CN110978171A - 一种用竹子制取竹浆纤维及竹子提取物的制备方法及用途 - Google Patents

一种用竹子制取竹浆纤维及竹子提取物的制备方法及用途 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用竹子制取竹浆纤维及竹子提取物的制备方法及用途，包括鲜竹杆预处理、竹丝料汽蒸煎煮处理、第一次酶解处理、软化处理、高浓磨浆处理、压榨处理、第二次酶解处理和浓缩处理，本发明可以同步提取竹浆纤维和竹子提取物，减少了竹子制浆中废弃物及废水的产生，重新设计了工艺方法，使得竹子提取物被有效、全面地提取出来，可以转化成了药用、食用之材料，可以去除了影响竹浆纤维质量的大部分糖类、单宁类等及其它杂质，减少了竹浆纤维中的有色物质，提高了竹子的利用率、产出率。

Description

一种用竹子制取竹浆纤维及竹子提取物的制备方法及用途
技术领域
本发明涉及制浆造纸、制药、食品、饲料技术领域，尤其涉及一种用竹子制取竹浆纤维及竹子提取物的制备方法及用途，特别涉及一种竹子提取物与竹浆纤维及联合制备工艺方法，适用对鲜竹材的充分利用。
背景技术
竹子是一种优质的纤维原料，中国也是最早用竹材制浆造纸的国家。鲜竹子中的竹沥又是一种传统中药材，其药用价值，早在《本草纲目》就有记载，鲜竹沥，它具有气味甘、无毒，主治暴中风、风痹、胸中大血、止烦闷、消渴等功效，收载于《中药材》第一册(1992)。随着现代科学技术的发展，经不断探索，鲜竹沥在食品(饮料)、保健品、药品等方面得到广泛应用。中国竹子资源丰富，现有的竹材制竹原纤维、制浆方法、提取竹沥方法较多，但这些现有技术都存在着竹材利用率不高，工业生产成本高，治污难度大等问题。
中国专利号200510108294，公开了一种利用竹子生产纤维素纸浆的方法及其纸浆，该方法涉及一种利用竹子制作纸浆的方法，尤其涉及先将竹子纵向劈开和横向切断了后经过筛选和洗涤过程，使预水解和制浆过程中的药品消耗量减少的同时，使其易于反应，从而可以生产质量更好，产量更高的溶解用纸浆，并且使用ECF或TCF的漂白方法而可以防止产生二噁英利用竹子制作纸浆的方法及其纸浆。中国专利号200610124465，公开了以竹子为原料***预处理APMP制浆的方法，即：一种以竹子为原料的***预处理APMP制浆的方法，在筛选、除杂、洗涤后进行磺化预浸处理，再进行***预处理；化学预处理；二段常压磨，高浓停留，在高浓磨浆机进行后续磨后稀释浆料，调PH值、洗涤、浓缩、消潜、筛选得产品。中国专利号公开号CN1792272，公开了一种鲜竹沥的工业提取方法，其具体技术内容是：工艺步骤如下：A、选料、备料；B、提取鲜竹沥。中国专利公开号CN201910892262.6，公开了一种本色竹浆制备工艺及***，其步骤包括：将鲜竹进行预加工得到束状或团丝状竹束状物，并对该竹束状物依次进行初次软化，搓丝，挤压，过滤，磨浆，再次软化，精磨，消潜，稀释除渣，以及脱水浓缩处理，最终得到本色竹浆成品。
上述技术方案共同存在的问题是：竹子的转化率、产出率较低且都存在废弃物或废水，如在制作纸浆容易产生废水、废物，对环境污染较大，随着中国环保意识的提高，由于废弃物、废水处理成本高，这给造纸厂增加了较大的后续处理经济负担。上述现有技术中，无论是竹子制浆还是竹子提取竹沥，都是利用竹子原料生产单一产品—纸浆(纤维)或竹沥，都会产生废弃物和废水，其竹子的综合利用率较低，也没有完全实现竹子的资源价值。如何有效利用竹子并综合将竹子中的纤维、竹子提取物分别提取出来是摆在环境保护、经济效益上的一道难题，也是现有竹子利用工艺方法上的一道难题，如何在一套工艺方法上实现竹子的综合利用是竹子利用的研究方向，故现有技术急需一套综合利用竹子、全方面提取竹子的综合价值的工艺方法。
发明内容
针对现有技术存在的不足之处，本发明的目的在于提供一种用竹子制取竹浆纤维及竹子提取物的制备方法及用途，可以同步提取竹浆纤维和竹子提取物，减少了竹子制浆中废弃物及废水的产生，重新设计了工艺方法，可有效利用竹子制浆中产生的废物，使得竹子提取物被有效、全面地提取出来，可以转化成了药用、食用之材料，竹子的利用率、产出率大大提高了。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种用竹子制取竹浆纤维及竹子提取物的制备方法，其方法如下：
