基于氧化水醇法从烟草废弃物中提取纤维素的方法技术

本发明专利技术涉及农业废料的化学提取方法，具体为基于氧化水醇法从烟草废弃物中提取纤维素的方法，包括以下步骤：将烟草废弃物粉碎，加入相当于烟草废弃物体积5-50倍的体积百分数不低于3％的氧化还原剂溶液，在20-100℃条件下进行充分的溶解反应至少20分钟，得反应液，将所述反应液进行固液分离，取固体；在所得固体蒸煮不少于10分钟后进行过滤，取固体渣；所述固体为纤维素粗品；本发明专利技术污染小，生产成本低，采用氧化还原剂处理烟草纤维素，再用水醇法提取，与单独用水醇法，其提取效率提高了将近200％，极大地提高了提取效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及化学提取领域，特别涉及农业废料的化学提取方法。
技术介绍
我国是烟草生产大国，卷烟产量居世界第一。烟草种植业目前主要利用了优质烟叶用于卷烟、10倍以上的烟茎、烟筋和烟末作为废弃物堆放或燃烧，在烟叶的储运和卷烟生产的过程中产生大量的烟屑、烟渣、烟梗、污染或霉变烟叶等烟草废弃物，而且烟农每年弃于田间的低次烟叶的数量也是可观的。这不但造成了资源浪费，而且引起了环境污染，成为影响烟草行业发展的难题之一。纤维素是地球上最古老、最丰富的天然，是取之不尽用之不竭的，人类最宝贵的天然可再生资源。其可被广泛用于纺织、医药、卫生、发酵等行业中，具有很高的应用价值。利用农业废弃物提取纤维素，已经成为国内外研究热点，有效利用烟草中的纤维素，符合国家的可持续发展战略。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供纤维素的提取方法，该方法操作简单，效率高，适用于大规模生产。为实现上述目的，本专利技术的技术方案为，具体包括以下步骤A氧化反应将烟草废弃物粉碎，加入相当于烟草废弃物体积5-50倍的体积百分数不低于3%的氧化还原剂溶液，在20-100°C条件下进行充分的溶解反应至少20分钟，得反应液，将所述反应液进行固液分尚，取固体；B 蒸煮在步骤A所得固体蒸煮不少于10分钟后进行过滤，取固体渣；所述固体为纤维素粗品。进一步，在步骤B之后，还包括步骤C，即醇洗，具体为在步骤B所得固体渣中加入相当于所述固体渣为5-50倍的体积分数为20% -90%乙醇溶液，并在100°C不少于反应15分钟后进行过滤，所得滤渣即高纯度的纤维素。进一步，步骤A中，烟草废弃物粉碎为粒径不大于10目。进一步，步骤A中，所述氧化还原剂具体为过氧化氢，氯化亚铁，亚硝酸，亚硫酸、次氯酸、硫代硫酸钠中的任一种或多种混合而成。进一步，步骤A中，蒸煮的时间为60分钟。进一步，在步骤A和B中，所述固液分离的方式为真空抽滤，抽滤的时间不少于10分钟。进一步，在步骤C中，在步骤B所得固体渣中加入相当于所述固体渣体积20倍的体积百分数为60%的乙醇溶液。进一步，在步骤C中，反应为搅拌状态下进行，反应的时间为I小时。进一步，在步骤C中，将所述滤渣用水进行洗涤，并进行真空干燥，得纤维素，所述干燥温度为50-80°C,干燥时间为10-14小时。本专利技术与传统工艺相比有以下特点和进步(I)氧化水醇处理法使用工业上常用，价格便宜的氧化还原剂进行处理，污染小。乙醇溶液还可进行回收，不仅节约了生产成本，达到了高效提取纤维素的目的，还有利于环境和生态的将抗发展。(2)先采用氧化还原剂处理烟草纤维素，再用水醇法提取，与单独用水醇法，其提取效率提高了将近200%，极大地提闻了提取效率。附图说明图I为未处理过(未处理指该图为原料本身表面图)的烟草原料的烟草纤维素的SEM 图； 图2为氧化还原剂处理后的烟草纤维素的SEM图；图3为氧化水醇处理后烟草纤维素的SEM图。具体实施例方式本专利技术中所指的烟草废弃物，又名烟草下脚料，具体为废次的烟叶、烟梗。大量低、次烟叶和卷烟下脚料，烟草废弃物是卷烟生产中产生的大量副产品，富含各种有机成分和次生代谢产物。烟草废弃物也可以用烟草作材料替代。下述实施例中的烟草废弃物来自于重庆银福生物有机肥有限公司，其含水量占烟草废弃物总质量的7%。下述实施例中，纤维素的纯度是指纤维素的收率。纤维素的纯度检测方法为硝酸乙醇法。木质素，半纤维素纯度的检测方法为范式纤维法。下述实施例中烟草废弃物中纤维素的总含量为34%。实施例I取IOOg粒径为20目的烟草废弃物，水中蒸煮Ih时间，然后固液分离，取固体，力口入相当于固体的体积20倍体积分数的50%乙醇，在100°C条件下进行搅拌2h时间，将所述反应液进行固液分离，所得滤渣移入烘箱，于105°C烘干至质量恒定后为36. 7g，滤渣中纤维素含量为32%。实施例2准确称取170g的NaOH溶解于510mL的蒸馏水中，配置成质量百分比为25%的NaOH溶液。称取IOOg粒径为20目的烟草废弃物放入三颈瓶中，再加入500mL质量百分比为25%的NaOH溶液，机械搅拌反应lh，反应结束后用蒸馏水洗涤抽滤，至抽滤液为中性为止。