[发明专利]一种木质纤维材料超高压爆破前处理方法

摘要

本发明公开了一种以常规的、但目前只用于处理液态物料的高压均质机为处理设备，并在均质机的进料斗加装搅拌装置，利用均质过程的瞬间施压和消压，对物料实施超高压爆破的木质纤维材料前处理方法。所述方法包含木质纤维材料的干燥、粉碎、过筛等预处理，物料的加热湿润，悬浮液的调配，超高压爆破，爆破后物料处理等步骤。与现已公开的各种木质纤维材料的前处理方法相比较，本发明不仅具有对设备的要求较低、处理条件比较温和、不产生抑制微生物发酵的有害物质、能耗较低等优点，而且处理完全改变了木质纤维材料的超微结构，创造性的实现了利用低β-葡萄糖苷酶活力的纤维素水解酶系对木质纤维材料的完全水解。

主权项

1、一种木质纤维材料超高压爆破前处理方法，其特征在于包含以下步骤：(1)物料干燥、粉碎：物料可自然干燥，也可70～80℃加热烘干，然后用普通悬锤式粉碎机粉碎，过40目筛网；对于湿物料，也可以直接用磨碎机磨碎，然后过40目筛；(2)物料的加热湿润：如不需要对物料爆破后回收木质素和半纤维素，按料液比3～5:100将物料加入0.1％～0.2％的氢氧化钠溶液中，搅拌均匀，100℃加热10分钟，使物料湿润；如需要对物料爆破后回收木质素和半纤维素，将物料按料液比3～6:100加入0.5％～1.0％的氢氧化钠溶液中，搅拌均匀，然后于普通灭菌锅内125℃加热处理120分钟，锅压降至常压后取出；(3)物料悬浮液的调配：对于步骤(2)中不需要对物料爆破后回收木质素和半纤维素的料液，可向料液加入黄原胶至浓度为0.1％～0.2％，搅拌溶解均匀，以增加溶液的粘度，使物料形成易悬浮状态；对于步骤(2)中需要对物料爆破后回收木质素和半纤维素的料液，由于已呈极易悬浮状态，不需要添加黄原胶增稠，此步骤可省略；(4)超高压爆破：调配好的物料悬浮液加入高压均质机的进料斗中，并通过搅拌机以60～80转/分的速度搅拌，使物料始终保持悬浮状态，将均质机的出料阀调至循环的位置，启动高压均质机，逐步调高爆破压力至30MPa以上，将出料阀调至出料位置，悬浮液压力瞬间释放形成爆破，收集爆破处理后呈深棕色至褐色的粘稠状物料；(5)过滤：将爆破处理过的粘稠状物料用孔径15～40微米的滤膜真空抽滤或离心过滤至无液滴流出，得棕色的固体物料和棕黑色的滤液；(6)洗涤：用与悬浮液相同体积的软水洗涤步骤(5)所得的固体物料2～3次，pH值降至6～7，对不需要回收木质素和半纤维素的物料，超高压爆破处理完成；(7)木质素回收：对需要回收木质素和半纤维素的物料，可用72％的硫酸调整步骤(5)所得滤液pH值至3～4，用孔径2～5微米的滤膜真空抽滤或离心过滤分离并经80～105℃烘干可得木质素；(8)半纤维素回收：步骤(7)所得滤液按体积加入2％(W/V)的粉末活性炭，60～80转/分搅拌120分钟，用孔径2～5微米的滤膜真空抽滤或离心过滤，收集无色至浅黄色滤液，与步骤(6)洗涤后的固体物料混合，搅拌均匀，得pH值为5～6的米色至浅黄色浆状物料，实现半纤维素的回收。