一种木竹原料预处理及超细化方法与流程

本发明属于生物质能源和生物质环保，具体涉及一种木竹原料预处理及超细化方法。

背景技术：

1、木竹产业是提高人民生活质量不可或缺的民生产业，木竹是由纤维素、半纤维素和木质素构成的天然高分子复合材料，具有绿色环保、强重比高和纹理优美等优点，在建筑家居领域得到广泛应用。然而，在某些应用场景，难以直接使用木竹，此时有必要设计一种处理方法将木竹细化应用。

2、现有的木竹的预处理方法主要是使用强酸强碱等化学试剂破坏结构从而达到预处理的目的。但是强酸强碱等化学预处理方法不但消耗大量的化学试剂，而且对设备的腐蚀性强；同时反应后产生大量的废渣和废液，严重污染环境，不能满足可持续发展战略需求。

3、因此，开发一种环保、高效的木竹细化处理方法具有重要的价值。

技术实现思路

1、为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种木竹原料预处理及超细化方法，用以解决现有的木竹原料预处理及超细化方法存在对环境污染严重、效率低等技术问题。

2、为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

3、本发明公开了一种木竹原料预处理及超细化方法，包括以下步骤：

4、s1：将木竹原料放入过氧化氢溶液中，进行搅拌后过滤，得到滤渣；将滤渣进行干燥处理至恒重，得到干燥后的木竹粉；

5、s2：将干燥后的木竹粉和水混合，在co2氛围中进行高温高压反应后，收集高温高压反应后的液体组分和固体残渣，将固体残渣依次进行水洗和烘干处理，得到预处理的木竹粉；

6、s3：将预处理的木竹粉进行汽爆处理，得到汽爆产物；将汽爆产物粉碎后，得到超细化木竹粉。

7、进一步地，s1中，木竹原料和过氧化氢溶液的用量比为（300~500）g：（2~3）l。

8、进一步地，s1中，所述过氧化氢溶液的质量百分数为6%~10%。

9、进一步地，s1中，所述搅拌时的温度为50~80℃，搅拌的转速为500~600r/min，搅拌的时间为30~60min。

10、进一步地，s1中，所述干燥处理的温度为100~105℃。

11、进一步地，s1中木竹原料和s2中水的用量比为（300~500）g：（200~300）ml；

12、s2中，所述高温高压反应在密闭空间和co2氛围下进行。

13、进一步地，所述高温高压反应的温度为100~200℃，高温高压反应的时间为15~200min。

14、进一步地，所述co2氛围的压力为1~7mpa。

15、进一步地，s3中，所述汽爆处理的温度为200~300℃，汽爆处理的压力为2.0~2.5mpa，汽爆处理过程中的保压时间为30~50s。

16、进一步地，所述预处理的木竹粉的粒度为1000~2000目；所述超细化木竹粉的粒度为4000~10000目。

17、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

18、本发明公开了一种木竹原料预处理及超细化方法，采用过氧化氢溶液溶解木竹原料，破坏其中的木质素结构，通过oh-削弱纤维素和半纤维素之间的氢键及木聚糖半纤维素和其它组分内部分子之间酯键的皂化作用；随后进行高温高压反应，在高温高压条件下，木竹和co2反应，利用co2和水的作用，即co2和水形成弱酸h2co3，促使木竹原料中的半纤维素降解，从而打破植物纤维原料三组分的致密结构，增加木质纤维原料的水解率；后续进行汽爆处理，在高温高压下使水分子穿透木竹的细胞壁结构，然后迅速减压，造成纤维素纤维结构发生一定的机械断裂，内含水闪蒸时产生巨大的爆破力、摩擦力与碰撞力，使纤维原料被破碎；同时高温高压加剧了纤维素内部氢键的破坏和有序结构的变化，游离出新的羟基，增加了纤维素的吸附能力，也促进了半纤维素的水解和木质素的转化；进一步进行最终细化，得到需求粒度的木竹粉；本发明所用均为绿色环保且价格低廉、容易获得的原料，工艺过程无毒无害。

技术特征：

1.一种木竹原料预处理及超细化方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种木竹原料预处理及超细化方法，其特征在于，s1中，木竹原料和过氧化氢溶液的用量比为（300~500）g：（2~3）l。

3.根据权利要求1所述的一种木竹原料预处理及超细化方法，其特征在于，s1中，所述过氧化氢溶液的质量百分数为6%~10%。

4.根据权利要求1所述的一种木竹原料预处理及超细化方法，其特征在于，s1中，所述搅拌时的温度为50~80℃，搅拌的转速为500~600r/min，搅拌的时间为30~60min。

5.根据权利要求1所述的一种木竹原料预处理及超细化方法，其特征在于，s1中，所述干燥处理的温度为100~105℃。

6.根据权利要求1所述的一种木竹原料预处理及超细化方法，其特征在于，s1中木竹原料和s2中水的用量比为（300~500）g：（200~300）ml；

7.根据权利要求6所述的一种木竹原料预处理及超细化方法，其特征在于，所述高温高压反应的温度为100~200℃，高温高压反应的时间为15~200min。

8.根据权利要求7所述的一种木竹原料预处理及超细化方法，其特征在于，所述co2氛围的压力为1~7mpa。

9.根据权利要求1所述的一种木竹原料预处理及超细化方法，其特征在于，s3中，所述汽爆处理的温度为200~300℃，汽爆处理的压力为2.0~2.5mpa，汽爆处理过程中的保压时间为30~50s。

10.根据权利要求1所述的一种木竹原料预处理及超细化方法，其特征在于，所述预处理的木竹粉的粒度为1000~2000目；所述超细化木竹粉的粒度为4000~10000目。

技术总结本发明公开了一种木竹原料预处理及超细化方法，属于生物质能源和生物质环保技术领域。本发明公开的方法，采用过氧化氢溶液溶解木竹原料，破坏其中的木质素结构，利用CO<subgt;2</subgt;和水形成弱酸H<subgt;2</subgt;CO<subgt;3</subgt;，促使木竹原料中的半纤维素降解；后续进行汽爆处理，在高温高压下使水分子穿透木竹的细胞壁结构，然后迅速减压，造成纤维素纤维结构发生一定的机械断裂，最终进一步利用超细粉碎机进行细化，得到需求粒度的木竹粉。本发明所用均为绿色环保且价格低廉、容易获得的原料，工艺过程无毒无害。技术研发人员：张景杰,段培高,刘畅,杜雨菡,高志杰受保护的技术使用者：山东埃尔派粉体科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/3/12