[发明专利]一种稻草秸秆的预处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种稻草秸秆预处理新方法，该方法是应用NaOH固态和液态组合对稻草秸秆进行预处理的新方法。

背景技术

稻草秸秆是我国最为丰富的农业废弃物之一，每年产量约为1.8亿吨[1]，占全国农作物秸秆总产量的1/5以上。因此，以廉价且资源丰富的稻草秸秆为原料开发微晶纤维素、纳米微晶纤维素等高附加值的产品具有很好的发展前景。但是由于稻草秸秆化学组成复杂，结构较为紧密，导致秸秆类原料利用困难，所以应先进行有效预处理，改变天然木质纤维素的致密结构，破坏纤维素、木质素和半纤维素之间的化学和物理连接，降低纤维素的结晶度，从而提高纤维素的利用率。生物质纤维素的预处理方法有很多，综合起来有物理方法，物理化学方法，化学方法，生物方法及各种组合方法五大类.。目前工业生产主要使用化学法，先利用碱煮法将其中的木质素除去，再用酸除去半纤维素。该方法实验条件温和，所用的碱和酸廉价易得，但由于使用了大量的碱液进行煮沸，后处理较麻烦，需要耗费大量的水洗涤至中性，不仅造成了水资源的浪费，还会对环境产生污染。

发明内容

本发明提供了一种新型的稻草秸秆预处理方法。本发明以稻草秸秆为原料，采用NaOH固态和液态组合的方法对稻草秸秆进行预处理。本发明方法包括稻草秸秆的碱处理和漂白两个步骤，具体方法步骤如下：

（1）稻草秸秆的碱处理：将稻草秸秆用粉碎机粉碎，过40目筛子，将其与一定量 3~10%的NaOH溶液混合均匀，呈潮湿状态，放入烧杯中并压实，常温下密封保存数天后出料；

（2）稻草纤维素的漂白：按NaOH溶液与湿润稻草1:1~1:15（液固比），将稻草纤维素用3~10%的NaOH溶液碱煮10~30min，期间加入一定量30%的H₂O₂和1~4%的硅酸钠溶液，边加边搅拌。反应结束后离心分离，将所得固体水洗至中性，并烘干，即得白色稻草纤维素。

本发明方法简便易行，所用碱液浓度低且用量少，碱煮时间较目前工业上采用的方法明显缩短，且后处理简单。

具体实施方式

实施例1

称取50g经机械粉碎的稻草秸秆，用 10%的NaOH溶液浸润呈潮湿状态，放入烧杯中并压实，常温下密封保存5天后出料。称取10ɡ潮湿稻草，加入30mL 10%的NaOH钠溶液，6mL 30%的双氧水和3mL 3%的硅酸钠溶液，边加边搅拌，90℃恒温水浴锅中煮沸30min。反应完成后离心分离，将所得固体水洗至中性，并烘干，即得白色稻草纤维素。

实施例2

称取50g经机械粉碎的稻草秸秆，用 8%的NaOH溶液浸润呈潮湿状态，放入烧杯中并压实，常温下密封保存10天后出料。称取10ɡ潮湿稻草，加入30mL 8%的NaOH钠溶液，6mL 30%的双氧水和3mL 3%的硅酸钠溶液，边加边搅拌，90℃恒温水浴锅中煮沸25min。反应完成后离心分离，将所得固体水洗至中性，并烘干，即得白色稻草纤维素。

实施例3

称取50g经机械粉碎的稻草秸秆，用 7%的NaOH溶液浸润呈潮湿状态，放入烧杯中并压实，常温下密封保存15天后出料。称取10ɡ潮湿稻草，加入30mL 7%的NaOH钠溶液，3mL 30%的双氧水和3mL 1%的硅酸钠溶液，边加边搅拌，90℃恒温水浴锅中煮沸20min。反应完成后离心分离，将所得固体水洗至中性，并烘干，即得白色稻草纤维素。

实施例4

称取50g经机械粉碎的稻草秸秆，用 6%的NaOH溶液浸润呈潮湿状态，放入烧杯中并压实，常温下密封保存20天后出料。称取10ɡ潮湿稻草，加入30mL 6%的NaOH钠溶液，6mL 30%的双氧水和3mL 2%的硅酸钠溶液，边加边搅拌，90℃恒温水浴锅中煮沸15min。反应完成后离心分离，将所得固体水洗至中性，并烘干，即得白色稻草纤维素。

实施例5

称取50g经机械粉碎的稻草秸秆，用 4%的NaOH溶液浸润呈潮湿状态，放入烧杯中并压实，常温下密封保存25天后出料。称取10ɡ潮湿稻草，加入30mL 4%的NaOH钠溶液，3mL 30%的双氧水和3mL 2%的硅酸钠溶液，边加边搅拌，90℃恒温水浴锅中煮沸20min。反应完成后离心分离，将所得固体水洗至中性，并烘干，即得白色稻草纤维素。