[发明专利]一种由生物质生产微晶纤维素的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种从生物质废物中生产微晶的方法。更具体地说，该公开的方法采用一种预处理的过程将生物质制成优选的形式，从而便于生产微晶。

背景技术

油棕空果枝（EFB）是棕油加工工业产生的大量且可再生的有机材料。由于对生物质利用需求的一度增长产生压力，非常需要一种创新的方法利用空果枝生产具有高附加值的产品。空果枝（EFB）是一种有价值的生物质残渣，不仅能够转化为能源（这是其目前的主要用途），还可用作生产高价值产品的原材料，例如面板、复合材料、优质化学制品、纸浆和纸品，以及混合肥料与生物肥料。

研究显示，油棕纤维由木质纤维生物化学组分构成，主要含有18-23% （w/w）的木质素，35%（w/w）的纤维素和25%（w/w）的半纤维素。纤维素是一种具有附加值的化合物，能够广泛用于生产，可以从棉花或木质纤维材料中提取出纯纤维素。它是纸浆和纸类产品的主要成分，也可用作再生纤维生产的原始材料，例如人造纤维、羧甲基纤维素、微晶纤维素和其他纤维素衍生物，尤其是酯类和醚类。微晶纤维素（MCC）广泛应用于建筑复合材料、制药、食品、造纸等领域。此外，它是一种天然衍生稳定剂、织构化制剂和脂肪替代品。

托施科夫（Toshkov）等公布的3,954,727号美国专利描述了利用水解约含92%α-纤维素和1%硫酸的纤维素制备微晶纤维素，并在对材料化学解聚集的同时进行酸水解。所描述的过程使用纯纤维素或木质纤维材料作为原始材料。汉娜（Hanna）等公布的另一个4,063,018号美国专利描述了通过反应挤出生产微晶纤维素，在基础水溶液存在下通过挤压机供给原料，从而将木质纤维复合体分解为木质素、半纤维素和纤维素。

发明内容

本发明的目的是提供一种使用来自棕油加工工业生物质废物生产微晶纤维素的方法。具体而言，本发明采用一种预处理过程将生物质废物转化成α-纤维素，促进微晶纤维素的生产。

本发明的另一个目的是提供一种节约成本的方法生产微晶纤维素。本发明使用的空果枝，是棕油加工中的废弃物，与其他纤维素原料相比，能够以更低的价格获取。

本发明的另一个目的是公开一种将来自油棕加工业的废弃物回收利用生产具有附加值产品的方法。

本发明从整体或部分满足了至少一个上述目的，在其中一个具体实施例中，生产微晶的方法包括对空果枝的预处理纤维，和/或压制的油棕棕榈纤维进行氯化处理以获取综纤维素；碱性抽提综纤维素生产α-纤维素；用酸水解α-纤维素产生水解混合物；中和水解混合物；从水解混合物中获得微晶，其中，预处理纤维经去油处理过。

在一个具体实施例中，本发明涉及在121℃至132℃的温度范围下的高压处理中，以选择的反应时间内，利用稀硫酸水解来自油棕空果枝纤维的α-纤维素生产微晶纤维素。

另一方面，利用溶剂抽提去除纤维中的残余油，对预处理纤维进行去油。优选使用己烷进行溶剂抽提，溶解去除纤维中的残余油。

本发明的另一方面在溶剂抽提前将预处理纤维磨碎成较小的碎块。

本公开方法的另一方面具有氯处理过程，将预处理纤维与乙酸和亚氯酸纳在水溶液中于40℃至95℃反应。

本发明还包括对所获微晶的清洗和干燥步骤，可选择地对洗过的微晶进行碱化，以及漂白碱化微晶纤维素以制备精制的微晶纤维素。

附图说明

图1是所获未经漂白微晶的傅里叶变换频谱图;

图2是所获未经漂白微晶的傅里叶变换频谱图。 

具体实施方式

本领域的技术人员将发现本发明能够很好地实现这些目标，获得上述结果和优势，以及固有的特点。这里所述的具体实施例并非限制本发明的范围。

本发明中生产微晶的方法包括对空果枝的预处理纤维步骤，和/或氯化处理压制的油棕棕榈纤维以获取综纤维素；碱性抽提综纤维素生产α-纤维素；用酸水解α-纤维素产生水解混合物；中和水解混合物；从水解混合物中获得微晶，从而对预处理纤维进行去油。发明者发现来自空果枝（EFB）的纤维仅可用于去除残余油的微晶纤维素合成。空果枝（EFB）纤维内的残余油含有杂质，这些杂质能够影响微晶合成中的氯化和水解。因此，残余油可显著影响微晶纤维素的产量和纯度。