一種除去稻殼雜質的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及的是一種除去稻殼雜質的方法，稻殼經(jīng)高溫堿性溶液處理后，再將其置于含有尿素的低溫堿性溶液進行二次處理，然后由酸性溶液水解并中和反應，最后固液分離并經(jīng)干燥，得到干燥、清潔、木質素含量少的稻殼，利于稻殼纖維的后期加工使用。
【專利說明】
_種除去稻殼雜質的方法
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及的化工材料預處理天然植物纖維，尤其涉及的是一種除去稻殼雜質的方法。
【背景技術】
[0002]稻殼為代表的植物纖維是自然界一種數(shù)量龐大的天然可再生能源，一直以來，它的有效利用都是一個讓人值得深入研究探討的問題。中國專利公開號CN102690524A公告日2012.09.26公開了一種稻殼纖維合成樹脂粉及稻殼纖維產(chǎn)品的制作工藝，先將稻殼研磨成稻殼粉，然后放入混合機，加入纖維素、淀粉和水混合均勻，然后取出冷卻成稻殼纖維粉，另外將天然樹脂和木質素放入反應釜內(nèi)，再加入水攪均勻成漿，然后加入納米二氧化硅進行攪拌均勻冷卻后，在加入稻殼纖維粉繼續(xù)攪拌，然后冷卻后取出，制成糊狀物料，然后直接注入閃蒸干燥機制成稻殼纖維合成樹脂粉，該稻殼纖維合成樹脂粉可制成餐具、玩具、廚具等。
[0003]稻殼纖維含有纖維素、半纖維素、木質素、果膠質、樹膠質和一些非纖維素糖，稻殼的內(nèi)、外表面被致密二氧化硅膜和一些蠟狀物質覆蓋，纖維質結構主要分布在稻殼內(nèi)部。稻殼表面的二氧化硅無法與膠黏劑形成化學鍵，要想獲得好的接合界面，需將稻殼表面的二氧化硅去除，讓稻殼內(nèi)部纖維中的羥基與膠黏劑反應，形成氫鍵，以獲得穩(wěn)定接合界面。另外，從浸潤理論的角度看，根據(jù)熱力學分析，為使纖維和樹脂之間有較好的浸潤，纖維的表面張力必須大于樹脂的表面張力。但稻殼的表面硅質層為非極性、疏水性物質，其表面張力弱于樹脂表面。因此，稻殼不易被水溶性膠黏劑潤濕，進而影響到稻殼與樹脂基接合界面的形成。而從摩擦理論的角度來看，稻殼表面硅質層致密、光滑，不與一般膠黏劑反應且不易與樹脂基形成大的摩擦力，因此，較難形成牢固界面層。不管從以上哪個理論角度來看，未經(jīng)過表面改性的稻殼直接用于稻殼纖維產(chǎn)品的制作，很難獲得優(yōu)質的稻殼纖維產(chǎn)品。而稻殼纖維產(chǎn)品在人造板領域具有很大的發(fā)展?jié)摿?，為獲得高性能的稻殼纖維產(chǎn)品，稻殼的表面改性是一條必由之路。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種用高溫堿處理、低溫堿液處理、酸液處理、固液分離干燥等一系列工序組合除去稻殼雜質的方法，得到干燥、清潔、木質素含量減少的稻殼，為稻殼纖維的后期加工使用提供了有利條件。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術解決方案是，一種除去稻殼雜質的方法，包括以下步驟:
(I)、高溫堿液處理:將稻殼倒入堿性溶液中混合攪拌10-45min，稻殼與堿性溶液的重量比為1:8-15，堿性溶液中有效成分的重量比為5-25%，攪拌過程中混合溶液的溫度維持在80-120°C。高溫下，雜質溶解于溶液中，方便除去混入稻殼中雜質。
[0006](2)、固液分離:固液分離步驟(I)的混合溶液得到稻殼?？刹捎眠^濾、離心處理等方式實現(xiàn)固液分離。
[0007](3)、低溫堿處理:將步驟(2)的稻殼倒入與步驟(I)相同濃度和質量的堿性溶液中混合攪拌30-70min，攪拌過程中混合溶液溫度維持低于25°C，還加入尿素，尿素的重量是稻殼和堿性溶液重量之和的0.003-0.01。堿和尿素混合液的低溫處理有利于稻殼纖維的微溶解，進一步解離了稻殼成分，去除天然稻殼自然生長累積的雜質。
