[发明专利]酶法预处理稻壳制备稻壳灰活性炭方法

说明书

技术领域

本发明涉及制备稻壳灰活性炭方法，具体涉及酶法预处理稻壳制备稻壳灰活性炭方法。

背景技术

我国是农业生产大国，但在稻壳综合利用方面高价值的成果较少，若能将稻壳合理利用，其潜力巨大，前景广阔。

若控制稻壳不完全燃烧，经电子显微镜观察，其结构为空心状的网状结构，是制备活性炭较好的原料，且不含有害杂质（如铅、砷），特别适合于食品工业上的需求，市场潜力巨大，但目前采用化学法和物理法处理稻壳和稻壳灰均不能使其吸附性能得以提高，从而影响了稻壳的大规模应用。如何根据稻壳物化性质开展综合利用研究，不仅是充分利用资源的问题，也是把大量农业废弃物变废为宝的问题。

对于稻壳制备稻壳灰吸附剂的研究中，对稻壳的预处理主要采用酸、碱等化学试剂处理的方法，还有采用两步微生物发酵处理的方法，而采用酶法预处理稻壳，然后再进行干馏制备稻壳的研究在国内外还是空白。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种酶法预处理稻壳制备稻壳灰活性炭方法，采用木质素降解酶系统和纤维素降解酶系统预处理稻壳，提高稻壳灰活性炭的表面微孔结构及吸附性能。

本发明的技术解决方案是：首先，构建一定酶活比例的木质素降解酶系统降解稻壳，木质素降解酶系统由木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶和漆酶组成；然后，采用一定酶活比例的纤维素降解酶系统降解稻壳，纤维素降解酶系统由内切葡聚糖酶、外切葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶组成；最后，干馏制备稻壳灰。

其中，稻壳灰活性炭制备方法包括以下具体步骤：

第一步，木质素降解酶系统的构建：木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶和漆酶依酶活比1：0.1-100：0.1-100混合；

第二步，稻壳木质素的降解：稻壳与木质素降解酶系统以固液比1：5-50(m/v)混合，20-55℃酶解4-50h；

第三步，纤维素降解酶系统的构建：内切葡聚糖酶、外切葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶依酶活比1：0.1-100：0.1-100混合；

第四步，稻壳纤维素的降解：稻壳与纤维素降解酶系统以固液比1：5-50(m/v)混合，20-55℃酶解4-50h；

第五步，炭化制备稻壳灰活性炭：首先对步骤四处理后的稻壳脱水，脱水温度120-140℃，时间30-60分钟；接着对脱水后稻壳预炭化，预炭化温度260-280℃，时间30-60分钟；然后对预炭化后稻壳炭化，炭化温度450-500℃，时间45-75分钟；最后对炭化后稻壳煅烧，煅烧温度600-650℃，时间 90-120分钟。

本发明的优点是：稻壳表面木质素排列整齐密实，将粗纤维紧紧包围住，采用木质素降解酶系统对稻壳木质素进行降解，再由纤维素降解酶系统对稻壳纤维素进行降解，酶法预处理稻壳，制得的稻壳灰活性炭表面微孔结构好，吸附性能强。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术解决方案，这些实施例不能理解为是对技术方案的限制。

实施例1：依以下步骤制备稻壳灰活性炭

第一步，木质素降解酶系统的构建：木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶和漆酶依酶活比1：0.1：0.1混合；

第二步，稻壳木质素的降解：稻壳与木质素降解酶系统以固液比1：5(m/v)混合，20℃酶解50h；

第三步，纤维素降解酶系统的构建：内切葡聚糖酶、外切葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶依酶活比1：0.1：0.1混合；

第四步，稻壳纤维素的降解：稻壳与纤维素降解酶系统以固液比1：5(m/v)混合，20℃酶解50h；

第五步，炭化制备稻壳灰活性炭：首先对步骤四处理后的稻壳脱水，脱水温度120℃，时间 60分钟；接着对脱水后稻壳预炭化，预炭化温度260℃，时间60分钟；然后对预炭化后稻壳炭化，炭化温度450℃，时间75分钟；最后对炭化后稻壳煅烧，煅烧温度600℃，时间 120分钟。

实施例2：依以下步骤制备稻壳灰活性炭

第一步，木质素降解酶系统的构建：木质素过氧化物酶、锰过氧化物酶和漆酶依酶活比1：50：50混合；

第二步，稻壳木质素的降解：稻壳与木质素降解酶系统以固液比1：27.5(m/v)混合，38℃酶解27h；

第三步，纤维素降解酶系统的构建：内切葡聚糖酶、外切葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶依酶活比1：50：50混合；

第四步，稻壳纤维素的降解：稻壳与纤维素降解酶系统以固液比1：27.5(m/v)混合，38℃酶解27h；