秸稈紡絲漿粕的酶化清潔生產方法
2023-09-22 04:24:10 1
專利名稱：秸稈紡絲漿粕的酶化清潔生產方法
技術領域：
本發明涉及一種紡絲漿柏的生產工藝，特別是涉及一種在紙漿酶和無汙染鹼性過氧化氫的協同作用下製作秸杆紡絲漿柏的新方法。背景技術：
我國年產農作物秸杆達7億噸，可收集部分可達4. 5億噸。目前，這一巨大資源只有極少部分被有效利用，其絕大部分棄之於地粉碎還田或就地焚燒，浪費極大，並且造成環境汙染。如果把秸杆進行有效利用，深加工成高附加值的工業原料，變廢為寶，不僅能產生重大的經濟效益和社會效益，而且也能解決農民焚燒秸杆造成的環境汙染難題，市場前景十分廣闊。對於農作物秸杆的有效利用試驗，國外用秸杆製作紡絲漿柏尚無報導，近年來國內有人開始了這方面的研究。但國內生產的秸杆漿柏多用於造紙技術，經濟價值較低，生產方法多採用鹼或酸進行水解，其產生的大量廢水難以處理，汙染嚴重；也有人研究用純酶水解的方法提取漿柏，但技術上很不成熟，而且提取成本昂貴，難以推廣應用。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種在紙漿酶和無汙染鹼性過氧化氫的協同作用下秸杆紡絲漿柏的酶化清潔生產方法，從農作物秸杆中提取紡絲漿柏，大大提高秸杆的利用價值，提高其經濟效益，變廢為寶。本發明為解決 技術問題所採取的技術方案是
一種秸杆紡絲漿柏的酶化清潔生產方法，其具體操作步驟如下
(I)、將秸杆用物理方法粉碎成不長於1. 5cm的小段，清洗後作原料；
⑵、將原料放入反應釜中，加入一定量的紙漿酶和清潔水，調節PH至8. O 8. 9，常壓下進行攪拌，攪拌速度60 80轉/分，反應溫度50 55°C，反應45 60分鐘，脫去水分；⑶、再加入一定量的無汙染鹼性過氧化氫稀溶液進行溶解，常壓下進行攪拌，攪拌速度80 150轉/分，反應溫度50 75°C，反應時間150 210分鐘，在紙漿酶和無汙染鹼性過氧化氫的協同作用下製成粗紡絲漿柏；
⑷、採用無汙染工藝進行提純、漂白、衝洗、烘乾，即可製成秸杆紡絲漿柏成品。在步驟⑵中，所述紙漿酶的酶活率彡3000u/ml，紙漿酶的用量為秸杆重量的2 3%。,清潔水用量為稻杆重量的10 12倍。在步驟⑶中，所述稀溶液中無汙染鹼性過氧化氫的含量為2. O 3. 0%，鹼性過氧化氫稀溶液的用量為秸杆重量的12 18倍。在步驟⑷中，所述的提純工藝為物理分離提純工藝，即將溶解後的粗紡絲漿柏過篩去除未溶解的秸杆節、雜質和灰分，進行提純。在步驟⑷中，所述的漂白工藝條件為將提純後的粗紡絲漿柏放入無汙染的鹼性過氧化氫稀溶液中，稀溶液中無汙染鹼性過氧化氫的含量為1. 5 2. 0%，稀溶液的用量為粗紡絲漿柏重量的10 12倍，常壓下進行攪拌，攪拌速度為80 150轉/分，反應溫度為65 80°C，反應時間為90 120分鐘。
在步驟⑷中，所述的烘乾工藝條件為將漂白後用清潔水衝洗過的粗紡絲漿柏放入烘乾設備中，烘乾溫度110°c，烘乾時間120分鐘，即可製成秸杆紡絲漿柏成品。本發明的積極有益效果如下1、本發明從農作物秸杆中提取紡絲漿柏，在技術上取得了新的突破。製作工藝採用紙漿酶和無汙染鹼性過氧化氫協同作用的清潔生產方法，先用紙漿酶對粉碎的秸杆進行處理，再用無汙染鹼性過氧化氫進行溶解，最後採用無汙染的提純、漂白、烘乾等工藝方法製成紡絲漿柏成品，秸杆紡絲漿柏得率在35%以上，分離出的溶解液可回收再利用，不汙染環境，無廢水，操作簡便，容易實現產業化。經權威機構檢測用以上發明製作的秸杆紡絲漿柏甲基纖維素含量85— 95% ;紡成的纖維素長絲強度好，其幹強達到1. 8-2. 5cN/dtex,溼強達到O. 8-1. 5cN/dteX。秸杆紡絲漿柏作為一種新型紡織材料，變廢料為寶物，生產成本低，經濟效益、社會效益和環境效益好，推廣應用前景十分廣闊。2、本發明所述的秸杆包括玉米秸杆、麥秸杆、稻草、甘蔗渣、高粱杆、蘆葦等農作物秸杆。