一種農(nóng)作物秸稈生物發(fā)酵法制取纖維工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于農(nóng)副產(chǎn)品綜合利用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種農(nóng)作物秸桿生物發(fā)酵法制取纖維工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]農(nóng)作物秸桿是地球上最為豐富的可再生資源之一，而中國(guó)是世界上秸桿資源最為豐富的國(guó)家之一，每年可產(chǎn)生秸桿8億多噸。我國(guó)農(nóng)村主要有水稻秸桿、小麥秸桿、玉米秸桿，其中玉米秸桿占36.7 %，稻草秸桿占27.5 %，小麥秸桿占15.2 %。每年有95 %以上農(nóng)作物秸桿資源通過(guò)不同的利用途徑轉(zhuǎn)化成其他形式而被耗散，過(guò)去往往作為廢物拋棄或低級(jí)燃料燃燒，這樣不僅浪費(fèi)了寶貴的生物質(zhì)資源，而且嚴(yán)重污染了環(huán)境，成為社會(huì)一大公害。
[0003]近年來(lái)，人們發(fā)現(xiàn)可由玉米芯、甘蔗渣、麩皮、棉籽殼等農(nóng)林廢棄物為原料制取果膠、木質(zhì)素、木聚糖、多糖等；同時(shí)農(nóng)作物秸桿纖維還可以進(jìn)一步加工為木材、造紙等。
[0004]中國(guó)專利公開號(hào)為CN 103320548 A，發(fā)明創(chuàng)造的名稱為一種利用農(nóng)作物秸桿制備低聚木糖和纖維素，以秸桿為原料，通過(guò)預(yù)處理、酸水解、水解液脫色脫鹽和濃縮干燥四個(gè)步驟制各低聚木糖；制備低聚木糖過(guò)程中產(chǎn)生的固體殘?jiān)?jīng)堿處理、蒸煮、打漿、擠干，即可得到纖維素產(chǎn)品。本發(fā)明的利用農(nóng)作物秸桿制備低聚木糖和纖維素的方法，以農(nóng)作物稻秸桿為原料，利用農(nóng)林副產(chǎn)品，通過(guò)熱水預(yù)處理，酸水解制取低聚木糖和纖維素。
[0005]但是，現(xiàn)有的技術(shù)存在著農(nóng)作物秸桿再利用率低，產(chǎn)生廢氣廢水污染環(huán)境，生產(chǎn)工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本高，經(jīng)濟(jì)效益低的問(wèn)題。
[0006]因此，發(fā)明一種農(nóng)作物秸桿生物發(fā)酵法制取纖維工藝顯得非常必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種農(nóng)作物秸桿生物發(fā)酵法制取纖維工藝，以解決現(xiàn)有的技術(shù)存在著農(nóng)作物秸桿再利用率低，產(chǎn)生廢氣廢水污染環(huán)境，生產(chǎn)工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本高，經(jīng)濟(jì)效益低的問(wèn)題。一種農(nóng)作物秸桿生物發(fā)酵法制取纖維工藝具體包括以下步驟:
[0008]步驟一:將農(nóng)作物秸桿通過(guò)粉碎機(jī)粉碎；
[0009]步驟二:粉碎后的秸桿顆粒通過(guò)洗料機(jī)清洗一至三遍；
[0010]步驟三:將步驟二中清洗后的秸桿顆粒投入預(yù)浸池中浸泡一至三小時(shí)后，放入發(fā)酵池中發(fā)酵，發(fā)酵溫度為20°c至30 °C ;
[0011]步驟四:將步驟三中的發(fā)酵池中酵液體中提取低聚木聚糖；
[0012]步驟五:將步驟三中發(fā)酵后的固體殘留物通過(guò)粗磨機(jī)粗磨和精磨機(jī)精磨；
[0013]步驟六:將步驟五中精磨后的固體殘留物通過(guò)壓濾機(jī)壓濾后成為秸桿纖維。
[0014]優(yōu)選地，在步驟一中，所述的農(nóng)作物秸桿采用玉米芯、甘蔗渣、麩皮，通過(guò)粉碎機(jī)粉碎后過(guò)篩，過(guò)篩為80目后備用，有利于改善進(jìn)一步的清洗和發(fā)酵效果。
