CN103669065B - 一种利用小麦秸秆制备植物纤维的方法 - Google Patents
一种利用小麦秸秆制备植物纤维的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103669065B CN103669065B CN201310679879.2A CN201310679879A CN103669065B CN 103669065 B CN103669065 B CN 103669065B CN 201310679879 A CN201310679879 A CN 201310679879A CN 103669065 B CN103669065 B CN 103669065B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- stalk
- powder
- method utilizing
- acid
- wheat stalk
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 241000209140 Triticum Species 0.000 title claims abstract description 21
- 235000021307 Triticum Nutrition 0.000 title claims abstract description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 30
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 25
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims abstract description 11
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 claims abstract description 10
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 27
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 11
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000005904 alkaline hydrolysis reaction Methods 0.000 claims description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 5
- 239000012265 solid product Substances 0.000 claims description 5
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims 3
- 238000010306 acid treatment Methods 0.000 claims 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims 1
- 239000010902 straw Substances 0.000 abstract description 29
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 abstract description 14
- 239000000835 fiber Substances 0.000 abstract description 12
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M sodium hydroxide Substances [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 abstract description 10
- 238000005903 acid hydrolysis reaction Methods 0.000 abstract description 8
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 7
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 abstract description 6
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 abstract description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 abstract description 4
- 239000002689 soil Substances 0.000 abstract description 4
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 abstract description 2
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 abstract description 2
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 abstract description 2