本發明開發生產出來的產品為秸杆紡絲漿柏，用途十分廣泛。它是重要的紡織原料，可代替棉花和化纖；它也是重要的化工原料，可生產降解薄膜，代替原油；它還可用於生產炸藥和科研器材等。3、本發明是清潔生產技術方法，不汙染環境，工藝穩定，操作方便，成本低，很容易進行成果轉化和推廣應用。它不僅能解決農作物秸杆生物量的有效利用問題，大大提高其經濟附加值，而且也是根治農民焚燒秸杆造成環境汙染問題的有效途徑，體現了農作物秸杆綜合利用技術的發展趨勢。具體實施例方式 下面結合具體操作實例對本發明作進一步的解釋和說明這些操作實例僅用於說明本發明而不用於限制本發明的範圍；在閱讀了本發明所敘述的內容之後，本領域的技術人員可以對本發明作各種形式上的改動和修改，這些等價形式同樣落於本發明權利要求書所限定的保護範圍之內。實施例1 :
一種秸杆紡絲漿柏的酶化清潔生產方法，其具體操作步驟如下
第一步用秸杆粉碎機或人工將秸杆粉碎成不長於1. 5cm的短節或絲狀，用清水清洗後備用;
第二步取粉碎後的秸杆100g、清潔水1000g、紙漿酶O. 3g，放入不鏽鋼反應釜中，用NaOH調至PH8. 5，常壓下進行攪拌，攪拌速度60轉/分，快速加熱使溫度升至50°C，反應時間45分鐘，脫去水分；
第三步按照要求加入濃度為2. 0%的無汙染鹼性過氧化氫稀溶液1200 g，常壓下進行攪拌，攪拌速度80轉/分，快速加熱使溫度升至60°C，反應時間60分鐘；再快速加熱使溫度升至70°C，反應時間90分鐘；最後溫度升至75°C，反應時間60分鐘，即可製成粗紡絲漿柏；
第四步分離提純利用清潔水作稀釋介質，把分解後的粗紡絲漿柏過20目篩除去未分解的秸杆節和雜質，過160目篩除去灰分，並進行脫水；
第五步利用無汙染鹼性過氧化氫進行漂白將脫水後的粗紡絲漿柏放入反應釜內加入濃度為2. 0%的無汙染鹼性過氧化氫稀溶液500g，常壓，攪拌速度150轉/分，快速加熱溫升至70°C，反應時間60分鐘；再快速溫升至80°C，反應時間30分鐘，反應完畢後用清潔水衝洗；
第六步烘乾將漂白後的紡絲漿柏放入烘乾箱中，烘乾溫度110°C，烘乾時間180分鐘，即可製成秸杆紡絲漿柏成品。實施例2:
一種秸杆紡絲漿柏的酶化清潔生產方法，其具體操作步驟如下
第一步用秸杆粉碎機或人工將秸杆粉碎成不長於1. 5cm的短節或絲狀，用清水清洗後備用;
第二步取粉碎後的秸杆300g、清潔水3000g、紙漿酶O. 6g，放入不鏽鋼反應釜中，用NaOH調至PH8. 9，常壓，攪拌速度80轉/分，快速加熱溫升至60°C，反應時間60分鐘，脫去水分；
第三步按照要求加入濃度為3. 0%的無汙染鹼性過氧化氫稀溶液5400 g，常壓，攪拌速度150轉/分，反應溫度60°C，反應時間60分鐘；再快速加熱使溫度升至70°C，反應時間60分鐘；最後溫升至75°C，反應時間60分鐘，即可製成粗紡絲漿柏；
第四步分離提純利用清潔水作稀釋介質，把分解後的粗紡絲漿柏過20目篩除去未分解的秸杆節和雜質，過160目篩除去灰分，並進行脫水；
第五步利用無汙染鹼性過氧化氫進行漂白將脫水後的粗紡絲漿柏放入反應釜內，加入濃度為1. 5%的無汙染鹼性過氧化氫稀溶液1500g，常壓，攪拌速度150轉/分，快速加熱溫升至70°C，反應時間60分鐘；再快速溫升至80°C，反應時間30分鐘，反應完畢並用清潔水衝洗；
第六步烘乾將漂白後的紡絲漿柏放入烘乾箱中，烘乾溫度110°C，烘乾時間180分鐘，即可製成秸杆紡絲漿柏成品。實施例3:
一種秸杆紡絲漿柏的酶化清潔生產方法，其具體操作步驟如下
第一步用秸杆粉碎機或人工將秸杆粉碎成不長於1. 5cm的短節或絲狀，用清水清洗後備用;
第二步取粉碎後的秸杆300g、清潔水3600g、紙漿酶O. 8g，放入不鏽鋼反應釜中，用NaOH調至PH8. O,常壓，攪拌速度80轉/分，快速加熱溫升至55°C，反應時間50分鐘，脫去水分；
