一種秸稈的綜合利用方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種秸稈的綜合利用方法，目的在于解決目前秸稈主要采用腐爛或焚燒方式進(jìn)行處理，嚴(yán)重污染環(huán)境和空氣質(zhì)量，秸稈腐爛或焚燒也是一種資源浪費(fèi)的問題。該方法包括制備秸稈細(xì)粉、制備復(fù)合菌劑、反應(yīng)、后處理等步驟。本發(fā)明通過化學(xué)、生物工程綜合手段的運(yùn)用，將秸稈轉(zhuǎn)化為多種產(chǎn)品，不僅有效解決了秸稈腐爛或焚燒，所導(dǎo)致的環(huán)境污染、資源浪費(fèi)的問題，而且制備的產(chǎn)品具有用途廣泛、經(jīng)濟(jì)附加值高的優(yōu)點(diǎn)，對于實(shí)現(xiàn)秸稈的長期、可持續(xù)應(yīng)用具有重要影響，具有顯著的進(jìn)步意義。通過本發(fā)明的方法，能夠得到酒精、活性炭、液體燃料、飼料、生物質(zhì)炭、肥料、等多種物質(zhì)，變廢為寶，顯著提高秸稈的附加值，對于秸稈的長期可持續(xù)利用具有重要意義。
【專利說明】一種秸稈的綜合利用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)工業(yè)工程領(lǐng)域，尤其是秸桿的綜合利用，具體為一種秸桿的綜合利用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的快速進(jìn)步，以及人民群眾物質(zhì)生活的不斷提高，群眾對物質(zhì)生活、健康長壽、提高身體素質(zhì)的要求和希望也在同步增長，而空氣質(zhì)量直接關(guān)乎人民的身體健康，人民對空氣質(zhì)量的要求也越來越高。[0003]我國作為發(fā)展中國家，同時(shí)也是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所產(chǎn)生的農(nóng)業(yè)廢料物產(chǎn)量巨大。農(nóng)業(yè)廢棄物是指在農(nóng)業(yè)作物、林業(yè)作物收獲和加工過程中，所產(chǎn)生的秸桿、糠皮、山茅草、枯樹葉、木屑以及食品工業(yè)排出的殘?jiān)?。隨著我國農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，農(nóng)業(yè)固體廢棄物的數(shù)量也呈逐年增長的趨勢。據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，我國每年所產(chǎn)生的農(nóng)作物秸桿量約為7X IO8T,其中:稻草2X38T，稻殼3030X IO4T,玉米桿2.2X IO8T,豆類和秋雜糧作物秸桿1.0X IO8T,花生、薯類藤蔓、甜菜葉等1.0X IO4T,廢糖蜜402X IO4T,酒糟1583X IO4T,禽糞7 3 00 X 44T。目前，我國的農(nóng)業(yè)廢棄物多用作農(nóng)家燃料、家禽飼料、田間堆肥，僅僅為初級應(yīng)用，僅有少量用于草編、造紙等深加工。大量的秸桿、茅草、木枝等農(nóng)業(yè)廢棄物腐爛或焚燒在田間，不僅會(huì)造成空氣污染，而且嚴(yán)重影響人們的身體健康。農(nóng)村的秸桿廢棄物存量居高不下，無法得到有效的處理，嚴(yán)重影響和污染環(huán)境和空氣，是一種嚴(yán)重的資源浪費(fèi)。而另一方面，工業(yè)能源的大規(guī)模開發(fā)利用又導(dǎo)致全球性的能源短缺、環(huán)境問題，資源枯竭、空氣惡化、油荒、電荒等日益困擾著人們的日常生活和工作。
[0004]面對農(nóng)業(yè)廢棄物這一公害，黨和國家高度重視，并采取了一些相應(yīng)的措施。黨的十八大已把“堅(jiān)持節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境”作為“基本國策”，從源頭扭轉(zhuǎn)生態(tài)環(huán)境惡化的趨勢，為人民創(chuàng)造良好的生產(chǎn)生活環(huán)境，為全球生態(tài)安全做出貢獻(xiàn)。秸桿作為主要的農(nóng)業(yè)廢棄物，其是治理的重點(diǎn)。然而，目前主要強(qiáng)調(diào):“秸桿不焚燒，資源不浪費(fèi)，環(huán)境不污染”的政策措施，缺乏行之有效的應(yīng)用措施，難以做到對秸桿的有效利用。