[0015]優(yōu)選地，在步驟三中，所述的發(fā)酵過(guò)程中采用的發(fā)酵劑包括綠色木霉TR-3和米曲霉M3024作為纖維素分解菌，配以產(chǎn)朊假絲酵母⑶_2，白地霉GC-2和植物乳桿菌LP-3按照一定比例配成農(nóng)作物秸桿發(fā)酵劑。
[0016]優(yōu)選地，所述的農(nóng)作物秸桿發(fā)酵劑在室溫調(diào)節(jié)下培養(yǎng)80小時(shí)至10小時(shí)。
[0017]優(yōu)選地，在步驟三中，所述的提取低聚木聚糖包括:對(duì)發(fā)酵液進(jìn)行硫酸酸溶液水解，水解完畢后抽濾，然后對(duì)水解液脫色脫鹽，最后經(jīng)過(guò)濃縮干燥得到低聚木糖。
[0018]優(yōu)選地，所述的酸溶液水解采用pH = 2?3的硫酸，按照固液比1: 5?1: 10的質(zhì)量比加入到發(fā)酵液中，在溫度100?120°C的條件下處理2?4h。
[0019]優(yōu)選地，所述的脫色脫鹽采用用碳酸鈣調(diào)節(jié)pH = 3?4。在此條件下，按體積分?jǐn)?shù)的2%?4%，加入粉末狀活性炭進(jìn)行脫色，在溫度60?80°C的條件下處理20?40min。
[0020]優(yōu)選地，所述的濃縮干燥洗脫液在60°C?80°C條件下進(jìn)行濃縮、冷凍干燥，即得到低聚木糖。
[0021]優(yōu)選地，在步驟五中，所述的壓濾機(jī)采用工作壓力0.25-0.35MPA，濾餅水分為8%?12%。
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果:由于本發(fā)明的一種農(nóng)作物秸桿生物發(fā)酵法制取纖維工藝廣泛應(yīng)用于農(nóng)副產(chǎn)品綜合利用技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了農(nóng)作物秸桿再利用率高，保護(hù)環(huán)境，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本高，經(jīng)濟(jì)效益低。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1是農(nóng)作物秸桿生物發(fā)酵法制取纖維的生產(chǎn)工藝流程圖。
[0024]圖2是提取低聚木聚糖的生產(chǎn)工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述:
[0026]圖中:
[0027]如附圖1至2所示
[0028]一種農(nóng)作物秸桿生物發(fā)酵法制取纖維工藝具體包括以下步驟:
[0029]S101:將農(nóng)作物秸桿通過(guò)粉碎機(jī)粉碎；
[0030]S102:粉碎后的秸桿顆粒通過(guò)洗料機(jī)清洗一至三遍；
[0031]S103:將S102中清洗后的秸桿顆粒投入預(yù)浸池中浸泡一至三小時(shí)后，放入發(fā)酵池中發(fā)酵，發(fā)酵溫度為20°C至30°C ;
[0032]S104:將S103中的發(fā)酵池中酵液體中提取低聚木聚糖；
[0033]S105:將S103中發(fā)酵后的固體殘留物通過(guò)粗磨機(jī)粗磨和精磨機(jī)精磨；
[0034]S106:將S105中精磨后的固體殘留物通過(guò)壓濾機(jī)壓濾后成為秸桿纖維。
[0035]優(yōu)選地，在S101中，所述的農(nóng)作物秸桿采用玉米芯、甘蔗渣、麩皮，通過(guò)粉碎機(jī)粉碎后過(guò)篩，過(guò)篩為80目后備用，有利于改善進(jìn)一步的清洗和發(fā)酵效果。
[0036]優(yōu)選地，在S103中，所述的發(fā)酵過(guò)程中采用的發(fā)酵劑包括綠色木霉TR-3和米曲霉M3024作為纖維素分解菌，配以產(chǎn)朊假絲酵母⑶_2，白地霉GC-2和植物乳桿菌LP-3按照一定比例配成農(nóng)作物秸桿發(fā)酵劑。
[0037]優(yōu)選地，所述的農(nóng)作物秸桿發(fā)酵劑在室溫調(diào)節(jié)下培養(yǎng)80小時(shí)至10小時(shí)。