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 abstract description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 abstract description 2
- 239000011591 potassium Substances 0.000 abstract description 2
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 abstract description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 abstract description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 abstract 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- 238000004537 pulping Methods 0.000 description 5
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 4
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 4
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 3
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 229920002488 Hemicellulose Polymers 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 1
- 229930014626 natural product Natural products 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Paper (AREA)
Abstract
一种利用小麦秸秆优化制备植物纤维的方法，以农副产物小麦秸秆为原料，秸秆、15％硫酸、氢氧化钾、28％氨水的质量比为1：15.40：1．83～2.02：0.45，经过酸解、碱解、固液分离制得植物纤维。本发明利用小麦秸秆优化制备植物纤维的特点在于所设计的工艺路线将传统的机械和化学方法进行了有效的结合，并进行了硫酸的酸解反应；使得秸秆粉末的反应性增强、碱解反应更容易进行，碱液的用量减少，有利于废水的处理。同时，以氢氧化钾和氨水为碱解液，使得所产生的废水中主要含有有机质，钾、氮、硫等元素；这些都是植物所需的营养物质，经处理后可用于农业灌溉，特别是沙漠土壤；这样即可以增加土壤的营养物质，又可以有效地解决所产生的废水的污染问题。
Description
技术领域
本发明属于天然物提取领域，即天然纤维素类物质制备领域，具体涉及一种利用小麦秸秆制备植物纤维的方法。
技术背景
小麦秸秆是天然的可再生资源，其主要成分是半纤维素、纤维素和木质素。农民常将其视为废料，甚至就地焚烧，不仅造成了环境的污染，还造成了资源浪费。我国植物纤维的制备主要依赖于木材，而我国是一个木材资源匮乏的国家，现有的木材很难满足纸浆业（纸浆的主要成分为植物纤维）及其他植物纤维利用业的快速发展。而专统制浆工艺会使纤维素分子发生降解，使其纤维素的聚合度或分子量降低，不利于深加工利用。改进小麦秸秆制浆工艺，提高产品品质，对于制浆企业和植物纤维深加工企业的发展都有着非常重要的意义。另外，我国土地的沙化问题日益严峻，沙尘暴已经成了环境难以避开的恶敌；以小麦秸秆为原料，制得满足要求且廉价的植物纤维，经化学深加工后可用于固沙，这对于沙漠治理有着不可替代的战略意义。纸浆的制浆原则是将植物原料分离为单根纤维形态，并使之达到符合使用要求的洁净程度。通常的制浆工艺有机械磨解法、化学处理法和化学机械法等三种方法，目前大多企业采用的是以氢氧化钠为主的直接碱煮的化学处理法。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用小麦秸秆优化制备植物纤维的方法，即可再生资源小麦秸秆的再利用；为了实现这一目的，本发明采取以下技术方案：
一种利用小麦秸秆制备植物纤维的方法，其特征在于，包括机械粉碎、酸解、碱解和固液分离四个处理步骤：
﹙1﹚机械粉碎
将小麦秸秆分捡以除去杂质，然后用TYSP-500A型多功能粉碎机粉碎，得到80～150目的秸秆粉末原料。
﹙2﹚酸解反应
在室温下，首先将秸秆粉末加入到三口烧瓶中，按秸秆粉末与质量浓度15%硫酸为1：15.40的质量比加入15%硫酸，搅拌5min使粉末原料和酸液混合均匀，升温到100℃、剧烈搅拌下使其酸解反应90min，得到酸处理物料。
﹙3﹚碱解反应
向酸处理物料中加入秸秆粉末与氢氧化钾质量比为1：1．83～2.02的氢氧化钾，加入秸秆粉末与质量浓度28%氨水质量比为1：0.45的氨水，搅拌5min使其混合均匀，在100℃下继续搅拌碱解反应90min，其间连接尾气吸收装置以吸收放出的氨气，得到碱处理物料。
﹙4﹚固液分离
将碱处理物料冷却后倒入烧杯中，再搅拌冷却至室温，过滤，然后按秸秆粉末与水质量比为1：2.00洗涤3次得到固体产品。
本发明的特点之一是所设计的工艺路线将传统的机械和化学方法进行了有效的结合。机械方法使得碱解反应更容易进行，可以减少碱液的用量；同时又增加了酸解反应，可进一步激活秸秆粉末的反应性，减少碱液的用量；这些工艺改进都减少了碱液的消耗量，即节省了原料、降低了成本，又减少了废水的产生量，符合节能减排的基本要求；而且还提高了产品质量，扩大了其应用范围。