[0005]因此，目前迫切需要能夠?qū)諚U進(jìn)行有效利用的措施，一方面減少秸桿的數(shù)量，避免其對環(huán)境的污染，另一方面提高能源利用利用率，實(shí)現(xiàn)秸桿的經(jīng)濟(jì)效益，只有通過對秸桿的綜合利用，才能實(shí)現(xiàn)秸桿的長期循環(huán)治理，從源頭解決秸桿所帶來的污染問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的發(fā)明目的在于:針對目前秸桿主要采用腐爛或焚燒方式進(jìn)行處理，嚴(yán)重污染環(huán)境和空氣質(zhì)量，秸桿腐爛或焚燒也是一種資源浪費(fèi)的問題，提供一種秸桿的綜合利用方法。本發(fā)明通過化學(xué)、生物工程綜合手段的運(yùn)用，將秸桿轉(zhuǎn)化為多種產(chǎn)品，不僅有效解決了秸桿腐爛或焚燒，所導(dǎo)致的環(huán)境污染、資源浪費(fèi)的問題，而且制備的產(chǎn)品具有用途廣泛、經(jīng)濟(jì)附加值高的優(yōu)點(diǎn)，具有廣闊的市場應(yīng)用前景。同時(shí)本發(fā)明的工藝流程簡便，易于操作，能夠滿足工廠大規(guī)模生產(chǎn)的要求，對于實(shí)現(xiàn)秸桿的長期、可持續(xù)應(yīng)用具有重要影響，具有顯著的進(jìn)步意義。通過本發(fā)明的方法，能夠得到酒精、活性炭、液體燃料、飼料、肥料、等多種物質(zhì)，變廢為寶，顯著提高，秸桿的附加值，對于秸桿的長期可持續(xù)利用具有重要的意義。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種秸桿的綜合利用方法，包括如下步驟:
(1)將秸桿粉碎后，得秸桿細(xì)粉，備用；
(2)分別取酵母菌、黑曲霉菌、黃曲霉菌，按配比混合，得復(fù)合菌劑；
(3)分別向反應(yīng)器中加入秸桿細(xì)粉、復(fù)合菌劑，并向其中加水，使反應(yīng)器中的混合物濕潤，密閉厭氧發(fā)酵2飛天，得一次發(fā)酵產(chǎn)物；
(4)步驟3完成后，再向一次發(fā)酵產(chǎn)物中加入秸桿細(xì)粉，密閉厭氧發(fā)酵3~15天，得二次發(fā)酵產(chǎn)物；
(5)先向二次發(fā)酵產(chǎn)物中加入鹽酸，進(jìn)行滅菌處理，再向其中加入堿式碳酸鹽，進(jìn)行中和處理，得反應(yīng)產(chǎn)物；
(6)將反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行過濾，分別得濾液和濾渣；
(7)將步驟5得到的濾液進(jìn)行減壓蒸餾，分別得酒精和木素液，即可；
所述步驟2的復(fù)合菌 劑由如下重量份數(shù)比的組分組成:3飛份酵母菌、8~15份黃曲霉菌、12~20份黑曲霉菌；
所述步驟3中，以步驟3加入的秸桿細(xì)粉計(jì)，每1000kg秸桿細(xì)粉加入0.6^3kg復(fù)合菌
劑；
所述步驟4中，以一次發(fā)酵產(chǎn)物計(jì)，每1000kg 一次發(fā)酵產(chǎn)物在步驟4中需要加入100(T8000kg第二部分秸桿細(xì)粉。
[0008]所述步驟5中，以二次發(fā)酵產(chǎn)物計(jì)，每1000kg 二次發(fā)酵產(chǎn)物加入8(Tl50mol的鹽酸,每1000kg 二次發(fā)酵產(chǎn)物加入7(T100mol的堿式碳酸鹽。
[0009]所述步驟5中，鹽酸的濃度為5%~20%。
[0010]所述步驟5中，堿式碳酸鹽為碳酸氫鈉、碳酸氫鉀中的一種或多種。
[0011]將步驟6制備的濾渣用作飼料添加物或肥料。
[0012]將步驟6制備的濾渣進(jìn)行干燥，即得飼料添加物。
[0013]將步驟7制備的木素液用作燃料。
[0014]將步驟7制備的木素液在11(T125°C下干燥1.5~3h，得炭化產(chǎn)物，將炭化產(chǎn)物與氯化鋅混合，得炭化反應(yīng)物；
在惰性氣體保護(hù)下，將炭化反應(yīng)物在30(T7(KrC下活化6(Tl20min，然后將活化后的產(chǎn)物冷卻，再將活化后的產(chǎn)物洗滌至中性，得活性炭。
[0015]在惰性氣體保護(hù)下，先將炭化反應(yīng)物以5~8°C /min的升溫速度升溫至30(T700°C，再將炭化反應(yīng)物在30(T700°C下活化6(Tl20min，然后將活化后的產(chǎn)物冷卻，再將活化后的產(chǎn)物洗滌至中性，得活性炭。