[0008](4)、固液分離:固液分離步驟(3)的混合溶液得到稻殼。可采用過濾、離心處理等方式實現(xiàn)固液分離。
[0009](5)、酸液處理:將酸性溶液混入步驟(4)的稻殼，注入清水攪拌清洗直至溶液的PH值為中性，酸性溶液有效成分的摩爾數(shù)是步驟(I)堿性溶液有效成分摩爾數(shù)的0.03-0.1。
[0010](6)、固液分離:固液分離步驟(5)的混合溶液得到稻殼。
[0011](7)、干燥存儲:將步驟(6)的稻殼經(jīng)過干燥處理后入庫存儲。干燥的方式可以采用常壓烘干、微波干燥、紅外線干燥、曬干等方式。
[0012]優(yōu)選的，所述堿性溶液為氫氧化鈉溶液、氫氧化鋰溶液或氫氧化鉀溶液。
[0013]優(yōu)選的，所述酸性溶液為鹽酸溶液、醋酸溶液或碳酸溶液。
[0014]優(yōu)選的，所述堿性溶液為氫氧化鈉溶液，所述酸性溶液為鹽酸溶液。
[0015]優(yōu)選的，步驟(I)中稻殼與堿性溶液的重量比為1:10。
[0016]優(yōu)選的，步驟(6)采用的離心處理固液分離。采用離心處理方式除了可以實現(xiàn)固液分離外，還能夠將稻殼中的雜質甩出。
[0017]優(yōu)選的，步驟(5)的攪拌清洗與步驟(6)的離心處理同時并行。實現(xiàn)變清洗邊脫水，有利于減少清洗時間和次數(shù)。
[0018]優(yōu)選的，步驟(I)溫度維持在100°C，步驟(3)溫度維持在0°C。
[0019]優(yōu)選的，步驟(3)在攪拌過程中，還通入冷風，冷風的溫度低于200Cο冷風可在液體內(nèi)均勻擴散，使稻殼與溶液充分接觸，還能夠起到降溫效果。
[0020]優(yōu)選的，其特征在于，所述冷風的溫度為(TC。
[0021 ]通過采用上述的技術方案，本發(fā)明的有益效果是:堿處理可去除木質纖維原料中一定量木質素;酸處理除了能夠與殘留的堿性溶液中和反應外，還能夠水解木質纖維素原料中的半纖維素成為單糖;先堿處理、后酸處理，兩種方式聯(lián)合使用，實現(xiàn)包埋纖維素成分、并將限制酶解的兩大壁皇成分木質素和半纖維素一起剝離。經(jīng)本發(fā)明處理后的稻殼，干燥、清潔、木質素含量少，為稻殼纖維的后期加工使用提供了有利條件經(jīng)為稻殼纖維的后期加工使用提供了有利條件。
【具體實施方式】
[0022]實施例1
一種除去稻殼雜質的方法，包括以下步驟:
(I)、將9.5Kg的水加熱至80°C ；然后加入0.5Kg的氫氧化鋰顆粒，攪拌使其溶解于水中，再加熱直至氫氧化鋰溶液溫度為100°C。
[0023](2 )、倒入IKg的稻殼并持續(xù)攪拌1min，在攪拌過程中要保持混合溶液溫度為100Γ。
[0024](3)、過濾混合溶液分離出稻殼； (4)、配制濃度為5%的氫氧化鋰溶液1Kg，氫氧化鋰溶液溫度為25°C;
(5)、將步驟(3)的稻殼倒入步驟(4)的氫氧化鋰溶液，并加入0.1lKg的尿素，持續(xù)低溫攪拌30min，溫度維持在10-20°C ；
(6)、過濾固液分尚出稻殼；；
(7)、加入碳酸含量為0.039Kg的碳酸溶液至步驟(6)的稻殼中，然后往其中持續(xù)注入清水并攪拌，直至溶液的PH值為中性；
(8)、離心處理步驟(7)的混合溶液得到稻殼；
(9)、將步驟(8)的稻殼經(jīng)干燥處理后入庫存儲。
[0025]實施例2
一種除去稻殼雜質的方法，包括以下步驟:
(I)、配制重量百分比為10%的氫氧化鈉溶液1Kg。
[0026](2)、倒入0.8Kg的稻殼并持續(xù)攪拌30min，在攪拌過程中，加熱混合溶液使其溫度維持在120 °C。
[0027](3)、過濾固液分離出稻殼。
[0028](4 )、配制濃度為10%的氫氧化鈉溶液I OKg。
[0029](5)、將步驟(3)的稻殼倒入步驟(4)的氫氧化鈉溶液，并加入0.033Kg的尿素，持續(xù)攪拌60min，在此過程中還不斷往混合溶液中通入20 °C的冷風；
