[发明专利]一种微波辅助四氢糠醇预处取核桃壳提取木质素的方法

说明书

本发明提供一种微波辅助四氢糠醇预处取核桃壳提取木质素的方法，涉及物质预处理和农业废弃物综合利用技术领域，包括以下步骤：将核桃壳经过粉碎、过筛、水洗、烘干，控制其含水量为1‑15％，加入经酸化的四氢糠醇，在微波条件下进行预处理，微波功率为600‑1000W，预处理时间为30‑600s，经无纺布抽滤后得滤液，滤液经加水沉降、离心、冻干得木质素。本发明利用微波辅助四氢糠醇处理核桃壳，大大缩减了处理时间，而且使核桃壳中的木质素和半纤维素的脱除效果更加明显，同时酸的作用也会使得脱落下来的半纤维素发生降解，从而提升木质素纯度，获得高纯度的木质素。

技术领域

本发明涉及生物质预处理和农业废弃物综合利用技术领域，具体涉及一种微波辅助四氢糠醇预处取核桃壳提取木质素的方法。

背景技术

生物质能作为新兴的可再生能源，用它来替代石化资源，石化资源储量有限，随着工业的发展已经日益枯竭，生物质资源作为地球上最丰富的可循环、可再生、可降解的重要资源，以其独特的优势展现在研究人员面前，引起了人们广泛的兴趣。通过生物炼制技术将生物质转化为能源、化学品和材料是今后很长一段时间里的研究热点，也是解决今后人类环境、资源和能源问题的必然手段。

核桃是世界著名的四大干果之一，具有良好的营养价值和健脑效果，被誉为“长寿果”。我国是一个核桃种植大国，核桃分布广泛，核桃壳是核桃取仁后的废弃物，由于现在出现了核桃的深加工工艺，例如取核桃仁加工成饮料、利用核桃仁榨油等。这必然导致大量的核桃壳废弃物，目前，这些核桃壳废弃物的利用率极低，大部分都被丢弃，也有部分用作农业燃料被焚烧，造成资源的极大浪费，也给环境造成了极大的污染，还有部分对于核桃壳的利用主要是用作滤料和抛光材料，对其更高价值的利用还比较少。核桃壳的主要成分是木质素、纤维素和半纤维素，虽然木质纤维生物质一直被认为是糖化发酵生产制备生物燃料和其他化学品的可持续资源，但是在没有经过处理之前的纤维素的转化率非常低，主要原因就是其结构的复杂性。

生物质预处理主要包括：物理预处理、化学预处理、生物预处理，虽然在一定程度上增加生物质组分的提取效率，但是还没有达到理想的效果，最大的问题就是成本太高，设备要求高。

之前的研究中发现四氢糠醇对木质纤维素的预处理有较好的作用，但是仍未达到理想状态，处理时间较长。本发明公开了一种微波辅助四氢糠醇预处取核桃壳提取木质素的方法。主要是利用廉价易得的硫酸、盐酸、醋酸等酸化四氢糠醇，然后在微波条件下反应一段时间，利用微波对水分子造成的振动作用，从而更好的打破木质纤维素本身复杂的交联结构，破坏木质素和半纤维之间的化学键，使得生物质的木质素和半纤维素更好的脱除，而且随着酸浓度的改变，半纤维素也能发生降解，使得制备的木质素纯度较高。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种微波辅助四氢糠醇预处取核桃壳提取木质素的方法，该方法大大缩减了处理时间，而且使核桃壳中的木质素和半纤维素的脱除效果更加明显，同时酸的作用也会使得脱落下来的半纤维素发生降解，从而提升木质素纯度，获得高纯度的木质素。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种微波辅助四氢糠醇预处取核桃壳提取木质素的方法，包括以下步骤：将核桃壳经过粉碎、过筛、水洗、烘干，控制其含水量为1-15％，加入经酸化的四氢糠醇，在微波条件下进行预处理，微波功率为 600-1000W，预处理时间为30-600s，经无纺布抽滤后得滤液，滤液经加水沉降、离心、冻干得木质素。

进一步的，步骤2)中核桃粉与酸化的四氢糠醇固液比为0.15-0.3： 1(g/ml)，预处理温度为100-200℃。

进一步的，步骤1)中所述核桃壳粉末粒径为10目-100目。

进一步的，步骤2)中四氢糠醇由生物质为原料制备所得。