[0016]取出活性炭，在剩余的物質(zhì)進(jìn)行熱化處理、壓縮，得到生物質(zhì)炭肥。
[0017]所述惰性氣體為氮?dú)?、氬氣中的一種。
[0018]針對前述問題，本發(fā)明提供一種秸桿的綜合利用方法。通過采用化學(xué)、生物工程等技術(shù)對秸桿資源進(jìn)行綜合利用，將秸桿轉(zhuǎn)化為有用的生產(chǎn)、生活原料，變廢為寶，不僅有效解決了秸桿污染、資源浪費(fèi)的問題，為人們創(chuàng)造良好的生產(chǎn)、生活環(huán)境，而且將秸桿轉(zhuǎn)換為有用的物質(zhì)，從而提高了秸桿的附加值，最終使得秸桿的綜合處理能夠長期、循環(huán)進(jìn)行，對于秸桿的處理具有重要意義。
[0019]秸桿作為農(nóng)業(yè)廢棄物，其中含有對農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥等方面有用的物質(zhì)。這些物質(zhì)的充分利用，對于節(jié)約能源，促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的長期、可持續(xù)發(fā)展大有益處。
[0020]通過對稻草、小麥稻、玉米稻、谷草、大麥稻、燕麥稻、大豆稻等不同稻桿成分的分析， 申請人:發(fā)現(xiàn)，秸桿具有許多共性:(1).在組成元素上，主要為糖類，其中COH的總含量達(dá)70~90%，其次含有N、P、K、S等常量元素及多種微量元素，屬于碘型的有機(jī)物質(zhì)；(2).在組成化合物上，秸桿中均不同程度含有纖維素、木質(zhì)素、淀粉、蛋白質(zhì)等營養(yǎng)成分，及生物堿、單寧質(zhì)、膠質(zhì)或蠟質(zhì)、酚基和醛基化合物等，在灰分中含有大量的無機(jī)礦物；(3).在構(gòu)造形式上，秸桿內(nèi)存在著大量的由堅(jiān)固細(xì)胞壁構(gòu)成的植物纖維、細(xì)胞內(nèi)部和細(xì)胞之間有大量的微孔隙；(4).在物理性質(zhì)上，普遍具有表面密度小、韌度大、抗拉、抗彎、抗沖擊能力強(qiáng)的特點(diǎn)，干燥前對熱、電的絕緣性和對聲音的吸收能力好；(5)秸桿具有較好的可燃性，并能產(chǎn)生一定的熱量，熱值一般為(1.2~1.6) X 104Kj/Kg,雖然熱值較低，但含硫量極少，燃燒清潔。[0021]為了使得秸桿資源得到充分利用，本發(fā)明提供一種秸桿的綜合利用方法。本發(fā)明首先將秸桿粉碎，制備成秸桿細(xì)粉。其次按份數(shù)比酵母菌:黃曲霉菌:黑曲霉菌=3~5:8^15:12~20稱取菌劑，制備復(fù)合菌劑。酵母菌是一種單細(xì)胞真菌，在有氧和無氧環(huán)境下都能生存，屬于兼性厭氧菌。酵母菌在缺乏氧氣時(shí)，會(huì)將糖類轉(zhuǎn)化成為二氧化碳和乙醇來獲取能量。黃曲霉菌，又稱黃曲霉或黃霉菌，是一種常見的霉菌，在霉變的花生中較為常見，如果過量使用含有黃曲霉菌的花生，將會(huì)對人體產(chǎn)生極大的危害。目前，在大多數(shù)情況下，黃曲霉菌主要作為一種污染菌進(jìn)行去除，主要去除方式包括高溫滅活、使用殺菌劑等，未見相關(guān)應(yīng)用的報(bào)道。黑曲霉菌，又稱黑曲霉，半知菌亞門，絲孢綱，絲孢目，叢梗孢科，曲霉屬真菌中的一個(gè)常見種。廣泛分布于世界各地的糧食、植物性產(chǎn)品和土壤中。
[0022]然后，分別向反應(yīng)器中加入秸桿細(xì)粉、復(fù)合菌劑，并向其中加水，使反應(yīng)器中的混合物濕潤，密閉厭氧發(fā)酵2飛天，得一次發(fā)酵產(chǎn)物。由于秸桿本身具有一定的硬度，雖然對其進(jìn)行了粉碎，但秸桿的分解仍然較為困難。因此，本發(fā)明采用了前述復(fù)合菌劑，其中酵母菌、黃曲霉菌、黑曲霉菌的份數(shù)比為3飛:8^15:12~20，該配比在本發(fā)明中具有創(chuàng)造性，說明如下。
