[发明专利]一种利用玉米芯酶解渣制备木质素磺酸盐的方法

说明书

本发明涉及一种利用玉米芯酶解渣制备木质素磺酸盐的方法，包括步骤：原料筛选、原料预处理、酸水解、酶解以及磺化。本发明利用玉米芯酶解渣制备木质素磺酸盐的方法，以植物废弃物玉米芯为原料，在酸水解提取木糖之后，得到玉米芯废渣；采用纤维素酶对玉米芯废渣进行酶解，提取出葡萄糖液之后，得到玉米芯酶解渣；利用玉米芯酶解渣中的木质素部分，制备木质素磺酸盐产品，增加植物废弃物的利用价值。

技术领域

本发明属于糖醇制备技术领域，特别涉及一种利用玉米芯酶解渣制备木质素磺酸盐的方法。

背景技术

现有我国作为农业大国，植物废弃物资源量大面广，每年约产生40多亿吨植物废弃物。像秸秆、玉米芯、麦秆、甘蔗渣、毛竹渣等含有丰富纤维素、半纤维素和木质素成分的植物废弃物，是非常有利用价值的可再生资源。对于植物废弃物中的三大组分之一的木质素部分(木质素主要由苯丙烷单元组成，在三大组分中的含量约为35％～45％)，目前基本是直接烧掉，利用价值很低，少量用来制备木质素磺酸盐产品。目前公开的木质素磺酸钠产品生产工艺：以造纸厂的纸浆废液为原料，往废液中加入浓硫酸50％左右，搅拌4小时～6小时，然后用石灰乳，经沉降、过滤、打浆、酸溶，加碳酸钠转化，浓缩、干燥而得；制备中，工艺复杂，原料利用率低，能耗高，不符合国家产业政策和清洁生产的要求。也有一些专利提到用植物固废物来制备木质素磺酸盐产品，如公开号CN104498640A的专利，以毛竹渣为原料，用质量百分比浓度为0.5％的稀盐酸浸泡，然后采用汽爆方法分离提取木糖之后，将得到的木糖渣进行磺化，使其中含有的木质素成分转化为可溶性的木质素磺酸钠，制备的木质素磺酸钠产品的磺化度最高为2.71mmol/g。此部分木糖渣中只是提取了木糖，主要成分为纤维素和木质素(纤维素占大部分)，对于其中木质素部分的磺化制备木质素磺酸盐产品的转化效率有一定的阻碍作用，一方面影响木质素磺酸盐产品的产率，另一方面影响木质素磺酸盐产品的质量，即磺化度不高。

另一方面，目前工业上利用农业废弃物提取木糖之后的残渣仍存在被当作燃料直接烧掉，未对其中富含的木质素成份进行有效提取利用，造成资源浪费。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种利用玉米芯酶解渣制备木质素磺酸盐的方法，利用酸溶液或碱溶液或酶来处理农业废弃物，尽可能地在低成本的工艺处理下，一方面最大化的从玉米芯中提取木糖和酶解制备葡萄糖，另一方面充分高效利用其中的木质素组分，高值化制备木质素磺酸盐产品。

本发明是这样实现的，提供一种利用玉米芯酶解渣制备木质素磺酸盐的方法，包括如下步骤：

步骤一、原料筛选：选用的玉米芯原料的水份含量为10％～15％；

步骤二、原料预处理：先将玉米芯采用0.2％的H₂SO₄，在125℃下保温15min，然后加压过滤，去除玉米芯中的杂质；

步骤三、酸水解：将步骤二所得的预处理后的玉米芯采用2％的H₂SO₄，在100℃～125℃下酸水解2h～2.5h之后进行过滤，固液分离，固体部分即为玉米芯废渣；

步骤四、酶解：将步骤三所得玉米芯废渣在25％干基，温度50℃，纤维素酶2％～4％，pH控制在5.5～6.5的条件下进行酶解，酶解完成后，进行离心，固液分离，固体部分即为玉米芯酶解渣；

步骤五、磺化：将步骤四所得玉米芯酶解渣在充分水洗，将残留其中的葡萄糖洗净之后，在95℃～125℃温度，加入NaOH和Na₂SO₃，进行磺化，NaOH与酶解渣质量的比值控制在0.01～0.04，Na₂SO₃与酶解渣中的木质素质量的比值控制在0.5～2，磺化反应时间3h～6h；磺化完成之后，先进行过滤，分离出纤维素固体物质，然后对过滤液调pH至0.9～1.1，，即将木质素磺酸盐沉淀出来，最后采用离心的方法，分离后的固体即为木质素磺酸盐产品。