專利名稱：一種用生物法從秸稈制備纖維素的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及從秸稈制備纖維素的方法，屬生物化工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
農(nóng)作物秸稈是自然界中數(shù)量極大的可再生資源。我國每年農(nóng)作物秸稈產(chǎn)量達(dá)7億噸之多，但是這些資源長期未得到合理的開發(fā)，除極少量用作飼料外其余都被焚燒，這既是對(duì)天然資源的巨大浪費(fèi)又造成了環(huán)境的嚴(yán)重污染。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前的秸稈利用率為33%，但經(jīng)過一定技術(shù)處理后利用的僅占2. 6 %，其余大部分只是作為燃料等直接利用。近年來隨著石油煤炭儲(chǔ)量的下降，特別是隨著各國對(duì)環(huán)境污染問題的日益關(guān)注和重視，人們逐漸將研發(fā)重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到天然高分子的應(yīng)用上來。農(nóng)作物秸稈便是其中一種，將秸稈進(jìn)行綜合利用是指通過物理化學(xué)或生物方法將秸稈直接進(jìn)行轉(zhuǎn)化利用或?qū)⑵渖锪窟M(jìn)行綜合全利用。秸稈(甘蔗渣、能源草、棉桿、蘆葦、稻、麥、玉米等)含纖維素約40%，纖維素是地球上最豐富的可再生資源，而且具有價(jià)廉、可降解性和對(duì)生態(tài)環(huán)境不產(chǎn)生污染等優(yōu)點(diǎn)。纖維素是一多羥基葡萄糖聚合物，經(jīng)過特定的物理或化學(xué)改性后，具有不同的功能特性，可以粉狀、片狀、膜、纖維以及溶液等不同形式出現(xiàn)，因此用纖維素開發(fā)的功能材料極具靈活性及應(yīng)用的廣泛性。可以生產(chǎn)紙漿、燃料乙醇、可降解餐具、羧甲基纖維素、微晶纖維素、醋酸纖維素等產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于造紙工業(yè)、塑料工業(yè)、燃料乙醇、醫(yī)藥工業(yè)、食品工業(yè)、建材工業(yè)、陶瓷工業(yè)、石油工業(yè)、紡織工業(yè)等。過去從秸稈生產(chǎn)纖維素是用化學(xué)方法，采用化學(xué)方法一是造成嚴(yán)重的污染，二是成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用生物法從秸稈制備纖維素的方法，該方法不但沒有污染，而且成本降低(比化學(xué)方法降低成本50% )，是一種高效、清潔、 廉價(jià)的高新生物技術(shù)。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種用生物法從秸稈制備纖維素的方法，其特征是，將秸稈除塵、粉碎至20-40目，加入反應(yīng)池中，然后加入秸稈重量4-5倍的水，浸泡1小時(shí)后進(jìn)高濃磨磨漿；磨漿后加到反應(yīng)罐中，再加入復(fù)合生物催化劑，混合均勻后，升溫至60-80°C，反應(yīng) 1-3小時(shí)；放漿后經(jīng)過篩選去除雜質(zhì)后得粗漿，粗漿進(jìn)低濃磨磨漿，然后經(jīng)擠漿機(jī)脫水，再用疏解機(jī)進(jìn)行疏解，進(jìn)滾筒干燥機(jī)進(jìn)行干燥，干燥后進(jìn)行粉碎得秸稈纖維素；所述復(fù)合生物催化劑的加入量為每100重量份數(shù)秸稈中加入0. 10-0. 30重量份數(shù)的復(fù)合生物催化劑。所用復(fù)合生物催化劑是由下述重量份數(shù)的原料混合組成的漆酶2-5，過氧化氫酶3-6，質(zhì)量分?jǐn)?shù)35%的過氧化氫1-5，水5-300。所用秸稈為甘蔗、能源草、棉花、蘆葦、稻、 麥、玉米等農(nóng)作物的秸稈。本項(xiàng)目符合國務(wù)院“國辦發(fā)2008105號(hào)文件國務(wù)院辦公廳關(guān)于加快推進(jìn)農(nóng)作物秸稈綜合利用的意見”要求，加快農(nóng)作物秸稈綜合利用，有利于促進(jìn)農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收和農(nóng)村生態(tài)文明建設(shè)，推動(dòng)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)建設(shè)。