A、鲜竹杆预处理：收集1～2年生的禾木科植物鲜竹杆，去掉鲜竹杆上的枝、叶后构成鲜竹杆原料，将鲜竹杆原料通过皮带运输机运送至竹片切料机切成鲜竹片，每片鲜竹片长度控制在40～120毫米；将鲜竹片通过皮带运输机运送至竹片洗料机进行洗涤，将洗涤后的鲜竹片撕搓成细小的竹丝料，竹丝料直径小于2毫米；
B、竹丝料汽蒸煎煮处理：按照竹丝料：水＝1：2～8的配比比例送入提取罐中，对提取罐中的竹丝料及水加热处理，当提取罐内压力达到0.1Mpa时，停止加热并打开放汽阀门放掉提取罐内的部分蒸汽和空气；当提取罐内压力降至0.05Mpa时,关闭放汽阀门并再次对提取罐中的竹丝料及水加热处理，当提取罐内压力升至0.1～0.4Mpa时，继续加热保温30～120分钟；
C、酶解处理：保温结束后，采用全压喷放的方式放料，然后进行料液分离，分离出来的液体为提取液A，用泵将提取液A送至储液罐；分离出来的料中加入重量占比0.2～0.5％的木聚糖酶并进行酶解处理，酶解时间为1～4小时，酶解温度为30～60度；
D、步骤C中酶解后的料送入竹纤维软化机中进行软化处理并得到软化后的料，将软化后的料送入高浓磨浆机处理，处理后加重量2～5倍、70～90温度下的热水直接进入混合输送机混合均匀，然后将混合后的料送至竹纤维压榨机进行压榨处理，得到的液体为提取液B，得到的压榨料为半成品竹浆纤维；
E、将步骤D得到的半成品竹浆纤维送入混合输送机，在混合输送机中加入重量占比0.1～0.3％的竹纤维处理酶，经混合输送机混合后输送至酶解仓酶解2～4小时，酶解温度30～60度；酶解后的物料由输送机送至干燥机中干燥并得到竹浆纤维。
为了更好地实现本发明，本发明还包括步骤F，
F、将步骤C得到的提取液A和步骤D得到的提取液B通过过滤器过滤处理，过滤后的液体用泵输送至浓缩器中浓缩成膏状，然后通过喷雾干燥器干燥成粉末，即可得到粉末状的竹子提取物。
本发明提供一种优选的技术方案如下：一种用竹子制取竹浆纤维及竹子提取物的制备方法，其方法如下：
A、鲜竹杆预处理：收集1～2年生的禾木科植物鲜竹杆，去掉鲜竹杆上的枝、叶后构成鲜竹杆原料，将鲜竹杆原料通过皮带运输机运送至竹片切料机切成鲜竹片，每片鲜竹片长度控制在80～120毫米；将鲜竹片通过皮带运输机运送至竹片洗料机进行洗涤，将洗涤后的鲜竹片送入撕裂搓揉机撕搓成细小的竹丝料，竹丝料直径小于2毫米；
B、竹丝料汽蒸煎煮处理：按照竹丝料：水＝1：2～8的配比比例送入提取罐中，对提取罐中的竹丝料及水加热处理，所述提取罐具有内罐体和外罐体，所述提取罐的内罐体与外罐体之间具有加热腔体，所述提取罐的内罐体内部用于储存竹丝料及水，所述提取罐的外罐体由隔热材料制造，加热处理时，向提取罐的加热腔体通入高温高压蒸汽并对提取罐中的竹丝料及水进行加热处理，加热时，先打开提取罐的放汽阀门，直到提取罐中的水自然沸腾后，再关闭提取罐的放汽阀门，继续通入高温高压蒸汽加热；当提取罐内压力达到0.1Mpa时，停止加热并打开放汽阀门放掉提取罐内的部分蒸汽和空气；当提取罐内压力降至0.05Mpa时,关闭放汽阀门并再次对提取罐中的竹丝料及水加热处理，当提取罐内压力升至0.1～0.4Mpa时，继续加热保温30～120分钟；
C、酶解处理：保温结束后，采用全压喷放的方式放料，然后进行料液分离，分离出来的液体为提取液A，用泵将提取液A送至储液罐；分离出来的料中加入重量占比0.2～0.5％的木聚糖酶并进行酶解处理，酶解时间为2～4小时，酶解温度为30～60度；
D、步骤C中酶解后的料送入竹纤维软化机中进行软化处理并得到软化后的料，将软化后的料送入高浓磨浆机处理，处理后加重量2～5倍、70～90温度下的热水直接进入混合输送机混合均匀，然后将混合后的料送至竹纤维压榨机进行压榨处理，得到的液体为提取液B，得到的压榨料为半成品竹浆纤维，半成品竹浆纤维的干度为30％以上；