(6)、過濾固液分尚出稻殼。
[0030](7)、將鹽酸含量為的0.037Kg的鹽酸溶液和步驟(6)的稻殼倒入一清洗桶，往清洗桶內(nèi)不斷注入清水，直至分離出來的水溶液的PH值為中性，清洗桶的結構為雙層，中間帶有攪拌葉，內(nèi)筒的周面設有過濾孔，攪拌葉在攪拌的同時，內(nèi)筒同步進行高速離心旋轉。
[0031](8 )、將步驟(7 )的稻殼經(jīng)干燥處理后入庫存儲。
[0032]實施例3
一種除去稻殼雜質的方法，包括以下步驟:
(I )、配制濃度為25%的氫氧化鉀溶液1Kg，氫氧化鉀溶液的溫度要維持在80 0C。
[0033](2)、倒入1.25Kg的稻殼并持續(xù)攪拌45min，在攪拌過程中要保持混合溶液溫度為80。。。
[0034](3)、過濾固液分離出稻殼。
[0035](4)、配制濃度為25%的氫氧化鉀溶液10Kg，氫氧化鉀溶液溫度為10°C。
[0036](5)、將步驟(3)的稻殼倒入步驟(4)的氫氧化鉀溶液，并加入重0.056Kg的尿素，持續(xù)攪拌70min，在此過程中還不斷往混合溶液中通入-10°C的冷風；
(6)、過濾固液分尚出稻殼。
[0037](7)、將鹽酸含量為0.081kg的鹽酸溶液和步驟(6)的稻殼倒入一清洗桶，往清洗桶內(nèi)不斷注入清水，直至分離出來的水溶液的PH值為中性，清洗桶的結構為雙層，中間帶有攪拌葉，內(nèi)筒的周面設有過濾孔，攪拌葉在攪拌的同時，內(nèi)筒同步進行高速離心旋轉。
[0038](8)、將步驟(7)的稻殼經(jīng)干燥處理后入庫存儲。
[0039]實施例4
一種除去稻殼雜質的方法，包括以下步驟:
(I)、配制濃度為15%的氫氧化鈉溶液1Kg，氫氧化鈉溶液的溫度要維持在110 °C。
[0040](2)、倒入0.67Kg的稻殼并持續(xù)攪拌20min，在攪拌過程中要保持混合溶液溫度為IlOcC0
[0041 ] (3)、過濾固液分離出稻殼。
[0042](4)、配制濃度為15%的氫氧化鈉溶液10Kg，氫氧化鈉溶液溫度為10°C。
[0043](5)、將步驟(3)的稻殼倒入步驟(4)的氫氧化鈉溶液，并加入重0.086Kg的尿素，持續(xù)攪拌50min，在此過程中還不斷往混合溶液中通入_20 V的冷風；
(6)、過濾固液分尚出稻殼。
[0044](7)、將鹽酸含量為0.055kg的鹽酸溶液和步驟(6)的稻殼倒入一清洗桶，往清洗桶內(nèi)不斷注入清水，直至分離出來的水溶液的PH值為中性，清洗桶的結構為雙層，中間帶有攪拌葉，內(nèi)筒的周面設有過濾孔，攪拌葉在攪拌的同時，內(nèi)筒同步進行高速離心旋轉。
[0045](8 )、將步驟(7 )的稻殼經(jīng)干燥處理后入庫存儲。
[0046]實施例5
(I )、配制濃度為8%的氫氧化鉀溶液I OKg。
[0047](2)、倒入0.83Kg的稻殼并持續(xù)攪拌40min，加熱至98°C并將該溫度維持于整個攪拌過程。
[0048](3)、過濾固液分離出稻殼。
[0049 ] (4 )、在1 °C下配制濃度為8%的氫氧化鉀溶液I OKg。
[0050](5)、將步驟(3)的稻殼倒入步驟(4)的氫氧化鉀溶液，并加入重0.065Kg的尿素，持續(xù)攪拌45min，在此過程中還不斷往混合溶液中通入_5 V的冷風；
(6)、過濾固液分尚出稻殼。
[0051 ] (7)、將鹽酸含量為0.052kg的鹽酸溶液和步驟(6)的稻殼倒入一清洗桶，往清洗桶內(nèi)不斷注入清水，直至分離出來的水溶液的PH值為中性，清洗桶的結構為雙層，中間帶有攪拌葉，內(nèi)筒的周面設有過濾孔，攪拌葉在攪拌的同時，內(nèi)筒同步進行高速離心旋轉。
[0052 ] (8 )、將步驟(7 )的稻殼經(jīng)干燥處理后入庫存儲。
[0053]實施例6
一種除去稻殼雜質的方法，包括以下步驟:
