一種木質素溶劑及其制備方法和應用
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及木質素溶劑技術領域，具體涉及一種木質素溶劑及其制備方法和應 用。
【背景技術】
[0002] 木質素是構成植物骨架的主要成分之一，全世界每年由植物的生態(tài)循環(huán)鏈再生的 木質素約達500億噸，是自然界中僅次于纖維素的第二大可再生、可生物降解資源，也是自 然界中唯一環(huán)境友好的芳香族天然高分子化合物。木質素可以用作重要的化工原料。然而， 在化學工業(yè)中木質素遠遠沒有被充分利用，主要是因為現(xiàn)有工藝中木質素分離提取工藝復 雜、成本高或污染嚴重。目前，木質素一般作為木材水解工業(yè)和造紙工業(yè)的副產(chǎn)物，由于得 不到充分利用，變成了環(huán)境污染物。已報道的分離提取木質素的方法有堿法、亞硫酸鹽法、 有機溶劑法、熱磨機械法等（Chem. Rev. 2010，110，3552)。其中有機溶劑法被認為是最 好的分離木質素的技術。但是該法分離得到的木質素分子量低，活性高不穩(wěn)定，而且常在高 溫高壓下操作，因此需要耐高溫高壓設備。近年來，離子液體在分離提取木質素的研究方面 取得了重要的研究成果（J. WoodChem. Technol. 2007,27: 23;GreenChem. 2009，11， 339 ;Biotechnol. Bioengineer. 2009,102，1368; J. Agric. Food Chem. 2010，58， 2915 ;Green Chem. 2011，13，3255 ;Green Chem. 2011，13，3124 ;J. Chem. Technol. Biotechnol. 2013,88，1248 ;Aust. J. Chem. 2012，65，1465)。但是離子液體的不足 之處是價格昂貴、粘度大、分離木質素溫度高，從而導致機械攪拌裝置機械強度和和成本增 加。

【發(fā)明內容】

[0003] 本發(fā)明的目的是為解決上述技術問題的不足，提供一種木質素溶劑及其制備方法 和應用，該木質素溶劑綠色環(huán)保、無腐蝕性，在常溫下就可以分離提取木質素，并且溶劑易 回收循環(huán)使用，無污染物排放，因此無需使用耐腐蝕設備，不需要加熱裝置或耐高壓設備， 節(jié)約原料和能源、投資成本低，實用性強，易實現(xiàn)工業(yè)化推廣。
[0004] 本發(fā)明為解決上述技術問題的不足，所采用的技術方案是：一種木質素溶劑，按重 量百分比包括50-90%的水和10-50%的吐溫80。
[0005] -種木質素溶劑的制備方法，按照重量百分比取50-90%的水和10-50%的吐溫80， 將吐溫80加入水中，攪拌均勻后得到木質素溶劑。
[0006] -種木質素溶劑在木質素分離提取中的應用，將含有木質素的原料稻草秸桿粉碎 后加入盛有木質素溶劑的萃取池中，常溫下攪拌2~4小時后將混合漿料轉入沉淀池進行 固液分離，將液體栗入水洗萃取池中，固液分離后，固相即為分離得到的木質素。
[0007] -種木質素溶劑在木質素分離提取中的應用，具體包括以下步驟： 1) 、將含有木質素的稻草秸桿依次經(jīng)過破碎機和球形碾磨機，得到粉碎后的物料； 2) 、將粉碎后的物料加入盛有木質素溶劑的攪拌萃取池中，在常溫下攪拌2~4小時， 得到混合漿料； 3) 、將攪拌萃取后的混合漿料栗入沉淀池中進行固液分離，液相為木質素溶液，固相經(jīng) 過干燥機烘干后即為纖維素粗產(chǎn)品； 4) 、將木質素溶液栗入水洗萃取池中，攪拌10~30分鐘，攪拌后的物料栗入木質素沉 淀池中進行固液分離，液相為溶劑水溶液，固相經(jīng)過干燥機烘干后即為木質素； 5) 、將溶劑水溶液栗入水/萃取劑分離塔中，分離塔塔頂?shù)乃?jīng)過換熱后輸送至分離 塔，塔底的萃取劑經(jīng)換熱后輸送至混合攪拌萃取池，實現(xiàn)木質素溶劑的循環(huán)利用。