E、将步骤D得到的半成品竹浆纤维送入混合输送机，在混合输送机中加入重量占比0.1～0.2％的竹纤维处理酶，经混合输送机混合后输送至酶解仓酶解2～3小时，酶解温度30～50度；酶解后的物料由输送机送至干燥机中干燥并得到竹浆纤维，竹浆纤维的干度为90％以上。
作为优选，所述步骤E中的竹纤维处理酶为夏盛(上海)生物科技有限公司所生产，主要用于去除半成品竹浆纤维中的木质素并活化纤维以使半成品竹浆纤维的纤维结构变得疏松、柔软，提高竹纤维的吸水润胀和细纤维化程度；同时，竹纤维处理酶还作用于纤维细胞壁的p层和s1层，会促使纤维内聚力下降，增加纤维的氢键结合力。
作为优选，所述步骤A在运送至竹片切料机之前，还需对鲜竹杆排除虫蛀和花斑竹杆检测。
一种按照本发明制备方法制取的竹纤维的用途，所述步骤D的半成品竹浆纤维或步骤E的竹浆纤维用作纸浆原料，或者用化学方法漂白可制得漂白浆。
一种按照本发明制备方法制取的竹子提取物的用途，用于生产医药、食品、保健品、饮料的原料，或者用于生产饲料的添加剂。
本发明较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
(1)本发明的工艺方法省去了竹子制浆备料工序，降低了能耗，节约了能源；可以同步提取竹浆纤维和竹子提取物，减少了竹子制浆中废弃物及废水的产生，重新设计了工艺方法，可有效利用竹子制浆中产生的废物，使得竹子提取物被有效、全面地提取出来，可以转化成了药用、食用之材料，竹子的利用率、产出率大大提高了。
(2)本发明工艺方法提高了竹浆纤维的产量，改善竹浆纤维制浆质量和竹浆纤维制浆环境，降低制浆成本，鲜竹片料经过撕裂搓揉、压榨，竹节子和硅质表皮被压溃，纤维束与基本组织松散开来，降低了它们的刚性，经过蒸煮、酶解处理后，进一步软化了竹纤维。本发明的汽蒸煎煮处理与酶解处理不但排出了鲜竹片中的空气和不利于制浆的挥发物，而且更容易得到竹子提取物。本发明在提取竹浆纤维过程中，不进行高温高压化学蒸煮，煎煮时间比化学蒸煮时间减少50％以上，产量更高；竹浆纤维制浆能耗比现有化学法降低60％，竹浆纤维制浆收获率比现有化学法提高80％以上，竹浆纤维制浆用水比现有化学法减少95％以上。本发明去除了影响纸浆质量的大部分糖类、单宁类等及其它杂质，减少了竹浆中的有色物质，可提高纸浆质量，制漂白纸浆白度可提高2～5度，减轻纸浆返黄程度，其所制得的浆料均匀性更好，质量更稳定。
(3)本发明工艺方法不使用化工原料，不产生蒸煮废液，不产生有毒物质，废水几乎零排放，避免了环境污染，绿色环保，可实现清洁生产。
(4)本发明工艺方法采取鲜竹片先撕裂搓揉成竹丝，并进行竹丝纤维煎煮处理，木聚糖酶酶解处理，这样处理提高了竹子的溶出率，竹子提取物有效成分含量增加，提取物的质量、产出率提高。
(5)本发明工艺方法的竹浆纤维转化成了用于制浆造纸的优质原料，没有废渣，不会造成环境污染。
(6)本发明跨行业的开发利用和转化了废弃物资源，减少了污染并实现了竹子高效综合利用；本发明具有生产成本低，产品质量好，不污染环境等特点。为生产高质量、低消耗、无污染的竹子提取物及竹浆纤维提供了一套全新工艺方法，将带来较大的经济、社会、环境效益。
附图说明
图1为本发明的工艺流程框图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明：
实施例一
如图1所示，一种用竹子制取竹浆纤维及竹子提取物的制备方法，其方法如下：
A、鲜竹杆预处理：收集1～2年生的禾木科植物鲜竹杆，去掉鲜竹杆上的枝、叶后构成鲜竹杆原料，在运送至竹片切料机之前，还需对鲜竹杆排除虫蛀和花斑竹杆检测；将鲜竹杆原料通过皮带运输机运送至竹片切料机切成鲜竹片，每片鲜竹片长度控制在40～120毫米；将鲜竹片通过皮带运输机运送至竹片洗料机进行洗涤，将洗涤后的鲜竹片撕搓成细小的竹丝料，竹丝料直径小于2毫米。
B、竹丝料汽蒸煎煮处理：按照竹丝料：水＝1：2～8的配比比例送入提取罐中，对提取罐中的竹丝料及水加热处理，当提取罐内压力达到0.1Mpa时，停止加热并打开放汽阀门放掉提取罐内的部分蒸汽和空气；当提取罐内压力降至0.05Mpa时,关闭放汽阀门并再次对提取罐中的竹丝料及水加热处理，当提取罐内压力升至0.1～0.4Mpa时，继续加热保温30～120分钟；
