CN107513875A - 一种弱碱法提取稻麦秸秆纤维的工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种弱碱法提取稻麦秸秆纤维的工艺，依次包括秸秆的机械破碎、浸润、揉搓、热磨、漂洗和分液，所述机械破碎和浸润过程之间还设有预揉搓和除渣的过程；浸润液包括如下质量份数的组分：强碱弱酸盐75～90份、生物酶3～5份、渗透剂1～4份、催化剂2～5份、软化剂2～5份、稳定剂1～4份和水300～550份。本发明提供了一种用水量少、耗能低、纤维提取率高的工艺，而且稻麦秸秆中的其它物质可析出利用，无废水排放，以解决用水量大、耗能高、纤维得率低、其它有效物质无法利用、废水排放量大等问题。

Description

一种弱碱法提取稻麦秸秆纤维的工艺
技术领域
本发明属于秸秆中纤维提取工艺技术领域，尤其是涉及一种弱碱法提取稻麦秸秆纤维的工艺。
背景技术
目前国内稻麦秸秆纤维提取主要有烧碱法、硫酸盐法、氨碱法等化学法辅之以机械法。这些传统方法的缺点是用水量大、耗能高、纤维得率低，秸秆中除纤维外的其它物质如木质素、果胶等无法再利用，需要大量排放污水等。而且纤维的提取率较低，使用的试剂危险性较大，不利于工作人员的操作安全。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种弱碱法提取稻麦秸秆纤维的工艺，提供了一种用水量少、耗能低、纤维提取率高的工艺，而且稻麦秸秆中的其它物质可析出利用，无废水排放，以解决用水量大、耗能高、纤维得率低、其它有效物质无法利用、废水排放量大等问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种弱碱法提取稻麦秸秆纤维的工艺，依次包括秸秆的机械破碎、浸润、揉搓、热磨、漂洗和分液；
1)秸秆首先经过机械破碎之后，进行预揉搓和除渣，然后将破碎和揉搓之后的秸秆进行浸润4～6小时；
2)在浸润的过程中加入弱碱性的浸润液，浸润液浸泡之后；
3)再次进行揉搓过程，在揉搓过程中不断的往揉搓机中加入弱碱性的浸润液；
4)经过揉搓之后的秸秆进入热磨机中进行热磨，秸秆在热磨机中的时候加入弱碱性的浸润液，秸秆经过上述过程纤维已经提取出来；
5)然后再经过漂洗过程，将纤维与溶解在浸润液中的木质素、果胶分离，得到纤维；漂洗后的排出液经过静置分液，获得的上层澄清液循环回浸润液配制箱中，浓液部分用于生产下一级产品的助剂。
进一步的，所述机械破碎和浸润过程之间还设有预揉搓和除渣的过程。
进一步的，所述浸润液的质量浓度为18～30％。
进一步的，所述秸秆的质量与浸润液的质量比为4～5:1。
进一步的，所述漂洗过程设置有第一次漂洗和第二次漂洗。
本发明还提供了一种浸润液，包括如下质量份数的组分：强碱弱酸盐75～90份、生物酶3～5份、渗透剂1～4份、催化剂2～5份、软化剂2～5份、稳定剂1～4份和水300～550份。
进一步的，所述强碱弱酸盐为碳酸钠或碳酸氢钠中的任意一种。
进一步的，所述生物酶为碱性木聚糖酶，渗透剂为脂肪醇类表面渗透剂，催化剂为活性炭催化剂，软化剂为氧化聚乙烯蜡，稳定剂为环氧大豆油。
进一步的，所述包括如下质量份数的组分：碳酸氢钠或碳酸氢钠80～87份、碱性木聚糖酶4～5份、脂肪醇类表面渗透剂3份、活性炭催化剂3～5份、氧化聚乙烯蜡3～5份、环氧大豆油2～4份和水300～550份。
碱性木聚糖酶：碱性木聚糖酶是在碱性条件下具有较高酶活的木聚糖酶。
脂肪醇类表面渗透剂：渗透剂(JFC)的全称是脂肪醇聚氧乙烯醚，属非离子表面活性剂。渗透剂顾名思义是起渗透作用，也是具有固定的亲水亲油基团，在溶液的表面能定向排列，并能使表面张力显著下降的物质。
活性炭催化剂：活性炭催化剂广泛应用于高纯度气体、液体、石化行业中作为催化剂载体。也可以用于石化行业脱硫、脱臭等应用。活性炭用于油脂、饮料、食品、饮用水的脱色、脱味，气体分离、溶剂回收和空气调节，用作催化剂载体和防毒面具的吸附剂。催化剂活性炭孔隙发达，比表面积大，尤以微中孔容积大而独具优点。