[0023]一次發(fā)酵產(chǎn)物的制備主要分為兩個(gè)階段:(1)初始階段，(2)快速反應(yīng)階段。在初始階段中，秸桿細(xì)粉、復(fù)合菌劑在反應(yīng)器內(nèi)開始反應(yīng)，秸桿分解較為困難，菌類生長緩慢。因此，本發(fā)明采用低份數(shù)比酵母菌與高份數(shù)比黃曲霉菌、黑曲霉菌的配合。眾所周知，黃曲霉菌作為一種有害菌種，通常需要將其進(jìn)行去除，而本發(fā)明的 申請人:發(fā)現(xiàn)，黃曲霉菌具有較強(qiáng)的活性，對于環(huán)境的適應(yīng)性較強(qiáng)，且生長速度較快，因此，本發(fā)明在初始階段采用了大劑量的黃曲霉菌，通過黃曲霉菌快速分解秸桿，為酵母菌的生長提供條件。而酵母菌的活性相對較弱，如果采用大劑量的酵母菌直接處理秸桿，反應(yīng)速度過慢，周期過長，在前期甚至可能出現(xiàn)酵母菌直接相互競爭、抑制生長的情況，降低處理秸桿的速度。而本發(fā)明復(fù)合菌劑中采用大劑量黃曲霉菌與小劑量酵母菌的配合，通過黃曲霉菌達(dá)到快速分解秸桿，并為酵母菌生長提供所需能量，同時(shí)酵母菌能夠吸附黃曲霉菌，從而黃曲霉菌本身也能為酵母菌提供養(yǎng)分，促進(jìn)酵母菌的快速生長繁殖。同時(shí)，酵母菌在厭氧條件下，二氧化碳和乙醇，二氧化碳作為溫室氣體，有利于反應(yīng)物內(nèi)溫度的升高，而酒精的熱容則相對較大，能夠起到維持反應(yīng)溫度的目的，從而為黑曲霉菌的生長提供適宜的溫度和濕度，促進(jìn)黑曲霉菌的發(fā)展。當(dāng)秸桿被快速分解后，酵母菌大量繁殖后，進(jìn)入第二階段:快速反應(yīng)階段。 申請人:發(fā)現(xiàn):酵母菌能夠吸附并抑制黃曲霉菌的生長。進(jìn)入第二階段后，酵母菌大量吸附黃曲霉菌并降低其毒性，同時(shí)抑制黃曲霉菌的生長，并將黃曲霉菌消化，使得在酵母菌快速生長的同時(shí)，黃曲霉菌被去除，有效避免了后期可能出現(xiàn)的黃曲霉菌污染。同時(shí)，酵母菌產(chǎn)生的酒精，作為一種液體，能夠?yàn)榻湍妇?、黑曲霉菌的生長提供一個(gè)天然的密封環(huán)境，為兩者的生存提供適宜的PH值、厭氧條件，也有效避免了反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)器內(nèi)溫度過高，導(dǎo)致黑曲霉菌生長速度減緩的問題。當(dāng)酵母菌消除黃曲霉菌后，其基本處于生長旺盛期，此時(shí)，酵母菌和黑曲霉菌的活性最高，兩者的生長達(dá)到平衡狀態(tài)，反應(yīng)穩(wěn)定、快速。
[0024]在常規(guī)方法中，是將菌種直接加入到反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，其反應(yīng)周期長，反應(yīng)條件不易控制。在本發(fā)明中，采用兩段發(fā)酵，通過前面的發(fā)酵得到一次發(fā)酵產(chǎn)物，再向其中加入秸桿細(xì)粉，進(jìn)行二次發(fā)酵。本發(fā)明中，一次發(fā)酵產(chǎn)物具有菌種的作用，由于一次發(fā)酵產(chǎn)物內(nèi)部條件可控、穩(wěn)定，適于菌種的生長，因此向其中加入秸桿細(xì)粉進(jìn)行二次發(fā)酵時(shí)，有利于反應(yīng)器內(nèi)菌種的穩(wěn)定，保證菌種的反應(yīng)條件，促進(jìn)反應(yīng)的快速完成。與現(xiàn)有方法相比，本發(fā)明的生產(chǎn)周期約為5~25天，能夠顯著縮短生產(chǎn)周期，具有反應(yīng)速度快、周期短的特點(diǎn)。[0025]然后，再先向二次發(fā)酵產(chǎn)物中加入鹽酸，由于菌類的生長需要適宜的pH值，因此，加入鹽酸能夠起到滅菌的作用。加入的鹽酸濃度為5%~20% (即:鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%~209Ο。然后，再向其中加入堿式碳酸鹽，進(jìn)行中和處理，使得到的反應(yīng)產(chǎn)物接近中性。堿式碳酸鹽為碳酸氫鈉、碳酸氫鉀中的一種或多種。