C、酶解处理：保温结束后，采用全压喷放的方式放料(本实施例全压喷放的作用如下；可以使竹纤维料在喷放管内的急速流动及剧烈冲击，在离开喷放管进入空气中的突然减压，使竹纤维料爆散，有利于竹纤维的疏解及溶出物的大量溶出)，然后进行料液分离，分离出来的液体为提取液A，用泵将提取液A送至储液罐；分离出来的料中加入重量占比0.2～0.5％的木聚糖酶并进行酶解处理，酶解时间为1～4小时，酶解温度为30～60度，本实施例酶解处理过程中的温度、时间不能低于下限，也不能高于上限，竹纤维处理酶在上述温度、时间范围内活性最佳和酶解更充分，在超出上述温度、时间范围，酶容易失活或者酶活性得不到充分发挥。分离出来的料在木聚糖酶的酶解过程中可以分解了竹纤维料的细胞壁，便于黄酮，异黄酮类化合物等有效物质的释放，同时可以将竹纤维中大分子量的水不溶性***木聚糖降解为水溶性木糖和低木聚糖等活性多糖，还可以加速竹纤维的软化，可以提高竹子提取物的提取率；本实施例在分离出来的料中可以加入重量占比0.2～0.4％的果胶酶或漆酶并进行酶解处理，酶解时间为3～4小时，酶解温度为30～60度。
D、步骤C中酶解后的料送入竹纤维软化机中进行软化处理并得到软化后的料，将软化后的料送入高浓磨浆机处理，处理后加重量2～5倍、70～90温度下的热水(即按重量比例如下：竹浆纤维：热水＝1：2～5，其中热水的温度为70～90度)直接进入混合输送机混合均匀，然后将混合后的料送至竹纤维压榨机进行压榨处理，得到的液体为提取液B，得到的压榨料为半成品竹浆纤维；
E、将步骤D得到的半成品竹浆纤维直接送入混合输送机，在混合输送机中加入重量占比0.1～0.2％的竹纤维处理酶，经混合输送机混合后输送至酶解仓酶解2～3小时，酶解温度30～60度，本实施例酶解处理过程中的温度、时间不能低于下限，也不能高于上限，竹纤维处理酶在上述温度、时间范围内活性最佳和酶解更充分，在超出上述温度、时间范围，酶容易失活或者酶活性得不到充分发挥。本实施例步骤E中的竹纤维处理酶为复合酶(本实例可以用过氧化酶、漆酶或果胶酶来替换竹纤维处理酶，效果比竹纤维处理酶差一些)，所述步骤E中的竹纤维处理酶为夏盛(上海)生物科技有限公司所生产，主要用于去除半成品竹浆纤维中的木质素并活化纤维以使半成品竹浆纤维的纤维结构变得疏松、柔软，提高竹纤维的吸水润胀和细纤维化程度；同时，竹纤维处理酶还作用于纤维细胞壁的p层和s1层，会促使纤维内聚力下降，增加纤维的氢键结合力。
一种按照本发明制备方法制取的竹浆纤维的用途，所述步骤D的半成品竹浆纤维或步骤E的竹浆纤维用作纸浆原料，或者用化学方法漂白可制得漂白浆。
一种按照本发明制备方法制取的竹子提取物的用途，用于生产医药、食品、保健品、饮料的原料，或者用于生产饲料的添加剂。
实施例二
如图1所示，一种用竹子制取竹浆纤维及竹子提取物的制备方法，其方法如下：
A、鲜竹杆预处理(对应图1的鲜竹杆预处理)：收集1～2年生的禾木科植物鲜竹杆，去掉鲜竹杆上的枝、叶后构成鲜竹杆原料，在运送至竹片切料机之前，还需对鲜竹杆排除虫蛀和花斑竹杆检测；将鲜竹杆原料通过皮带运输机运送至竹片切料机切成鲜竹片，每片鲜竹片长度控制在40～120毫米；将鲜竹片通过皮带运输机运送至竹片洗料机进行洗涤，将洗涤后的鲜竹片撕搓成细小的竹丝料，竹丝料直径小于2毫米。
B、竹丝料汽蒸煎煮处理(对应图1的竹丝料汽蒸煎煮处理)：将竹丝料折算成绝干料，按照竹丝料(此处为折算后的绝干料)：水＝1：2～8的重量配比比例送入提取罐中，对提取罐中的竹丝料及水加热处理，当提取罐内压力达到0.1Mpa时，停止加热并打开放汽阀门放掉提取罐内的部分蒸汽和空气；当提取罐内压力降至0.05Mpa时,关闭放汽阀门并再次对提取罐中的竹丝料及水加热处理，当提取罐内压力升至0.1～0.4Mpa时，继续加热保温30～120分钟；