[0038]優(yōu)選地，在S103中，所述的提取低聚木聚糖包括:對(duì)發(fā)酵液進(jìn)行硫酸酸溶液水解，水解完畢后抽濾，然后對(duì)水解液脫色脫鹽，最后經(jīng)過(guò)濃縮干燥得到低聚木糖。
[0039]優(yōu)選地，所述的酸溶液水解采用pH = 2?3的硫酸，按照固液比1: 5?1: 10的質(zhì)量比加入到發(fā)酵液中，在溫度100?120°C的條件下處理2?4h。
[0040]優(yōu)選地，所述的脫色脫鹽采用用碳酸鈣調(diào)節(jié)pH = 3?4。在此條件下，按體積分?jǐn)?shù)的2%?4%，加入粉末狀活性炭進(jìn)行脫色，在溫度60?80°C的條件下處理20?40min。
[0041]優(yōu)選地，所述的濃縮干燥洗脫液在60°C?80°C條件下進(jìn)行濃縮、冷凍干燥，即得到低聚木糖。
[0042]優(yōu)選地，在S105中，所述的壓濾機(jī)采用工作壓力0.25-0.35MPA，濾餅水分為8%?12%。
[0043]實(shí)例1
[0044]1、將農(nóng)作物秸桿1001kg通過(guò)粉碎機(jī)粉碎；
[0045]2、粉碎后的秸桿顆粒通過(guò)洗料機(jī)清洗三遍；
[0046]3、將清洗后的秸桿顆粒投入預(yù)浸池中浸泡三小時(shí)后，放入發(fā)酵池中發(fā)酵，加入發(fā)酵劑10g，發(fā)酵溫度為20°C至30°C ;
[0047]4、對(duì)發(fā)酵液進(jìn)行加入PH = 3硫酸酸溶液水解，水解完畢后抽濾，然后對(duì)水解液脫色脫鹽，最后經(jīng)過(guò)濃縮干燥得到低聚木糖5kg ;
[0048]5、將發(fā)酵后的固體殘留物通過(guò)粗磨機(jī)粗磨和精磨機(jī)精磨；
[0049]6、將精磨后的固體殘留物通過(guò)壓濾機(jī)采用工作壓力0.35MPA，壓濾后成為秸桿纖維 60kgο
[0050]實(shí)例2
[0051 ] 1、將農(nóng)作物秸桿150kg通過(guò)粉碎機(jī)粉碎；
[0052]2、粉碎后的秸桿顆粒通過(guò)洗料機(jī)清洗三遍；
[0053]3、將清洗后的秸桿顆粒投入預(yù)浸池中浸泡三小時(shí)后，放入發(fā)酵池中發(fā)酵，加入發(fā)酵劑14g，發(fā)酵溫度為20°C至30°C ;
[0054]4、對(duì)發(fā)酵液進(jìn)行加入PH = 3硫酸酸溶液水解，水解完畢后抽濾，然后對(duì)水解液脫色脫鹽，最后經(jīng)過(guò)濃縮干燥得到低聚木糖10kg ;
[0055]5、將發(fā)酵后的固體殘留物通過(guò)粗磨機(jī)粗磨和精磨機(jī)精磨；
[0056]6、將精磨后的固體殘留物通過(guò)壓濾機(jī)采用工作壓力0.3MPA，壓濾后成為秸桿纖維110kg。
[0057]驗(yàn)證結(jié)果表明，本方法工藝穩(wěn)定可靠，節(jié)約了能源，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)化，提高了生產(chǎn)效率，適合產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。
[0058]利用本發(fā)明所述的技術(shù)方案，或本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明技術(shù)方案的啟發(fā)下，設(shè)計(jì)出類似的技術(shù)方案，而達(dá)到上述技術(shù)效果的，均是落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種農(nóng)作物秸桿生物發(fā)酵法制取纖維工藝，其特征在于，該農(nóng)作物秸桿生物發(fā)酵法制取纖維工藝具體包括以下步驟: 步驟一:將農(nóng)作物秸桿通過(guò)粉碎機(jī)粉碎； 步驟二:粉碎后的秸桿顆粒通過(guò)洗料機(jī)清洗一至三遍； 步驟三:將步驟二中清洗后的秸桿顆粒投入預(yù)浸池中浸泡一至三小時(shí)后，放入發(fā)酵池中發(fā)酵，發(fā)酵溫度為20°c至30°C ; 步驟四:將步驟三中的發(fā)酵池中酵液體中提取低聚木聚糖； 步驟五:將步驟三中發(fā)酵后的固體殘留物通過(guò)粗磨機(jī)粗磨和精磨機(jī)精磨； 步驟六:將步驟五中精磨后的固體殘留物通過(guò)壓濾機(jī)壓濾后成為秸桿纖維。