提高了秸秆中木质素的溶出率，对纤维素伤害性小，同时便于木质素产物的回收，降低污染，环保绿色，对设备的损伤小，成本低。本低。本低。

【技术实现步骤摘要】
一种秸秆的木质素去除方法


[0001]本公开涉及去除木质素领域，尤其涉及一种尿素去除秸秆木质素方法。

技术介绍

[0002]自20世纪70年代以来，全球的石油消耗增长了两倍，未来的能源需求也将持续增长。此外，石油等不可再生能源的消耗也导致了能源危机、环境污染等问题，因此，人类的目光转向了可再生能源。生物质能是进行可再生资源研究的重点之一，以木质纤维素类生物质作为原料制备清洁燃料及生物基化学品以补充或替代石油化学品倍受关注。
[0003]2022年我国秸秆理论资源量为9.77亿吨，其中稻草2.2亿吨，小麦秸秆1.75亿吨、玉米秸秆3.4亿吨，分别占农作物秸秆总产量的22.52％、17.91％和34.80％，三者所占比例合计超过75％。2023年中国秸秆理论资源量预计将达到10.14亿吨，可收集资源量将达7.37亿吨。秸秆作为来源广泛且资源丰富的生物质资源，其组成中约70％为碳水化合物，即纤维素和半纤维素，可转化为可发酵性糖，进一步用于制取乙醇、沼气、单细胞蛋白和微生物代谢产物等。
[0004]生物质纤维素的预处理过程是将木质纤维素转化为可发酵糖的关键步骤。因为木质素和半纤维素对纤维素的保护限制了纤维素的比表面积和可及度，从而导致纤维素生物降解效率低下，这就使得秸秆等生物质原材料很难被直接利用。秸秆的预处理旨在通过破坏木质素和半纤维素对纤维素的包裹作用，达到去除木质素和使半纤维素部分降解的目的，使纤维素去晶化，提高纤维素的疏松性.从而促进酶或酵母与底物的接触，提高可发酵性糖的产率。
[0005]木质素的传统分离方法是无机酸碱法，但是无机碱法需要大量的水对预处理后的底物进行冲洗除盐、脱毒，且废水不易回收，对于土壤环境影响较大。而无机酸法对设备具有腐蚀性，增加了设备的运行及维护成本。因此，需要一种对环境较为友好、污染低、操作简单且工艺具有一定可行性的去除木质素的方法。

