CN109295786A - 一种去除稻壳杂质的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种去除稻壳杂质的方法，包括以下步骤：步骤一：一次干洗除尘；步骤二：二次水洗除尘；步骤三：一次烘干；步骤四：粉碎；步骤五：一次低温碱液处理；步骤六：二次高温碱液处理；步骤七：三次低温碱液处理；步骤八：添加剂处理；步骤九：固液分离；步骤十：酸液处理；步骤十一：固液分离；步骤十二：二次烘干储存。经本发明方法处理后的稻壳，干燥、清洁、木质素含量少，为稻壳纤维的后期加工使用提供了有利条件经为稻壳纤维的后期加工使用提供了有利条件。

Description

一种去除稻壳杂质的方法
技术领域
本发明涉及天然植物纤维预处理技术领域，具体涉及一种去除稻壳杂质的方法。
背景技术
稻壳为代表的植物纤维是自然界一种数量庞大的天然可再生能源，一直以来，它的有效利用都是一个让人值得深入研究探讨的问题。稻壳纤维含有纤维素、半纤维素、木质素、果胶质、树胶质和一些非纤维素糖，稻壳的内、外表面被致密二氧化硅膜和一些蜡状物质覆盖，纤维质结构主要分布在稻壳内部。稻壳表面的二氧化硅无法与胶黏剂形成化学键，要想获得好的接合界面，需将稻壳表面的二氧化硅去除，让稻壳内部纤维中的羟基与胶黏剂反应，形成氢键，以获得稳定接合界面。
另外，从浸润理论的角度看，根据热力学分析，为使纤维和树脂之间有较好的浸润，纤维的表面张力必须大于树脂的表面张力。但稻壳的表面硅质层为非极性、疏水性物质，其表面张力弱于树脂表面。因此，稻壳不易被水溶性胶黏剂润湿，进而影响到稻壳与树脂基接合界面的形成。而从摩擦理论的角度来看，稻壳表面硅质层致密、光滑，不与一般胶黏剂反应且不易与树脂基形成大的摩擦力，因此，较难形成牢固界面层。不管从以上哪个理论角度来看，未经过表面改性的稻壳直接用于稻壳纤维产品的制作，很难获得优质的稻壳纤维产品。而稻壳纤维产品在人造板领域具有很大的发展潜力，为获得高性能的稻壳纤维产品，稻壳的表面改性是一条必由之路。
发明内容
为解决上述问题，本发明公开了一种去除稻壳杂质的方法，其目的在于克服上述不足，提供一种用高温碱处理、低温碱液处理、酸液处理、固液分离干燥等一系列工序组合除去稻壳杂质的方法，得到干燥、清洁、木质素含量减少的稻壳，为稻壳纤维的后期加工使用提供了有利条件。
为了达到以上目的，本发明提供如下技术方案：一种去除稻壳杂质的方法，包括以下步骤：步骤一：一次干洗除尘：将稻壳输送至抛散机中同时进行负压抽取，时间为10～20分钟，得到干洗后的稻壳物料；
步骤二：二次水洗除尘：将步骤一种得到的干洗后的稻壳物料将输送带输送至料仓中，期间利用每吨稻壳0.05～0.2吨水的水量喷洒冲洗1～2次，得到水洗后的稻壳物料；
步骤三：一次烘干：将步骤二中得到的输送至料仓内的稻壳物料进行烘干，烘干时间为30～50分钟，得到烘干物料；
步骤四：粉碎：将经过烘干后的稻壳物料输送至粉碎机中进行粉碎，粉碎成2～4毫米的稻壳颗粒，得到粉碎物料；
步骤五：一次低温碱液处理：向粉碎后的稻壳物料中注入羟甲基纤维素、氯化钠和碱性溶液混合溶液，缓和搅拌10～50分钟，碱性溶液中的有效成分的重量比为6％～20％，搅拌过程中的混合溶液的温度控制在20～30℃；
步骤六：二次高温碱液处理：将步骤五中的混合溶液进行加热，以10～15℃/小时的升温速率升至80～120℃，后保温10～30分钟，再静置降温至50℃，沉淀30分钟；