[0026]再將得到的反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行過濾，分別得濾液和濾渣。通過前述培養(yǎng)，酵母菌和黑曲霉菌在處理秸桿的同時(shí)，得到蛋白質(zhì)含量較高的菌絲體，其中含有大量的氨基酸等物質(zhì)。經(jīng)過分析后發(fā)現(xiàn)，這些物質(zhì)不僅能作為動(dòng)物的營養(yǎng)飼料，還具有預(yù)防動(dòng)物疾病的作用，對于促進(jìn)預(yù)防動(dòng)物疾病具有重要意義。因此，本發(fā)明進(jìn)行了進(jìn)一步的應(yīng)用。濾渣用作動(dòng)物飼料或飼料添加物。本發(fā)明的濾渣也可以作為農(nóng)用肥料，用于植物的栽培和生長，由于本發(fā)明的濾渣通過微生物發(fā)酵所產(chǎn)生，是一種可降解的天然有機(jī)肥，對土壤具有良好的保護(hù)作用，不會(huì)引起土壤板結(jié)，對于土壤的長期可循環(huán)利用具有重要意義，同時(shí)還能促進(jìn)植物的快速增長，促進(jìn)農(nóng)民增產(chǎn)增收。由于酵母菌在發(fā)酵時(shí)，產(chǎn)生了部分酒精，因此，本發(fā)明對濾液進(jìn)行了減壓蒸餾，酒精的沸點(diǎn)較低，其被蒸餾出來，余下的是含有木素的溶液，簡稱木素液。酒精收集，備用。木素液可直接作為液態(tài)燃料，進(jìn)行燃燒，具有體積小、熱值高等優(yōu)點(diǎn)，其也可用作制備活性炭的原料。將木素液在11(T125°C下干燥1.5~3h，得炭化產(chǎn)物，將炭化產(chǎn)物與氯化鋅混合，得炭化反應(yīng)物；在惰性氣體保護(hù)下，將炭化反應(yīng)物在30(T7(KrC下活化6(Tl20min，然后將活化后的產(chǎn)物冷卻，再將活化后的產(chǎn)物洗滌至中性，得活性炭。本發(fā)明中，由于采用生物分解，因而所得到的木素液中的木素等組分具有超細(xì)的粒徑，所制備的活性炭具有粒徑小、比較面積大的有點(diǎn)，是一種優(yōu)良的活性炭材料。
[0027]本發(fā)明通過化學(xué)、生物工程綜合手段的運(yùn)用，將秸桿轉(zhuǎn)化為多種產(chǎn)品，不僅有效解決了秸桿腐爛或焚燒，所導(dǎo)致的環(huán)境污染、資源浪費(fèi)的問題，而且制備的產(chǎn)品具有用途廣泛、經(jīng)濟(jì)附加值高的優(yōu)點(diǎn)，具有廣闊的市場應(yīng)用前景。同時(shí)本發(fā)明的工藝流程簡便，易于操作，能夠滿足工廠大規(guī)模生產(chǎn)的要求，對于實(shí)現(xiàn)秸桿的長期、可持續(xù)應(yīng)用具有重要影響，具有顯著的進(jìn)步意義。通過本發(fā)明的方法，分別得到濾渣、酒精和木素液，濾渣能夠用作動(dòng)物飼料，酒精能夠用作工業(yè)燃料，木素液能夠直接燃燒，還可以制成活性炭。同時(shí)，本發(fā)明制備的活性炭具有較高的活性、較大的比表面積，能夠滿足活性炭應(yīng)用的需求，也為活性炭的制備提供了一種新的途徑。
[0028]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，不僅能夠?yàn)檎艖n，解決環(huán)境污染問題，避免資源浪費(fèi)。同時(shí)，能夠?yàn)檗r(nóng)民增收致富，提供一種新的途徑，還能解決部分就業(yè)問題，緩解就業(yè)壓力，本發(fā)明的濾渣還可作為飼料或肥料，用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。用作飼料時(shí)，能夠作為動(dòng)物飼料添加劑，起到預(yù)防家禽疾病，，促進(jìn)家禽快速生長的目的。用作農(nóng)業(yè)肥料時(shí)，能夠避免普通化肥對土壤的危害，對于土壤的保護(hù)，具有重要的意義。
【具體實(shí)施方式】
[0029]本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。
[0030]本說明書中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個(gè)特征只是一系列等效或類似特征中的一個(gè)例子而已。
[0031]實(shí)施例1
將秸桿粉碎后，制備成秸桿細(xì)粉，備用。分別取酵母菌、黑曲霉菌、黃曲霉菌，酵母菌、黑曲霉菌、黃曲霉菌的重量份數(shù)比為3:10:12，混合，得得復(fù)合菌劑。
[0032]分別向反應(yīng)器中 加入1000kg秸桿細(xì)粉、2.2kg復(fù)合菌劑，再向反應(yīng)池內(nèi)加入部分水，使反應(yīng)器中秸桿細(xì)粉與復(fù)合菌劑的混合物濕潤，密閉厭氧發(fā)酵3天，得一次發(fā)酵產(chǎn)物。完成后，向一次發(fā)酵產(chǎn)物中加入3000kg秸桿細(xì)粉，密閉厭氧發(fā)酵10天，得二次發(fā)酵產(chǎn)物。
[0033]向二次發(fā)酵產(chǎn)物中加入質(zhì)量百分比為15%的鹽酸，混合均勻，靜置30minh，進(jìn)行滅菌。然后再向其中碳酸氫鈉，進(jìn)行中和處理，得反應(yīng)產(chǎn)物。鹽酸的加入量、碳酸氫鈉的加入量均以二次發(fā)酵產(chǎn)物計(jì)，每1000kg 二次發(fā)酵產(chǎn)物加入IOOmol的鹽酸，每1000kg 二次發(fā)酵產(chǎn)物加入80mol的碳酸氫鈉。
[0034]將反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行過濾，分別的濾液和濾渣。將濾渣作為動(dòng)物飼料。將濾液進(jìn)行減壓蒸餾，得到酒精和含有大量木素的溶液(即木素液)?？蓪⒛舅匾河米魅剂?，或?qū)⑵渲苽涑苫钚蕴俊?br> [0035]制備活性炭的步驟如下:木素液在120°C下干燥2.5h，得炭化產(chǎn)物，將炭化產(chǎn)物與氯化鋅混合，得炭化反應(yīng)物；在氬氣保護(hù)下，將炭化反應(yīng)物在50(TC下活化80min，然后將活化后的產(chǎn)物冷卻，再將活化后的產(chǎn)物洗滌至中性，得活性炭。
[0036]經(jīng)測定，本實(shí)施例制備的酒精純度為95%，具有與工業(yè)用酒精相同的性質(zhì)，能夠作為工業(yè)酒精直接應(yīng)用。所制備的活性炭比表面積為2307m2/g，顯著高于普通活性炭。
[0037]同時(shí)， 申請人:將本發(fā)明的濾渣作為飼料添加家，用于家禽飼養(yǎng)。
[0038]分別選取兩塊面積相同的魚池，各放1000尾草魚育苗，魚苗的平均體長為3.5cm,體重為0.01kg。以采用本發(fā)明濾渣的一組為實(shí)驗(yàn)組，另一組為對照組。實(shí)驗(yàn)組每天投放45千克青草、5千克濾渣，對照組每天投放50千克青草，飼養(yǎng)120天。分別對兩池中的魚苗進(jìn)行抽樣檢測:分別隨機(jī)選取五十位魚苗，測量魚苗體長、重量，計(jì)算平均值。經(jīng)測定，對照組魚苗的平均體長為16.3cm,體重為0.32kg ;實(shí)驗(yàn)組魚苗的平均體長為18.2cm,體重為0.39k。同時(shí)，對照組在生長過程中出現(xiàn)3次育苗死亡情況，實(shí)驗(yàn)組未發(fā)現(xiàn)類似情況。
[0039]實(shí)施例2
將秸桿粉碎后，制備成秸桿細(xì)粉，備用。分別取酵母菌、黑曲霉菌、黃曲霉菌，酵母菌、黑曲霉菌、黃曲霉菌的重量份數(shù)比為5:8:20，混合，得得復(fù)合菌劑。
[0040]分別向反應(yīng)器中加入1000kg秸桿細(xì)粉、1.0kg復(fù)合菌劑，再向反應(yīng)池內(nèi)加入部分水，使反應(yīng)器中秸桿細(xì)粉與復(fù)合菌劑的混合物濕潤，密閉厭氧發(fā)酵5天，得一次發(fā)酵產(chǎn)物。完成后，向一次發(fā)酵產(chǎn)物中加入7000kg秸桿細(xì)粉，密閉厭氧發(fā)酵10天，得二次發(fā)酵產(chǎn)物。
[0041]向二次發(fā)酵產(chǎn)物中加入質(zhì)量百分比為15%的鹽酸，混合均勻，靜置30minh，進(jìn)行滅菌。然后再向其中碳酸氫鈉，進(jìn)行中和處理，得反應(yīng)產(chǎn)物。鹽酸的加入量、碳酸氫鈉的加入量均以二次發(fā)酵產(chǎn)物計(jì)，每1000kg 二次發(fā)酵產(chǎn)物加入120mol的鹽酸，每1000kg 二次發(fā)酵產(chǎn)物加入90mol的碳酸氫鈉。
[0042]將反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行過濾，分別的濾液和濾渣。將濾渣作為肥料。將濾液進(jìn)行減壓蒸餾，得到酒精和木素液。經(jīng)測定，本實(shí)施例制備的酒精純度為92%。[0043]制備活性炭的步驟如下:木素液在110°C下干燥3h，得炭化產(chǎn)物，將炭化產(chǎn)物與氯化鋅混合，得炭化反應(yīng)物；在氬氣保護(hù)下，將炭化反應(yīng)物在350°C下活化120min，然后將活化后的產(chǎn)物冷卻，再將活化后的產(chǎn)物洗滌至中性，得活性炭。
[0044]所制備的活性炭比表面積為2678m2/g。
