專利名稱：一種制備復(fù)合型動(dòng)物飼料強(qiáng)化劑的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明利用生物質(zhì)熱解液體中的水相物為原料制備復(fù)合型飼料強(qiáng)化劑的方法屬于化工、農(nóng)業(yè)及再生資源利用技術(shù)領(lǐng)域范疇。
二、技術(shù)背景甲酸鈣、乙酸鈣作為國內(nèi)外新開發(fā)的新型飼料添加劑，應(yīng)用廣泛，具有防止腹瀉、下痢，幫助動(dòng)物對(duì)飼料的消化吸收等功能。甲酸鈣、乙酸鈣在動(dòng)物體內(nèi)經(jīng)生化作用可游離出甲酸、乙酸和鈣離子，適量的甲酸、乙酸能有效地降低胃腸道中得pH值，起到維持腸道中適當(dāng)酸的作用，有利于激活胃蛋白酶原，如將其加入飼料中可提高飼料養(yǎng)分的消化率，從而提高飼料有效成分的吸收。而鈣離子對(duì)維護(hù)神經(jīng)和肌肉組織的正常生理功能、凝血有著重要的作用，因而適用于各類動(dòng)物的飼料添加劑。尤其對(duì)仔豬更具有顯著的作用，在仔豬日糧中添加甲酸鈣1.0％-15％，可防止腹瀉和下痢發(fā)生，提高飼料轉(zhuǎn)化率7％-10％，飼料消耗下降3.8％，豬日增體重9％-13％。
關(guān)于甲酸鈣、乙酸鈣的制備目前主要是通過化工原料甲酸、乙酸來生產(chǎn)。甲酸需要一氧化碳和氫氧化鈉或水蒸氣在高壓條件下才能獲得；乙酸是以甲醇、乙醇、乙烯、乙炔或輕油為原料且有催化劑存在的條件下可以制得。通過這些途徑獲得的乙酸和甲酸價(jià)格較高，生產(chǎn)途徑對(duì)環(huán)境產(chǎn)生較大影響，進(jìn)而導(dǎo)致衍生的產(chǎn)品甲酸鈣、乙酸鈣價(jià)格較高。具有工藝復(fù)雜，成本高，效率低等的缺點(diǎn)。也有資料報(bào)導(dǎo)使用雞蛋殼作為鈣原加入有機(jī)酸進(jìn)行制備，但該方法需要對(duì)蛋殼原料預(yù)處理。由于蛋殼有有機(jī)物的保護(hù)，接觸面小，反應(yīng)慢，且原料來源受限，難以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化規(guī)模的生產(chǎn)。
生物質(zhì)屬于再生資源。每年有大量的農(nóng)業(yè)及森林廢棄物源源不斷排放到環(huán)境中，來源廣泛，而且生物質(zhì)能將是人類賴以生存的重要替代能源之一，高效利用生物質(zhì)能有著巨大的潛在應(yīng)用市場，對(duì)走可持續(xù)發(fā)展的道路及解決能源問題具有重要的意義。生物質(zhì)熱解液化被認(rèn)為是生產(chǎn)替代能源的可行手段之一。通過熱解可以得到性質(zhì)完全不同于生物質(zhì)本身的液體、固體和氣體燃料。我們研究表明生物質(zhì)熱解液體中水相物的總量可占到全部熱解液體重量的15-30％，若進(jìn)一步升級(jí)為動(dòng)力燃料，往往需要除去其中的水相部分。其水相中含有近30-35％的甲酸和乙酸，其中乙酸占20-25％，甲酸占～10％，如將其用于制備乙酸鈣、甲酸鈣可以實(shí)現(xiàn)對(duì)資源的高效、充分利用。由于該方法所用原料是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中廢棄的大量生物質(zhì)，具有來源廣泛、豐富、價(jià)廉，熱解過程對(duì)環(huán)境影響較小的特點(diǎn)。其水相部分往往被認(rèn)為是生產(chǎn)生物燃料的廢棄物，用于生產(chǎn)乙酸鈣、甲酸鈣無疑是對(duì)水相物質(zhì)的升級(jí)利用，這樣既可以提高具有綠色環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的生物質(zhì)熱解液體的附加值，又可以作為一種制備動(dòng)物飼料強(qiáng)化劑的原料，實(shí)現(xiàn)了對(duì)資源的最大化利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是一種制備復(fù)合型飼料強(qiáng)化劑的方法。目的在于通過該方法可最大限度地將生物質(zhì)熱解液體得以資源化利用，既解決了保護(hù)環(huán)境過程中對(duì)這些廢物的限制排放問題，又克服了目前工業(yè)上生產(chǎn)甲酸鈣和乙酸鈣成本較高、價(jià)格較貴的缺陷。
本發(fā)明利用生物質(zhì)木屑、稻殼、玉米莖桿熱解液體水相物中的甲酸、乙酸來制備復(fù)合型動(dòng)物飼料強(qiáng)化劑的方法，其特征在于是一種利用生物質(zhì)熱解液體水相中的甲酸、乙酸來生產(chǎn)動(dòng)物飼料強(qiáng)化劑甲酸鈣和乙酸鈣復(fù)合添加劑的一種方法。首先將生物質(zhì)在惰性氣體流速為2.5-5L/min的條件下、反應(yīng)器溫度為350-700℃的范圍內(nèi)進(jìn)行熱解3-5h，用冷凝管對(duì)熱解過程產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)行冷凝，得到熱解液體，然后用二氯甲烷對(duì)熱解液體進(jìn)行萃取使其分成有機(jī)相和水相兩部分，將生石灰加入到水相中，與水的重量比為0.5-0.9∶2-6，充分?jǐn)嚢瑁蛊浞磻?yīng)0.5-1.0h，離心分離，過濾除去固體不溶物，將過濾后的溶液濃縮結(jié)晶，干燥得到乙酸鈣和甲酸鈣混合物。
上述制備復(fù)合型飼料強(qiáng)化劑的方法，其特征在于所用原料生物質(zhì)是一種，或多種混和使用，不受比例限制。
上述制備復(fù)合型飼料強(qiáng)化劑的方法，其特征在于原料粉碎的粒度需小于1mm，保護(hù)氣氛是氮?dú)?、氬氣或二氧化碳?br> 本發(fā)明利用生物質(zhì)熱解液體來生產(chǎn)乙酸鈣和甲酸鈣的方法優(yōu)點(diǎn)在于原料生物質(zhì)來源豐富，氧化鈣購買價(jià)格低廉，過程簡單、易行，其產(chǎn)品成本較低，屬于環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域鼓勵(lì)和支助的項(xiàng)目，因而該技術(shù)具有廣闊的市場應(yīng)用前景。
具體實(shí)施例方式
以內(nèi)徑為300mm，高度為1000mm的不銹鋼為反應(yīng)器，外部用電爐加熱，從反應(yīng)器下部通入惰性氣體，氣體出口位于反應(yīng)器上部的固定床為例。
實(shí)施方式1.
將已烘干的3kg木屑粉料放入反應(yīng)器，連接好裝置，確保密閉，然后往反應(yīng)器通入流量為2.5L/min的氮?dú)?，將反?yīng)器加熱至500℃，熱解3h，得到冷凝液體1.06kg，然后用二氯甲烷萃取，將下層有機(jī)相放出，上層的水相轉(zhuǎn)到另一不銹鋼容器，其量為0.3kg，加入0.075kg的生石灰，攪拌的條件下反應(yīng)0.5h，離心分離，然后過濾除去固體不溶物，將過濾后的溶液濃縮結(jié)晶，干燥得到乙酸鈣和甲酸鈣混合物。并蒸發(fā)水分得固體乙酸鈣、甲酸鈣混和產(chǎn)品。
實(shí)施方式2.
將已烘干的4kg稻殼粉料放入反應(yīng)器，連接好裝置，確保密閉，然后往反應(yīng)器通入流量為3.0L/min的二氧化碳，將反應(yīng)器加熱至350℃，熱解2h，得到冷凝液體1.40kg，然后用二氯甲烷萃取，將下層有機(jī)相放出，上層的水相轉(zhuǎn)到另一不銹鋼容器，其量為0.29kg，加入0.052kg的生石灰，攪拌的條件下反應(yīng)0.5h，離心分離，然后過濾除去固體不溶物，將過濾后的溶液濃縮結(jié)晶，干燥得到乙酸鈣和甲酸鈣混合物。
實(shí)施方式3.