[0008] 有益效果 本發(fā)明的木質素溶劑為吐溫80和水的混合溶劑，其中吐溫80是一種食品添加劑，因 此，該木質素溶劑具有綠色環(huán)保、無腐蝕性的優(yōu)良性能；而且該木質素溶劑在常溫下就可以 從含有木質素的稻草秸桿中分離提取木質素，不需要加熱裝置或耐高壓設備，且提取木質 素后該溶劑可以回收、循環(huán)使用；因此，使用該木質素溶劑從稻草秸桿中分離提取木質素， 可節(jié)約原料和能源、降低投資成本低，實用性強，易實現(xiàn)工業(yè)化推廣。
【附圖說明】
[0009] 圖1為本發(fā)明木質素分離提取工藝的流程示意圖； 圖2為本發(fā)明提取得到木質素的紅外圖； 圖3為本發(fā)明提取得到木質素的熱重分析曲線圖； 附圖標記：1、破碎機，2、球形碾磨機，3、攪拌萃取池，4、沉淀池，5、水洗萃取池，6、木質 素沉淀池，7、水/萃取劑分離塔。
【具體實施方式】
[0010] 下面結合【具體實施方式】，進一步闡述本發(fā)明： 實施例1 一種木質素溶劑，按重量百分比包括50%的水和50%的吐溫80。按照重量百分比取50% 的水和50%的吐溫80,將吐溫80加入水中，攪拌均勻后得到木質素溶劑。
[0011] 本發(fā)明木質素溶劑在木質素分離提取中的應用，具體包括以下步驟：圖1示出了 木質素分離提取方法的流程圖： 1) 、將含有木質素的稻草秸桿lKg依次經(jīng)過破碎機和球形碾磨機，得到粉碎后的物料； 2) 、將粉碎后的物料加入盛有木質素溶劑的攪拌萃取池中，在常溫下攪拌2小時，得到 混合漿料； 3) 、將攪拌萃取后的混合漿料栗入沉淀池中進行固液分離，液相為木質素溶液，固相經(jīng) 過干燥機烘干后即為纖維素粗產(chǎn)品； 4) 、將木質素溶液栗入水洗萃取池中，攪拌30分鐘，攪拌后的物料栗入木質素沉淀池 中進行固液分離，液相為溶劑水溶液，固相經(jīng)過干燥機烘干得到木質素151. 6g ; 5) 、將溶劑水溶液栗入水/萃取劑分離塔中，分離塔塔頂?shù)乃?jīng)過換熱后輸送至分離 塔，塔底的萃取劑經(jīng)換熱后輸送至混合攪拌萃取池，實現(xiàn)木質素溶劑的循環(huán)利用。
[0012] 根據(jù)下面的公式計算木質素的萃取率：
經(jīng)過對稻草秸桿進行木質素含量測定，結果為該稻草秸桿中木質素含量為16. 3%，經(jīng)計 算，實施例1中木質素的萃取率93%。并對分離得到的木質素進行紅外圖譜和熱性質分析， 分析結果如圖2、3所示。
[0013] 實施例2 一種木質素溶劑，按重量百分比包括90%的水和10%的吐溫80。按照重量百分比取90% 的水和10%的吐溫80,將吐溫80加入水中，攪拌均勻后得到木質素溶劑。
[0014] 本發(fā)明木質素溶劑在木質素分離提取中的應用，具體包括以下步驟： 1) 、將含有木質素的稻草秸桿lKg依次經(jīng)過破碎機和球形碾磨機，得到粉碎后的物料； 2) 、將粉碎后的物料加入盛有木質素溶劑的攪拌萃取池中，在常溫下攪拌2小時，得到 混合漿料； 3) 、將攪拌萃取后的混合漿料栗入沉淀池中進行固液分離，液相為木質素溶液，固相經(jīng) 過干燥機烘干后即為纖維素粗產(chǎn)品； 4) 、將木質素溶液栗入水洗萃取池中，攪拌30分鐘，攪拌后的物料栗入木質素沉淀池 中進行固液分離，液相為溶劑水溶液，固相經(jīng)過干燥機烘干得到木質素144. 9g ; 5) 、將溶劑水溶液栗入水/萃取劑分離塔中，分離塔塔頂?shù)乃?jīng)過換熱后輸送至分離 塔，塔底的萃取劑經(jīng)換熱后輸送至混合攪拌萃取池，實現(xiàn)木質素溶劑的循環(huán)利用。
[0015] 根據(jù)下面的公式計算木質素的萃取率：
經(jīng)過對稻草秸桿進行木質素含量測定，結果為該稻草秸桿中木質 素含量為16. 1%，經(jīng)計算，實施例2中木質素的萃取率90%。
