[发明专利]基于氧化水醇法从烟草废弃物中提取纤维素的方法

说明书

技术领域

本发明涉及化学提取领域，特别涉及农业废料的化学提取方法。

背景技术

我国是烟草生产大国，卷烟产量居世界第一。烟草种植业目前主要利用了优质烟叶用于卷烟、10倍以上的烟茎、烟筋和烟末作为废弃物堆放或燃烧，在烟叶的储运和卷烟生产的过程中产生大量的烟屑、烟渣、烟梗、污染或霉变烟叶等烟草废弃物，而且烟农每年弃于田间的低次烟叶的数量也是可观的。这不但造成了资源浪费，而且引起了环境污染，成为影响烟草行业发展的难题之一。纤维素是地球上最古老、最丰富的天然，是取之不尽用之不竭的，人类最宝贵的天然可再生资源。其可被广泛用于纺织、医药、卫生、发酵等行业中，具有很高的应用价值。利用农业废弃物提取纤维素，已经成为国内外研究热点，有效利用烟草中的纤维素，符合国家的可持续发展战略。

发明内容

本发明的目的在于提供纤维素的提取方法，该方法操作简单，效率高，适用于大规模生产。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

基于氧化水醇法从烟草废弃物中提取纤维素的方法，具体包括以下步骤：

A氧化反应

将烟草废弃物粉碎，加入相当于烟草废弃物体积5-50倍的体积百分数不低于3％的氧化还原剂溶液，在20-100℃条件下进行充分的溶解反应至少20分钟，得反应液，将所述反应液进行固液分离，取固体；

B蒸煮

在步骤A所得固体蒸煮不少于10分钟后进行过滤，取固体渣；所述固体为纤维素粗品。

进一步，在步骤B之后，还包括步骤C，即醇洗，具体为：在步骤B所得固体渣中加入相当于所述固体渣为5-50倍的体积分数为20％-90％乙醇溶液，并在100℃不少于反应15分钟后进行过滤，所得滤渣即高纯度的纤维素。

进一步，步骤A中，烟草废弃物粉碎为粒径不大于10目。

进一步，步骤A中，所述氧化还原剂具体为过氧化氢，氯化亚铁，亚硝酸，亚硫酸、次氯酸、硫代硫酸钠中的任一种或多种混合而成。

进一步，步骤A中，蒸煮的时间为60分钟。

进一步，在步骤A和B中，所述固液分离的方式为真空抽滤，抽滤的时间不少于10分钟。

进一步，在步骤C中，在步骤B所得固体渣中加入相当于所述固体渣体积20倍的体积百分数为60％的乙醇溶液。

进一步，在步骤C中，反应为搅拌状态下进行，反应的时间为1小时。

进一步，在步骤C中，将所述滤渣用水进行洗涤，并进行真空干燥，得纤维素，所述干燥温度为50-80℃，干燥时间为10-14小时。

本发明与传统工艺相比有以下特点和进步：(1)氧化水醇处理法使用工业上常用，价格便宜的氧化还原剂进行处理，污染小。乙醇溶液还可进行回收，不仅节约了生产成本，达到了高效提取纤维素的目的，还有利于环境和生态的将抗发展。(2)先采用氧化还原剂处理烟草纤维素，再用水醇法提取，与单独用水醇法，其提取效率提高了将近200％，极大地提高了提取效率。

附图说明

图1为未处理过(未处理指该图为原料本身表面图)的烟草原料的烟草纤维素的SEM图；

图2为氧化还原剂处理后的烟草纤维素的SEM图；

图3为氧化水醇处理后烟草纤维素的SEM图。

具体实施方式

本发明中所指的烟草废弃物，又名烟草下脚料，具体为：废次的烟叶、烟梗。大量低、次烟叶和卷烟下脚料，烟草废弃物是卷烟生产中产生的大量副产品，富含各种有机成分和次生代谢产物。烟草废弃物也可以用烟草作材料替代。

下述实施例中的烟草废弃物来自于重庆银福生物有机肥有限公司，其含水量占烟草废弃物总质量的7％。

下述实施例中，纤维素的纯度是指纤维素的收率。

纤维素的纯度检测方法为硝酸乙醇法。木质素，半纤维素纯度的检测方法为范式纤维法。下述实施例中烟草废弃物中纤维素的总含量为34％。

实施例1

取100g粒径为20目的烟草废弃物，水中蒸煮1h时间，然后固液分离，取固体，加入相当于固体的体积20倍体积分数的50％乙醇，在100℃条件下进行搅拌2h时间，将所述反应液进行固液分离，所得滤渣移入烘箱，于105℃烘干至质量恒定后为36.7g，滤渣中纤维素含量为32％。

实施例2