[发明专利]木质素、半纤维素和纤维素的高效分离提纯工艺

权利要求书

1.木质素、半纤维素和纤维素的分离提纯工艺，其特征在于，步骤如下：

步骤一、将含木质素、半纤维素和纤维素的生物质和NaOH溶液加入蒸煮器中，调节NaOH的质量为碱预抽提液体总质量的5-10％，对含木质素、半纤维素和纤维素的生物质进行碱预抽提，固液分离，得到碱预抽提液和碱预抽提后的生物质；

所述碱预抽提的温度为40-140℃，时间为0.5-2h；

步骤二、将步骤一得到的碱预抽提液纳滤分离浓缩，得到被截留的纳滤浓缩液和透过膜的纳滤透过液；

所述纳滤分离浓缩的压力为1.0-2.5MPa，温度为25-55℃，采用的纳滤膜的截留分子量为300-800道尔顿，纳滤透过液中NaOH的质量浓度为5-15％；

步骤三、将步骤二得到的纳滤浓缩液酸水解，离心分离，得到木质素和木糖，将步骤二得到的纳滤透过液作为NaOH溶液回用于步骤一的碱预抽提中；

所述离心分离的分离因数为2000-8000；

步骤四、将步骤一得到的碱预抽提后的生物质进行热碱提取，固液分离，得到碱提取液和纤维素；

所述热碱提取中，NaOH的质量为热碱提取液体总质量的3-8％；

步骤五、对步骤四得到的碱提取液纳滤分离浓缩，得到被截留的纳滤浓缩液和透过膜的纳滤透过液；

所述纳滤分离浓缩的压力为1.0-2.5MPa，温度为25-55℃，采用的纳滤膜的截留分子量为300-800道尔顿，纳滤透过液中NaOH的质量浓度为1-10％；

步骤六、将步骤五得到的纳滤透过液作为碱液回用于步骤四的热碱提取中，纳滤浓缩液用于生产木质素。

2.根据权利要求1所述的木质素、半纤维素和纤维素的分离提纯工艺，其特征在于，所述步骤一中，含木质素、半纤维素和纤维素的生物质为玉米秸秆、甘蔗渣或竹材。

3.根据权利要求1所述的木质素、半纤维素和纤维素的分离提纯工艺，其特征在于，所述步骤一中，碱预抽提液体总质量与绝干的含木质素、半纤维素和纤维素的生物质的质量之比小于等于8:1。

4.根据权利要求1所述的木质素、半纤维素和纤维素的分离提纯工艺，其特征在于，所述步骤一和步骤四中，固液分离采用的设备为螺旋挤浆机。

5.根据权利要求1所述的木质素、半纤维素和纤维素的分离提纯工艺，其特征在于，所述步骤一和步骤四中，碱预抽提和热碱提取的加热方式为蒸汽加热、电加热或导热油加热。

6.根据权利要求1所述的木质素、半纤维素和纤维素的分离提纯工艺，其特征在于，所述步骤二和步骤五中，纳滤膜为平板式纳滤膜或卷式纳滤膜，纳滤膜的材料为芳香族聚酰胺复合膜或磺化聚醚砜。

7.根据权利要求1所述的木质素、半纤维素和纤维素的分离提纯工艺，其特征在于，所述步骤三中，酸水解的过程是：向步骤二得到的纳滤浓缩液中加入硫酸，调节硫酸的质量为酸水解液体总质量的0.1-2％，在110-130℃反应1-2h。

8.根据权利要求1所述的木质素、半纤维素和纤维素的分离提纯工艺，其特征在于，所述步骤三中，离心分离采用的离心机为双锥卧螺离心机或碟式离心机。

9.根据权利要求1所述的木质素、半纤维素和纤维素的分离提纯工艺，其特征在于，所述步骤二和步骤五之前，分别还包括，对碱预抽提液和碱提取液进行离心分离，离心分离的温度为25-55℃，离心分离因数为2000-8000，离心机为双锥卧螺离心机或碟式离心机。

10.根据权利要求1所述的木质素、半纤维素和纤维素的分离提纯工艺，其特征在于，所述步骤四中，热碱提取的过程是：将步骤一得到的碱预抽提后的生物质与NaOH溶液加入蒸煮器中，调节NaOH的质量为热碱提取液体总质量的3-8％，在120-160℃反应0.5-1.5h。