【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于生物质废物利用，具体为一种利用竹屑蒸汽爆破和膜分离高效提取木糖的方法。
技术介绍
1、我国的竹子资源非常丰富，广泛分布于南方地区(如四川、浙江和福建等省份)。竹子能被制作成与人们相关的各种生产、生活用品和艺术品，如竹筷和竹席等。竹屑作为竹制品工业加工剩下的边角料，是很好的生物质原料，具有量大、易收集等优点，弃之可惜，不如变废为宝。
2、农业废弃物主要由纤维素、半纤维素和木质素组成；处理方法主要采用蒸汽爆破法，该法具有处理速度快、三素分离效果好和环保等优点。通过高温高压水蒸汽预热物料，蒸汽快速渗透入作物细胞中。恒压一定时间后，瞬时爆破泄压至大气压强，水蒸汽体积极速膨胀，撕裂细胞单元，使原本互相缠绕的三素在外力作用下分离开来。
3、木糖是一种五碳糖，以木聚糖的形态存在于植物中，特别是农产品废弃物中。它具有抗菌和帮助肠道益生菌生长的功效，主要用于食品制作甜味剂和木糖醇，也是工业制备糠醛的原料。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种利用竹屑蒸汽爆破和膜分离高效提取木糖的方法。该方法为工业化利用竹屑，通过蒸汽爆破和膜分离得到木糖提供了工艺技术和经济性的考量。同时洗浆后的竹渣可以采用其它方法分别得到高纯度的木质素和纤维素；用于水泥减水剂、钠电池负极材料和酶解制乳酸等，实现三素的彻底分离利用和价值最大化。
2、本专利技术主要考察得到木糖的收率，故未对木质素和纤维素的处理方法进行阐述。
3、为了实现以上专利技术目的，本专利技术的
4、一种利用竹屑蒸汽爆破和膜分离高效提取木糖的方法，其特征在于，包括以下步骤：先将竹屑原料加水搅拌，调节好竹屑的含水量；再将处理后的物料放入高温高压的中试蒸汽爆破装置中，恒温停留一段时间后进行瞬时爆破泄压，使竹屑中的三素最大限度分离；最后将爆破料经磨浆、洗浆、膜分离和酸水解工艺过程，将竹屑中的半纤维素高效转化为木糖。
5、2.根据权利要求1所述的高效提取木糖的方法，其特征在于包括以下具体步骤：
6、s1：将竹屑原料加水搅拌，调节好竹屑的含水量；
7、s2：将处理后的物料放入高温高压的中试蒸汽爆破装置中，恒温停留一段时间后进行瞬时爆破泄压，得爆破料；
8、s3：将爆破料进行磨浆、洗浆，再将物料经过一次膜分离和酸水解；
9、s4：将经酸水解后的物料加活性炭进行杂质吸附；
10、s5：将进行杂质吸附后的物质进行二次膜分离；
11、s6：将经二次膜分离后的物质进行脱水，然后进行减压蒸馏浓缩、结晶、加乙醇洗晶，最后得木糖。
12、作为本申请中一种较好的实施方式，s2中瞬时爆破爆的压强为1.7-1.9mpa；恒温停留时间为4-5min。
13、作为本申请中一种较好的实施方式，s3中爆破料加水调整至固含量为10wt％-20wt％后，再经磨浆机磨浆多次(优选3次)，磨浆间隙逐次减小。
14、作为本申请中一种较好的实施方式，s3中爆破料在磨浆后，洗浆前须将浆料在50-70℃的搅拌罐中恒温搅拌16-18小时；再经双网洗浆机用同样温度的热水进行逆流洗浆10-15min。
15、作为本申请中一种较好的实施方式，s3中的一次膜分离包括一次板框压滤、一次微滤和一次反渗透浓缩步骤，最后将固形物含量提高至5wt％-10wt％。
16、作为本申请中一种较好的实施方式，s3中酸水解反应的温度为110-130℃；反应时间为30-60min；酸水解采用无机酸或者有机酸；反应体系中的酸含量为1wt％-2wt％。
17、作为本申请中一种较好的实施方式，s4中活性炭的加入量为酸水解液重量的0.5wt％-1wt％，活性炭加入后进行常温搅拌120min。
18、作为本申请中一种较好的实施方式，s5中的二次膜分离包括二次板框压滤、二次微滤、电渗析、纳滤(纳滤的作用是脱除大分子物质，可对纳滤残液加水稀释后再进行纳滤)和二次反渗透(ro)步骤；其中，通过电渗析步骤使浆料的电导率小于2000us/cm；通过二次反渗透步骤，将浆料中的固形物含量提高为12wt％-20wt％。
19、作为本申请中一种较好的实施方式，s6中的减压蒸馏浓缩步骤将固形物含量提高至70wt％-85wt％。
20、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
