[发明专利]一种秸秆类原料的综合利用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种秸秆类原料的综合利用方法。

背景技术

近年来，随着农村经济的发展和农民生活水平的提高，我国粮食生产能力逐年提高，过去抢手的秸秆如今却成了令人发愁的“包袱”，并引发出秸秆焚烧污染环境和资源浪费等诸多问题，如何给日益增加的秸秆找到出路，变废为宝，已经成为迫在眉睫的社会问题，秸秆综合利用为解决能源供需矛盾提供了新机遇，因此，积极发展可再生能源，对于解决农村地区的生活用能和生态建设具有十分重要的意义。

随着石油资源的日益枯竭，能源问题越来越受到民众的普遍关注，丙酮丁醇发酵行业液越来越受到人民的重视，但是丙酮丁醇发酵的传统原料为玉米、木薯，原料成本高、市场波动大，这极大地限制了丙酮丁醇发酵行业的健康发展，秸秆是农作物的主要副产品，也是十分宝贵的生物资源，但是长期以来以秸秆为原料生产乙醇、丁醇未取得突破的主要原因是秸秆资源综合利用率低，纤维素酶成本高、用量大，迫切需要开发出秸秆综合利用新技术，使秸秆各组分得到高效利用。

发明内容

本发明的目的是提供一种秸秆类原料的综合利用方法。

本发明采用的技术方案是：

一种秸秆类原料的综合利用方法，工艺步骤为：a、将汽爆秸秆进行固、液分离，汽爆秸秆固体用碱法蒸煮处理，从碱萃取液中经过酸析提取优质木质素；b、将步骤a萃取残渣进行酶解，得到酶解残渣和酶解液，酶解残渣用来生产纸浆；c、将步骤a汽爆秸秆液体经脱毒后，将酶解液与步骤b酶解液合并，添加氮源，进行丙丁发酵。

所述步骤a的工艺为：秸秆原料加水浸泡3―5min，秸秆质量与加水体积的比例为1：1―2，浸泡秸秆在压力0.5―3Mpa下维持3―20min，获得到汽爆秸秆，向汽爆秸秆中加入1―2倍干秸秆质量的水，温度控制在60―70℃充分浸泡15―40min，再用螺旋挤压机分离得到汽爆秸秆液体和汽爆秸秆固体两部分，使秸秆中的半纤维素充分分离出来，汽爆秸秆固体在80―120℃用质量浓度2―5%的氢氧化钠蒸煮处理40―120分钟，进行固液分离，分别获得萃取渣和萃取液，用质量浓度10%的硫酸将萃取液调pH至3.0―3.5，温度保持在50―60℃，酸析时间为30―60分钟，将沉淀下的木质素经过80目板框过滤，获得湿木质素，湿木质素经过喷雾干燥获得木质素成品，该木质素的纯度大于90%，且未经高温处理，为非改性木质素。

所述步骤b的工艺为：向萃取渣中加入秸秆干重1―5倍的水，搅拌均匀，再加入5―10FIU/g纤维素酶，调pH4.8―5.0，在50℃维持12―24h；酶解完成后进行固液分离，分别后的酶解液和酶解残渣，用与残渣等量的水洗涤残渣，洗涤液并入酶解液，残渣中的成分为不易酶解的长纤维，用来生产纸浆，酶解液中是易酶解的短纤维产生的糖类。

所述步骤c的工艺为：将汽爆秸秆液体在0.05―0.1Mpa，温度50―90℃条件下减压蒸馏，除去糠醛、有机酸等发酵抑制物，将脱毒后的液体与萃取残渣酶解液混合，将糖含量控制在6%―7%，再用NaOH调至pH6.5―7，再加入氮源，使糖含量与蛋白含量之比为15―25:1，在121℃下灭菌20min，接入质量浓度5―10%的丙酮丁醇发酵种子培养液，37―38℃下厌氧发酵72h，用气相色谱测定发酵液中的溶剂含量。

所述秸秆为玉米秸秆、小麦秸秆、稻草或油菜杆。

所述氮源为：玉米浆、玉米黄浆、玉米黄浆粉、豆粕、豆饼粉、麸皮、米糠、酵母粉、蛋白胨、硫酸铵、氯化铵、碳酸铵、碳酸氢铵、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵中的任何一种或组合物。

所述丙丁发酵为糖丁酸梭菌、丙酮丁醇梭菌、巴氏芽孢梭菌中任意一种或者两种组合。

本发明的优点是：秸秆类原料为小麦、玉米、稻草、油菜，原料来源非常广泛，实现了秸秆中纤维素（长纤维、短纤维）、半纤维素和木质素等成分进行了分离，使各个组分的价值得到充分实现，将纤维素拆分为不易酶解的长纤维和易于酶解的短纤维，降低了纤维素酶的用量和成本，使纤维素的利用达到利润最大化，该发明一方面可以提取出优质木质素，另一方面还为发酵、造纸行业提供廉价的原料，提高了秸秆的综合利用价值，同时解决了丙丁发酵工业化生产的原料来源问题。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

图1是本发明的工艺流程图。

具体实施方式

实施例1