[发明专利]利用作物秸秆制备溶解浆及其它高附加值产品的方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物技术领域，特别涉及一种利用作物秸秆制备溶解浆及其它高附加值产品的方法。

背景技术

溶解浆是高纯度的精制纤维素浆，主要用于生产高端纸张、粘胶纤维（人造丝）等再生纤维素纤维、硝化纤维、醋酸纤维、玻璃纸、羧甲基纤维素等纤维素衍生物等。

目前，制备溶解浆的原料主要是棉短绒和木材。由于棉短绒的价格和供应不稳定以及我国森林资源的严重匮乏等因素，利用其它纤维素资源替代木材和棉短绒制备溶解浆，对我国而言已是刻不容缓，而且具有明显的经济效益、社会效益和环境效益。

我国每年可收获作物秸秆9亿多吨。所述秸秆包括小麦、玉米、水稻、棉花、高粱、（亚）麻类、大豆、花生、薯类、瓜类等农作物及苜蓿、沙打旺等牧草收获籽实后剩余的茎、叶、皮（壳）、蔓藤（秧）等以及甘蔗（渣）、玉米芯、芦苇等。据测定，秸秆含有的纤维素总量占其干重的质量分数平均达到30~49%，如稻草中纤维素的质量分数达到39.12%、棉花秸秆中纤维素的质量分数达到43.74%、甘蔗渣中纤维素的质量分数达到46%，等等。秸秆提供了天然纤维素的丰富来源，因而是制备溶解浆潜在的优良原材料。

除纤维素以外，秸秆还含有15~25%质量分数的半纤维素以及12.5~28%质量分数的木质素。因此，本发明在制备溶解浆之外还可以联产半纤维素、木质素以及液态肥，大大提高了秸秆原料的利用效率；而且生产废水得到了充分利用，无任何排放。

不同于纸浆，溶解浆对纤维浆粕的形态和强度没有要求，但是对纤维的聚合度和化学纯度，特别是α-纤维素含量和白度有较高的要求。溶解浆级别一般以α-纤维素含量来划分：α-纤维素含量低于90%的为低级溶解浆，在90%~95%之间的为中级溶解浆，而超过95%的则为高级溶解浆。

正是看到了作物秸秆资源的丰富及其蕴藏着的巨量天然纤维素，国内外不同机构及专业人士对利用秸秆纤维素制备溶解浆的工艺、方法等进行了许多研究。

中国专利CN 1143699 A公开了一种制备麦秆人造纤维溶解浆的方法。该方法是将麦秆在压力0.8~1MPa、温度175℃、液比1∶5的条件下预水解，洗涤、浓缩30~35%后再蒸煮、洗选、漂白等，制得含α-纤维素93~98%的人造纤维溶解浆。中国专利CN101058953 A公开了一种采用玉米秸秆制备漂白溶解浆的方法。将玉米秸秆碱液浸渍处理后采用一次蒸煮、三次升温的方式碱法制浆，包括原料备料、浸渍、投料、蒸煮、洗料、打浆、前精选、氯碱化、漂白、酸处理、水洗、后精选、抄浆后制得成品浆等。二个专利只是简单的制浆，没有将经济附加值更高的半纤维素、木质素等综合利用起来，因而未能高效利用秸秆资源，且造成一定的环境污染。

中国专利CN 102268833 A公开了一种利用农作物秸秆蒸汽爆破预水解硫酸盐法制备溶解浆的方法。利用蒸汽爆破和水洗预先脱除大约80%的半纤素、10%的木质素和72%的无机盐，并通过机械梳分将优质长纤维和短纤维分离，解决了农作物秸秆纤维短小、不均一性突出以及灰分含量高的难题。该方法突出之处在于制备溶解浆的同时综合利用了秸秆中的木质素；但对半纤维素更多的是采取预水解脱除而不是预提取利用的办法，因而未能充分利用半纤维素这一宝贵资源，且给环境带来了新的污染。另外，现有技术中采用秸秆制备溶解浆，使用了酸性介质或酸性助剂，溶解浆与木质素会发生水解反应与剥皮反应，不能保证产品的完整性和高质量。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明提供了一种利用作物秸秆制备溶解浆及其它高附加值产品的方法。

本发明的技术方案为：

一种利用作物秸秆制备溶解浆及其它高附加值产品的方法，包括步骤：

1）秸秆经去杂、除尘、揉丝、切段、水洗后置入蒸煮锅；

2）向蒸煮锅中加入秸秆质量1-20倍的水，加入碱至碱液质量浓度为1-10%；通入蒸汽至蒸煮锅内升温至60-100℃，向蒸煮锅中通入惰性气体，将蒸煮锅内空气排净；然后间歇性向蒸煮锅内通入蒸汽以及惰性气体，以维持蒸煮锅内温度为60-100℃、压力为0.5-1MPa，保温保压10-120分钟；

3）将蒸煮锅内的物质释放出来，并转移至研磨磨中研磨；

4）固液分离，得滤渣一和滤液一；