[发明专利]一种利用棉秆皮制备微晶纤维素的方法

说明书

本发明公开了一种利用棉秆皮制备微晶纤维素的方法，属于废弃生物质资源再利用技术领域。本发明以棉秆皮为原料，经过清洗、晾晒、真空干燥、脱胶、漂白、粉碎、酸水解、超声处理、离心、透析、冷冻干燥等过程，制备出了结晶度为69.57％，平均粒径为2.071μm，得率在80％左右的微晶纤维素。利用资源丰富的棉秆皮为原料制备微晶纤维素，不仅减少了棉秆焚烧造成的环境污染和资源浪费，还提高了棉秆皮的利用价值增加了社会经济效益。

技术领域

本发明涉及一种制备微晶纤维素的方法，特别涉及了一种由棉秆皮直接制备微晶纤维素的方法。

背景技术

微晶纤维素是将天然纤维素在酸的作用下水解至极限聚合度从而得到的一种可以自由流动的极细的棒状粉末，白色、无臭、无味，具有一定的可流动性。微晶纤维素拥有的超低聚合度和极大地比表面积，致使微晶纤维素在医药、食品、化妆品以及轻化工行业及领域拥有着极为广泛的应用。

棉、木浆粕是目前国内生产微晶纤维素的主要原料，但是这两种原料不仅成本高，资源也很有限，因此，为了降低生产成本，合理的利用资源，人们需要选用更好的原料来生产微晶纤维素，生产方法也需要优化，并进一步探究其可能的用途。目前，已有利用稻草、甘蔗渣、马铃薯渣、石榴皮、花生壳等为原料制备微晶纤维素，但存在着产量较低且生产工艺较复杂的问题。

我国是世界上产棉大国，棉秆年产量达1530万吨，有棉秆皮400万吨。因此，我国的棉秆皮资源极其丰富。目前，棉秆的去向主要有以下三点：一是用作燃料；二是将棉秆加工处理后制成刨花板，纤维板等，用于建筑、装饰等方面；三是将其堆放在田间，成为废弃物。所以，还需要对棉秆皮进行综合利用，拓宽棉秆皮的应用范围。

发明内容

为解决现有技术的问题，本发明提供一种利用棉秆皮制备微晶纤维素的方法，目的在于增加微晶纤维素的原料来源，并且能够有效的提高微晶纤维素的品质。同时减少了废弃棉秆焚烧所带来的污染，提高了棉秆的利用价值，增加了社会经济效益。

为了实现上述目的，本发明是通过以下技术方案予以实现的：

以棉秆皮为原料，采用超声辅助酸水解方法来制备高品质微晶纤维素，包括以下步骤：

(1)脱胶：选取新鲜的棉秆皮为原料，对原料进行清洗、晾晒和真空干燥，将其置于的脱胶溶液中，浴比为1g:15-20ml，脱胶溶液为氢氧化钠、硅酸钠、多聚磷酸钠、硫化钠和蒽醌的混合溶液，其中氢氧化钠的质量分数为16％-24％、硅酸钠的质量分数为2％-4％、多聚磷酸钠的质量分数为2％-4％、硫化钠的质量分数为2％-4％、蒽醌的质量分数为1％-2％，加热至80℃-120℃，搅拌90min-150min，经多次水洗并干燥得到棉秆皮纤维；

(2)漂白：将步骤(1)所获的棉秆皮纤维用过氧化氢溶液进行漂白，除去多余的杂质和色素，然后漂洗到中性并干燥；

(3)粉碎：将步骤(2)所获的棉秆皮纤维进行粉碎，过100目筛网；

(4)酸水解：将步骤(3)所获的棉秆皮纤维加入H₂SO₄溶液中，进行搅拌水解；

(5)超声处理：将步骤(4)所获的棉秆皮纤维在超声功率为150-450W条件下处理5-30min，辅助棉秆皮纤维水解，反应结束后并静置，得到产物；

(6)离心：将步骤(5)所获的产物进行离心，转速为8000-10000r/min，时间为8-15min得到滤渣，洗涤至中性；

(7)透析：将步骤(6)所获的滤渣放到去离子水中进行透析，得到棉秆皮微晶纤维素；

(8)冷冻干燥：将步骤(7)所获的棉秆皮微晶纤维素进行冷冻干燥，得到棉秆皮微晶纤维素成品。

在优选的情况下，所述步骤(1)的真空干燥条件为60℃、2h。