[发明专利]一种提高半纤维素提取得率的方法

说明书

本发明属于提高生物质材料综合利用效率领域，具体涉及一种提高半纤维素提取得率的方法。所述方法包括以下步骤：将生物质材料洗净风干，然后用水充分浸泡生物质材料，将浸泡后的生物质材料进行冻融处理；将冻融处理后的生物质材料加浸泡液(浸泡生物质材料后的水)蒸煮，反应结束后收集蒸煮液，得预提取糖液。本发明所用的试剂为去离子水，整个过程不添加任何化学试剂，绿色环保；提取工艺简单，易于操作；有望在提高半纤维素溶出率的同时降低生产成本。

技术领域

本发明属于提高生物质材料综合利用效率领域，具体涉及一种提高半纤维素提取得率的方法。

背景技术

植物纤维原料是自然界中最丰富的可再生资源，造纸工业是使用植物资源的大户，全球每年约有一亿吨的植物纤维原料用于制浆造纸。但是，制浆造纸只是利用植物原料三大组分之一纤维素，而同样作为三大组分的半纤维素和木素利用相对较少，如何有效利用植物纤维资源，已成为世界上许多国家研究的重要领域之一。高效环保的提取植物纤维资源中的半纤维素，对于植物资源利用、环境保护和可持续发展都具有重要意义。

传统化学法制浆一般是直接处理原料，原料中的生物质尤其是半纤维素大部分进入制浆废液而被浪费，忽略了半纤维素作为生物质资源的潜在价值。因此，在制浆工段之前采用条件比较温和的预处理方法分离出纤维原料中的部分半纤维素，并将其转化、发酵或直接提取乙酸等化学品，来实现半纤维素的高附加值利用。目前众多研究者研究开发了多种预处理的方法，具体可分为物理法、化学法、生物法和综合法等。但因物理法预处理会破坏纤维结构，运行成本较高；稀酸预处理生产设备的要求较高，工艺控制条件要求十分严格，对环境也会造成一定的污染，更重要的是稀酸预处理会水解部分纤维素，对制浆过程来说是不利的；碱预处理生产工艺在预抽提的过程中加入了碱，会使部分木素溶出，使得半纤维素的提纯变得更加困难，而增加生产成本。热水预抽提法无需使用酸，预处理后浆料无需使用化学药品进行缓冲与中和处理，降低了成本，同时也达到了对环境无污染的目的，但是现有的热水预抽提法的半纤维素得率仍有待提高。

发明内容

为了解决以上现有技术的缺点和不足之处，本发明的目的在于提供一种两步绿色处理提取半纤维素得率的方法。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种提高半纤维素提取得率的方法，包括以下步骤：

(1)将生物质材料洗净风干，然后用水充分浸泡，将浸泡后的生物质材料进行冻融处理；

(2)将冻融处理后的生物质材料加浸泡液(即步骤(1)浸泡生物质材料后的水)蒸煮，反应结束后收集蒸煮液，得预提取糖液。

优选地，所述生物质材料包括木片、木粉和非木质生物质材料(如麦草、稻草、芦苇、甘蔗渣、芒草、竹、龙须草等)中的一种以上。

更优选的，所述木片为杨木片。

更优选地，所述木片规格为(15～25)mm×(10～20)mm×(3～5)mm。优选地，所述生物质材料水分含量为7％～15％。

优选地，所述冻融处理循环次数为1～6次。

优选地，所述冻融处理的冷冻温度为-4℃～-70℃，解冻温度为16℃～30℃。

优选地，所述冻融处理的冷冻时长为6h～24h，解冻时长为3h～10h。

优选地，所述生物质材料与浸泡液的固液比为1：(4～10)g/mL，生物质材料质量按绝干质量计。

优选地，所述蒸煮的温度为120℃～185℃。

优选地，所述蒸煮的升温时间为30min～90min，保温时长为30min～90min。

本发明的制备方法具有如下优点及有益效果：