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明用秸稈為原料制備纖維素，比傳統(tǒng)工藝提取纖維素降低成本50% (本發(fā)明的成本約為1800元/噸，傳統(tǒng)工藝約為3600元/噸)且純度高(本發(fā)明所制得的纖維素的純度為99%以上，傳統(tǒng)工藝所制得的纖維素的純度約為80% )；且生物法無污染，零排放，保護(hù)環(huán)境。本項(xiàng)目以秸稈為原料，用生物法從秸稈生產(chǎn)纖維素，具有配方合理、工藝簡(jiǎn)單、先進(jìn)成熟，可連續(xù)化操作的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)時(shí)達(dá)到零排放，保護(hù)環(huán)境，減少污染，節(jié)能減排，符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)的要求。
具體實(shí)施例方式結(jié)合實(shí)例對(duì)本發(fā)明更進(jìn)一步說明實(shí)施例一200公斤麥桿經(jīng)除塵、粉碎至20目，加入反應(yīng)池中，然后加入800公斤的水，浸泡 1小時(shí)，進(jìn)高濃磨磨漿，磨漿后加到反應(yīng)罐中再加入0. 20公斤的復(fù)合生物催化劑，混合均勻后，升溫至70°C，反應(yīng)2小時(shí)，放漿后經(jīng)過篩選去除雜質(zhì)后得粗漿，粗漿進(jìn)低濃磨磨漿，然后經(jīng)擠漿機(jī)脫水、再用疏解機(jī)進(jìn)行疏解，進(jìn)滾筒干燥機(jī)進(jìn)行干燥，干燥后進(jìn)行粉碎得80公斤秸稈纖維素。所用復(fù)合生物催化劑是由下述原料按質(zhì)量份數(shù)混合組成的漆酶20克，過氧化氫酶30克，35% (wt/wt)的過氧化氫50克，水100克。實(shí)施例二 100公斤稻桿經(jīng)除塵、粉碎至40目，加入反應(yīng)池中，然后加入500公斤的水，浸泡 3小時(shí)，進(jìn)高濃磨磨漿，磨漿后加到反應(yīng)罐中再加入0. 15公斤的復(fù)合生物催化劑，混合均勻后，升溫至75°C，反應(yīng)1. 5小時(shí)，放漿后經(jīng)過篩選去除雜質(zhì)后得粗漿，粗漿進(jìn)低濃磨磨漿，然后經(jīng)擠漿機(jī)脫水、再用疏解機(jī)進(jìn)行疏解，進(jìn)滾筒干燥機(jī)進(jìn)行干燥，干燥后進(jìn)行粉碎得43公斤秸稈纖維素。所用復(fù)合生物催化劑是由下述原料按質(zhì)量份數(shù)混合組成的漆酶30克，過氧化氫酶30克，35% (wt/wt)的過氧化氫30克，水60克。實(shí)施例三300公斤甘蔗渣經(jīng)除塵、粉碎至30目，加入反應(yīng)池中，然后加入1500公斤的水，浸泡2小時(shí)，進(jìn)高濃磨磨漿，磨漿后加到反應(yīng)罐中再加入0. 4公斤的復(fù)合生物催化劑，混合均勻后，升溫至80°C，反應(yīng)3小時(shí)，放漿后經(jīng)過篩選去除雜質(zhì)后得粗漿，粗漿進(jìn)低濃磨磨漿，然后經(jīng)擠漿機(jī)脫水、再用疏解機(jī)進(jìn)行疏解，進(jìn)滾筒干燥機(jī)進(jìn)行干燥，干燥后進(jìn)行粉碎得135公斤秸稈纖維素。所用復(fù)合生物催化劑是由下述原料按質(zhì)量份數(shù)混合組成的漆酶30克，過氧化氫酶40克，35% (wt/wt)的過氧化氫40克，水290克。實(shí)施例四200公斤棉桿經(jīng)除塵、粉碎至40目，加入反應(yīng)池中，然后加入1000公斤的水，浸泡 8小時(shí)，進(jìn)高濃磨磨漿，磨漿后加到反應(yīng)罐中再加入0. 3公斤的復(fù)合生物催化劑，混合均勻后，升溫至80°C，反應(yīng)3小時(shí)，放漿后經(jīng)過篩選去除雜質(zhì)后得粗漿，粗漿進(jìn)低濃磨磨漿，然后經(jīng)擠漿機(jī)脫水、再用疏解機(jī)進(jìn)行疏解，進(jìn)滾筒干燥機(jī)進(jìn)行干燥，干燥后進(jìn)行粉碎得100公斤秸稈纖維素。