[0045]將本發(fā)明的濾渣用作肥料，種植玉米。取十畝地進(jìn)行玉米種植，每畝為一組，幼苗種植時(shí)施肥一次，施濾渣35kg，不添加化肥。玉米成熟后，對玉米進(jìn)行收集，采用本發(fā)明濾渣種植的玉米畝均產(chǎn)量高于普通化肥種植玉米65~80kg，說明本發(fā)明具有顯著的促進(jìn)植物生長作用。
[0046]實(shí)施例3
將秸桿粉碎后，制備成秸桿細(xì)粉，備用。分別取酵母菌、黑曲霉菌、黃曲霉菌，酵母菌、黑曲霉菌、黃曲霉菌的重量份數(shù)比為3.5:15:15，混合，得得復(fù)合菌劑。
[0047]分別向反應(yīng)器中加入1000kg秸桿細(xì)粉、0.8kg復(fù)合菌劑，再向反應(yīng)池內(nèi)加入部分水，使反應(yīng)器中秸桿細(xì)粉與復(fù)合菌劑的混合物濕潤，密閉厭氧發(fā)酵5天，得一次發(fā)酵產(chǎn)物。完成后，向一次發(fā)酵產(chǎn)物中加入2000kg秸桿細(xì)粉，密閉厭氧發(fā)酵5天，得二次發(fā)酵產(chǎn)物。
[0048]向二次發(fā)酵產(chǎn)物中加入質(zhì)量百分比為15%的鹽酸，混合均勻，靜置30minh，進(jìn)行滅菌。然后再向其中碳酸氫鈉，進(jìn)行中和處理，得反應(yīng)產(chǎn)物。鹽酸的加入量、碳酸氫鈉的加入量均以二次發(fā)酵產(chǎn)物計(jì)，每1000kg 二次發(fā)酵產(chǎn)物加入85mol的鹽酸，每1000kg 二次發(fā)酵產(chǎn)物加入75mol的碳酸氫鈉。
[0049]將反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行過濾，分別的濾液和濾渣。將濾液進(jìn)行減壓蒸餾，得到酒精和木素液。
[0050]制備活性炭的步驟如下:木素液在125°C下干燥1.5h，得炭化產(chǎn)物，將炭化產(chǎn)物與氯化鋅混合，得炭化反應(yīng)物；在氬氣保護(hù)下，將炭化反應(yīng)物在700°C下活化60min，然后將活化后的產(chǎn)物冷卻，再將活化后的產(chǎn)物洗滌至中性，得活性炭。
[0051]所制備的活性炭比表面積為2369m2/g。
[0052]實(shí)施例4
將秸桿粉碎后，制備成秸桿細(xì)粉，備用。分別取酵母菌、黑曲霉菌、黃曲霉菌，酵母菌、黑曲霉菌、黃曲霉菌的重量份數(shù)比為4.5:8:15，混合，得得復(fù)合菌劑。
[0053]分別向反應(yīng)器中加入1000kg秸桿細(xì)粉、3.0kg復(fù)合菌劑，再向反應(yīng)池內(nèi)加入部分水，使反應(yīng)器中秸桿細(xì)粉與復(fù)合菌劑的混合物濕潤，密閉厭氧發(fā)酵4天，得一次發(fā)酵產(chǎn)物。完成后，向一次發(fā)酵產(chǎn)物中加入6000kg秸桿細(xì)粉，密閉厭氧發(fā)酵15天，得二次發(fā)酵產(chǎn)物。
[0054]向二次發(fā)酵產(chǎn)物中加入質(zhì)量百分比為20%的鹽酸，混合均勻，靜置30minh，進(jìn)行滅菌。然后再向其中碳酸氫鈉，進(jìn)行中和處理，得反應(yīng)產(chǎn)物。鹽酸的加入量、碳酸氫鉀的加入量均以二次發(fā)酵產(chǎn)物計(jì)，每1000kg 二次發(fā)酵產(chǎn)物加入135mol的鹽酸，每1000kg 二次發(fā)酵產(chǎn)物加入IOOmol的碳酸氫鉀。
[0055]將反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行過濾，分別的濾液和濾渣。將濾液進(jìn)行減壓蒸餾，得到酒精和木素液。
[0056]制備活性炭的步驟如下:木素液在125°C下干燥1.5h，得炭化產(chǎn)物，將炭化產(chǎn)物與氯化鋅混合，得炭化反應(yīng)物；在氬氣保護(hù)下，將炭化反應(yīng)物在70(TC下活化60min，然后將活化后的產(chǎn)物冷卻，再將活化后的產(chǎn)物洗滌至中性，得活性炭。
[0057]所制備的活性炭比表面積為2158m2/g。
[0058]實(shí)施例5
將秸桿粉碎后，制備成秸桿細(xì)粉，備用。分別取酵母菌、黑曲霉菌、黃曲霉菌，酵母菌、黑曲霉菌、黃曲霉菌的重量份數(shù)比為5:12:10，混合，得得復(fù)合菌劑。
