[发明专利]一种竹材汽爆炼制制备生态材料及其能源化的方法

权利要求书

1.本发明提供的一种竹材汽爆炼制制备生态材料及其能源化的方法，包括以下步骤：

1)竹材汽爆预处理：竹材经过清洁整理干燥后，制成竹片条；置于蒸汽爆破处理装置中，在12MPa饱和蒸汽压力下维持5min，对竹片原料进行汽爆处理；

2)汽爆竹材水洗液的发酵：汽爆处理后的竹材中半纤维素已降解，水洗、过滤得到水洗液和纤维物料，水洗液用于沼气、丁醇的发酵；水洗后的纤维物料采用纤维梳理装置分离得到小于5cm的短纤维，和大于5cm的长纤维；

3)长纤维制备竹原纤维并分离出废长纤维：步骤2)中得到的汽爆竹材长纤维采用纤维分丝装置将汽爆竹材粗纤维分解成较细的纤维，并用水冲洗，收集分解过程中韧性较差的纤维产生的废纤维，然后韧性较强的长纤维经过还原、脱水、软化、梳纤等工序制备竹原纤维；

4)短纤维的利用：步骤2)中得到的短纤维用于制备木塑材料、聚醚多元醇等生态材料，也可以酶解发酵乙醇、丁醇等生物能源；

5)废长纤维的利用：步骤3)中得到的废纤维用于纸浆、溶解浆、微晶纤维素、木塑材料、液化聚醚多元醇等的制备。

2.根据权利要求1所述的一种竹材汽爆炼制制备生态材料及其能源化的方法，其特征在于，步骤2)中汽爆竹材水洗液沼气发酵条件为：水洗液100ml加入25ml活性污泥，0.1g牛肉膏，50℃下发酵。

3.根据权利要求1所述的一种竹材汽爆炼制制备生态材料及其能源化的方法，其特征在于，步骤2)中汽爆竹材水洗液丁醇发酵条件为：水洗液经7.5％的活性炭在30℃，150rpm下处理12h后，调节pH至6.5，在121℃下灭菌15min，待冷却至室温后，接入10％(v/v)的Clostridium acetobutylicum ATCC 824种子培养基，37℃静止厌氧培养。

4.根据权利要求1所述的一种竹材汽爆炼制制备生态材料及其能源化的方法，其特征在于，步骤4)中短纤维制备木塑材料的方法是：将短纤维先经过超微粉碎制备成粒径为50～200μm的粉末，然后按照质量比9∶1～1∶1与塑料母料混匀，以120～200℃在塑料挤出成型设备上制备木塑母料。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，塑料母料包括聚乙烯、聚丙烯、丙烯腈/丁二烯/苯乙烯共聚物、聚氯乙烯、聚苯乙烯及其回收制品。

6.根据权利要求1所述的一种竹材汽爆炼制制备生态材料及其能源化的方法，其特征在于，步骤4)中短纤维液化制备聚醚多元醇的方法是：以聚乙二醇和甘油9∶1(w/w)的混合物为液化剂，按照与汽爆竹材质量比4∶1加入液化剂，以3.25％的浓硫酸为液化剂，在160℃液化30min。

7.根据权利要求1所述的一种竹材汽爆炼制制备生态材料及其能源化的方法，其特征在于，步骤4)中短纤维酶解发酵丁醇的方法是：按照20IU FPA/g底物加入纤维素酶液，加水调节固液比1∶20(w/v)，于50℃恒温水浴中酶解48h，酶解液中接入10％(v/v)的Clostridium acetobutylicum ATCC 824种子培养基，37℃静止厌氧培养。

8.根据权利要求1所述的一种竹材汽爆炼制制备生态材料及其能源化的方法，其特征在于，步骤5)中废长纤维制备溶解浆的方法是：在170℃下预水解120min，再以固液比1∶15加入10％NaOH(质量比)，在165℃蒸煮90min，然后按照ECF漂白。

9.根据权利要求1所述的一种竹材汽爆炼制制备生态材料及其能源化的方法，其特征在于，步骤5)中废长纤维制备微晶纤维素的方法是：3％亚硫酸钠，4％HCl在90℃水解60min，然后水洗、干燥即得。

10.根据权利要求1所述的一种竹材汽爆炼制制备生态材料及其能源化的方法，其特征在于，步骤5)中废长纤维液化制备聚醚多元醇的方法是：以聚乙二醇和甘油9∶1(w/w)的混合物为液化剂，按照与汽爆竹材质量比4∶1加入液化剂，以3.25％的浓硫酸为液化剂，在160℃液化30min。