21、(一)、本专利技术通过蒸汽爆破极大的提高了三素分离的效率，提高了木糖收率，同时减少了酸碱的使用对环境的污染。膜分离工序提高了固液分离、木糖液浓缩和水处理循环利用的效率。
22、(二)、本专利技术提供了一种蒸汽爆破结合膜分离的工艺，及高效提取木糖的技术有着较大的推广应用价值，不仅能从源头解决日益严重的废弃生物质和生产工艺过程中的污染问题，而且能变废为宝，增加了社会和企业的经济效益。
23、(三)通过本专利技术，可使工艺流程的木糖收率为32wt％-40wt％(相对于原料绝干料中的半纤维素)，纯度为96wt％-99wt％。
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1.一种利用竹屑蒸汽爆破和膜分离高效提取木糖的方法，其特征在于，包括以下步骤：先将竹屑原料加水搅拌，调节好竹屑的含水量；再将处理后的物料放入高温高压的中试蒸汽爆破装置中，恒温停留一段时间后进行瞬时爆破泄压，使竹屑中的三素最大限度分离；最后将爆破料经磨浆、洗浆、膜分离和酸水解工艺过程，将竹屑中的半纤维素高效转化为木糖。
2.根据权利要求1所述的高效提取木糖的方法，其特征在于包括以下具体步骤：
3.根据权利要求1所述的高效提取木糖的方法，其特征在于：S2中瞬时爆破爆的压强为1.7-1.9MPa；恒温停留时间为4-5min。
4.根据权利要求1所述的高效提取木糖的方法，其特征在于：S3中爆破料加水调整至固含量为10wt％-20wt％后，再经磨浆机磨浆3次，磨浆间隙逐次减小。
5.根据权利要求1或4所述的高效提取木糖的方法，其特征在于：S3中爆破料在磨浆后，洗浆前须将浆料在50-70℃的搅拌罐中恒温搅拌16-18小时；再经双网洗浆机用同样温度的热水进行逆流洗浆10-15min。
6.根据权利要求1所述的高效提取木糖的方法，其特征
7.根据权利要求1所述的高效提取木糖的方法，其特征在于：S3中酸水解反应的温度为110-130℃；反应时间为30-60min；酸水解采用无机酸或者有机酸；反应体系中的酸含量为1wt％-2wt％。
8.根据权利要求1所述的高效提取木糖的方法，其特征在于：S4中活性炭的加入量为酸水解液重量的0.5wt％-1wt％，活性炭加入后进行常温搅拌120min。
9.根据权利要求1所述的高效提取木糖的方法，其特征在于：S5中的二次膜分离包括二次板框压滤、二次微滤、电渗析、纳滤和二次反渗透步骤；其中，通过电渗析步骤使浆料的电导率小于2000us/cm；通过二次反渗透步骤，将浆料中的固形物含量提高为12wt％-20wt％。
10.根据权利要求1所述的高效提取木糖的方法，其特征在于：S6中的减压蒸馏浓缩步骤将固形物含量提高至70wt％-85wt％。
...【技术特征摘要】
1.一种利用竹屑蒸汽爆破和膜分离高效提取木糖的方法，其特征在于，包括以下步骤：先将竹屑原料加水搅拌，调节好竹屑的含水量；再将处理后的物料放入高温高压的中试蒸汽爆破装置中，恒温停留一段时间后进行瞬时爆破泄压，使竹屑中的三素最大限度分离；最后将爆破料经磨浆、洗浆、膜分离和酸水解工艺过程，将竹屑中的半纤维素高效转化为木糖。
2.根据权利要求1所述的高效提取木糖的方法，其特征在于包括以下具体步骤：
3.根据权利要求1所述的高效提取木糖的方法，其特征在于：s2中瞬时爆破爆的压强为1.7-1.9mpa；恒温停留时间为4-5min。
4.根据权利要求1所述的高效提取木糖的方法，其特征在于：s3中爆破料加水调整至固含量为10wt％-20wt％后，再经磨浆机磨浆3次，磨浆间隙逐次减小。
5.根据权利要求1或4所述的高效提取木糖的方法，其特征在于：s3中爆破料在磨浆后，洗浆前须将浆料在50-70℃的搅拌罐中恒温搅拌16-18小时；再经双网洗浆机用同样温度的热水进行逆流洗浆10-15min。
6.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭志刚，郭利红，余全伟，杨磊，李刚，
申请(专利权)人：四川金象赛瑞化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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