將已烘干的3kg玉米莖桿粉料放入反應(yīng)器，連接好裝置，確保密閉，然后往反應(yīng)器通入流量為4.0L/min的氬氣，將反應(yīng)器加熱至700℃熱解5h，得到冷凝液體1.02kg，然后用二氯甲烷萃取，將下層有機(jī)相放出，上層的水相轉(zhuǎn)到另一不銹鋼容器，其量為0.26kg，加入0.06kg的生石灰，攪拌的條件下反應(yīng)0.7h，離心分離，過濾除去固體不溶物，將過濾后的溶液濃縮結(jié)晶，干燥得到乙酸鈣和甲酸鈣混合物。
實(shí)施方式4.
將已烘干的3kg木屑與玉米莖桿粉料放入反應(yīng)器，連接好裝置，確保密閉，然后往反應(yīng)器通入流量為5.0L/min的氮?dú)?，將反?yīng)器加熱至600℃熱解4h，得到冷凝液體1.16kg，然后用二氯甲烷萃取，將下層有機(jī)相放出，上層的水相轉(zhuǎn)到另一不銹鋼容器，其量為0.29kg，加入0.07kg的生石灰，攪拌的條件下反應(yīng)1.0h，離心分離，然后過濾除去固體不溶物，將過濾后的溶液濃縮結(jié)晶，干燥得到乙酸鈣和甲酸鈣混合物。
權(quán)利要求
1.一種制備復(fù)合型動(dòng)物飼料強(qiáng)化劑的方法，其特征在于是一種利用生物質(zhì)熱解液體水相中的甲酸、乙酸來生產(chǎn)動(dòng)物飼料強(qiáng)化劑甲酸鈣和乙酸鈣復(fù)合添加劑的一種方法，首先將生物質(zhì)在惰性氣體流速為2.5-5L/min的條件下、反應(yīng)器溫度為350-700℃的范圍內(nèi)進(jìn)行熱解3-5h，用冷凝管對(duì)熱解過程產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)行冷凝，得到熱解液體，然后用二氯甲烷對(duì)熱解液體進(jìn)行萃取使其分成有機(jī)相和水相兩部分，將生石灰加入到水相中，與水的重量比為0.5-0.9∶2-6，充分?jǐn)嚢瑁蛊浞磻?yīng)0.5-1.0h，離心分離，過濾除去固體不溶物，將過濾后的溶液濃縮結(jié)晶，干燥得到乙酸鈣和甲酸鈣混合物。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種制備復(fù)合型動(dòng)物飼料強(qiáng)化劑的方法，其特征在于所述原料生物質(zhì)是一種，或多種混和使用，不受比例限制。
3.按照權(quán)利要求1所述的一種制備復(fù)合型飼料強(qiáng)化劑的方法，其特征在于原料粉碎的粒度需小于1mm，保護(hù)氣氛是氮?dú)?、氬氣或二氧化碳?br> 全文摘要
一種制備復(fù)合型動(dòng)物飼料強(qiáng)化劑的方法，屬于化工、農(nóng)業(yè)及再生資源綜合利用多學(xué)科應(yīng)用領(lǐng)域。其特征是以生物質(zhì)如木屑、稻殼、玉米莖桿等為原料，將其干燥，在溫度為350～700℃、惰性氣體保護(hù)的條件下熱解，將熱解蒸汽冷凝得熱解液體。對(duì)熱解液體采用有機(jī)溶劑將其分離成水相和有機(jī)相，有機(jī)相用于生物質(zhì)燃料精制，水相含有乙酸、甲酸等，用于制備復(fù)合型飼料強(qiáng)化劑。即將氧化鈣按一定比例加入到水相，通過攪拌、反應(yīng)、離心分離、過濾，濾液經(jīng)蒸發(fā)、濃縮結(jié)晶、干燥得到乙酸鈣和甲酸鈣復(fù)合飼料強(qiáng)化劑。該方法所需原料生物質(zhì)來源廣泛，生石灰價(jià)格低廉，而且可以治理利用生物質(zhì)制備液體燃料產(chǎn)生的廢酸污染?？朔藗鹘y(tǒng)制備乙酸鈣、甲酸鈣需要使用昂貴的化工原料生產(chǎn)的缺點(diǎn)。
文檔編號(hào)A23K1/16GK1813560SQ20061001246
公開日2006年8月9日 申請(qǐng)日期2006年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月2日
發(fā)明者靳利娥, 曹青, 閆果蘭, 謝克昌 申請(qǐng)人:太原理工大學(xué)