CN107629169A - 电离辐射处理秸秆纤维素的生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开的是电离辐射处理秸秆纤维素的生产工艺。本发明包括以下步骤：(1)将秸秆磨成粉状颗粒，颗粒大小为0.005‑0.3mm；(2)称取粉状颗粒加入到反应容器中，用质量浓度85‑95％乙醇溶液浸泡1‑2h后过滤，再加入质量浓度为10‑15％的柠檬酸，搅拌1‑5min后用γ射线进行辐射，辐射剂量为60‑90mrad；(3)辐照后旋干得到固体物质，然后用质量浓度85‑95％的乙醇溶液反复洗涤，干燥得到粉状预处理颗粒；将粉状预处理颗粒加入到具有乙烯基单体的氧化还原体系中，将乙烯基单体接枝到粉状预处理颗粒上即得改性纤维素。本发明具有操作简单，成本低廉，可作为中药辅料使用等优点。

Description

电离辐射处理秸秆纤维素的生产工艺

技术领域

本发明涉及一种秸秆粉末的处理工艺，具体涉及的是电离辐射处理秸秆纤维素的生产工艺。

背景技术

中国农民对作物秸秆的利用有优久的历史，只是由于从前农业生产水平低、产量低，秸秆数量少，秸秆除少量用于垫圈、喂养牲畜，部分用于堆沤肥外，大部分都作燃料烧掉了，秸秆燃烧后所生成的气体对大气有极大地危害。随着农业生产的发展，中国自20世纪80年代以来，粮食产量大幅提高，秸秆数量也多，因而大气环境也收到极大的影响。

秸秆是成熟农作物茎叶(穗)部分的总称。通常指小麦、水稻、玉米、薯类、油菜、棉花、甘蔗和其它农作物(通常为粗粮)在收获籽实后的剩余部分。农作物光合作用的产物有一半以上存在于秸秆中，秸秆富含氮、磷、钾、钙、镁和有机质等，是一种具有多用途的可再生的生物资源，秸秆也是一种粗饲料，其特点是粗纤维含量高(30％-40％)，并含有木质素等。

纤维在保持消化系统健康上扮演着重要的角色，同时摄取足够的纤维也可以预防心血管疾病、癌症、糖尿病以及其它疾病。纤维可以清洁消化壁和增强消化功能，纤维同时可稀释和加速食物中的致癌物质和有毒物质的移除，保护脆弱的消化道和预防结肠癌。纤维可减缓消化速度和最快速排泄胆固醇，所以可让血液中的血糖和胆固醇控制在最理想的水平。

在常规的丸剂类的中药饮片制作过程中，添加的辅料都是淀粉等物质，由于淀粉等物质会在人体内被分解后吸收，因而常常会影响中药饮片内本身药效的吸收，而，现有完全改性纤维的粘度较高，且改性纤维内也有部分物质被人体分解吸收，在采用完全改性纤维作为中药饮片的辅料时，通常也会影响中药材本身的药效，不能满足需求。而不被改性的纤维素，其虽然不会被人体吸收，但是由于其粘度较低，因而，不能作为中药饮片的辅料使用。

发明内容

本发明的目的在于解决现有纤维素无法作为中药辅料应用的问题，提供一种解决上述问题的电离辐射处理秸秆纤维素的生产工艺。

为解决上述缺点，本发明的技术方案如下：

电离辐射处理秸秆纤维素的生产工艺，包括以下步骤：

(1)将秸秆磨成粉状颗粒，颗粒大小为0.005-0.3mm；

(2)称取粉状颗粒加入到反应容器中，用质量浓度85-95％乙醇溶液浸泡1-2h后过滤，再加入质量浓度为10-15％的柠檬酸，搅拌1-5min后用γ射线进行辐射，辐射剂量为60-90mrad；

(3)辐照后旋干得到固体物质，然后用质量浓度85-95％的乙醇溶液反复洗涤，干燥得到粉状预处理颗粒；将粉状预处理颗粒加入到具有乙烯基单体的氧化还原体系中，将乙烯基单体接枝到粉状预处理颗粒上即得改性纤维素。

本发明中乙醇溶液浸泡可有效除去原料中纤维素以外的大部分杂质，有效提高接枝效果。通过该辐射剂量与柠檬酸的共同作用，有效避免电子辐射剂量在100mrad时只引起纤维素聚合度的下降，秸秆接枝率仅仅只能提高10％的问题。本发明在低于100mrad的辐照剂量下，有效使纤维素解聚、相对分子质量的分布特性改变；同时使纤维素的结构松散，并影响到纤维素的晶体结构，从而使纤维素的活性增加、提高可及度。

同时，通过该辐照剂量以及0.005-0.3mm粉状颗粒大小的设置，有效避免的过度分散以及表面处理不完全的问题，进而有效提高改性后成品的粘度，满足中药辅料的粘度要求，并且还能有效避免完全改性，避免作为辅料时影响药效的吸收，效果更加显著。

因本发明中的纤维素经过改性后的用途还可以是食材，本发明通过接枝改性后提高粉状颗粒表面的粘度，还能有效改善纤维素本身粗糙的口感，使其能满足味觉上的需求。

本发明方法中的化学用品仅仅只有用于辅助辐射用的柠檬钠，以及用于接枝改性的乙烯基单体，通过氧化还原体系作用将乙烯基单体结合到纤维素上，进而改善口感。且反应的溶剂以及清洗的溶剂均采用的是乙醇溶液，进而有效保证整个反应过程中产生的附加产物均可食用，进而提高了成品的食用安全性。