本发明的另一特点是碱解反应以氢氧化钾和氨水为碱解液，酸解反应以硫酸为酸解液，所产生的废水主要含有有机质，钾、氮、硫等元素；这些都是植物所需的营养物质，经处理后可用于农业灌溉，特别是沙漠土壤；这样即可以增加土壤的营养物质，又可以有效地解决所产生的废水的污染问题。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的说明：
实施例1：
将小麦秸秆分捡以除去杂质，粉碎后得到80目的秸秆粉末原料；向三口烧瓶中加入5．00g秸秆粉末，加入77．00g15%硫酸，搅拌5min使粉末原料和酸液混合均匀，升温到100℃、剧烈搅拌下使其酸解反应90min；再加入9．16g氢氧化钾和2．25g质量浓度28%的氨水，搅拌5min使其混合均匀，在100℃下继续搅拌碱解反应90min，其间连接尾气吸收装置以吸收放出的氨气；然后将物料冷却到50℃后倒入烧杯中，再搅拌冷却至室温，过滤，每次用10g水洗涤3次得到固体产品。
按照α-纤维素分析方法测得的结果为：α-纤维素含量42．43％。
实施例2：
将小麦秸秆分捡以除去杂质，粉碎后得到100目的秸秆粉末原料；向三口烧瓶中加入5．00g秸秆粉末，加入77．00g15%硫酸，搅拌5min使粉末原料和酸液混合均匀，升温到100℃、剧烈搅拌下使其酸解反应90min；再加入10．08g氢氧化钾和2．25g质量浓度28%的氨水，搅拌5min使其混合均匀，在100℃下继续搅拌碱解反应90min，其间连接尾气吸收装置以吸收放出的氨气；然后将物料冷却到50℃后倒入烧杯中，再搅拌冷却至室温，过滤，每次用10g水洗涤3次得到固体产品。
按照α-纤维素分析方法测得的结果为：α-纤维素含量48．84％。
实施例3：
将小麦秸秆分捡以除去杂质，粉碎后得到150目的秸秆粉末原料；向三口烧瓶中加入5．00g秸秆粉末，加入77．00g15%硫酸，搅拌5min使粉末原料和酸液混合均匀，升温到100℃、剧烈搅拌下使其酸解反应90min；再加入9．56g氢氧化钾和2．25g质量浓度28%的氨水，搅拌5min使其混合均匀，在100℃下继续搅拌碱解反应90min，其间连接尾气吸收装置以吸收放出的氨气；然后将物料冷却到50℃后倒入烧杯中，再搅拌冷却至室温，过滤，每次用10g水洗涤3次得到固体产品。
按照α-纤维素分析方法测得的结果为：α-纤维素含量38．37％。
Claims (5)
1.一种利用小麦秸秆制备植物纤维的方法，其特征在于，包括机械粉碎、酸解、碱解和固液分离四个处理步骤：
1﹚机械粉碎
将小麦秸秆分捡，除去杂质，粉碎得到秸秆粉末原料；
2﹚酸解反应
向三口烧瓶中加入秸秆粉末，再加入质量浓度15%的硫酸，搅拌5min使粉末原料和酸液混合均匀，升温到100℃、剧烈搅拌下使其酸解反应90min，得到酸处理物料；
3﹚碱解反应
向酸处理物料中加入氢氧化钾和质量浓度28%的氨水，搅拌5min使其混合均匀，在100℃下继续搅拌碱解反应90min，其间连接尾气吸收装置以吸收放出的氨气，得到碱处理物料；
4﹚固液分离
将碱处理物料冷却后倒入烧杯中，再搅拌冷却至室温，过滤后用水洗涤3次得到固体产品。
2.根据权利要求1所述的利用小麦秸秆制备植物纤维的方法，其特征在于所述机械粉碎中秸秆粉碎到80～150目。
3.根据权利要求1所述的利用小麦秸秆制备植物纤维的方法，其特征在于所述酸解反应中秸秆粉末与质量浓度15%硫酸的质量比为1：15.40；所述剧烈搅拌的转速为1500转/分。
4.根据权利要求1所述的利用小麦秸秆制备植物纤维的方法，其特征在于所述碱解反应中秸秆粉末与氢氧化钾的质量比为1：1．83～2.02、秸秆粉末与质量浓度28%的氨水的质量比为1：0.45；剧烈搅拌为转速1500转/分。
5.根据权利要求1所述的利用小麦秸秆制备植物纤维的方法，其特征在于所述固液分离水洗涤中秸秆粉末与洗涤水的质量比为1：2.00。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310679879.2A CN103669065B (zh) | 2013-12-15 | 2013-12-15 | 一种利用小麦秸秆制备植物纤维的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310679879.2A CN103669065B (zh) | 2013-12-15 | 2013-12-15 | 一种利用小麦秸秆制备植物纤维的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103669065A CN103669065A (zh) | 2014-03-26 |
| CN103669065B true CN103669065B (zh) | 2016-02-03 |
Family
ID=50307787
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310679879.2A Expired - Fee Related CN103669065B (zh) | 2013-12-15 | 2013-12-15 | 一种利用小麦秸秆制备植物纤维的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103669065B (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104892172A (zh) * | 2015-06-02 | 2015-09-09 | 贵州汇民力生物科技有限公司 | 一种添加有贝壳粉的有机肥生产工艺 |
| CN104886606A (zh) * | 2015-06-18 | 2015-09-09 | 成都衔石科技有限公司 | 利用秸秆制备纤维素食材的酸水解生产工艺 |