[0016] 實施例3 一種木質素溶劑，按重量百分比包括60%的水和40%的吐溫80。按照重量百分比取60% 的水和40%的吐溫80,將吐溫80加入水中，攪拌均勻后得到木質素溶劑。
[0017] 本發(fā)明木質素溶劑在木質素分離提取中的應用，具體包括以下步驟： 1) 、將含有木質素的稻草秸桿lKg依次經(jīng)過破碎機和球形碾磨機，得到粉碎后的物料； 2) 、將粉碎后的物料加入盛有木質素溶劑的攪拌萃取池中，在常溫下攪拌2小時，得到 混合漿料； 3) 、將攪拌萃取后的混合漿料栗入沉淀池中進行固液分離，液相為木質素溶液，固相經(jīng) 過干燥機烘干后即為纖維素粗產(chǎn)品； 4) 、將木質素溶液栗入水洗萃取池中，攪拌30分鐘，攪拌后的物料栗入木質素沉淀池 中進行固液分離，液相為溶劑水溶液，固相經(jīng)過干燥機烘干得到木質素153. 2g ; 5) 、將溶劑水溶液栗入水/萃取劑分離塔中，分離塔塔頂?shù)乃?jīng)過換熱后輸送至分離 塔，塔底的萃取劑經(jīng)換熱后輸送至混合攪拌萃取池，實現(xiàn)木質素溶劑的循環(huán)利用。
[0018] 根據(jù)下面的公式計算木質素的萃取率：
經(jīng)過對稻草秸桿進行木質素含量測定，結果為該稻草秸桿中木質 素含量為16. 3%，經(jīng)計算，實施例3中木質素的萃取率94%。
【主權項】
1. 一種木質素溶劑，其特征在于：按重量百分比包括50-90%的水和10-50%的吐溫80。2. 如權利要求1所述一種木質素溶劑的制備方法，其特征在于：按照重量百分比取 50-90%的水和10-50%的吐溫80,將吐溫80加入水中，攪拌均勻后得到木質素溶劑。3. 如權利要求1所述木質素溶劑在木質素分離提取中的應用，其特征在于：將含有木 質素的原料粉碎后加入盛有木質素溶劑的萃取池中，常溫下攪拌2~4小時后將混合漿料 轉入沉淀池進行固液分離，將液體栗入水洗萃取池中，固液分離后，固相即為分離得到的木 質素。4. 如權利要求3所述木質素溶劑在木質素分離提取中的應用，其特征在于：具體包括 以下步驟： 1) 、將含有木質素的稻草秸桿依次經(jīng)過破碎機和球形碾磨機，得到粉碎后的物料； 2) 、將粉碎后的物料加入盛有木質素溶劑的攪拌萃取池中，在常溫下攪拌2~4小時， 得到混合漿料； 3) 、將攪拌萃取后的混合漿料栗入沉淀池中進行固液分離，液相為木質素溶液，固相經(jīng) 過干燥機烘干后即為纖維素粗產(chǎn)品； 4) 、將木質素溶液栗入水洗萃取池中，攪拌10~30分鐘，攪拌后的物料栗入木質素沉 淀池中進行固液分離，液相為溶劑水溶液，固相經(jīng)過干燥機烘干后即為木質素； 5) 、將溶劑水溶液栗入水/萃取劑分離塔中，分離塔塔頂?shù)乃?jīng)過換熱后輸送至分離 塔，分離塔塔底的萃取劑經(jīng)換熱后輸送至混合攪拌萃取池，實現(xiàn)木質素溶劑的循環(huán)利用。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種木質素溶劑及其制備方法和應用，該木質素溶劑按重量百分比包括50-90%的水和10-50%的吐溫80，其中吐溫80是一種食品添加劑，因此，該木質素溶劑具有綠色環(huán)保、無腐蝕性的優(yōu)良性能；而且該木質素溶劑在常溫下就可以從含有木質素的稻草秸稈中分離提取木質素，不需要加熱裝置或耐高壓設備，且提取木質素后該溶劑可以回收、循環(huán)使用；因此，使用該木質素溶劑從稻草秸稈中分離提取木質素，可節(jié)約原料和能源、降低投資成本低，實用性強，易實現(xiàn)工業(yè)化推廣。
【IPC分類】C08H7/00
【公開號】CN105037744
【申請?zhí)枴緾N201510410680
【發(fā)明人】許愛榮, 徐航, 徐銳, 劉軍娜, 時清亮
【申請人】河南科技大學
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年7月14日