将所得固体放入沸水中蒸煮Ih时间，然后固液分离，取固体，加入相当于烟草的体积20倍体积分数的60%乙醇，在100°C条件下进行搅拌2h时间，将所述反应液进行固液分离，所得滤渣移入烘箱，于105°C烘干至质量恒定干燥后为46. 4g，滤渣中纤维素含量仅占纤维素总质量的72%。实施例3称取IOOg粒径为20目的烟草废渣放入三颈瓶中，再加入500mL质量百分比为8%的盐酸溶液，机械搅拌反应I. 5h，反应结束后用蒸馏水洗涤抽滤，至抽滤液为中性为止。将所得固体放入沸水中蒸煮Ih时间，固液分离后，取固体，加入相当于烟草的体积20倍的体积百分数为60%乙醇，在100°C条件下进行搅拌2h时间，将所述反应液进行固液分离，所得滤渣移入烘箱，于105°C烘干至质量恒定干燥后为44. 7g，滤渣中纤维素含量仅占纤维素总质量的75%。实施例4称取IOOg粒径为20目的烟草废弃物放入三颈瓶中，再加入500mL水溶液，超声功率为300w超声反应I. 5h，反应结束后用蒸馏水洗涤抽滤，至抽滤液为中性为止。将所得固体放入沸水中蒸煮Ih时间，固液分离后，取固体，加入相当于烟草的体积20倍的体积分数的60%乙醇，在100°C条件下进行搅拌2h时间，将所述反应液进行固液分离，所得滤渣移入烘箱，于105°C烘干至质量恒定干燥后为47. 7g，滤渣中纤维素含量仅占纤维素总质量的70%。实施例5 取IOOg粒径为30目的烟草废弃物，放入沸水中蒸煮I小时时间，然后固液分离，取固体，加入相当于烟草的体积20倍体积分数的60%乙醇，在100°C条件下进行搅拌2h时间，将所述反应液进行固液分离，所得滤渣移入烘箱，于105°C烘干至质量恒定后为38. 3g，滤渣中纤维素含量仅占纤维素总质量的30%，其SEM图如图2所示。实施例6取IOOg粒径为20目的烟草废弃物，其SEM图如图I所示，烟草物料表面光滑、整齐，连接紧密。将其放入过氧化氢溶液，烟草废弃物与氧化氢溶液的固液比I : 10，反应时间60min以上,反应温度30°C,过氧化氢溶液的体积百分比为3%,反应完后进行过滤,取固体。放入沸水中蒸煮Ih时间，然后固液分离，取固体，加入相当于烟草的体积10倍体积分数的50%的乙醇，在50°C的条件下进行搅拌2小时，将所述反应液进行固液分离，所得滤渣移入烘箱，于105°C烘干至质量恒定后为38. 3g，滤渣中纤维素含量仅占纤维素总质量的90%。滤渣如图3所示，同图2相比，烟草物料致密结构被破坏、变的松散。另，选用体积分数为2-10%的氯化亚铁，亚硝酸，亚硫酸、次氯酸、硫代硫酸钠其它氧化还原剂分别对滤渣进行处理，处理前，原料表面结构平滑，致密有序。经过处理后，物料由于除去了更多的半纤维素以及木质素其结构破坏明显，表面出现大量褶皱，孔洞，结构变的蓬松，散乱，比表面积增大。实施例7取IOOg粒径为20目的烟草废弃物，放入过氧化氢溶液，烟草废弃物与氧化还原剂的固液比I : 15，反应时间60min，反应温度70°C，过氧化氢溶液的体积百分比为10%，反应完后进行过滤，取固体。放入沸水中蒸煮Ih时间本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于氧化水醇法从烟草废弃物中提取纤维素的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：A氧化反应将烟草废弃物粉碎，加入相当于烟草废弃物体积5？50倍的体积百分数不低于2％的氧化还原剂溶液，在20？100℃条件下进行充分的溶解反应至少20分钟，得反应液，将所述反应液进行固液分离，取固体；B蒸煮在步骤A所得固体蒸煮不少于10分钟后进行过滤，取固体渣；所述固体为纤维素粗品。

【技术特征摘要】
1.基于氧化水醇法从烟草废弃物中提取纤维素的方法，其特征在于，具体包括以下步骤 A氧化反应 将烟草废弃物粉碎，加入相当于烟草废弃物体积5-50倍的体积百分数不低于2%的氧化还原剂溶液，在20-10(TC条件下进行充分的溶解反应至少20分钟，得反应液，将所述反应液进行固液分尚，取固体； B蒸煮 在步骤A所得固体蒸煮不少于10分钟后进行过滤，取固体渣；所述固体为纤维素粗品。2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，在步骤B之后，还包括步骤C，即醇洗，具体为在步骤B所得固体渣中加入相当于所述固体渣为5-50倍的体积分数为20% -90%乙 醇溶液，并在100°C不少于反应15分钟后进行过滤，所得滤渣即高纯度的纤维素。3.根据权利要求I所述的方法，其特征在于步骤A中，烟草废弃物粉碎为粒径不大于10目。4...

【专利技术属性】
技术研发人员：王远亮，陈奎，曾国明，郑羽西，张健荣，魏小娅，
申请(专利权)人：重庆恒远晋通科技有限公司，
类型：发明
国别省市：