[发明专利]竹子甲酸法组分分离方法

说明书

本发明提供一种竹子甲酸法组分分离方法，解决现有对竹木质纤维素组分分解方法存在或多或少缺陷的问题。该方法包括步骤一、取毛竹竹杆或竹屑烘干，粉碎过筛后，制得竹粉；称取竹粉，加入甲酸溶液和催化量的过氧化氢溶液；混合均匀后进行预处理，预处理时间为1～9小时，预处理温度为50～90°；将处理后的浆液进行抽滤，收集滤液待用；得到的固体用甲酸洗涤后进行二次抽滤，使用蒸馏水冲洗至中性，干燥得竹粗纤维素。步骤二、将收集的滤液在69～71℃下进行旋转蒸发，并回收蒸出的甲酸；在剩余的滤液中加入蒸馏水，常温下静置；滤液经离心沉淀，得到的固体使用蒸馏水洗涤至中性，干燥得竹粗木质素；步骤三、将离心后的上清液旋转浓缩后，得竹半纤维素水解糖液。

技术领域

本发明涉及一种原材料组分的分解方法，具体属于一种竹子甲酸法组分分离方法。

背景技术

随着人类利用和改造自然界资源的能力提高，人类社会文明、经济与科学技术飞速的发展，但同时也带来了一系列的资源短缺与环境恶化等问题，因此我们需要寻找可代替化石能源，并且环境污染较少的生物能源。而生物质资源以其来源丰富、数量巨大且具有可再生性等优势成为世界各国竞相发展的产业。

木质纤维素——地球上最丰富、最廉价的生物质资源，主要包括木材(软木和硬木)、农业生产废弃物(秸秆、谷壳、麸皮、蔗渣等)、林产加工废弃物及各类能源植物。木质纤维素通过化学法、物理法、物理化学法、生物法等处理，可生成液体燃料、重要化学品、合成工程材料等。使用从木质纤维素中获得的可再生能源代替化石燃料的使用，将会缓解环保和能源两大难题，同时会对农业经济发展产生巨大的帮助。

竹子具有培育周期短、易繁殖、分布广泛等优点，竹木质纤维通常被用于竹浆造纸、生产竹制品等，其生产过程中产生的竹屑成了废弃物。而竹屑的主要化学成分为纤维素、半纤维素和木质素，其再生速度快、廉价易得，是一种优良的生物质资源来源。

毛竹是中国栽培悠久、面积最广、经济价值也最重要的竹种。通常，竹材中纤维素含量为40％-60％，半纤维素含量为19％-23％，木质素含量为20％-25％，还有少量的灰分、淀粉等。纤维素、半纤维素和木质素是竹子细胞壁的结构性成分，纤维素分子聚集成束形成骨架，半纤维素、木质素分散在纤维素中或周围，通过结晶、交联、包裹等形式以复杂分子结构单元聚合成高度异质的三维网格结构即复杂紧密的木质纤维素，如图1所示，这种稳定的结构很难被降解。

木质素作为植物细胞内的一种粘合剂，增加了植物的机械强度以保护植物细胞遭受攻击。木质素的芳香族特性使其成为芳香类化学品与高分子材料的原料，在电化学材料、阻燃材料、吸附材料上均有应用。由于木质素的存在，使得纤维素分离困难，因此在分离纤维素时往往需要脱除木质素，工业产生的木质素多作为工业副产物被排放或直接燃烧，造成了资源的极大浪费和环境的污染。

竹木质纤维素的组分分离主要在于通过各种方式预处理后，分离出木质纤维素中的有效成分。而木质纤维素主要由纤维素03、半纤维素02、木质素01、结构蛋白04组成，以复杂的分子结构单元聚合交联在一起形成复杂紧密的三维网格结构。而目前组分分离的研究主要针对分离竹质纤维素中的纤维素，但由于纤维素与木质素等结构紧密等特点，纤维素很难被水解，这使分离纤维素存在着成本高、纤维素水解困难、纤维素纯度不高等问题，且竹木质纤维素中的木质素并未得到合理的利用。