第三步按照要求加入濃度為2. 5%的無汙染鹼性過氧化氫稀溶液4500 g，常壓，攪拌速度120轉/分，快速加熱使溫度升至63°C，反應時間60分鐘；快速加熱使溫度升至70°C，反應時間80分鐘；再溫升至75°C，反應時間60分鐘，即可製成粗紡絲漿柏；
第四步分離提純利用清潔水作稀釋介質，把分解後的粗紡絲漿柏過20目篩除去未分解的秸杆節和雜質，過160目篩除去灰分，並進行脫水；
第五步利用無汙染鹼性過氧化氫進行漂白將脫水後的粗紡絲漿柏放入反應釜內加入1. 5%無汙染鹼性過氧化氫稀溶液1500g，常壓，攪拌速度150轉/分，快速加熱溫升至700C，反應時間60分鐘；再快速溫升至80°C，反應時間30分鐘，反應完畢並用清潔水衝洗；第六步烘乾將漂白後的紡絲漿柏放入烘乾箱中，烘乾溫度110°C，烘乾時間180分鐘，即可製成秸杆紡絲漿柏成品。
權利要求
1.一種秸杆紡絲漿柏的酶化清潔生產方法，其具體操作步驟如下 ⑴、將秸杆用物理方法粉碎成不長於1. 5cm的小段，清洗後作原料； ⑵、將原料放入反應釜中，加入一定量的紙漿酶和清潔水，調節PH至8. O 8. 9，常壓下進行攪拌，攪拌速度60 80轉/分，反應溫度50 55°C，反應45 60分鐘； ⑶、再加入一定量的無汙染鹼性過氧化氫稀溶液進行溶解，常壓下進行攪拌，攪拌速度80 150轉/分，反應溫度50 75°C，反應時間150 210分鐘，在紙漿酶和無汙染鹼性過氧化氫的協同作用下製成粗紡絲漿柏； ⑷、採用無汙染工藝進行提純、漂白、衝洗、烘乾，即可製成秸杆紡絲漿柏成品。
2.根據權利要求1所述的秸杆紡絲漿柏的酶化清潔生產方法，其特徵在於在步驟⑵中，所述紙漿酶的酶活率> 3000u/ml，紙漿酶的用量為秸杆重量的2 3%。，清潔水用量為稻杆重量的10 12倍。
3.根據權利要求1所述的秸杆紡絲漿柏的酶化清潔生產方法，其特徵在於在步驟⑶中，所述稀溶液中無汙染鹼性過氧化氫的含量為2. O 3. 0%，鹼性過氧化氫稀溶液的用量為稻杆重量的12 18倍。
4.根據權利要求1所述的秸杆紡絲漿柏的酶化清潔生產方法，其特徵在於在步驟⑷中，所述的提純工藝為物理分離提純工藝，即將溶解後的粗紡絲漿柏過篩去除未溶解的秸杆節、雜質和灰分，進行提純。
5.根據權利要求1所述的秸杆紡絲漿柏的酶化清潔生產方法，其特徵在於在步驟⑷中，所述的漂白工藝條件為將提純後的粗紡絲漿柏放入無汙染的鹼性過氧化氫稀溶液中，稀溶液中無汙染鹼性過氧化氫的含量為1. 5 2. 0%，稀溶液的用量為粗紡絲漿柏重量的10 12倍，常壓下進行攪拌，攪拌速度為80 150轉/分，反應溫度為65 80°C，反應時間為90 120分鐘。
6.根據權利要求1所述的秸杆紡絲漿柏的酶化清潔生產方法，其特徵在於在步驟⑷中，所述的烘乾工藝條件為將漂白後用清潔水衝洗過的粗紡絲漿柏放入烘乾設備中，烘乾溫度110°C，烘乾時間120分鐘，即可製成秸杆紡絲漿柏成品。
全文摘要
本發明公開了一種秸稈紡絲漿粕的酶化清潔生產方法，步驟如下將秸稈粉碎成不長於1.5cm的小段，清洗後放入反應釜中，加入紙漿酶和清潔水，調節pH至8.0～8.9，常壓下進行攪拌，攪拌速度60～80轉/分，反應溫度50～55℃，反應45～60分鐘，再加入無汙染的鹼性過氧化氫稀溶液進行溶解，常壓下進行攪拌，攪拌速度80～150轉/分，反應溫度50～75℃，反應時間150～210分鐘，在紙漿酶和無汙染鹼性過氧化氫的協同作用下製成粗紡絲漿粕；再採用無汙染工藝進行提純、漂白、衝洗、烘乾，即可製成秸稈紡絲漿粕成品。本發明製備的秸稈紡絲漿粕可廣泛用於製造短絲、長絲、功能纖維及可降解薄膜等領域；本發明方法不汙染環境，工藝穩定，操作方便，成本低，經濟效益好，是根治農民焚燒秸杆造成環境汙染問題的有效途徑，推廣應用前景十分廣闊。
文檔編號D21C9/16GK103061182SQ20131004953
公開日2013年4月24日 申請日期2013年2月7日 優先權日2013年2月7日
發明者嶽茂山, 李建中, 周鐵羽 申請人:嶽茂山, 李建中, 周鐵羽