氧化聚乙烯蜡：主要应用于在增塑的PVC挤出和压延中；具有良好的羟基官能团，可被良好的乳化，适合水性和油性的产品，生产高性能涂料，防沉蜡浆，蜡乳液等；是纺织品滑爽剂(牛仔布等秸秆)、印花色浆；用于地板抛光蜡、上光油等产品；水果保鲜涂料；在PVC制品生产中作润滑剂使用。
环氧大豆油：环氧大豆油是用大豆油经过氧化处理后制得的一种化工产品，常温下为浅黄色粘稠油状液体，是一种使用广泛的聚氯乙烯无毒增塑剂兼稳定剂：与PVC树脂相容性好，挥发性低、迁移性小。具有优良的热稳定性和光稳定性，耐水性和耐油性亦佳，可赋予制品良好的机械强度、耐候性及电性能，且无毒性，是国际认可的用于食品包装秸秆的化学工艺助剂。
相对于现有技术，本发明所述的弱碱法提取稻麦秸秆纤维的工艺具有以下优势：
1)使用弱碱性浸润液浸泡秸秆，达到软化秸秆、离解植物纤维、木质素、果胶等物质的作用，再配合揉搓机、热磨机等机械装置，使秸秆中的纤维素、木质素、果胶等生物质完全离解、析出；
2)弱碱性浸润液更加环保，而且提高了纤维的提取率；
3)漂白之后的滤出液，经过静置分液后，上层清液又循环回浸润液配制箱中，而所得浓液用于生产下一级产品的助剂，整个过程无废水和废弃物的排出，节能环保。
附图说明
图1为弱碱法提取稻麦秸秆纤维的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合实施例1～4及附图1来详细说明本发明。
实施例1
配制浸润液：
将80份碳酸氢钠溶解在400份水中形成溶液，然后向溶液中依次加入5份碱性木聚糖酶、3份脂肪醇类表面渗透剂、3份活性炭催化剂、3份氧化聚乙烯蜡、3份环氧大豆油，搅拌均匀。
将稻麦秸秆首先进行破碎，截成一小段一小段的秸秆段，然后进行与揉搓和除渣，对稻麦秸秆做初步的预处理，以及将碎渣等杂物去除。
然后将秸秆段放入浸润池中，向浸润池中按照秸秆质量：浸润液质量＝4:0.5的比例加入弱碱性的浸润液，浸润5小时。浸润之后的秸秆段放入揉搓机中进行揉搓，在揉搓的过程中，不断的加入浸润液，浸润液的质量为第一次加入浸润液质量的二分之一，经过揉搓过程之后将浸润之后的秸秆段进行软化，经过揉搓之后的秸秆段再进入热磨机中进行热磨，纤维与木质素、果胶等分离，在热磨阶段加入浸润液质量的质量为第一次加入浸润液质量的二分之一。
然后进行漂洗，漂洗共进行两次，第一次漂洗和第二次漂洗，漂洗之后即获得清洁的纤维，两次漂洗之后的漂洗液进行汇集，静置分液，获得的上层澄清液循环回浸润液配制箱中，下层的浓液成为了生产下一级产品的助剂，纤维的提取率为99％。
实施例2
配制浸润液：
将84份碳酸钠溶解在450份水中形成溶液，然后向溶液中依次加入4份碱性木聚糖酶、3份脂肪醇类表面渗透剂、3份活性炭催化剂、3份氧化聚乙烯蜡、4份环氧大豆油，搅拌均匀。
将稻麦秸秆首先进行破碎，截成一小段一小段的秸秆段，然后进行与揉搓和除渣，对稻麦秸秆做初步的预处理，以及将碎渣等杂物去除。
然后将秸秆段放入浸润池中，向浸润池中按照秸秆质量：浸润液质量＝4.5:0.5的比例加入弱碱性的浸润液，浸润4小时。浸润之后的秸秆段放入揉搓机中进行揉搓，在揉搓的过程中，不断的加入浸润液，浸润液的质量为第一次加入浸润液质量的二分之一，经过揉搓过程之后将浸润之后的秸秆段进行软化，经过揉搓之后的秸秆段再进入热磨机中进行热磨，纤维与木质素、果胶等分离，在热磨阶段加入浸润液质量的质量为第一次加入浸润液质量的二分之一。
然后进行漂洗，漂洗共进行两次，第一次漂洗和第二次漂洗，漂洗之后即获得清洁的纤维，两次漂洗之后的漂洗液进行汇集，静置分液，获得的上层澄清液循环回浸润液配制箱中，下层的浓液成为了生产下一级产品的助剂，纤维的提取率为99.6％。
实施例3
配制浸润液：
将85份碳酸氢钠溶解在450份水中形成溶液，然后向溶液中依次加入5份碱性木聚糖酶、3份脂肪醇类表面渗透剂、4份活性炭催化剂、4份氧化聚乙烯蜡、2份环氧大豆油，搅拌均匀。
将稻麦秸秆首先进行破碎，截成一小段一小段的秸秆段，然后进行与揉搓和除渣，对稻麦秸秆做初步的预处理，以及将碎渣等杂物去除。