步骤七：三次低温碱液处理：向步骤七中的稻壳注入与步骤五相同浓度和质量的碱性溶液，混合搅拌40～80分钟；
步骤八：添加剂处理：向步骤七中的混合溶液中加入尿素；
步骤九：固液分离：将步骤八中添加剂处理后的混合溶液进行固液分离，得到稻壳；
步骤十：酸液处理：将酸性溶液注入步骤九中的稻壳，伴随清水搅拌清洗直至混合溶液的PH值为中性。
步骤十一：固液分离：固液分离步骤十的混合溶液得到稻壳；
步骤十二：二次烘干储存：将步骤十一的稻壳经过烘干处理后入料仓进行储存。
作为本发明的一种改进，所述步骤五中羟甲基纤维素、氯化钠和碱性溶液重量比为1:8～16:50。
作为本发明的一种改进，所述步骤七中搅拌过程中混合溶液的温度为20～25℃。
作为本发明的一种改进，所述步骤十中酸性溶液有效成分的摩尔数是步骤五中碱性溶液有效成分摩尔数的0.03～0.1。
作为本发明的一种改进，所述碱性溶液为氢氧化钠溶液、氢氧化锂溶液或氢氧化钾溶液的一种。
作为本发明的一种改进，所述酸性溶液为盐酸溶液、醋酸溶液或碳酸溶液的一种。
相对与现有技术，本发明具有如下优点：碱处理可去除木质纤维原料中一定量木质素；酸处理除了能够与残留的碱性溶液中和反应外，还能够水解木质纤维素原料中的半纤维素成为单糖；经过两次碱液处理、一次酸处理，两种方式联合使用，实现包埋纤维素成分、并将限制酶解的两大壁垒成分木质素和半纤维素一起剥离，经本发明方法处理后的稻壳，干燥、清洁、木质素含量少，为稻壳纤维的后期加工使用提供了有利条件经为稻壳纤维的后期加工使用提供了有利条件。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：现对本发明提供的一种去除稻壳杂质的方法进行说明，包括以下步骤：
步骤一：一次干洗除尘：将稻壳输送至抛散机中同时进行负压抽取，时间为10分钟，得到干洗后的稻壳物料；
步骤二：二次水洗除尘：将步骤一种得到的干洗后的稻壳物料将输送带输送至料仓中，期间利用每吨稻壳0.05吨水的水量喷洒冲洗1次，得到水洗后的稻壳物料；
步骤三：一次烘干：将步骤二中得到的输送至料仓内的稻壳物料进行烘干，烘干时间为30分钟，得到烘干物料；
步骤四：粉碎：将经过烘干后的稻壳物料输送至粉碎机中进行粉碎，粉碎成2毫米的稻壳颗粒，得到粉碎物料；
步骤五：一次低温碱液处理：向粉碎后的稻壳物料中注入羟甲基纤维素、氯化钠和碱性溶液混合溶液，缓和搅拌10分钟，碱性溶液中的有效成分的重量比为6％，搅拌过程中的混合溶液的温度控制在20℃；
步骤六：二次高温碱液处理：将步骤五中的混合溶液进行加热，以10℃/小时的升温速率升至80℃，后保温10分钟，再静置降温至50℃，沉淀30分钟；
步骤七：三次低温碱液处理：向步骤七中的稻壳注入与步骤五相同浓度和质量的碱性溶液，混合搅拌40分钟；
步骤八：添加剂处理：向步骤七中的混合溶液中加入尿素；
步骤九：固液分离：将步骤八中添加剂处理后的混合溶液进行固液分离，得到稻壳；
步骤十：酸液处理：将酸性溶液注入步骤九中的稻壳，伴随清水搅拌清洗直至混合溶液的PH值为中性。
步骤十一：固液分离：固液分离步骤十的混合溶液得到稻壳；
步骤十二：二次烘干储存：将步骤十一的稻壳经过烘干处理后入料仓进行储存。
作为本发明的一种改进，所述步骤五中羟甲基纤维素、氯化钠和碱性溶液重量比为1:8:50。
作为本发明的一种改进，所述步骤七中搅拌过程中混合溶液的温度为20℃。