| CN107522580A (zh) * | 2017-10-19 | 2017-12-29 | 荆楚理工学院 | 一种水稻秸秆有机肥及其生产方法 |
| CN114012851B (zh) * | 2021-11-15 | 2024-04-26 | 中冶生态环保集团有限公司 | 一种预处理植物粉末、植物秸秆预处理方法和植物秸秆预处理系统 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101230546A (zh) * | 2008-02-28 | 2008-07-30 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种木质纤维素的联合预处理方法及其系统 |
| CN103045697A (zh) * | 2011-10-11 | 2013-04-17 | 济南圣泉集团股份有限公司 | 一种木质纤维素生物质的综合利用方法 |
-
2013
- 2013-12-15 CN CN201310679879.2A patent/CN103669065B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101230546A (zh) * | 2008-02-28 | 2008-07-30 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种木质纤维素的联合预处理方法及其系统 |
| CN103045697A (zh) * | 2011-10-11 | 2013-04-17 | 济南圣泉集团股份有限公司 | 一种木质纤维素生物质的综合利用方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 秸秆资源预处理研究进展;常娟 等;《中国农学通报》;20121231;第28卷(第11期);第1-8页 * |
| 稻麦草氨法制浆工艺研究;黄国林 等;《华东理工大学学报》;20021031;第28卷(第5期);第487-491页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103669065A (zh) | 2014-03-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102153528B (zh) | 一种秸秆制备糠醛、聚醚多元醇、酚醛树脂、纳米二氧化硅的方法 | |
| WO2020048176A1 (zh) | 一种以非木纤维为原料制备黄腐酸和高强瓦楞纸浆的酸性亚铵法生产工艺 | |
| CN101787381A (zh) | 采用离子液体处理纤维素生物质制可发酵还原糖的方法 | |
| CN105177083A (zh) | 一种提高木质纤维素生物质酶解效率的方法 | |
| CN103669065B (zh) | 一种利用小麦秸秆制备植物纤维的方法 | |
| WO2022052775A1 (zh) | 一种秸秆联产黄腐酸的无胶无醛纤维板生产工艺 | |
| CN103243139A (zh) | 一种高效降解木质纤维素原料的方法 | |
| CN104387478B (zh) | 一种油用牡丹茎纳米纤维素的制备方法 | |
| CN102730681A (zh) | 一种高吸附性活性炭的制备方法 | |
| CN110684204A (zh) | 一种有机酸分离木质纤维及同源制备糠醛的方法 | |
| CN112028051A (zh) | 利用园林废弃物生产生物炭的方法 | |
| CN104843700A (zh) | 以泥炭复配玉米秸秆为原料制备的粉末活性炭及制备方法 | |
| CN103031762B (zh) | 一种在可降解型离子液体溶剂中制备富含纤维素材料的方法 | |
| CN111021123B (zh) | 一种利用毛竹提取竹纤维素的方法 | |
| CN103146781B (zh) | 一种棉杆水解液及其制备方法 | |
| CN108330569A (zh) | 一种木质素基活性碳纤维前驱体及其制备方法与应用 | |
| CN102586493A (zh) | 一种超临界二氧化碳与超声耦合预处理促进生物质水解制取还原糖的方法 | |
| CN105316375A (zh) | 利用质子/非质子型复合离子液体预处理生物质的方法 | |
| Zhang et al. | Comparative study on the mild pretreatment processes for enzymatic hydrolysis of wheat straw with high-solid loading | |
| CN110746221A (zh) | 一种基于木质素的缓释氮肥颗粒及制备方法 | |
| CN105506027A (zh) | 低温稀酸与瞬间汽爆联用预处理生物质制备糖化液的方法 | |
| CN102382909A (zh) | 办公废纸酸水解糖化的方法 | |
| CN118745678A (zh) | 一种基于生物酶优化生物质浆料质量的方法及其制备系统 | |
| CN105214621A (zh) | 一种新型秸秆纤维素吸附剂的制备方法 | |
| CN105131128A (zh) | 一种用有机溶剂催化废弃生物质高效制备醋酸纤维素的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160203 Termination date: 20171215 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |