[發明專利]一種制備乙醇及低聚木糖飼料添加劑的方法

無效

• 申請號: 201410064870.5
• 申請日: 2014-02-26
• 公開（公告）號: CN103789356A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 徐明;張升友;馮文英;蘇振華;曹瀛戈;王承亮;張羽
• 申請（專利權）人: 中國制漿造紙研究院
• 主分類號: C12P7/10
• 分類號: C12P7/10;C12P19/14;A23K1/16;C12R1/865
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技術領域

本發明屬于制漿造紙和生物化工技術領域，特別涉及一種制漿造紙廠備料固體廢棄物制備乙醇及低聚木糖飼料添加劑的方法。

背景技術

據中國造紙協會的調查資料，2012年全國紙及紙板生產量10250萬噸，中國已成為世界第一造紙大國。但是制漿造紙工業在生產的同時會產生大量的固體廢棄物，對環境帶來不利的影響。這些固體廢棄物主要來源于植物纖維原料制漿的備料工段，廢紙造紙篩選及浮選工段，以及污水處理工段等。其中制漿過程備料段產生的木屑、麥渣、葦末和制漿段產生的漿渣等，有機成分一般較高，其中纖維素含量約占20％～50％，半纖維素約占10％～30％，木素約占10％～20％。據估計，備料段固體廢棄物占紙漿產量的20％左右，由此可見其年產量相當可觀。

長期以來，這些固體廢物的利用技術水平較低，絕大多數都是采取直接填埋和鍋爐焚燒的處理辦法。其中填埋法既占用大量土地，又可能對土壤、地下水資源造成嚴重污染，亟待改進。焚燒法可以利用固廢產生的熱能，近些年各大造紙企業紛紛采用，但在焚燒過程中也會釋放出各種氣體，造成一定程度的大氣污染，另外產生的灰燼也需要進行后續處理，而且從產生的效益來看，焚燒還是一種較為低級的固廢處理方式。開展制漿造紙固體廢棄物的減量化、無害化和資源化綜合利用技術的深入研究具有非常重要的意義。

生物乙醇是來自可再生資源的液態燃料，具有清潔、安全等優點，以淀粉作物為原料的第一代生物乙醇的生產工藝已經成熟，歐美等一些國家已經形成了較完善的產業鏈。以秸稈、木屑、農作物殼皮為原料的第二代生物乙醇越來越受到關注，在第二代生物燃料技術方面處于領先地位的是美國、歐洲和巴西。與秸稈、木屑、農作物殼皮等原料相比，制漿造紙廠固體廢棄物中的纖維原料更加廉價易得，而且對于固廢處理意義重大。

天然的低聚木糖存在于水果、蔬菜、牛乳、蜂蜜中，含量很低；目前生產原料多為玉米芯、麥麩、稻殼、玉米秸稈，但從制漿造紙備料固廢中生產低聚木糖產品未見報道。其作為飼料添加劑主要表現在極好的促進腸道雙歧桿菌增殖；很難為體內消化液所分解，提高排便速度；酸、熱穩定性好，易于加工儲存；減少有毒發酵產物和有害細菌的產生，增強免疫力；有效攝入量少；減少血氨濃度，增加礦物質吸收等功能。

山東龍力生物科技股份有限公司利用玉米秸稈生產低聚木糖及乙醇產品，并獲得相關專利，但未涉及到制漿造紙備料固廢原料。華僑大學公開了發明專利“從麥糟中同時制備阿魏酸、低聚木糖及乙醇的方法”(申請號201210330376.X)，涉及一種從麥糟中同時制備阿魏酸、低聚木糖及乙醇的方法，但該方法除未涉及制漿造紙備料固廢外，而且方法中需要用乙醇蒸煮，與本方法相差較大。

發明內容

本發明的目的是提供一種利用制漿造紙廠備料固廢制備乙醇及低聚木糖飼料添加劑的方法，同時解決制漿造紙廠備料固廢的處理問題，提高了纖維原料的綜合利用率。

本發明技術方案的具體步驟如下：

1.將制漿造紙備料固廢進行粗粉碎，過篩，保留40～80目之間的物料；

2.將過篩后的物料與濃度為0～1％的氫氧化鈉溶液按照固液比1∶(5～15)混合，在常溫、轉速為500～800r/min條件下球磨1～8h，離心處理，分別收集液相和固相；

3.向固相中加水稀釋，使其濃度為1～10％，并用醋酸調節至pH值為4.5～5.5，加入纖維素酶，加入量為100～500U/g固含量，控制反應體系溫度為48～53℃，在轉速為100～150r/min的條件下酶解24～72h，得到糖液；

4.糖液加入營養鹽(NH₄)₂SO₄1g/L、MgSO₄1g/L、KH₂PO₄2g/L，調節pH值為6.5～7.5，高溫滅菌20分鐘并冷卻后，接入釀酒酵母菌，接種量為0.1～1％還原糖量，控制反應體系溫度為33～38℃，在轉速為100～150r/min的條件下發酵24～72h，得到乙醇溶液；

5.將乙醇溶液在溫度75～80℃下蒸餾制得乙醇產品；

6.蒸餾后余液加入木聚糖酶，加入量為50～300U/g固含量，控制反應體系溫度為40～50℃，轉速為100～200r/min的條件下酶解4～12h，制得低聚木糖溶液；

7.低聚木糖溶液經活性炭柱過濾脫色后，再經過蒸發濃縮干燥制得低聚木糖飼料添加劑產品。

本發明所述的制漿造紙備料廢渣指葦末、稻麥草屑、木屑、樹皮、竹屑、蔗髓等。

本發明具有如下優點：