作为本发明的一种改进，所述步骤十中酸性溶液有效成分的摩尔数是步骤五中碱性溶液有效成分摩尔数的0.03。
作为本发明的一种改进，所述碱性溶液为氢氧化钠溶液。
作为本发明的一种改进，所述酸性溶液为盐酸溶液。
实施例2：现对本发明提供的一种去除稻壳杂质的方法进行说明，包括以下步骤：
步骤一：一次干洗除尘：将稻壳输送至抛散机中同时进行负压抽取，时间为20分钟，得到干洗后的稻壳物料；
步骤二：二次水洗除尘：将步骤一种得到的干洗后的稻壳物料将输送带输送至料仓中，期间利用每吨稻壳0.2吨水的水量喷洒冲洗2次，得到水洗后的稻壳物料；
步骤三：一次烘干：将步骤二中得到的输送至料仓内的稻壳物料进行烘干，烘干时间为50分钟，得到烘干物料；
步骤四：粉碎：将经过烘干后的稻壳物料输送至粉碎机中进行粉碎，粉碎成4毫米的稻壳颗粒，得到粉碎物料；
步骤五：一次低温碱液处理：向粉碎后的稻壳物料中注入羟甲基纤维素、氯化钠和碱性溶液混合溶液，缓和搅拌50分钟，碱性溶液中的有效成分的重量比为20％，搅拌过程中的混合溶液的温度控制在30℃；
步骤六：二次高温碱液处理：将步骤五中的混合溶液进行加热，以15℃/小时的升温速率升至120℃，后保温30分钟，再静置降温至50℃，沉淀30分钟；
步骤七：三次低温碱液处理：向步骤七中的稻壳注入与步骤五相同浓度和质量的碱性溶液，混合搅拌80分钟；
步骤八：添加剂处理：向步骤七中的混合溶液中加入尿素；
步骤九：固液分离：将步骤八中添加剂处理后的混合溶液进行固液分离，得到稻壳；
步骤十：酸液处理：将酸性溶液注入步骤九中的稻壳，伴随清水搅拌清洗直至混合溶液的PH值为中性。
步骤十一：固液分离：固液分离步骤十的混合溶液得到稻壳；
步骤十二：二次烘干储存：将步骤十一的稻壳经过烘干处理后入料仓进行储存。
作为本发明的一种改进，所述步骤五中羟甲基纤维素、氯化钠和碱性溶液重量比为1:16:50。
作为本发明的一种改进，所述步骤七中搅拌过程中混合溶液的温度为25℃。
作为本发明的一种改进，所述步骤十中酸性溶液有效成分的摩尔数是步骤五中碱性溶液有效成分摩尔数的0.1。
作为本发明的一种改进，所述碱性溶液为氢氧化锂溶液。
作为本发明的一种改进，所述酸性溶液为碳酸溶液。
实施例3：现对本发明提供的一种去除稻壳杂质的方法进行说明，包括以下步骤：
步骤一：一次干洗除尘：将稻壳输送至抛散机中同时进行负压抽取，时间为15分钟，得到干洗后的稻壳物料；
步骤二：二次水洗除尘：将步骤一种得到的干洗后的稻壳物料将输送带输送至料仓中，期间利用每吨稻壳0.1吨水的水量喷洒冲洗1次，得到水洗后的稻壳物料；
步骤三：一次烘干：将步骤二中得到的输送至料仓内的稻壳物料进行烘干，烘干时间为40分钟，得到烘干物料；
步骤四：粉碎：将经过烘干后的稻壳物料输送至粉碎机中进行粉碎，粉碎成3毫米的稻壳颗粒，得到粉碎物料；
步骤五：一次低温碱液处理：向粉碎后的稻壳物料中注入羟甲基纤维素、氯化钠和碱性溶液混合溶液，缓和搅拌30分钟，碱性溶液中的有效成分的重量比为13％，搅拌过程中的混合溶液的温度控制在25℃；
步骤六：二次高温碱液处理：将步骤五中的混合溶液进行加热，以12℃/小时的升温速率升至100℃，后保温20分钟，再静置降温至50℃，沉淀30分钟；
步骤七：三次低温碱液处理：向步骤七中的稻壳注入与步骤五相同浓度和质量的碱性溶液，混合搅拌60分钟；
步骤八：添加剂处理：向步骤七中的混合溶液中加入尿素；
步骤九：固液分离：将步骤八中添加剂处理后的混合溶液进行固液分离，得到稻壳；