C、酶解处理：保温结束后，采用全压喷放的方式放料(本实施例全压喷放的作用如下；可以使竹纤维料在喷放管内的急速流动及剧烈冲击，在离开喷放管进入空气中的突然减压，使竹纤维料爆散，有利于竹纤维的疏解及溶出物的大量溶出)，然后进行料液分离，分离出来的液体为提取液A，用泵将提取液A送至储液罐；分离出来的料中加入重量占比0.2～0.5％的木聚糖酶并进行酶解处理(对应图1的第一次酶解处理)，酶解时间为1～4小时，酶解温度为30～60度，分离出来的料在木聚糖酶的酶解过程中可以分解了竹纤维料的细胞壁，便于黄酮，异黄酮类化合物等有效物质的释放，同时可以将竹纤维中大分子量的水不溶性***木聚糖降解为水溶性木糖和低木聚糖等活性多糖，还可以加速竹纤维的软化，可以提高竹子提取物的提取率；本实施例在分离出来的料中可以加入重量占比0.2～0.4％的果胶酶或漆酶并进行酶解处理，酶解时间为3～4小时，酶解温度为30～60度。
D、步骤C中酶解后的料送入竹纤维软化机中进行软化处理(对应图1的软化处理)并得到软化后的料，将软化后的料送入高浓磨浆机处理(对应图1的高浓磨浆处理)，处理后加重量2～5倍、70～90温度下的热水混合后(即按重量比例如下：半成品竹浆纤维：热水＝1：2～5，其中热水的温度为70～90度)送入混合输送机混合均匀，然后将混合后的料与液体运送至竹纤维压榨机进行压榨处理(对应图1的压榨处理)，得到的液体为提取液B，得到的压榨料为半成品竹浆纤维；
E、将步骤D得到的半成品竹浆纤维送入混合输送机，在混合输送机中加入重量占比0.1～0.2％的竹纤维处理酶，经混合输送机混合后输送至酶解仓酶解2～3小时(对应图1的第二次酶解处理)，酶解温度30～60度；酶解后的物料由输送机送至干燥机中干燥并得到竹浆纤维。本实施例步骤E中的竹纤维处理酶为复合酶(本实例可以用过氧化酶、漆酶或果胶酶来替换竹纤维处理酶，效果比竹纤维处理酶差一些)，所述步骤E中的竹纤维处理酶为夏盛(上海)生物科技有限公司所生产，主要用于去除半成品竹浆纤维中的木质素并活化纤维以使半成品竹浆纤维的纤维结构变得疏松、柔软，提高竹纤维的吸水润胀和细纤维化程度；同时，竹纤维处理酶还作用于纤维细胞壁的p层和s1层，会促使纤维内聚力下降，增加纤维的氢键结合力。
F、将步骤C得到的提取液A和步骤D得到的提取液B通过过滤器过滤处理，过滤后的液体用泵输送至浓缩器中浓缩成膏状(对应图1的浓缩处理)，然后通过干燥器干燥成粉末，即可得到粉末状的竹子提取物。
本实施例的皮带运输机、提取罐、储液罐、竹纤维软化机、输送机、混合输送机、竹纤维压榨机、竹片撕裂搓揉机、干燥机、酶解仓、过滤器、浓缩器等设备需符合制药、食品行业标准要求，上述设备可以采用现有技术，竹片撕裂搓揉机、竹纤维软化机、竹纤维压榨机、混合输送机、酶解仓可以按照本发明的工艺要求制造而成，本发明中所用水的水质需达到行业标准要求，制取的鲜竹提取物成品按行业标准要求。
本发明相对现有技术具有如下有益效果：
1、本发明的工艺方法省去了竹子制浆备料工序，降低了能耗，节约了能源；可以同步提取竹浆纤维和竹子提取物，减少了竹子制浆中废弃物及废水的产生，重新设计了工艺方法，可有效利用竹子制浆中产生的废物，使得竹子提取物被有效、全面地提取出来，可以转化成了药用、食用之材料，竹子的利用率、产出率大大提高了。
2、本发明工艺方法提高了竹浆纤维的产量，改善竹浆纤维制浆质量和竹浆纤维制浆环境，降低制浆成本。鲜竹片料经过撕裂搓揉、压榨，竹节子和硅质表皮被压溃，纤维束与基本组织松散开来，降低了它们的刚性，经过蒸煮、酶解处理后，进一步软化了竹纤维。本发明的汽蒸煎煮处理与酶解处理不但排出了鲜竹片中的空气和不利于制浆的溶出物，而且更容易得到竹子提取物。本发明在提取竹浆纤维过程中，不进行高温高压化学蒸煮，煎煮时间比化学蒸煮时间减少50％以上，产量更高；竹浆纤维制浆能耗比现有化学法降低60％，竹浆纤维制浆收获率比现有化学法提高80％以上，竹浆纤维制浆用水比现有化学法减少95％以上。本发明去除了影响纸浆质量的大部分糖类、单宁类等及其它杂质，减少了竹浆中的有色物质，可提高纸浆质量，制漂白纸浆白度可提高2～5度，减轻纸浆返黄程度，其所制得的浆料均匀性更好，质量更稳定。
3、本发明工艺方法不使用化工原料，不产生蒸煮废液，不产生有毒物质，废水几乎零排放，避免了环境污染，绿色环保，可实现清洁生产。
