[發明專利]玉米稈制備腐植酸的水解工藝

無效

• 申請號: 200910072993.2
• 申請日: 2009-09-28
• 公開（公告）號: CN101691387A
• 公開（公告）日: 2010-04-07
• 發明（設計）人: 呂品;于志民;沈光;周琳;孫彬;馬獻發;王立民;曹宏杰;張繼舟;王宏韜;袁磊
• 申請（專利權）人: 黑龍江省科學院自然與生態研究所
• 主分類號: C07G99/00
• 分類號: C07G99/00;C08H5/00;C05F11/02
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技術領域

本發明涉及一種玉米稈制備腐植酸的水解工藝。

背景技術

目前我國農用腐植酸多為泥炭、風化煤、褐煤中提取，其制備需 開采自然資源，易造成環境污染和生態破壞。由秸稈制取腐植酸多為 發酵法，通過菌群降解秸稈后提取腐植酸，周期長，條件苛刻，且產 物不穩定。現有由秸稈中氧化制備腐植酸的工藝存在的缺點有：反應 周期長，催化酸濃度高，產率低，加熱時間長，能源浪費等問題。

發明內容

本發明的目的是玉米稈制備腐植酸的水解工藝，大大降低對 生產設備的腐蝕，也有效減少排放的環境污染，腐植酸含量高、生物 活性強。本發明是通過下面的制備工藝實現的：

(1)原料采用纖維素含量32-40％的玉米秸稈；(2)原料經過風 干、粉碎，過20目篩；(3)水解：在高溫高壓反應釜內，按照固液 比1∶0.8～1∶12，以百分比濃度0.05～0.1％的硫酸為催化劑，反應溫 度215～220℃，反應時間20～30分鐘，攪拌器轉速300r/分鐘條件下 進行；然后急速降溫，使釜體內溫度降至70℃，攪拌速度調整為 200～500rpm，常壓條件下再反應30分鐘；(4)提取：收集反應釜內 殘渣60℃烘干粉碎，全部過2.5毫米篩，室溫條件下，以質量百分比 為1～2％的氫氧化鈉溶液為提取劑，固液比1∶10～1∶12.5，振蕩浸提 30～60分鐘，離心機2500～3500rpm離心20～30分鐘取上清液，為腐 植酸鈉原液；(5)提純：將得到的腐植酸鈉原液用濃鹽酸調其pH值 至2進行酸化，震蕩0.5～1小時，有絮狀沉淀物出現，將原液全部過 濾，取過濾得到固體樣品按固液比1∶10加入1mol/L氫氧化鈉溶液， 振蕩30分鐘，靜置8-10小時，浸提液2000～3000rpm離心20～30分鐘， 取上清液，在收集的上清液中加入6mol/L鹽酸溶液調節pH值至2， 靜止12小時后2000～3000rpm離心20～30分鐘，收集黃棕色固體，向 黃棕色固體中多次加入蒸餾水，震蕩離心，至上清液中不能檢出Cl- 為止；(6)濃縮：提純之后的腐植酸液50℃條件下烘干濃縮至腐植 酸含量50-60％；(7)冷卻干燥后得到的黃棕色固體即為農用腐植酸 HA(腐植酸)50-85％、pH4.5-6.5、干基灰分10-18％。

本技術發明的特點：

(1)原料篩選：以玉米秸稈為原料，因為黑龍江省是農業大省， 農作物廢棄物中浪費最多的就是稻秸、稻殼、玉米秸，所以原料來源 廣泛且成本低廉；將制備的農用腐植酸進行生物有機肥加工，重新應 用于農作物實現了資源循環利用。

(2)腐植酸制備采用超低酸水解技術，水解液是質量百分比濃 度小于0.1％的硫酸溶液，其較目前常用的低酸水解技術所要求酸濃度 0.5-5％低很多，這不但大大降低對生產設備的腐蝕，也有效減少排放 的環境污染。

(3)水解工藝采用的是分段控溫技術：溫度215～220℃，反應 時間20～30分鐘；使釜體內溫度降至70℃，再反應30分鐘；這比同 類水解反應縮短了反應時間約60分鐘。水解反應更徹底，纖維素轉 化率達到100％，優于同類研究90％；腐植酸產率最高達38.45％，也 明顯高于其它同類研究的27.4％。

(4)產物提取室溫進行，條件溫和，操作簡便。

(5)本發明制備的腐植酸同原生腐植酸相比具有含量高、生物 活性強等特點，制備的腐植酸一般平均含量在50％以上，而原生腐植 酸一般平均在33％左右；通過水培實驗表明農用腐植酸對水稻苗的根、 苗長生長刺激作用顯著，比原生腐植酸處理好10％以上。腐植酸是一 類由芳香族及其多種官能團構成的高分子有機酸混合物，所以其沒有 固定分子結構，但其結構可通過紅外光譜進行定性鑒別。

本發明技術制備的腐植酸達到的技術指標為腐植酸82.4％， pH5.1，灰分15.2％。本發明產品技術指標與目前國內公開發表的以 秸稈類物質為原料，通過氧化法制取的腐植酸相比腐植酸含量提高 15％，灰分含量降低49％。采用本發明制得的腐植酸可作為農用腐植 酸肥料。

附圖說明：

圖1為再生腐植酸的紅外圖譜

具體實施方式：