然后将秸秆段放入浸润池中，向浸润池中按照秸秆质量：浸润液质量＝4:0.5的比例加入弱碱性的浸润液，浸润5小时。浸润之后的秸秆段放入揉搓机中进行揉搓，在揉搓的过程中，不断的加入浸润液，浸润液的质量为第一次加入浸润液质量的二分之一，经过揉搓过程之后将浸润之后的秸秆段进行软化，经过揉搓之后的秸秆段再进入热磨机中进行热磨，纤维与木质素、果胶等分离，在热磨阶段加入浸润液质量的质量为第一次加入浸润液质量的二分之一。
然后进行漂洗，漂洗共进行两次，第一次漂洗和第二次漂洗，漂洗之后即获得清洁的纤维，两次漂洗之后的漂洗液进行汇集，静置分液，获得的上层澄清液循环回浸润液配制箱中，下层的浓液成为了生产下一级产品的助剂，纤维的提取率为99.1％。
实施例4
配制浸润液：
将87份碳酸氢钠溶解在500份水中形成溶液，然后向溶液中依次加入5份碱性木聚糖酶、3份脂肪醇类表面渗透剂、5份活性炭催化剂、5份氧化聚乙烯蜡、4份环氧大豆油，搅拌均匀。
将稻麦秸秆首先进行破碎，截成一小段一小段的秸秆段，然后进行与揉搓和除渣，对稻麦秸秆做初步的预处理，以及将碎渣等杂物去除。
然后将秸秆段放入浸润池中，向浸润池中按照秸秆质量：浸润液质量＝5:0.5的比例加入弱碱性的浸润液，浸润6小时。浸润之后的秸秆段放入揉搓机中进行揉搓，在揉搓的过程中，不断的加入浸润液，浸润液的质量为第一次加入浸润液质量的二分之一，经过揉搓过程之后将浸润之后的秸秆段进行软化，经过揉搓之后的秸秆段再进入热磨机中进行热磨，纤维与木质素、果胶等分离，在热磨阶段加入浸润液质量的质量为第一次加入浸润液质量的二分之一。
然后进行漂洗，漂洗共进行两次，第一次漂洗和第二次漂洗，漂洗之后即获得清洁的纤维，两次漂洗之后的漂洗液进行汇集，静置分液，获得的上层澄清液循环回浸润液配制箱中，下层的浓液成为了生产下一级产品的助剂，纤维的提取率为99.2％。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种弱碱法提取稻麦秸秆纤维的工艺，其特征在于：依次包括秸秆的机械破碎、浸润、揉搓、热磨、漂洗和分液；
1)秸秆首先经过机械破碎之后，进行预揉搓和除渣，然后将破碎和揉搓之后的秸秆进行浸润4～6小时；
2)在浸润的过程中加入弱碱性的浸润液，浸润液浸泡之后；
3)再次进行揉搓过程，在揉搓过程中不断的往揉搓机中加入弱碱性的浸润液；
4)经过揉搓之后的秸秆进入热磨机中进行热磨，秸秆在热磨机中的时候加入弱碱性的浸润液，秸秆经过上述过程纤维已经提取出来；
5)然后再经过漂洗过程，将纤维与溶解在浸润液中的木质素、果胶分离，得到纤维；漂洗后的排出液经过静置分液，获得的上层澄清液循环回浸润液配制箱中，浓液部分用于生产下一级产品的助剂。
2.根据权利要求1所述的弱碱法提取稻麦秸秆纤维的工艺，其特征在于：所述机械破碎和浸润过程之间还设有预揉搓和除渣的过程。
3.根据权利要求2所述的弱碱法提取稻麦秸秆纤维的工艺，其特征在于：所述浸润液的质量浓度为18～30％。
4.根据权利要求3所述的弱碱法提取稻麦秸秆纤维的工艺，其特征在于：秸秆的质量与浸润液的质量比为4～5:1。
5.根据权利要求3所述的弱碱法提取稻麦秸秆纤维的工艺，其特征在于：漂洗过程设置有第一次漂洗和第二次漂洗。
6.根据权利要求3所述的弱碱法提取稻麦秸秆纤维的工艺，其特征在于：浸润液包括如下质量份数的组分：强碱弱酸盐75～90份、生物酶3～5份、渗透剂1～4份、催化剂2～5份、软化剂2～5份、稳定剂1～4份和水300～550份。
7.根据权利要求6所述的弱碱法提取稻麦秸秆纤维的工艺，其特征在于：强碱弱酸盐为碳酸钠或碳酸氢钠中的任意一种。
8.根据权利要求7所述的弱碱法提取稻麦秸秆纤维的工艺，其特征在于：生物酶为碱性木聚糖酶，渗透剂为脂肪醇类表面渗透剂，催化剂为活性炭催化剂，软化剂为氧化聚乙烯蜡，稳定剂为环氧大豆油。
9.根据权利要求7所述的弱碱法提取稻麦秸秆纤维的工艺，其特征在于：包括如下质量份数的组分：碳酸氢钠或碳酸氢钠80～87份、碱性木聚糖酶4～5份、脂肪醇类表面渗透剂3份、活性炭催化剂3～5份、氧化聚乙烯蜡3～5份、环氧大豆油2～4份和水300～550份。
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