4、本发明工艺方法采取鲜竹片先撕裂搓揉成竹丝，并进行竹丝纤维煎煮处理，木聚糖酶酶解处理，这样处理提高了竹子的溶出率，竹子提取物有效成分含量增加，提取物的质量、产出率提高。
5、本发明工艺方法的竹纤维料(即竹浆纤维)转化成了用于制浆造纸的优质原料，没有废渣，不会造成环境污染。
6、本发明跨行业的开发利用和转化了废弃物资源，减少了污染并实现了竹子高效综合利用；本发明具有生产成本低，产品质量好，不污染环境等特点。为生产高质量、低消耗、无污染的竹子提取物及竹浆纤维提供了一套全新工艺方法，将带来较大的经济、社会、环境效益。
实施例三
如图1所示，一种用竹子制取竹浆纤维及竹子提取物的制备方法，其方法如下：
A、鲜竹杆预处理：收集1～2年生的禾木科植物鲜竹杆，去掉鲜竹杆上的枝、叶后构成鲜竹杆原料，在运送至竹片切料机之前，还需对鲜竹杆排除虫蛀和花斑竹杆检测；将鲜竹杆原料通过皮带运输机运送至竹片切料机切成鲜竹片，每片鲜竹片长度控制在80～120毫米；将鲜竹片通过皮带运输机运送至竹片洗料机进行洗涤，将洗涤后的鲜竹片送入撕裂搓揉机撕搓成细小的竹丝料，竹丝料直径小于2毫米。
B、竹丝料汽蒸煎煮处理：按照竹丝料：水＝1：2～8的重量配比比例送入提取罐中，对提取罐中的竹丝料及水加热处理，所述提取罐具有内罐体和外罐体，所述提取罐的内罐体与外罐体之间具有加热腔体，所述提取罐的内罐体内部用于储存竹丝料及水，所述提取罐的外罐体由隔热材料制造，加热处理时，向提取罐的加热腔体通入高温高压蒸汽并对提取罐中的竹丝料及水进行加热处理，加热时，先打开提取罐的放汽阀门，直到提取罐中的水自然沸腾后，再关闭提取罐的放汽阀门，继续通入高温高压蒸汽加热；提取罐先放汽的作用如下：1)避免产生“假压”,妨碍温度上升；2)放汽时，由于罐内自然沸腾，可起减少罐内温差的作用，有利于均匀蒸煮。当提取罐内压力达到0.1Mpa时，停止加热并打开放汽阀门放掉提取罐内的部分蒸汽和空气；当提取罐内压力降至0.05Mpa时,关闭放汽阀门并再次对提取罐中的竹丝料及水加热处理，当提取罐内压力升至0.1～0.4Mpa时，继续加热保温30～120分钟；
C、酶解处理：保温结束后，采用全压喷放的方式放料(本实施例全压喷放的作用如下；可以使竹纤维料在喷放管内的急速流动及剧烈冲击，在离开喷放管进入空气中的突然减压，使竹纤维料爆散，有利于竹纤维的疏解及溶出物的大量溶出)，然后进行料液分离，分离出来的液体为提取液A，用泵将提取液A送至储液罐；分离出来的料中加入重量占比0.2～0.5％的木聚糖酶并进行酶解处理，酶解时间为1～4小时，酶解温度为30～60度，分离出来的料在木聚糖酶的酶解过程中可以分解了竹纤维料的细胞壁，便于黄酮，异黄酮类化合物等有效物质的释放，同时可以将竹纤维中大分子量的水不溶性***木聚糖降解为水溶性木糖和低木聚糖等活性多糖，还可以加速竹纤维的软化，可以提高竹子提取物的提取率；本实施例在分离出来的料中可以加入重量占比0.2～0.4％的果胶酶或漆酶并进行酶解处理，酶解时间为3～4小时，酶解温度为30～60度。
D、步骤C中酶解后的料送入竹纤维软化机中进行软化处理并得到软化后的料，将软化后的料送入高浓磨浆机处理，处理后加重量2～5倍、70～90温度下的热水(即按重量比例如下：半成品竹浆纤维：热水＝1：2～5，其中热水的温度为70～90度)直接进入混合输送机混合均匀，然后将混合后的料与液体运送至竹纤维压榨机进行压榨处理，得到的液体为提取液B，得到的压榨料为半成品竹浆纤维，半成品竹浆纤维的干度为30％以上(即半成品竹浆纤维的含水率低于70％)。
E、将步骤D得到的半成品竹浆纤维直接送入混合输送机，在混合输送机中加入重量占比0.1～0.2％的竹纤维处理酶，经混合输送机混合后输送至酶解仓酶解2～3小时，酶解温度30～50度。酶解后的物料由输送机送至干燥机中干燥并得到竹浆纤维，竹浆纤维的干度为90％以上(即竹浆纤维的含水率低于10％)。本实施例步骤E中的竹纤维处理酶为复合酶(本实例可以用过氧化酶、漆酶或果胶酶来替换竹纤维处理酶，效果比竹纤维处理酶差一些)，所述步骤E中的竹纤维处理酶为夏盛(上海)生物科技有限公司所生产，主要用于去除半成品竹浆纤维中的木质素并活化纤维以使半成品竹浆纤维的纤维结构变得疏松、柔软，提高竹纤维的吸水润胀和细纤维化程度；同时，竹纤维处理酶还作用于纤维细胞壁的p层和s1层，会促使纤维内聚力下降，增加纤维的氢键结合力。
