[发明专利]一种除去稻壳杂质的方法

说明书

技术领域

本发明涉及的化工材料预处理天然植物纤维，尤其涉及的是一种除去稻壳杂质的方法。

背景技术

稻壳为代表的植物纤维是自然界一种数量庞大的天然可再生能源，一直以来，它的有效利用都是一个让人值得深入研究探讨的问题。中国专利公开号CN102690524A公告日2012.09.26公开了一种稻壳纤维合成树脂粉及稻壳纤维产品的制作工艺，先将稻壳研磨成稻壳粉，然后放入混合机，加入纤维素、淀粉和水混合均匀，然后取出冷却成稻壳纤维粉，另外将天然树脂和木质素放入反应釜内，再加入水搅均匀成浆，然后加入纳米二氧化硅进行搅拌均匀冷却后，在加入稻壳纤维粉继续搅拌，然后冷却后取出，制成糊状物料，然后直接注入闪蒸干燥机制成稻壳纤维合成树脂粉，该稻壳纤维合成树脂粉可制成餐具、玩具、厨具等。

稻壳纤维含有纤维素、半纤维素、木质素、果胶质、树胶质和一些非纤维素糖， 稻壳的内、外表面被致密二氧化硅膜和一些蜡状物质覆盖，纤维质结构主要分布在稻壳内部。稻壳表面的二氧化硅无法与胶黏剂形成化学键，要想获得好的接合界面，需将稻壳表面的二氧化硅去除，让稻壳内部纤维中的羟基与胶黏剂反应，形成氢键，以获得稳定接合界面。另外，从浸润理论的角度看，根据热力学分析，为使纤维和树脂之间有较好的浸润，纤维的表面张力必须大于树脂的表面张力。但稻壳的表面硅质层为非极性、疏水性物质，其表面张力弱于树脂表面。因此，稻壳不易被水溶性胶黏剂润湿，进而影响到稻壳与树脂基接合界面的形成。而从摩擦理论的角度来看，稻壳表面硅质层致密、光滑，不与一般胶黏剂反应且不易与树脂基形成大的摩擦力，因此，较难形成牢固界面层。不管从以上哪个理论角度来看，未经过表面改性的稻壳直接用于稻壳纤维产品的制作，很难获得优质的稻壳纤维产品。而稻壳纤维产品在人造板领域具有很大的发展潜力，为获得高性能的稻壳纤维产品，稻壳的表面改性是一条必由之路。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种用高温碱处理、低温碱液处理、酸液处理、固液分离干燥等一系列工序组合除去稻壳杂质的方法，得到干燥、清洁、木质素含量减少的稻壳，为稻壳纤维的后期加工使用提供了有利条件 。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是，一种除去稻壳杂质的方法，包括以下步骤：

（1）、高温碱液处理：将稻壳倒入碱性溶液中混合搅拌10-45min，稻壳与碱性溶液的重量比为1:8-15，碱性溶液中有效成分的重量比为5-25%，搅拌过程中混合溶液的温度维持在80-120℃。高温下，杂质溶解于溶液中，方便除去混入稻壳中杂质。

（2）、固液分离：固液分离步骤（1）的混合溶液得到稻壳。可采用过滤、离心处理等方式实现固液分离。

（3）、低温碱处理：将步骤（2）的稻壳倒入与步骤（1）相同浓度和质量的碱性溶液中混合搅拌30-70min，搅拌过程中混合溶液温度维持低于25℃，还加入尿素，尿素的重量是稻壳和碱性溶液重量之和的0.003-0.01。碱和尿素混合液的低温处理有利于稻壳纤维的微溶解，进一步解离了稻壳成分，去除天然稻壳自然生长累积的杂质。

（4）、固液分离：固液分离步骤（3）的混合溶液得到稻壳。可采用过滤、离心处理等方式实现固液分离。

（5）、酸液处理：将酸性溶液混入步骤（4）的稻壳，注入清水搅拌清洗直至溶液的PH值为中性，酸性溶液有效成分的摩尔数是步骤（1）碱性溶液有效成分摩尔数的0.03-0.1。

（6）、固液分离：固液分离步骤（5）的混合溶液得到稻壳。

（7）、干燥存储：将步骤（6）的稻壳经过干燥处理后入库存储。干燥的方式可以采用常压烘干、微波干燥、红外线干燥、晒干等方式。

优选的，所述碱性溶液为氢氧化钠溶液、氢氧化锂溶液或氢氧化钾溶液。

优选的，所述酸性溶液为盐酸溶液、醋酸溶液或碳酸溶液。

优选的，所述碱性溶液为氢氧化钠溶液，所述酸性溶液为盐酸溶液。

优选的，步骤（1）中稻壳与碱性溶液的重量比为1:10。

优选的，步骤（6）采用的离心处理固液分离。采用离心处理方式除了可以实现固液分离外，还能够将稻壳中的杂质甩出。

优选的，步骤（5）的搅拌清洗与步骤（6）的离心处理同时并行。实现变清洗边脱水，有利于减少清洗时间和次数。

优选的，步骤（1）温度维持在100℃，步骤（3）温度维持在0℃。

优选的，步骤（3）在搅拌过程中，还通入冷风，冷风的温度低于20℃。冷风可在液体内均匀扩散，使稻壳与溶液充分接触，还能够起到降温效果。