[发明专利]一种通过汽爆前处理生物质生产腐植酸的方法

说明书

一种通过汽爆前处理生物质生产腐植酸的方法，步骤包括：将粉碎后的生物质装入汽爆罐中，经添加酸碱汽爆，得汽爆生物质；将汽爆生物质置于生物质碳化炉中热裂解，得到黑色固体生物炭；向黑色固体生物炭中加入结晶硫酸钠，NaOH和Na₄P₂O₇混合液充分提取；向提取液中添加酸性乙醇溶液进行纯化；向滤渣加入氢氧化钠溶液过滤，合并滤液加入浓度氢氧化钠溶液，反应混合物于进行喷雾干燥，得腐植酸钠成品。该方法腐植酸钠产品得率高，纯度高，实现了生物质的高效利用和转化，产品可广泛应用于农林牧、石油、化工、建材、医药卫生、环保等各个领域。

技术领域

本发明涉及一种通过汽爆前处理生物质生产腐植酸的方法，属于生化工程技术领域。

背景技术

腐植酸是在水分和空气存在的条件下,由死亡的动植物遗骸经微生物长期分解转化和地球物理化学作用后积累形成的一种复杂、无定形的高分子胶体化合物。关于腐植酸的起源物质主要有四个理论:糖-胺合成理论、木质素-蛋白质合成理论、木质素-丙酮-氨基酸合成理论、多酚合成理论。

腐植酸是一种广泛存在于自然界的无定型高分子有机物,在泥炭、褐煤、分化煤、土壤、河流、湖泊、海洋中都有存在,此外牲畜粪便、造纸废液、酒精废液、堆肥、厩月巴、腐烂的稻秆、枯枝落叶中也含有腐植酸。土壤腐植酸是肥沃土壤有机物的重要组成份,是决定土壤肥力的最重要因素。河流、湖泊、海洋等水体中的腐植酸有很强的反应活性和迁移活性,不利于人类健康和水体中的有益微生物。目前的腐植酸产品主要从泥炭、褐煤、风化煤中提取获得,广泛用作化工原料的添加剂、植物的生长激素、肥料增效剂、土壤的改良剂、工医药上的作抗炎药物等。

生物质包括所有的植物、微生物以及以植物、微生物为食物的动物及其生产的废弃物。有代表性的生物质如农作物、农作物废弃物、木材、木材废弃物等，生物质的高质化利用一直是目前难题。生物质转化成腐植酸一直没有得到很好的转化途径，且转化率低，产品纯度低，杂质多。

发明目的

本发明提供一种高效转化生物质生产腐植酸的方法。实现了生物质的高效利用,同时也为腐植酸的生产提供了一种生产高效生产方法。

发明内容

一种通过汽爆前处理生物质生产腐植酸的方法，包括以下步骤：

（1）汽爆生物质

将粉碎后的生物质装入汽爆罐中，加入原料重量0.05％～0.15%的浓盐酸，充分搅拌，通入蒸汽，排出罐内冷空气，关闭装料阀，升压到2.0～3.5Mpa，维持5～10min，打开放料阀，瞬间减压释放得汽爆生物质A；

将汽爆后的生物质A加入0.25％～0.35%的氨水，充分搅拌，通入蒸汽，关闭装料阀，升压到3.0～4.5Mpa，维持5～10min，打开放料阀，瞬间减压释放得汽爆生物质B；

（2）腐植酸高效转化

将上述汽爆生物质B置于生物质碳化炉中热裂解，先以1～2L/min的流速向碳化炉中通N₂以排净炉内空气；1～2h内升温至300～400℃，维持温度2～4h，然后2～3h内缓慢冷却至室温，得到黑色固体生物炭；

（3）提取腐植酸

向黑色固体生物炭中加入相对于重量约6～9％的结晶硫酸钠，再加入 NaOH和Na₄P₂O₇混合液，使生物炭和混合液的比例为1∶30～40，振荡30～45分钟后，静置10～20小时左右，充分混合；

（4）纯化腐植酸钠

向混合液中添加乙醇浓度为40～50%的酸性乙醇溶液，调节pH至2.5～3.0，多向混合10～15 min，加热至40～45℃并保温15～20min，过滤，得滤液A；