F、将步骤C得到的提取液A和步骤D得到的提取液B通过过滤器过滤处理，过滤后的液体用泵输送至浓缩器中浓缩成膏状，然后通过干燥器干燥成粉末，即可得到粉末状的竹子提取物。
一种按照本发明制备方法制取的竹纤维的用途，所述步骤D的半成品竹浆纤维或步骤E的竹浆纤维用作纸浆原料，或者用化学方法漂白可制得漂白浆。
一种按照本发明制备方法制取的竹子提取物的用途，用于生产医药、食品、保健品、饮料的原料，或者用于生产饲料的添加剂。
本发明相对现有技术具有如下有益效果：
1、本发明的工艺方法省去了竹子制浆备料工序，降低了能耗，节约了能源；可以同步提取竹浆纤维和竹子提取物，减少了竹子制浆中废弃物及废水的产生，重新设计了工艺方法，可有效利用竹子制浆中产生的废物，使得竹子提取物被有效、全面地提取出来，可以转化成了药用、食用之材料，竹子的利用率、产出率大大提高了。
2、本发明工艺方法提高了竹浆纤维的产量，改善竹浆纤维制浆质量和竹浆纤维制浆环境，降低制浆成本，鲜竹片料经过撕裂搓揉、压榨，竹节子和硅质表皮被压溃，纤维束与基本组织松散开来，降低了它们的刚性，经过蒸煮、酶解处理后，进一步软化了竹纤维。本发明的汽蒸煎煮处理与酶解处理不但排出了鲜竹片中的空气和不利于制浆的挥发物，而且更容易得到竹子提取物。本发明在提取竹浆纤维过程中，不进行高温高压化学蒸煮，煎煮时间比化学蒸煮时间减少50％以上，产量更高；竹浆纤维制浆能耗比现有化学法降低60％，竹浆纤维制浆收获率比现有化学法提高80％以上，竹浆纤维制浆用水比现有化学法减少95％以上。本发明去除了影响纸浆质量的大部分糖类、单宁类等及其它杂质，减少了竹浆中的有色物质，可提高纸浆质量，制漂白浆白度可提高2～5度，减轻纸浆返黄程度，其所制得的浆料均匀性更好，质量更稳定。
3、本发明工艺方法不使用化工原料，不产生蒸煮废液，不产生有毒物质，废水几乎零排放，避免了环境污染，绿色环保，可实现清洁生产。
4、本发明工艺方法采取鲜竹片先撕裂搓揉成竹丝，并进行竹丝纤维煎煮处理，木聚糖酶酶解处理，这样处理提高了竹子的溶出率，竹子提取物有效成分含量增加，提取物的质量、产出率提高。
5、本发明工艺方法的竹纤维料(即竹浆纤维)转化成了用于制浆造纸的优质原料，没有废渣，不会造成环境污染。
6、本发明跨行业的开发利用和转化了废弃物资源，减少了污染并实现了竹子高效综合利用；本发明具有生产成本低，产品质量好，不污染环境等特点。为生产高质量、低消耗、无污染的竹子提取物及竹浆纤维提供了一套全新工艺方法，将带来较大的经济、社会、环境效益。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用竹子制取竹浆纤维及竹子提取物的制备方法，其特征在于：其方法如下：
A、鲜竹杆预处理：收集1～2年生的禾木科植物鲜竹杆，去掉鲜竹杆上的枝、叶后构成鲜竹杆原料，将鲜竹杆原料通过皮带运输机运送至竹片切料机切成鲜竹片，每片鲜竹片长度控制在40～120毫米；将鲜竹片通过皮带运输机运送至竹片洗料机进行洗涤，将洗涤后的鲜竹片撕搓成细小的竹丝料，竹丝料直径小于2毫米；
B、竹丝料汽蒸煎煮处理：按照竹丝料：水＝1：2～8的配比比例送入提取罐中，对提取罐中的竹丝料及水加热处理，当提取罐内压力达到0.1Mpa时，停止加热并打开放汽阀门放掉提取罐内的部分蒸汽和空气；当提取罐内压力降至0.05Mpa时,关闭放汽阀门并再次对提取罐中的竹丝料及水加热处理，当提取罐内压力升至0.1～0.4Mpa时，继续加热保温30～120分钟；
C、酶解处理：保温结束后，采用全压喷放的方式放料，然后进行料液分离，分离出来的液体为提取液A，用泵将提取液A送至储液罐；分离出来的料中加入重量占比0.2～0.5％的木聚糖酶并进行酶解处理，酶解时间为1～4小时，酶解温度为30～60度；