同时，本发明制成的成品可以有效代替淀粉食材，如面粉、糯米粉、红薯粉、土豆粉等，有效增加食品来源，减少秸秆燃烧带来的环境污染；并且利用本发明的方法制成的成品代替淀粉食材时其效果更好。通过本发明制成的成品食材有效满足三高人群和肥胖人群作为主材食用。

进一步，所述步骤(1)中粉状颗粒的大小为0.1-0.15mm。在该粒度下不仅仅能有效保证辐射分散的一致性，提高成品品质；而且该粒度下能最大化的便于控制好分散程度，进而保证改性后成品的口感，无论该成品是用作包子馒头的原材料，还是添加到面条、汤圆、年糕等传统食品中，使其口感的效果均能达到最佳。

优选地，所述步骤(2)中γ射线的辐射剂量为65-80mrad。

优选地，所述步骤(3)中氧化还原体系中的引发剂为过硫酸铵-亚硫酸氢钠。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

1、本发明通过该辐射剂量与柠檬酸的共同作用，有效避免电子辐射剂量在100mrad时只引起纤维素聚合度的下降，秸秆接枝率仅仅只能提高10％的问题；本发明在低于100mrad的辐照剂量下，有效使纤维素解聚、相对分子质量的分布特性改变；同时使纤维素的结构松散，并影响到纤维素的晶体结构，从而使纤维素的活性增加、提高可及度；

2、本发明中通过该辐照剂量以及0.005-0.3mm粉状颗粒大小的设置，有效避免的过度分散以及表面处理不完全的问题，进而有效提高改性后成品的质量，能有效作为中药辅料使用；

3、本发明制成的成品还可以有效代替淀粉食材，如面粉、糯米粉、红薯粉、土豆粉等，有效增加食品来源，减少秸秆燃烧带来的环境污染；并且利用本发明的方法制成的成品代替淀粉食材时其效果更好。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

电离辐射处理秸秆纤维素的生产工艺，包括以下步骤：

(1)将秸秆磨成粉状颗粒，颗粒大小为0.2-0.3mm；

(2)称取粉状颗粒加入到反应容器中，用质量浓度95％乙醇溶液浸泡2h后过滤，再加入质量浓度为15％的柠檬酸，搅拌5min后用γ射线进行辐射，辐射剂量为80mrad；

(3)辐照后旋干得到固体物质，然后用质量浓度95％的乙醇溶液反复洗涤，干燥得到粉状预处理颗粒；将粉状预处理颗粒加入到具有乙烯基单体的过硫酸铵-亚硫酸氢钠氧化还原体系中，将乙烯基单体接枝到粉状预处理颗粒上即得改性纤维素。

本发明生成的成品仅仅在一定程度上进行表面处理，仍然保留了较多纤维素分子聚合的纤维素颗粒，其在水中分散为悬浊液，粘度相对市面上完全分散改性的纤维素而言较低，非常适合替代淀粉作为中药辅料。

实施例2

本实施例与实施例1的区别仅仅在于，各步骤的工艺参数不同，具体设置如下：

所述步骤(1)中颗粒大小为0.1-0.15mm；

所述步骤(2)中乙醇溶液质量浓度90％，浸泡时间为1h，柠檬酸的质量浓度为15％，搅拌5min后用γ射线进行辐射，辐射剂量为65mrad；

所述步骤(3)中乙醇溶液的质量浓度为90％。

实施例3

本实施例与实施例1的区别仅仅在于，各步骤的工艺参数不同，具体设置如下：

所述步骤(1)中颗粒大小为0.005-0.08mm；

所述步骤(2)中乙醇溶液质量浓度85％，浸泡时间为0.5h，柠檬酸的质量浓度为10％，搅拌2min后用γ射线进行辐射，辐射剂量为70mrad；

所述步骤(3)中乙醇溶液的质量浓度为85％。

上述实施例仅为本发明的优选实施例，并非对本发明保护范围的限制，但凡采用本发明的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化，均应属于本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.电离辐射处理秸秆纤维素的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将秸秆磨成粉状颗粒，颗粒大小为0.005-0.3mm；

(2)称取粉状颗粒加入到反应容器中，用质量浓度85-95％乙醇溶液浸泡1-2h后过滤，再加入质量浓度为10-15％的柠檬酸，搅拌1-5min后用γ射线进行辐射，辐射剂量为60-90mrad；

(3)辐照后旋干得到固体物质，然后用质量浓度85-95％的乙醇溶液反复洗涤，干燥得到粉状预处理颗粒；将粉状预处理颗粒加入到具有乙烯基单体的氧化还原体系中，将乙烯基单体接枝到粉状预处理颗粒上即得改性纤维素。

2.根据权利要求1所述的一种电离辐射处理秸秆纤维素的生产工艺，其特征在于，所述步骤(1)中粉状颗粒的大小为0.1-0.15mm。

3.根据权利要求2所述的一种电离辐射处理秸秆纤维素的生产工艺，其特征在于，所述步骤(2)中γ射线的辐射剂量为65-80mrad。

4.根据权利要求2所述的一种电离辐射处理秸秆纤维素的生产工艺，其特征在于，所述步骤(3)中氧化还原体系中的引发剂为过硫酸铵-亚硫酸氢钠。