[发明专利]基于氯化铁预处理的烟草纤维素提取方法

说明书

技术领域

本发明涉及化工领域，特别涉及从植物中提取纤维素和半纤维素的工艺。

背景技术

我国烟草种植面积大,产量高、但烟草种植业 目前主要利用了优质烟叶用于卷烟、10倍以上的烟茎、烟筋和烟末作为废弃物堆放或燃烧 ,这不但造成了资源浪费,而且引起了环境污染,成为影响烟草行业发展的难题之一。若对烟草废料进行“资源化”利用，不仅可以变废为宝，而且可以提高国民经济收入，促进我国“两烟“产业的健康发展。

烟草中含有丰富的纤维素。纤维素可被广泛用于纺织、医药、发酵产乙醇、乳酸等行业，具有很高的社会价值。但由于其复杂的空间结构和致密的结晶度，严重阻碍了纤维素的工业化应用。

烟草中的半纤维素是指烟草细胞壁中与纤维素紧密结合的多糖混合物，可用于制备酵母或核糖核酸，再衍生成肌苷单磷酸制和鸟苷蛋磷脂酸，可用作调味剂、抗癌剂或抗病毒及。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种烟草的预处理方法，该方法可以实现同时实现降解半纤维素和活化纤维素的目的。

 为实现上述目的，本发明的技术方案为：

烟草的预处理方法，将烟草用浓度为0.2-0.6mol/L的氯化铁溶液在温度为120-140℃条件下反应不低于20-40分钟，得烟草预处理液。

进一步，将烟草用浓度为0.4mol/L的氯化铁溶液在温度为120-140℃条件下反应不低于30分钟，得烟草预处理液。

进一步，所述烟草粒径为20目以上。

本发明的目的之二在于提供一种烟草料，该烟草料可用于提取纤维素或半纤维素。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

所述的烟草的预处理方法所得的烟草预处理液。

本发明的目的之三在于提供一种纤维素的提取方法，该方法能耗小，成本低。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

基于所述的烟草提取纤维素的方法，具体包括以下步骤：

A 洗涤

将所述烟草预处理液洗涤至中性，过滤，干燥，得中性烟草预处理料；

B 溶解反应

在步骤A所得中性烟草预处理料加入相当于烟草质量10-15倍的1-丁基-3-甲基咪唑氯盐，在80-100℃条件下进行充分的溶解反应，得反应液，将所述反应液进行固液分离，取液体，所述液体为纤维素溶液；

 C纤维素的获得

在步骤B所得纤维素溶液中加入水介质，所述纤维素溶液与水介质的体积比为1:3-5，搅拌不少于30分钟后进行过滤，所得滤渣为纤维素。

进一步，在步骤B中，所述固液分离的方式为离心，离心的时间不少于5分钟，离心的速度不低于1500转/分。

    进一步，在步骤C中，将所述滤渣用去离子水进行洗涤，并进行真空干燥，得纤维素，所述干燥温度为50-80℃。

进一步，在步骤C中，在步骤B所得纤维素溶液中加入相当于纤维素溶液体积3-5倍的去离子水，搅拌不少于240分钟后进行过滤，所得滤渣为纤维素。

本发明的目的之四在于提供一种提取半纤维素的方法，该方法以烟草提取纤维素后的废液为原料，绿色环保。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

基于所述的烟草预处理液提取半纤维素的方法，将所述烟草预处理液过滤，得滤液，将所述滤液调节pH值3.0-5.0，待充分产生固体沉淀，进行液固分离，所述固体沉淀为半纤维素。

 进一步，将所述烟草预处理液过滤，得滤液，将所述滤液调节pH值3.0-5.0，产生固体沉淀，进行液固分离，收集固体，液固分离后的液体用乙醇沉淀法进行沉淀，收集沉淀，将所述固体沉淀和所述沉淀进行合并，得合并物，所述合并物为半纤维素。

本发明的有益效果在于：氯化铁预处理是一种有效的预处理方法，其能耗低，对环境影响小。烟草纤维素原料经过氯化铁预处理后，半纤维素降解，结构遭到破坏，同时可以达到有效活化纤维素的目的。本发明选择氯化铁预处理活化烟草纤维素的优势主要有：1单独采用离子液体溶解纤维素，溶解率低，但经氯化铁技术活化后，烟草纤维素的结构被破坏，更有利于离子液体的渗透，提高了纤维素的溶解率, 纤维素溶解率平均提高了50%；2与传统工艺相比，氯化铁与处理技术具有能耗少，成本低等优点；3金属离子能够激发产生自由基，能够有效的破坏半纤维素、纤维素以及木质素之间的链接，破坏其分子内及分子间结构；4 氯离子也具有促进离子液体溶解烟草纤维素的能力。