所用復(fù)合生物催化劑是由下述原料按質(zhì)量份數(shù)混合組成的漆酶20克，過氧化氫酶30克，35% (wt/wt)的過氧化氫50克，水200克。實(shí)施例五400公斤玉米桿經(jīng)除塵、粉碎至30目，加入反應(yīng)池中，然后加入2000公斤的水，浸泡5小時(shí)，進(jìn)高濃磨磨漿，磨漿后加到反應(yīng)罐中再加入0. 4公斤的復(fù)合生物催化劑，混合均勻后，升溫至80°C，反應(yīng)2小時(shí)，放漿后經(jīng)過篩選去除雜質(zhì)后得粗漿，粗漿進(jìn)低濃磨磨漿，然后經(jīng)擠漿機(jī)脫水、再用疏解機(jī)進(jìn)行疏解，進(jìn)滾筒干燥機(jī)進(jìn)行干燥，干燥后進(jìn)行粉碎得180公斤秸稈纖維素。所用復(fù)合生物催化劑是由下述原料按質(zhì)量份數(shù)混合組成的漆酶40克，過氧化氫酶50克，35% (wt/wt)的過氧化氫50克，水260克。實(shí)施例六200公斤能源草經(jīng)除塵、粉碎至40目，加入反應(yīng)池中，然后加入800公斤的水，浸泡6小時(shí)，進(jìn)高濃磨磨漿，磨漿后加到反應(yīng)罐中再加入0. 2公斤的復(fù)合生物催化劑，混合均勻后，升溫至75°C，反應(yīng)1小時(shí)，放漿后經(jīng)過篩選去除雜質(zhì)后得粗漿，粗漿進(jìn)低濃磨磨漿，然后經(jīng)擠漿機(jī)脫水、再用疏解機(jī)進(jìn)行疏解，進(jìn)滾筒干燥機(jī)進(jìn)行干燥，干燥后進(jìn)行粉碎得86公斤秸稈纖維素。所用復(fù)合生物催化劑是由下述原料按質(zhì)量份數(shù)混合組成的漆酶40克，過氧化氫酶60克，35% (wt/wt)的過氧化氫20克，水80克。
權(quán)利要求
1.一種用生物法從秸稈制備纖維素的方法，其特征是，將秸稈除塵、粉碎至20-40目， 加入反應(yīng)池中，然后加入秸稈重量4-5倍的水，浸泡1小時(shí)后進(jìn)高濃磨磨漿；磨漿后加到反應(yīng)罐中，再加入復(fù)合生物催化劑，混合均勻后，升溫至60-80°C，反應(yīng)1-3小時(shí)；放漿后經(jīng)過篩選去除雜質(zhì)后得粗漿，粗漿進(jìn)低濃磨磨漿，然后經(jīng)擠漿機(jī)脫水，再用疏解機(jī)進(jìn)行疏解，進(jìn)滾筒干燥機(jī)進(jìn)行干燥，干燥后進(jìn)行粉碎得秸稈纖維素；所述復(fù)合生物催化劑的加入量為每 100重量份數(shù)秸稈中加入0. 10-0. 30重量份數(shù)的復(fù)合生物催化劑。
2.如權(quán)利要求1所述的一種用生物法從秸稈制備纖維素的方法，其特征是，所用復(fù)合生物催化劑是由下述重量份數(shù)的原料混合組成的漆酶2-5，過氧化氫酶3-6，質(zhì)量分?jǐn)?shù) 35%的過氧化氫1-5，水5-300。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用生物法從秸稈制備纖維素的方法，屬生物化工技術(shù)領(lǐng)域。它是將秸稈除塵、粉碎至20-40目，加入反應(yīng)池中，然后加入秸稈重量4-5倍的水，浸泡1小時(shí)后進(jìn)高濃磨磨漿；磨漿后加到反應(yīng)罐中，再加入復(fù)合生物催化劑，混合均勻后，升溫至60-80℃，反應(yīng)1-3小時(shí)；放漿后經(jīng)過篩選去除雜質(zhì)后得粗漿，粗漿進(jìn)低濃磨磨漿，然后經(jīng)擠漿機(jī)脫水，再用疏解機(jī)進(jìn)行疏解，進(jìn)滾筒干燥機(jī)進(jìn)行干燥，干燥后進(jìn)行粉碎得秸稈纖維素。本發(fā)明用秸稈為原料制備纖維素，比傳統(tǒng)工藝提取纖維素降低成本50％，生物法無污染，零排放，保護(hù)環(huán)境。
文檔編號(hào)C12P19/04GK102212582SQ20111009036
公開日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2011年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月12日
發(fā)明者王美嶺 申請(qǐng)人:王美嶺