步骤十：酸液处理：将酸性溶液注入步骤九中的稻壳，伴随清水搅拌清洗直至混合溶液的PH值为中性。
步骤十一：固液分离：固液分离步骤十的混合溶液得到稻壳；
步骤十二：二次烘干储存：将步骤十一的稻壳经过烘干处理后入料仓进行储存。
作为本发明的一种改进，所述步骤五中羟甲基纤维素、氯化钠和碱性溶液重量比为1:12:50。
作为本发明的一种改进，所述步骤七中搅拌过程中混合溶液的温度为12℃。
作为本发明的一种改进，所述步骤十中酸性溶液有效成分的摩尔数是步骤五中碱性溶液有效成分摩尔数的0.06。
作为本发明的一种改进，所述碱性溶液为氢氧化钾溶液。
作为本发明的一种改进，所述酸性溶液为盐醋酸溶液。
本发明还可以将实施例2、3所述技术特征中的至少一个与实施例1组合形成新的实施方式。
本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种去除稻壳杂质的方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：一次干洗除尘：将稻壳输送至抛散机中同时进行负压抽取，时间为10～20分钟，得到干洗后的稻壳物料；
步骤二：二次水洗除尘：将步骤一种得到的干洗后的稻壳物料将输送带输送至料仓中，期间利用每吨稻壳0.05～0.2吨水的水量喷洒冲洗1～2次，得到水洗后的稻壳物料；
步骤三：一次烘干：将步骤二中得到的输送至料仓内的稻壳物料进行烘干，烘干时间为30～50分钟，得到烘干物料；
步骤四：粉碎：将经过烘干后的稻壳物料输送至粉碎机中进行粉碎，粉碎成2～4毫米的稻壳颗粒，得到粉碎物料；
步骤五：一次低温碱液处理：向粉碎后的稻壳物料中注入羟甲基纤维素、氯化钠和碱性溶液混合溶液，缓和搅拌10～50分钟，碱性溶液中的有效成分的重量比为6％～20％，搅拌过程中的混合溶液的温度控制在20～30℃；
步骤六：二次高温碱液处理：将步骤五中的混合溶液进行加热，以10～15℃/小时的升温速率升至80～120℃，后保温10～30分钟，再静置降温至50℃，沉淀30分钟；
步骤七：三次低温碱液处理：向步骤七中的稻壳注入与步骤五相同浓度和质量的碱性溶液，混合搅拌40～80分钟；
步骤八：添加剂处理：向步骤七中的混合溶液中加入尿素；
步骤九：固液分离：将步骤八中添加剂处理后的混合溶液进行固液分离，得到稻壳；
步骤十：酸液处理：将酸性溶液注入步骤九中的稻壳，伴随清水搅拌清洗直至混合溶液的PH值为中性。
步骤十一：固液分离：固液分离步骤十的混合溶液得到稻壳；
步骤十二：二次烘干储存：将步骤十一的稻壳经过烘干处理后入料仓进行储存。
2.根据权利要求1所述的一种去除稻壳杂质的方法，其特征在于：所述步骤五中羟甲基纤维素、氯化钠和碱性溶液重量比为1:8～16:50。
3.根据权利要求1所述的一种去除稻壳杂质的方法，其特征在于：所述步骤七中搅拌过程中混合溶液的温度为20～25℃。
4.根据权利要求1所述的一种去除稻壳杂质的方法，其特征在于：所述步骤十中酸性溶液有效成分的摩尔数是步骤五中碱性溶液有效成分摩尔数的0.03～0.1。
5.根据权利要求1所述的一种去除稻壳杂质的方法，其特征在于：所述碱性溶液为氢氧化钠溶液、氢氧化锂溶液或氢氧化钾溶液的一种。
6.根据权利要求1所述的一种去除稻壳杂质的方法，其特征在于：所述酸性溶液为盐酸溶液、醋酸溶液或碳酸溶液的一种。
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