D、步骤C中酶解后的料送入竹纤维软化机中进行软化处理并得到软化后的料，将软化后的料送入高浓磨浆机处理，处理后加重量2～5倍、70～90温度下的热水直接进入混合输送机混合均匀，然后将混合后的料送至竹纤维压榨机进行压榨处理，得到的液体为提取液B，得到的压榨料为半成品竹浆纤维；
E、将步骤D得到的半成品竹浆纤维直接进入混合输送机，在混合输送机中加入重量占比0.1～0.3％的竹纤维处理酶，经混合输送机混合后输送至酶解仓酶解2～4小时，酶解温度30～60度；酶解后的物料由输送机送至干燥机中干燥并得到竹浆纤维。
2.按照权利要求1所述的一种用竹子制取竹浆纤维及竹子提取物的制备方法，其特征在于：还包括步骤F，
F、将步骤C得到的提取液A和步骤D得到的提取液B通过过滤器过滤处理，过滤后的液体用泵输送至浓缩器中浓缩成膏状，然后通过干燥器干燥成粉末，即可得到粉末状的竹子提取物。
3.按照权利要求1所述的一种用竹子制取竹浆纤维及竹子提取物的制备方法，其特征在于：其方法如下：
A、鲜竹杆预处理：收集1～2年生的禾木科植物鲜竹杆，去掉鲜竹杆上的枝、叶后构成鲜竹杆原料，将鲜竹杆原料通过皮带运输机运送至竹片切料机切成鲜竹片，每片鲜竹片长度控制在80～120毫米；将鲜竹片通过皮带运输机运送至竹片洗料机进行洗涤，将洗涤后的鲜竹片送入撕裂搓揉机撕搓成细小的竹丝料，竹丝料直径小于2毫米；
B、竹丝料汽蒸煎煮处理：按照竹丝料：水＝1：2～8的配比比例送入提取罐中，对提取罐中的竹丝料及水加热处理，所述提取罐具有内罐体和外罐体，所述提取罐的内罐体与外罐体之间具有加热腔体，所述提取罐的内罐体内部用于储存竹丝料及水，所述提取罐的外罐体由隔热材料制造，加热处理时，向提取罐的加热腔体通入高温高压蒸汽并对提取罐中的竹丝料及水进行加热处理，加热时，先打开提取罐的放汽阀门，直到提取罐中的水自然沸腾后，再关闭提取罐的放汽阀门，继续通入高温高压蒸汽加热；当提取罐内压力达到0.1Mpa时，停止加热并打开放汽阀门放掉提取罐内的部分蒸汽和空气；当提取罐内压力降至0.05Mpa时,关闭放汽阀门并再次对提取罐中的竹丝料及水加热处理，当提取罐内压力升至0.1～0.4Mpa时，继续加热保温30～120分钟；
C、酶解处理：保温结束后，采用全压喷放的方式放料，然后进行料液分离，分离出来的液体为提取液A，用泵将提取液A送至储液罐；分离出来的料中加入重量占比0.2～0.4％的木聚糖酶并进行酶解处理，酶解时间为1～4小时，酶解温度为30～60度；
D、步骤C中酶解后的料送入竹纤维软化机中进行软化处理并得到软化后的料，将软化后的料送入高浓磨浆机处理，处理后加重量2～5倍、70～90温度下的热水直接进入混合输送机混合均匀，然后将混合后的料与液体运送至竹纤维压榨机进行压榨处理，得到的液体为提取液B，得到的压榨料为半成品竹浆纤维，半成品竹浆纤维的干度为30％以上；
E、将步骤D得到的半成品竹浆纤维送入混合输送机，在混合输送机中加入重量占比0.1～0.2％的竹纤维处理酶，经混合输送机混合后输送至酶解仓酶解2～3小时，酶解温度30～50度；酶解后的物料由输送机送至干燥机中干燥并得到竹浆纤维，竹浆纤维的干度为90％以上。
4.按照权利要求1或2所述的一种用竹子制取竹浆纤维及竹子提取物的制备方法，其特征在于：所述步骤E中的竹纤维处理酶用于去除半成品竹浆纤维中的木质素并活化纤维以使半成品竹浆纤维的纤维结构变得疏松、柔软，提高竹纤维的吸水润胀和细纤维化程度；同时，竹纤维处理酶还作用于纤维细胞壁的p层和s1层，会促使纤维内聚力下降，增加纤维的氢键结合力。
5.按照权利要求1或2所述的一种用竹子制取竹浆纤维及竹子提取物的制备方法，其特征在于：所述步骤A在运送至竹片切料机之前，还需对鲜竹杆排除虫蛀和花斑竹杆检测。
6.一种按照权利要求1所述的制备方法制取的竹纤维的用途，其特征在于：所述步骤D的半成品竹浆纤维或步骤E的竹浆纤维用作纸浆原料，或者用化学方法漂白可制得漂白浆。
7.一种按照权利要求2所述的制备方法制取的竹子提取物的用途，其特征在于：用于生产医药、食品、保健品、饮料的原料，或者用于生产饲料的添加剂。
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