(I)、配制濃度為12%的氫氧化鉀溶液1Kg，氫氧化鉀溶液的溫度要維持在105 °C。
[0054](2)、倒入1.1Kg的稻殼并持續(xù)攪拌25min，在攪拌過程中要保持混合溶液溫度為105。。。
[0055](3)、過濾固液分離出稻殼。
[0056](4)、在5 °C下配制濃度為12%的氫氧化鉀溶液1Kg。
[0057](5)、將步驟(3)的稻殼倒入步驟(4)的氫氧化鉀溶液，并加入0.099Kg的尿素，持續(xù)攪拌35min，在此過程中還不斷往混合溶液中通入0°C的冷風；
(6)、過濾固液分尚出稻殼。
[0058](7)、將醋酸含量為0.077kg的醋酸溶液和步驟(6)的稻殼倒入一清洗桶，往清洗桶內(nèi)不斷注入清水，直至分離出來的水溶液的PH值為中性，清洗桶的結構為雙層，中間帶有攪拌葉，內(nèi)筒的周面設有過濾孔，攪拌葉在攪拌的同時，內(nèi)筒同步進行高速離心旋轉。
[0059 ] (8 )、將步驟(7 )的稻殼經(jīng)干燥處理后入庫存儲。
[0060]以上所述的，僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，不能限定本發(fā)明實施的范圍，凡是依本發(fā)明申請專利范圍所作的均等變化與裝飾，皆應仍屬于本發(fā)明涵蓋的范圍內(nèi)。
【主權項】
1.一種除去稻殼雜質的方法，其特征在于，包括以下步驟: (I )、高溫堿液處理:將稻殼倒入堿性溶液中混合攪拌10-45min，稻殼與堿性溶液的重量比為1:8-15，堿性溶液中有效成分的重量比為5-25%，攪拌過程中混合溶液的溫度維持在80-120 °C； (2)、固液分離:固液分離步驟(I)的混合溶液得到稻殼； (3)、低溫堿液處理:將步驟(2)的稻殼倒入與步驟(I)相同濃度和質量的堿性溶液中混合攪拌30-70min，攪拌過程中混合溶液溫度維持低于25 V，還加入尿素，尿素的重量是稻殼和堿性溶液重量之和的0.003-0.01 ； (4)、固液分離:固液分離步驟(3)的混合溶液得到稻殼； (5)、酸液處理:將酸性溶液混入步驟(4)的稻殼，注入清水攪拌清洗直至混合溶液的PH值為中性，酸性溶液有效成分的摩爾數(shù)是步驟(I)堿性溶液有效成分摩爾數(shù)的0.03-0.1; (6)、固液分離:固液分離步驟(5)的混合溶液得到稻殼； (7 )、干燥存儲:將步驟(6 )的稻殼經(jīng)過干燥處理后入庫存儲。2.根據(jù)權利要求1所述除去稻殼雜質的方法，其特征在于，所述堿性溶液為氫氧化鈉溶液、氫氧化鋰溶液或氫氧化鉀溶液。3.根據(jù)權利要求1所述除去稻殼雜質的方法，其特征在于，所述酸性溶液為鹽酸溶液、醋酸溶液或碳酸溶液。4.根據(jù)權利要求1所述除去稻殼雜質的方法，其特征在于，所述堿性溶液為氫氧化鈉溶液，所述酸性溶液為鹽酸溶液。5.根據(jù)權利要求1所述除去稻殼雜質的方法，其特征在于，步驟(I)中稻殼與堿性溶液的重量比為1:10。6.根據(jù)權利要求1所述除去稻殼雜質的方法，其特征在于，步驟(6)采用的離心處理固液分離。7.根據(jù)權利要求6所述除去稻殼雜質的方法，其特征在于，步驟(5)的攪拌清洗與步驟(6)的離心處理同時并行。8.根據(jù)權利要求1-7任一項所述除去稻殼雜質的方法，其特征在于，步驟(I)溫度維持在100°C，步驟(3)溫度維持在(TC。9.根據(jù)權利要求1所述除去稻殼雜質的方法，其特征在于，步驟(3)在攪拌過程中，還通入冷風，冷風的溫度低于20°C。10.根據(jù)權利要求9所述除去稻殼雜質的方法，其特征在于，所述冷風的溫度為(TC。
【文檔編號】D21C5/00GK105821691SQ201610185512
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年3月29日
【發(fā)明人】莊展鵬
【申請人】廈門殼氏新材料科技有限公司