技术实现思路

[0006]鉴于上述现有技术存在的问题，根据本公开的实施方式，提供了一种秸秆的木质素去除方法，通过简单的工艺提高了秸秆中木质素的溶出率，对纤维素伤害性小，同时便于木质素产物的回收，降低污染，环保绿色，对设备的损伤小，成本低。
[0007]本专利技术的第一方面，提供了一种秸秆的木质素去除方法，包括以下步骤：将秸秆洗净烘干，粉碎后过筛，二次烘干后得到秸秆粉末；称取秸秆粉末，加入到尿素和蒸馏水的混合液中，将混合液置于水浴恒温振荡器中振荡；振荡结束后，将混合液进行抽滤去除溶于滤液中的木质素，得到纤维素滤饼。
[0008]进一步的，所述秸秆粉末的粒径范围为40
‑
80目。
[0009]进一步的，在所述尿素和蒸馏水的混合液中的尿素的添加量占所述秸秆粉末添加量的6wt％
‑
12wt％。
[0010]进一步的，所添加的秸秆粉末与在所述尿素和蒸馏水的混合液中的的蒸馏水的质量之比为1:6
‑
1:15。
[0011]进一步的，将所述混合液置于所述水浴恒温振荡器中以160
‑
180r/min的振荡速度进行振荡。
[0012]进一步的，将所述混合液置于水温设置为40
‑
90℃的所述水浴恒温振荡器中进行振荡。
[0013]进一步的，将所述混合液置于所述水浴恒温振荡器中进行振荡3
‑
24h后结束振荡。
[0014]本专利技术的第二部分，一种纤维素制作方法，包括以下步骤：采用上述的木质素去除方法，得到纤维素滤饼；将所述滤饼进行蒸馏水洗涤至滤液呈中性，得到中性滤饼；将所述中性滤饼进行干燥，得到纤维素。
[0015]本公开提供了一种尿素去除秸秆木质素方法，选取我国农作物产量最高的秸秆中的玉米秸秆作为木质纤维素生物质原料，优化出利用环境友好的尿素去除木质素的操作条件。尿素水解产生的OH
‑
会削弱纤维素和半纤维素分子之间的氢键，皂化半纤维素和木质素分子之间的酯键，与木质素发生化学反应，生成碱木质素并从木质纤维素表面脱离，溶于溶液中，从而达到去除木质素的目的，降低纤维素的结晶度。该技术的木质素溶出率要高于H2SO4法、CaO法和H2O2法，而且尿素对于环境较为友好，污染低，具有可再生性，操作简单，降低纤维素损失率的同时提高纤维素纯度，工艺具有一定的可行性。
[0016]应当理解，
技术实现思路
部分中所描述的内容并非旨在限定本公开的实施方式的关键或重要特征，亦非用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。
附图说明
[0017]结合附图并参考以下详细说明，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。附图用于更好地理解本方案，不构成对本公开的限定在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：
[0018]图1示出了本公开的工艺流程图；
[0019]图2示出了Van Soest测定方法的流程图。
具体实施方式
[0020]为使本公开实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施方式中的附图，对本公开实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本公开一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本公开中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的全部其他实施方式，都属于本公开保护的范围。
[0021]另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0022]本公开提供了一种秸秆的木质素去除方法，具体流程如图1所示，包括以下步骤：
[0023]S1：将秸秆洗净烘干，粉碎后过筛，二次烘干后得到秸秆粉末；
[0024]在上述实施方式中，秸秆的粉末粒径为40
‑
80目，粒径的大小直接决定了木质素的去除效果。理论上，粉碎度越高，木质素的去除效果越好。但粒径过大，秸秆不易被浸润，给后续加工带来一定的困难；粒径过小，虽然基质浓度高，但耗能较大，加工成本高，不经济。在此实施例中，秸秆选取农作物中产量最高的玉米秸秆，也可采用小麦、水稻等农作物的秸秆作为原料。
[0025]S2：称取秸秆粉末，加入到尿素和蒸馏水的混合液中，将混合液置于水浴恒温振荡器中振荡；
[0026]在上述实施方式中，在所述尿素和蒸馏水的混合液中的尿素的添加量占所述秸秆粉末添加量的6wt％
‑
12wt％。随着尿素质量浓度的变化，玉米秸秆中半纤维素、纤维素和木质素的含量也会发生变化。随着尿素质量浓度的不断升高，半纤维素的含量下降较快、纤维素含量逐步上升、木质素含量也有所下降，说明尿素首先降解半纤维素发生剥皮反应，随着半纤维素溶解的越快，木质素暴露的则越多，木质素本身具有碱溶性特点，尿素的增加使OH
‑
浓度升高，秸秆内的木质素出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种秸秆的木质素去除方法，包括：将秸秆洗净烘干，粉碎后过筛，二次烘干后得到秸秆粉末；称取秸秆粉末，加入到尿素和蒸馏水的混合液中，将混合液置于水浴恒温振荡器中振荡；振荡结束后，将混合液进行抽滤去除溶于滤液中的木质素，得到纤维素滤饼。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述秸秆粉末的粒径范围为40
‑
80目。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述尿素和蒸馏水的混合液中的尿素的添加量占所述秸秆粉末添加量的6wt％
‑
12wt％。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所添加的秸秆粉末与在所述尿素和蒸馏水的混合液中的蒸馏水的质量之比为1:6
‑
1:15。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宏宇，李红霞，王爽，
申请(专利权)人：呼伦贝尔汇通生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：