[發明專利]一種提取五碳糖后秸稈的纖維素、木質素綜合利用的方法

無效

• 申請號: 200910088096.0
• 申請日: 2009-07-06
• 公開（公告）號: CN101941993A
• 公開（公告）日: 2011-01-12
• 發明（設計）人: 陳洪章;丁文勇;馬保華;生曉東
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所;香港來禾生物科技有限公司
• 主分類號: C07G1/00
• 分類號: C07G1/00;A23K1/12
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• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于秸稈利用領域，特別涉及一種提取五碳糖后秸稈的纖維素、木質素綜合利用的方法。

背景技術

中國的秸稈資源很豐富，年產量大約7億噸，但是現在大部分沒有得到有效利用。

秸稈中的主要成分是纖維素、半纖維素、木質素，纖維素分子是一種葡萄糖苷通過β-1，4糖苷鍵連接起來的鏈狀聚合體，半纖維素是一大類結構不同的多聚糖的統稱，如聚木糖、聚阿拉伯糖、聚甘露糖、聚半乳糖等，其中最主要的成分是聚木糖，木質素是一類由苯丙烷單元通過醚鍵和碳-碳鍵連接的復雜無定型物。木質素和半纖維素一起作為細胞間質填充在細胞壁的微細纖維之間，加固木化組織的細胞壁，也存在于細胞間層把相鄰的細胞粘結在一起。木質素和半纖維素形成牢固結合層，緊緊地包圍著纖維素，因此要想利用纖維素，就必須先進行預處理，脫除掉半纖維素和木質素。

脫除半纖維的預處理方法有很多，最簡單常用的方法為稀酸預處理。

稀酸處理一般是將原料用10％左右的酸液在100℃～200℃的高溫下進行幾個小時的處理，稀酸處理后半纖維素水解成單糖，木質素量不變，而纖維素的平均聚合度下降，原料中纖維的長度也降低。

秸稈經預處理脫除半纖維并提取五碳糖后，剩下木質素和纖維素，再經過堿處理后可分別得到木質素與纖維素，纖維素可再轉化為各種產品，實現綜合利用。

經過稀酸及高溫堿處理后的秸稈，文獻中(中國發明專利CN1565761A)常將其用于造紙，而實際上經過稀酸及堿處理后的秸稈其纖維的長度降低，并不適合于造紙。

針對以上情況，本發明提出了一種提取五碳糖后秸稈的纖維素、木質素綜合利用的方法。

發明內容

【本發明的目的】本發明的目的是提供一種提取五碳糖后秸稈的纖維素、木質素綜合利用的方法，針對稀酸處理后秸稈的特點，實現木質素、纖維素的綜合利用。

【本發明的技術路線】

對于稀酸預處理提取五碳糖后的秸稈，經堿處理提取木質素，剩下的纖維長度降低，與玉米漿混合后用于發酵飼料。

【本發明的技術方案】

本發明的技術方案如下：

本發明提供的提取糖五碳后秸稈的纖維素、木質素綜合利用的方法，所述方法包括下列步驟：

1)秸稈經稀酸除去半纖維素后，剩下的固形物送到堿萃取罐，加入五到七倍于水解渣的濃度為2％的氫氧化鈉溶液在150～160℃的溫度下保溫2到3小時，處理后的物料與進入堿萃取罐的固形物在固體流波面板換熱器中進行換熱，固形物被預熱，堿處理物料冷卻后分離成萃取液與萃取渣兩部分；

2)堿處理后的萃取液先經過80～100目的篩子過濾，然后經過超濾膜過濾后得到兩股流體，透過超濾膜的流體為氫氧化鈉溶液返回萃取罐循環利用，被超濾膜截留下的流體送入中和罐，加入硫酸將其pH值調到4.5～5，然后送入臥式螺旋卸料沉降離心機離心機進行離心分離，分離后的清液送污水廠，去掉清液后的固形物送到洗滌罐用三倍于固形物的清水進行洗滌，然后再用臥式螺旋卸料沉降離心機離心機進行離心分離，分離出的清液也送去污水廠，剩下的固形物用沸騰床烘干后即得高純度木質素，木質素得率約為原料中所含木質素的70～80％；

3)堿處理后的萃取渣，加入適量的玉米漿送入固態發酵池，然后接入菌種通風發酵四天，再在無氧條件下發酵一定時間即生產出蛋白含量25％左右的飼料。飼料的得率約為原料的40～50％；

本發明具有以下優點：

(1)堿處理后的物料熱量進行了回收，減少了能量消耗；

(2)得到了高純度木質素，用途廣泛；

(3)秸稈經酸處理后，大部分半纖維素被除去，纖維的長度減小，經堿處理后的萃取渣是比較純凈的短纖維，纖維變短后容易降解，適合用于發酵飼料，而且經好氧、厭氧發酵后，飼料易消化吸收，口感好，蛋白含量高，提高了產品附加值；

(4)實現了秸稈三組分的全利用，提高了經濟效益，并且沒有污染物排放，實現了清潔生產。

附圖說明：

圖1、圖2是本發明的技術路線圖：

1-冷的秸稈酸水解渣?2-NaOH溶液?3-堿萃取罐?4-冷卻后的堿處理物料

5-螺旋擠壓機或板框過濾機?6-萃取渣?7-萃取液?8-玉米漿?9-菌種

10-飼料?11-固態發酵罐?12-NaOH溶液?13-超濾膜?14-酸

15-攪拌機?16-離心機?17-干燥機?18-木質素?19-廢水?20-污水廠

21-預熱后水解渣?22-熱的堿處理物料?23-固體換熱器

具體實施方式