[發(fā)明專利]酒精糟液發(fā)酵污泥中腐植酸的提取方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310391615.7
• 申請日: 2013-09-02
• 公開（公告）號: CN103467751A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝海泉;金曉麗;謝明森;劉小娣;王翻
• 申請（專利權(quán)）人: 南陽師范學(xué)院
• 主分類號: C08H99/00
• 分類號: C08H99/00;C07G99/00
• 代理公司: 南陽市智博維創(chuàng)專利事務(wù)所 41115
• 代理人: 楊士鈞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于化工及廢棄物綜合利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種酒精糟液發(fā)酵污泥中腐植酸的提取方法。

背景技術(shù)

酒糟是農(nóng)作物發(fā)酵制造乙醇后的糟液，濃度高、數(shù)量大、無毒、營養(yǎng)豐富。一般國內(nèi)對其進(jìn)行綜合利用使用如下工藝，首先對酒糟進(jìn)行分離得到糟渣和糟液，糟渣經(jīng)干燥除去糟渣中的水分,制成質(zhì)優(yōu)價廉的干蛋白飼料。對酒精糟液進(jìn)行沼氣厭氧發(fā)酵制備沼氣，供居民生活用燃料，同時還可作為工業(yè)原料。對沼氣發(fā)酵后的沼液進(jìn)行分離，得到發(fā)酵污泥（酒精糟液發(fā)酵污泥），將污泥干燥后制成高效有機(jī)肥。污泥干燥后有機(jī)質(zhì)、氮(以氮元素計(jì))?、磷(以P₂O₅?計(jì))?、鉀(以K₂O?計(jì))?的平均含量分別大于40%，4%，6%，0.5%?，與菜籽餅中氮、鉀含量(4.6%,?1.4%)?幾乎相等，磷的含量還遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于菜籽餅中磷的含量(2.5%)，是一種養(yǎng)分含量較高的有機(jī)肥。

污泥干燥后制成高效有機(jī)肥存在兩個問題影響它的大量使用，一是氮、磷、鉀的含量較低，要達(dá)到農(nóng)作物生長所需的量，所使用的污泥量很大，人力及儲運(yùn)費(fèi)用偏高。如果將污泥直接摻加到復(fù)合肥中，會使復(fù)合肥的外觀發(fā)黑，有臭味，同時由于污泥的吸濕性，會影響復(fù)合肥的生產(chǎn)工藝，復(fù)合肥容易返潮。二是污泥的臭味較大，使用不方便。

污泥中作為有機(jī)肥的主要物質(zhì)是其中的含有羧基、羥基等活性基團(tuán)的腐植酸類物質(zhì)，它們在土壤中對植物可以起到平衡吸收、保持水分、改良土壤、促進(jìn)植物生長的作用。

?腐植酸是一種常用的化工原料、農(nóng)肥平衡劑和增效劑，主要來源于褐煤和泥炭。腐植酸是一類成分復(fù)雜的天然有機(jī)物質(zhì)，廣泛存在于風(fēng)化煤、褐煤中，是一種天然大分子芳香族羥基羧酸的混合物，所具有的多種活性基團(tuán)(羧基、酚羥基、醇羥基、甲氧基等)賦予其多種功能，如酸性、親水性、陽離子交換性、絡(luò)合能力及較高的吸附能力等。腐植酸的應(yīng)用非常廣泛，涉及工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、畜牧、環(huán)保等各個領(lǐng)域，其中，在工業(yè)上的應(yīng)用主要是在型煤的制備上用作膠粘劑，在農(nóng)業(yè)的應(yīng)用上，作為復(fù)合肥養(yǎng)分平衡劑。將腐植酸加入農(nóng)肥后，一是可以提高肥料利用率，普通肥料中的N、P、K養(yǎng)分不容易被作物完全吸收。加入腐植酸后可以大幅度提高N、P、K的利用率。二是增強(qiáng)抗逆性能，腐植酸可縮小葉面氣孔的開張度，減少水分蒸發(fā)，使植物和土壤保持較多的水分，具有獨(dú)特的抗旱、抗寒、抗病能力。三是刺激作用，腐植酸具有活化功能，可增加植物體內(nèi)氧化酶活性及代謝活動，從而促進(jìn)植物生長。四是改良土壤，腐植酸中膠體與土壤中的鈣、鎂形成絮狀凝膠，可改善土壤的結(jié)構(gòu)，提高土壤的吸附、交換能力，調(diào)節(jié)pH值，達(dá)到土壤酸堿平衡。因此腐植酸具有很好的開發(fā)前景和應(yīng)用價值。

現(xiàn)在制作腐植酸的原料都是褐煤、泥炭，采用的工藝路線是燒堿溶解-酸中和沉淀的工藝。

先用燒堿溶液抽提褐煤、泥煤中所含的腐植酸，生成的腐植酸鈉鹽溶于水中。其化學(xué)反應(yīng)式為：

R-(COOH)n+nNaOH→R-(COONa)n+nH₂O

過濾后，用酸中和濾液，沉淀出腐植酸，經(jīng)過濾，烘干后得到腐植酸產(chǎn)品。上述腐植酸的制備方法是以褐煤、泥炭為原料提取的。

發(fā)明內(nèi)容

為了更好的利用酒精糟液發(fā)酵污泥，克服現(xiàn)有利用途徑存在的缺陷，提高酒精糟液發(fā)酵污泥的利用價值。本發(fā)明提供了一種從酒精糟液發(fā)酵污泥中提取腐植酸的方法。

???為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所述從酒精糟液發(fā)酵污泥中提取腐植酸的方法包括以下步驟：

（1）原料處理

將酒精糟液發(fā)酵污泥脫水，使其固含量大于20%；

（2）氧化、脫臭處理

將污泥溶液加熱至20-60⁰C，在攪拌下通過臭氧發(fā)生器通入占污泥中固體量0.5%-5%的臭氧（按通入的純量計(jì)算）或者加入占污泥中固體量1%-5%的質(zhì)量百分比濃度為30%的過氧化氫溶液或者加入占污泥中固體量0.5%-5%的質(zhì)量百分比濃度為30%的過氧乙酸溶液，反應(yīng)時間30-120分鐘；其氧化、脫臭過程使用臭氧、雙氧水或過氧乙酸作為氧化劑。其使用量按含100公斤固體的酒精糟液發(fā)酵污泥量計(jì)算分別為：

?????臭氧：0.5-5公斤（按通入的純量計(jì)算）

?????雙氧水（30%）：1-5公斤

?????過氧乙酸（30%）：0.5-5公斤

（3）堿溶、羧甲基化處理