[發(fā)明專利]一種秸稈類原料的綜合利用方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110246022.2
• 申請日: 2011-08-25
• 公開（公告）號: CN102277391A
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 溫志明;唐波
• 申請（專利權(quán)）人: 溫志明
• 主分類號: C12P7/16
• 分類號: C12P7/16;C12P7/36;C08H7/00;D21C5/00;D21H11/12;C12R1/145
• 代理公司: 南京正聯(lián)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32243
• 代理人: 盧海洋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種秸稈類原料的綜合利用方法。

背景技術(shù)

近年來，隨著農(nóng)村經(jīng)濟的發(fā)展和農(nóng)民生活水平的提高，我國糧食生產(chǎn)能力逐年提高，過去搶手的秸稈如今卻成了令人發(fā)愁的“包袱”，并引發(fā)出秸稈焚燒污染環(huán)境和資源浪費等諸多問題，如何給日益增加的秸稈找到出路，變廢為寶，已經(jīng)成為迫在眉睫的社會問題，秸稈綜合利用為解決能源供需矛盾提供了新機遇，因此，積極發(fā)展可再生能源，對于解決農(nóng)村地區(qū)的生活用能和生態(tài)建設(shè)具有十分重要的意義。

隨著石油資源的日益枯竭，能源問題越來越受到民眾的普遍關(guān)注，丙酮丁醇發(fā)酵行業(yè)液越來越受到人民的重視，但是丙酮丁醇發(fā)酵的傳統(tǒng)原料為玉米、木薯，原料成本高、市場波動大，這極大地限制了丙酮丁醇發(fā)酵行業(yè)的健康發(fā)展，秸稈是農(nóng)作物的主要副產(chǎn)品，也是十分寶貴的生物資源，但是長期以來以秸稈為原料生產(chǎn)乙醇、丁醇未取得突破的主要原因是秸稈資源綜合利用率低，纖維素酶成本高、用量大，迫切需要開發(fā)出秸稈綜合利用新技術(shù)，使秸稈各組分得到高效利用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種秸稈類原料的綜合利用方法。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種秸稈類原料的綜合利用方法，工藝步驟為：a、將汽爆秸稈進行固、液分離，汽爆秸稈固體用堿法蒸煮處理，從堿萃取液中經(jīng)過酸析提取優(yōu)質(zhì)木質(zhì)素；b、將步驟a萃取殘渣進行酶解，得到酶解殘渣和酶解液，酶解殘渣用來生產(chǎn)紙漿；c、將步驟a汽爆秸稈液體經(jīng)脫毒后，將酶解液與步驟b酶解液合并，添加氮源，進行丙丁發(fā)酵。

所述步驟a的工藝為：秸稈原料加水浸泡3―5min，秸稈質(zhì)量與加水體積的比例為1：1―2，浸泡秸稈在壓力0.5―3Mpa下維持3―20min，獲得到汽爆秸稈，向汽爆秸稈中加入1―2倍干秸稈質(zhì)量的水，溫度控制在60―70℃充分浸泡15―40min，再用螺旋擠壓機分離得到汽爆秸稈液體和汽爆秸稈固體兩部分，使秸稈中的半纖維素充分分離出來，汽爆秸稈固體在80―120℃用質(zhì)量濃度2―5%的氫氧化鈉蒸煮處理40―120分鐘，進行固液分離，分別獲得萃取渣和萃取液，用質(zhì)量濃度10%的硫酸將萃取液調(diào)pH至3.0―3.5，溫度保持在50―60℃，酸析時間為30―60分鐘，將沉淀下的木質(zhì)素經(jīng)過80目板框過濾，獲得濕木質(zhì)素，濕木質(zhì)素經(jīng)過噴霧干燥獲得木質(zhì)素成品，該木質(zhì)素的純度大于90%，且未經(jīng)高溫處理，為非改性木質(zhì)素。

所述步驟b的工藝為：向萃取渣中加入秸稈干重1―5倍的水，攪拌均勻，再加入5―10FIU/g纖維素酶，調(diào)pH4.8―5.0，在50℃維持12―24h；酶解完成后進行固液分離，分別后的酶解液和酶解殘渣，用與殘渣等量的水洗滌殘渣，洗滌液并入酶解液，殘渣中的成分為不易酶解的長纖維，用來生產(chǎn)紙漿，酶解液中是易酶解的短纖維產(chǎn)生的糖類。

所述步驟c的工藝為：將汽爆秸稈液體在0.05―0.1Mpa，溫度50―90℃條件下減壓蒸餾，除去糠醛、有機酸等發(fā)酵抑制物，將脫毒后的液體與萃取殘渣酶解液混合，將糖含量控制在6%―7%，再用NaOH調(diào)至pH6.5―7，再加入氮源，使糖含量與蛋白含量之比為15―25:1，在121℃下滅菌20min，接入質(zhì)量濃度5―10%的丙酮丁醇發(fā)酵種子培養(yǎng)液，37―38℃下厭氧發(fā)酵72h，用氣相色譜測定發(fā)酵液中的溶劑含量。

所述秸稈為玉米秸稈、小麥秸稈、稻草或油菜桿。

所述氮源為：玉米漿、玉米黃漿、玉米黃漿粉、豆粕、豆餅粉、麩皮、米糠、酵母粉、蛋白胨、硫酸銨、氯化銨、碳酸銨、碳酸氫銨、磷酸二氫銨、磷酸氫二銨中的任何一種或組合物。

所述丙丁發(fā)酵為糖丁酸梭菌、丙酮丁醇梭菌、巴氏芽孢梭菌中任意一種或者兩種組合。

本發(fā)明的優(yōu)點是：秸稈類原料為小麥、玉米、稻草、油菜，原料來源非常廣泛，實現(xiàn)了秸稈中纖維素（長纖維、短纖維）、半纖維素和木質(zhì)素等成分進行了分離，使各個組分的價值得到充分實現(xiàn)，將纖維素拆分為不易酶解的長纖維和易于酶解的短纖維，降低了纖維素酶的用量和成本，使纖維素的利用達到利潤最大化，該發(fā)明一方面可以提取出優(yōu)質(zhì)木質(zhì)素，另一方面還為發(fā)酵、造紙行業(yè)提供廉價的原料，提高了秸稈的綜合利用價值，同時解決了丙丁發(fā)酵工業(yè)化生產(chǎn)的原料來源問題。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細描述。

圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。

具體實施方式

實施例1