2.如權(quán)利要求1所述的農(nóng)作物秸桿生物發(fā)酵法制取纖維工藝，其特征在于，在步驟一中，所述的農(nóng)作物秸桿采用玉米芯、甘蔗渣、麩皮，通過(guò)粉碎機(jī)粉碎后過(guò)篩，過(guò)篩為80目后備用Ο3.如權(quán)利要求1所述的農(nóng)作物秸桿生物發(fā)酵法制取纖維工藝，其特征在于，在步驟三中，所述的發(fā)酵過(guò)程中采用的發(fā)酵劑包括綠色木霉TR-3和米曲霉Μ3024作為纖維素分解菌，配以產(chǎn)朊假絲酵母⑶_2，白地霉GC-2和植物乳桿菌LP-3按照一定比例配成農(nóng)作物秸桿發(fā)酵劑。4.如權(quán)利要求3所述的農(nóng)作物秸桿生物發(fā)酵法制取纖維工藝，其特征在于，所述的農(nóng)作物秸桿發(fā)酵劑在室溫調(diào)節(jié)下培養(yǎng)80小時(shí)至10小時(shí)。5.如權(quán)利要求1所述的農(nóng)作物秸桿生物發(fā)酵法制取纖維工藝，其特征在于，在步驟三中，所述的提取低聚木聚糖包括:對(duì)發(fā)酵液進(jìn)行硫酸酸溶液水解，水解完畢后抽濾，然后對(duì)水解液脫色脫鹽，最后經(jīng)過(guò)濃縮干燥得到低聚木糖。6.如權(quán)利要求5所述的農(nóng)作物秸桿生物發(fā)酵法制取纖維工藝，其特征在于，所述的酸溶液水解采用ρΗ = 2?3的硫酸，按照固液比1: 5?1: 10的質(zhì)量比加入到發(fā)酵液中，在溫度100?120°C的條件下處理2?4h。7.如權(quán)利要求5所述的農(nóng)作物秸桿生物發(fā)酵法制取纖維工藝，其特征在于，所述的脫色脫鹽采用用碳酸鈣調(diào)節(jié)pH = 3?4。在此條件下，按體積分?jǐn)?shù)的2%?4%，加入粉末狀活性炭進(jìn)行脫色，在溫度60?80°C的條件下處理20?40min。8.如權(quán)利要求5所述的農(nóng)作物秸桿生物發(fā)酵法制取纖維工藝，其特征在于，所述的濃縮干燥洗脫液在60°C?80°C條件下進(jìn)行濃縮、冷凍干燥，即得到低聚木糖。9.如權(quán)利要求1所述的農(nóng)作物秸桿生物發(fā)酵法制取纖維工藝，其特征在于，在步驟五中，所述的壓濾機(jī)采用工作壓力0.25-0.35MPA，濾餅水分為8%?12%。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種農(nóng)作物秸稈生物發(fā)酵法制取纖維工藝的方法，屬于農(nóng)副產(chǎn)品綜合利用技術(shù)領(lǐng)域，該農(nóng)作物秸稈生物發(fā)酵法制取纖維工藝具體包括以下步驟：將農(nóng)作物秸稈通過(guò)粉碎機(jī)粉碎；粉碎后的秸稈顆粒通過(guò)洗料機(jī)清洗一至三遍；將清洗后的秸稈顆粒投入預(yù)浸池中浸泡一至三小時(shí)后，放入發(fā)酵池中發(fā)酵，發(fā)酵溫度為20℃至30℃；將發(fā)酵池中酵液體中提取低聚木聚糖；將發(fā)酵后的固體殘留物通過(guò)粗磨機(jī)粗磨和精磨機(jī)精磨；將精磨后的固體殘留物通過(guò)壓濾機(jī)壓濾后成為秸稈纖維。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了農(nóng)作物秸稈再利用率高，保護(hù)環(huán)境，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本高，經(jīng)濟(jì)效益低。
【IPC分類】C12R1/25, C12R1/645, C12R1/69, C12R1/885, C12P19/04
【公開號(hào)】CN105368894
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510481292
【發(fā)明人】孟維宇, 孟子博
【申請(qǐng)人】孟維宇
【公開日】2016年3月2日
【申請(qǐng)日】2015年8月3日