[发明专利]一种以玉米秸秆发酵生产酒精的残渣为原料联产低聚糖、木质素、本色浆的工艺方法

说明书

本发明公开了一种以玉米秸秆发酵生产酒精残渣等植物废弃物为原料联产低聚糖、木质素、本色浆的工艺，包括以下步骤：(1)原料预处理：对原料进行疏散、洗涤、分离泥沙等处理；(2)制备低聚糖：将步骤(1)中预处理后的发酵残渣采用乙醇溶液在催化剂的作用下进行抽提，制得低聚糖产品；(3)制备木质素：将步骤(2)中的发酵残渣再次采用乙醇溶液在催化剂的作用下进行抽提，得到木质素产品和粗浆；(4)制备本色浆：粗浆经由低浓度乙醇溶液抽提，洗涤后制得本色浆产品。本发明二次利用发酵残渣，降低了生产成本，同时得到低聚糖、木质素和本色浆三种高附加值产品，拓展了发酵残渣的利用方向。

技术领域

本发明涉及功能糖、轻化工及发酵副产物产品生产技术领域，尤其涉及一种以玉米秸秆发酵生产酒精的残渣为原料联产低聚糖、木质素、本色浆的工艺方法。

背景技术

玉米秸秆等生物质原料发酵乙醇近年来一直受各方重视，尤其是在东北、安徽等地，中粮等公司先后投入大批人力物力等方面资源进行玉米秸秆发酵生产乙醇的研究，其发酵后仍有一定量的玉米秸秆成分无法完全利用，产生发酵残渣，目前尚没有被较好地利用，多以焚烧等方式进行处理，该部分发酵残渣属于植物废弃物资源，含有丰富的纤维素、半纤维素和木质素，是非常有价值的可再生资源。焚烧、堆放腐烂利用率较低，同时对环境有很大危害；而对废弃物有针对性的进行组分分离，以生产高附加值的产品，如低聚糖、木质素、本色浆，既实现了对植物废弃物的无害化处理，同时实现了资源的高值化利用。

低聚糖集营养、保健、食疗于一体，广泛应用于食品、保健品、饮料、医药、饲料添加剂等领域，是一种具有广泛适用范围和应用前景的新产品；木质素是一种天然高分子聚合物，化学性质稳定，且含有酚型结构，具有生物可降解性，与多种高分子材料相容性较好，具有较多羟基和酚羟基，反应活性高，有广阔的应用空间。

传统制备低聚糖的方法采用玉米芯等原料，且以小型作坊为主，制糖后的残渣较多，且无法处理，随意丢弃造成大量的环境问题，过程中使用的强酸，也没有很好地处理；现有技术中木质素生产工艺仍以造纸废液加酸处理后进行固液分离，过程中存在较大的废水、废气，难以处理，且造纸黑液中的碱被浪费；现有技术中以木片为原料生产漂白化学浆的工艺中资源消耗高、成本高。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种以玉米秸秆发酵生产酒精的残渣为原料联产低聚糖、木质素、本色浆的工艺方法，以发酵残渣为原料联产低聚糖、木质素和本色浆，增加发酵残渣的利用途径，降低了生产成本，同时减少对环境的污染。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

提供一种以玉米秸秆发酵生产酒精的残渣为原料联产低聚糖、木质素、本色浆的工艺方法，包括以下步骤：

(1)原料预处理：将玉米秸秆发酵生产酒精的残渣收集后，经由双螺旋挤料机进行第一次疏解分散、洗涤、除渣、第二次疏解分散处理；

(2)制备低聚糖：将步骤(1)预处理后的发酵残渣采用乙醇溶液在催化剂的作用下进行低聚糖抽提，将分离出的含有低聚糖的乙醇溶液进行纯化、浓缩、结晶、离心、干燥后即得低聚糖产品；

(3)制备木质素：将经步骤(2)处理后的发酵残渣采用乙醇溶液在催化剂的作用下进行木质素抽提，采用离心机进行固液分离，得到粗浆和含有木质素的乙醇溶液，将所述乙醇溶液进行浓缩，干燥后即得木质素产品；

(4)制备本色浆：步骤(3)得到的粗浆由低浓度乙醇溶液抽提，洗涤后即得本色浆产品。

优选的，步骤(1)中，所述玉米秸秆发酵生产酒精的残渣含有纤维素、半纤维素和木质素。

优选的，所述原料预处理过程中产生的废弃物富含生物质成分，可用于植物培养基质或生物质肥料。

优选的，步骤(1)中，所述残渣经所述双螺旋挤料机第一次疏解后呈尺寸为20-80目的颗粒或纤维。