[发明专利]一种利用组合沉淀剂分离蔗渣中综纤维素的方法

说明书

技术领域

 本发明属于生物质预处理领域，特别涉及一种利用组合沉淀剂分离蔗渣中综纤维素的方法。

背景技术

伴随一次性化石燃料资源的渐趋枯竭、能源及资源的日趋紧张, 如何高效综合利用可再生能源——生物质能源已成为世界各国普遍关注的话题。而作为生物质主要资源的农作物秸秆因资源丰富、便于生产和利用等特点备受关注。

蔗渣是一种重要的农林废弃物生物质，通常含有40-50%纤维素、20-25%的 半纤维素和18-24%的木质素。纤维素是自然界中分布最广、储量最大的生物质高分子，其结构由葡萄糖分子通过β-1,4-糖苷键连接而形成的葡聚糖。通常含数千个葡萄糖单位，是植物细胞壁的主要成分。每年植物可以通过光合作用产生1000亿吨的纤维素，同时由于无污染、生物相容性、易降解性、来源广泛等诸多优点，被视为是取之不尽，用之不竭的可再生资源。半纤维素是植物性材料的重要组成成分之一，占15-30%，是陆生植物细胞壁的一种主要组分。制取半纤维素有重要的意义,如其在生物制浆，生物漂白，转化半纤维素为单糖、酒精，处理造纸厂废水的环境污染等方面都具有广阔的应用前景。

利用离子液体提取纤维素/半纤维素时，沉淀剂是一个重要因素。对于那些对综纤维素（主要指纤维素和半纤维素）有很好溶解能力的离子液体来说，可以通过选择适宜的多种沉淀剂，从离子液体中分批次来分离所溶解的纤维素和半纤维素，以实现对生物质资源的高效利用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种利用组合沉淀剂分离蔗渣中综纤维素的方法，利用组合沉淀剂提取分别得到了纤维素及半纤维素产品，可实现纤维素和半纤维素的高效分批提取，不会造成资源过度浪费；所需设备简单，工艺简便，处理温度低，条件温和，且不会造成附加的环境危害，实现了蔗渣的高效利用。

本发明的技术方案：

一种利用组合沉淀剂分离蔗渣中综纤维素的方法，包括以下步骤:

1）将蔗渣粉碎成100目碎末；

2）将上述蔗渣碎末与1-烯丙基-3-甲基咪唑醋酸盐（AMIMOAc）混合均匀，然后于60-80℃下水浴机械搅拌反应5-6h，充分溶解后得到混合物；

3）在上述混合物中加入 1号沉淀剂， 静置直至沉淀完全，过滤后分别得到沉淀物和滤液，将沉淀物用蒸馏水洗涤2次，自然风干，得到纤维素；

4）在上述滤液中加入 2号沉淀剂， 静置直至沉淀完全，过滤后得到沉淀物，用无水乙醇洗涤2次，自然风干，得到半纤维素产品。

所述蔗渣碎末与1-烯丙基-3-甲基咪唑醋酸盐（AMIMOAc）的质量比为1:20-25。

所述1号沉淀剂为PH 8-10的NaOH溶液，混合物与1号沉淀剂的体积比为1: 0.5-3。

所述2号沉淀剂为体积比1:1-3的乙醇/水混合液，滤液与 2号沉淀剂的体积比为1: 0.5- 3。

本发明的优点和有益效果是：

1）本发明采用1-烯丙基-3-甲基咪唑醋酸盐（AMIMOAc）溶解蔗渣粉末，其溶解能力强且易于回收、不会挥发，可有效地溶解其中的综纤维素；

2）使用组合沉淀剂分别提取溶解在离子液体中的纤维素和半纤维素，可实现纤维素和半纤维素的高效分批提取，不会造成资源过度浪费； 

3）所需设备简单，工艺简便，处理温度低，条件温和，且不会造成附加的环境危害，实现了蔗渣的高效利用，提高了生物质资源利用效率，具有极其深远的社会意义和经济价值。

具体实施方式

本发明通过以下实施例进一步详述，但本实施例所叙述的技术内容是说明性的，而不是限定性的，不应依此来局限本发明的保护范围。

实施例1：

一种利用组合沉淀剂分离蔗渣中综纤维素的方法，包括以下步骤：

1）将蔗渣经粉碎设备粉碎形成100目碎末；

2）将蔗渣碎末与1-烯丙基-3-甲基咪唑醋酸盐（AMIMOAc）按照质量比1:20混合置于圆底烧瓶中于60℃水浴机械搅拌反应5h，充分溶解后得到混合物；

3）在上述混合物中加入 1号沉淀剂，1号沉淀剂为PH 8的NaOH溶液，混合物与1号沉淀剂体积比为1: 0.5，静置直至沉淀完全，过滤后分别得到沉淀物和滤液，将沉淀物用蒸馏水洗涤2次，自然风干，得到纤维素；