[发明专利]一种超音速蒸汽爆破分离提取杜仲橡胶的方法

说明书

技术领域

本发明涉及杜仲橡胶提取工艺，特别涉及一种超音速蒸汽爆破分离提取杜仲橡胶的方法。

背景技术

杜仲(Eucommia ulmoides Olive)是世界上极少数分布于温带的能够产生硬橡胶的木本植物之一。杜仲叶、树皮、根皮和果皮等器官中均含有杜仲橡胶；其中：杜仲叶中含杜仲橡胶为2％-3％；杜仲树皮、根皮含胶率6％-10％；杜仲果皮中含胶率最高，达到13％-17％。杜仲橡胶，国际上习惯称古塔波胶(Gutta-Percha)或巴拉塔胶，其化学结构为反式－聚异戊二烯(C5H8)n，为普通天然橡胶(顺式－聚异戊二烯)的同分异构体；它是一种天然高分子材料，更是一类具有战略意义的物资。

虽然杜仲橡胶和天然橡胶的化学组成完全相同，由于其分子结构的不同造成两者的性状和化学性质的不同：天然橡胶是优良的弹性体；杜仲橡胶则是硬质塑料。杜仲橡胶能溶于芳香烃及氯代烃等非极性溶剂，却不能溶解于酮及醇类极性溶剂；能溶于硝酸及热硫酸等氧化性强酸，但却不溶于氢氟酸及浓盐酸等非氧化性强酸。杜仲橡胶同时具备双键、柔性及反式结构的三大特征，使改性的杜仲橡胶具有多重性状。杜仲橡胶因为具有与天然橡胶相似的柔性键而具有弹性，同时双键的存在也使得杜仲橡胶可以硫化进行加工。根据杜仲橡胶硫化过程中的临界转变及交联度控制的三个阶段，便可制备出三大类不同用途的材料，覆盖了塑料和橡胶的多个领域，特别是杜仲橡胶不但能够替代天然橡胶被加工成为橡胶弹性材料，还可被加工成热塑性材料、热弹性材料等，其应用领域较天然橡胶更加广泛，目前尚未发现任何其他天然高分子材料具有相似的特性。

不同于天然橡胶,杜仲橡胶不能被直接收集。杜仲器官中杜仲橡胶的含量较低，含胶细胞分散，造成其提取、收集工艺特殊。在杜仲橡胶分离提取制备技术方面，主要方法集中分为碱洗法、溶剂法、溶剂-沉淀法等化学方法和生物发酵法。化学法提取杜仲橡胶时，杜仲细胞的纤维类保护层不易被溶解，胶体不易溶出。这些方法所表现出共性的缺点：整个流程的工序太多，过于烦杂；投资过大；耗费无机和有机溶剂过多，使胶的提取成本很高，不具备市场竞争力；提取过程用水量大，产生的废液多，环境污染严重；而生物发酵法虽不造成环境污染，但发酵过程耗时长，发酵后的材料需高压水流多次冲洗，损失部分胶丝，使其产率减低。一言以蔽之，目前尚无一种杜仲橡胶提取方法可应用于工业化生产，因而目前市场上也没有产业化的杜仲橡胶提取和生产企业。

发明内容

有鉴于此，本发明在于提供一种工序简单、成本低廉、耗水量小且提取效率和产率均比较高的超音速蒸汽爆破分离提取杜仲橡胶的方法。

本发明是采用如下技术方案实现的：一种超音速蒸汽爆破分离提取杜仲橡胶的方法，包括如下步骤：

第一步：准备原料：采集杜仲叶、杜仲树皮或杜仲果皮作为原料；

第二步：超音速蒸汽爆破；

第三步：水洗。

上述超音速蒸汽爆破分离提取杜仲橡胶的方法，在第三步中，分三个阶段进行逐级水洗：

第一阶段：先将原料放置在40目漏网中，并置于喷嘴下方且垂直距离喷嘴10cm-15cm的摇床上，摇床转速20-35r/min，采用扇形喷嘴，喷流角20°-25°，水压3-4MPa，冲洗15-20分钟；促使胶丝相互缠绕形成胶团，同时洗脱胶丝表面杂质；

第二阶段：将第一阶段冲洗后的物料放置在60目漏网中，并置于喷嘴下方且距离喷嘴10cm-15cm的摇床上，摇床转速30-35r/min，采用扇形喷嘴，喷流角13°-18°，水压4-6MPa，冲洗10-15分钟；初步洗脱胶团内部杂质；

第三阶段：将第二阶段冲洗后的物料放置在80目漏网中，置于喷嘴下方且距离喷嘴15cm的摇床上，摇床转速35-42r/min，采用扇形喷嘴，喷流角20°，水压6-8MPa，冲洗10-15分钟；充分洗脱胶团内部杂质得到浅黄色或白色杜仲橡胶丝团，最终杜仲橡胶纯度90％～95％，符合工业生产材料加工的要求。