[发明专利]一种碱性四氢糠醇从核桃壳中分级沉降提取低分子量木质素的方法

说明书

本发明涉及一种碱性四氢糠醇从核桃壳中分级沉降提取低分子量木质素的方法，包括如下步骤：1)核桃壳经过粉碎、过筛、水洗、烘干后得到核桃壳粉末，按一定固液比加入碱性四氢糠醇，在一定温度下预处理一段时间后得到混合浆液，混合浆液减压抽滤后得滤液；2)向滤液中加水并调节pH＝6后第一次离心，沉降物经干燥得木质素级分I；3)将离心后得到的上清液pH调至4，再经第二次离心、干燥后得木质素级分II；4)将离心后得到的上清液pH调至2，再经第三次离心、干燥后得木质素级分III。本发明利用碱性四氢糠醇从核桃壳中高效提取木质素，再通过酸析法进行分级分离，最终获得低分子量、分布均一、高反应活性的木质素。

技术领域

本发明涉及生物质预处理和农业废弃物综合利用技术领域，尤其涉及一种碱性四氢糠醇从核桃壳中分级沉降提取低分子量木质素的方法。

背景技术

石化资源的逐渐枯竭所带来的能源可持续发展问题及其使用所产生的温室效应、大气污染等环境问题，使人们将目光转移到了可实现碳中和以及用作化学品原料的可再生生物质资源，尤其是与粮食作物不存在竞争关系的木质素纤维素，如农业废弃物，包括玉米秸秆、麦秆、棉花秆、甘蔗渣等，或者是能在恶劣环境中生长的植物，如芒草、柳枝稷等。但是由于木质纤维素的复杂结构，使其难于转化。需要进行一定程度的预处理使木质纤维素的结构变得疏松，以提高转化效率。对预处理的研究，目前集中在提高纤维素、半纤维以及木质素的分级能力，增加纤维素和半纤维酶解产糖效率和降低酶的使用成本，以及提高所得糖转化为乙醇及其它化合物的效率上。在此过程中将会有大量的木质素产生另外，在造纸制浆行业也会产生大量的木质素。而目前这些木质素大部分被用作燃料燃烧，只有不到2％用作其他生产目的。因此，在提高纤维素、半纤维素以及木质素分级能力的同时，如何更好的利用木质素对提高生物炼制产业的经济效益，增强其市场竞争力是具有十分重大的意义。

我国是一个核桃种植大国，核桃分布广泛，对于核桃壳的利用主要是作为滤料和抛光材料，对其更高价值的利用还比较少。核桃壳作为一种木质纤维素，主要是由纤维素、半纤维和木质素组成，虽然木质纤维生物质一直被认为是糖化发酵生产制备生物燃料和其他化学品的可持续资源，但是在没有经过处理之前的纤维素的转化率非常低，主要原因就是其结构的复杂性。木质素纤维素结构异常复杂，其中最为典型的就是纤维素和半纤维素之间的氢键联接，木质素与半纤维素之间通过醚键、缩醛键、酯键、碳-碳键等化学键的连接从而形成的木素-碳水化合物复合体(LCC)，这种结构的普遍存在使得我们再分离和利用木质纤维素时常常遇到阻碍。

之前的研究中发现酸化四氢糠醇对木质纤维素的预处理有较好的作用，但是在木质素溶出率以及木质素纯度、分子量以及分散性方面仍有待提高。

有鉴于此，有必要提供一种从核桃壳中分级沉降提取低分子量木质素的方法，为其高值利用提供基础。

发明内容

本发明的目的在于克服传统技术中存在的上述问题，提供一种碱性四氢糠醇从核桃壳中分级沉降提取低分子量木质素的方法，该方法利用碱性四氢糠醇从核桃壳中高效提取木质素，再通过酸析法进行分级分离，最终获得低分子量、分布均一、高反应活性的木质素，为其高值利用提供基础。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：

一种碱性四氢糠醇从核桃壳中分级沉降提取低分子量木质素的方法，包括如下步骤：

1)核桃壳经过粉碎、过筛、水洗、烘干后得到核桃壳粉末，将核桃壳粉末按一定固液比加入碱性四氢糠醇，在一定温度下预处理一段时间后得到混合浆液，混合浆液减压抽滤后得滤液；

2)向滤液中加水并调节pH＝6后第一次离心，沉降物经干燥得木质素级分I；

3)将步骤2)离心后得到的上清液pH调至4，再经第二次离心、干燥后得木质素级分II；

4)将步骤3)离心后得到的上清液pH调至2，再经第三次离心、干燥后得木质素级分III。