稻草纖維的提取工藝研究

(四川化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川瀘州，646000)

我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶以南的地帶為稻草生產(chǎn)的主要集中區(qū)域，大量的稻草資源需要合理利用和價(jià)值擴(kuò)大。而在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，由于對(duì)稻草資源的不重視，利用不合理，經(jīng)常出現(xiàn)焚燒或填土掩埋的情況。稻草中不僅含有豐富的化學(xué)元素，而且其纖維素具有韌性，呈現(xiàn)條狀的線性結(jié)構(gòu)，另外，稻草還能被提取做進(jìn)一步處理后用作織物合成[1]，具有廣泛的市場(chǎng)前景。稻草資源的合理利用和價(jià)值擴(kuò)大是帶動(dòng)農(nóng)業(yè)發(fā)展的引擎，同時(shí)也對(duì)我國(guó)環(huán)境保護(hù)具有重大的意義。

本實(shí)驗(yàn)通過對(duì)稻草纖維素的成分、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、提取變化規(guī)律以及粒徑的研究，來討論在提取工藝中堿洗、漂洗、煮沸、烘干的變量，對(duì)提取效果和纖維素結(jié)構(gòu)的影響。利用電子顯微鏡對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)和成分的相應(yīng)測(cè)定。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 原料

氫氧化鈉(500g/瓶，分析純純度≥96%，中昊晨光化工研究有限公司)；氫氧化鈣(500mL/瓶，純度≥98%，宣城市慶源化工有限責(zé)任公司)；過氧化氫(3%，廣東恒健制藥有限公司)；稻草中段(50g/份，江蘇愛恩媛園林綠化有限公司)。

1.2 儀器設(shè)備

水浴鍋(DK-98-IIA,雙列四孔，常州國(guó)華電器有限公司)；燒杯(500mL、1000mL，天長(zhǎng)市佳永石英玻璃儀器廠)；過濾網(wǎng)(標(biāo)準(zhǔn)型nbsp，東莞市鑫達(dá)網(wǎng)業(yè)有限公司)；pH試紙(江蘇順和教學(xué)儀器有限公司)；電子顯微鏡(200萬像素，北京瑞科中儀)；烘干機(jī)(101-1AB，I類B型，山東潔能達(dá)機(jī)械制造有限公司)。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

根據(jù)稻草纖維素的提取工藝要求，對(duì)稻草進(jìn)行預(yù)處理，堿洗煮沸、漂洗煮沸、烘干處理。首先，要求每份稻草為50g，一共四份，同時(shí)以氫氧化鈉為原料來配制堿洗液(30g/L)，100mL的過氧化氫來配制漂洗液，同時(shí)對(duì)其變量進(jìn)行相關(guān)的改變，從而測(cè)試?yán)w維素在不同情況下的提取效果。

2 結(jié)果與討論

2.1 粒徑

通過圖1和圖2的對(duì)比，特別是從一號(hào)試樣到四號(hào)試樣的對(duì)比上看，雖然說在粒徑的大小上沒有發(fā)現(xiàn)規(guī)律，但是，每根纖維素的均勻程度有了明顯變化，總體呈現(xiàn)變小變細(xì)趨勢(shì)。從纖維素粒徑均勻效果來看，其每份樣品中每根纖維素之間的粒徑相差不大，較為均勻。

2.2 間距

間距是指每根纖維素之間的單位距離。從一號(hào)到四號(hào)，纖維素之間的間距逐漸拉開，從最初的一個(gè)整體到后來分離成細(xì)小的、均勻的單個(gè)個(gè)體，其間距逐步呈現(xiàn)均勻分布排列的狀態(tài)。

2.3 成分

在提取實(shí)驗(yàn)和檢測(cè)的過程中，發(fā)現(xiàn)纖維素內(nèi)部存在堿洗或化學(xué)反應(yīng)的藥物殘留(Ca，Na元素)。這一部分對(duì)實(shí)驗(yàn)測(cè)定成分造成干擾，之后要對(duì)殘留或提取的纖維素進(jìn)行處理后再檢測(cè)其成分，以確保成分的準(zhǔn)確性。

2.4 結(jié)構(gòu)

稻草纖維素微觀結(jié)構(gòu)從圖1看，其纖維素不分明且表面凹凸不平，分布不均勻，且其形狀呈現(xiàn)餅狀或片狀。從圖2看，纖維素則呈現(xiàn)一根一根的條狀且每根之間的間距較為均勻，粗細(xì)較為分明。

3 結(jié)論

當(dāng)?shù)静菰狭繛槊糠?0g，堿洗時(shí)間為150分鐘，漂洗時(shí)間為40分鐘，烘干時(shí)間為90分鐘時(shí)，對(duì)其烘干、堿洗、漂洗時(shí)間進(jìn)行延長(zhǎng)，可以提高稻草的提取效果，提升其整體性能。當(dāng)增加堿洗中氫氧化鈉用量和漂洗中過氧化氫用量時(shí)，纖維素的色澤變得更亮麗，且提取的纖維素更加細(xì)致。

圖2 四號(hào)樣稻草表面結(jié)構(gòu)及粒徑顯示圖