[0059]分別向反應(yīng)器中加 入1000kg秸桿細(xì)粉、2.5kg復(fù)合菌劑，再向反應(yīng)池內(nèi)加入部分水，使反應(yīng)器中秸桿細(xì)粉與復(fù)合菌劑的混合物濕潤，密閉厭氧發(fā)酵5天，得一次發(fā)酵產(chǎn)物。完成后，向一次發(fā)酵產(chǎn)物中加入5000kg秸桿細(xì)粉，密閉厭氧發(fā)酵12天，得二次發(fā)酵產(chǎn)物。
[0060]向二次發(fā)酵產(chǎn)物中加入質(zhì)量百分比為15%的鹽酸，混合均勻，靜置30minh，進(jìn)行滅菌。然后再向其中碳酸氫鈉，進(jìn)行中和處理，得反應(yīng)產(chǎn)物。鹽酸的加入量、碳酸氫鉀的加入量均以二次發(fā)酵產(chǎn)物計(jì)，每1000kg 二次發(fā)酵產(chǎn)物加入115mol的鹽酸，每1000kg 二次發(fā)酵產(chǎn)物加入90mol的碳酸氫鉀。
[0061]將反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行過濾，分別的濾液和濾渣。將濾液進(jìn)行減壓蒸餾，得到酒精和木素液。
[0062]制備活性炭的步驟如下:木素液在125°C下干燥1.5h，得炭化產(chǎn)物，將炭化產(chǎn)物與氯化鋅混合，得炭化反應(yīng)物；在氬氣保護(hù)下，將炭化反應(yīng)物在70(TC下活化60min，然后將活化后的產(chǎn)物冷卻，再將活化后的產(chǎn)物洗滌至中性，得活性炭。
[0063]所制備的活性炭比表面積為2316m2/g。
[0064]本發(fā)明并不局限于前述的【具體實(shí)施方式】。本發(fā)明擴(kuò)展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。
【權(quán)利要求】
1.一種秸桿的綜合利用方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)將秸桿粉碎后，得秸桿細(xì)粉，備用； (2)分別取酵母菌、黑曲霉菌、黃曲霉菌，按配比混合，得復(fù)合菌劑； (3)分別向反應(yīng)器中加入秸桿細(xì)粉、復(fù)合菌劑，并向其中加水，使反應(yīng)器中的混合物濕潤，密閉厭氧發(fā)酵2飛天，得一次發(fā)酵產(chǎn)物； (4)步驟3完成后，再向一次發(fā)酵產(chǎn)物中加入秸桿細(xì)粉，密閉厭氧發(fā)酵3~15天，得二次發(fā)酵產(chǎn)物； (5)先向二次發(fā)酵產(chǎn)物中加入鹽酸，進(jìn)行滅菌處理，再向其中加入堿式碳酸鹽，進(jìn)行中和處理，得反應(yīng)產(chǎn)物； (6)將反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行過濾，分別得濾液和濾渣； (7)將步驟5得到的濾液進(jìn)行減壓蒸餾，分別得酒精和木素液，即可； 所述步驟2的復(fù)合菌劑由如下重量份數(shù)比的組分組成:3~15份酵母菌、8~15份黃曲霉菌、12~20份黑曲霉菌； 所述步驟3中，以步驟3加入的秸桿細(xì)粉計(jì)，每1000kg秸桿細(xì)粉加入0.6~3kg復(fù)合菌劑； 所述步驟4中，以一次發(fā)酵產(chǎn)物計(jì)，每1000kg 一次發(fā)酵產(chǎn)物在步驟4中需要加入1000~8000kg第二部分秸桿細(xì)粉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的秸桿的綜合利用方法，其特征在于，所述步驟5中，以二次發(fā)酵產(chǎn)物計(jì)，每1000kg 二次發(fā)酵產(chǎn)物加入80~l50mol的鹽酸，每1000kg 二次發(fā)酵產(chǎn)物加入70~100mol的堿式碳酸鹽。
3.根據(jù)權(quán)利要求3所述的秸桿的綜合利用方法，其特征在于，所述步驟5中，堿式碳酸鹽為碳酸氫鈉、碳酸氫鉀中的一種或多種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的秸桿的綜合利用方法，其特征在于，將步驟6制備的濾渣用作飼料添加物或肥料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的秸桿的綜合利用方法，其特征在于，將步驟6制備的濾渣進(jìn)行干燥，即得飼料添加物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的秸桿的綜合利用方法，其特征在于，將步驟7制備的木素液用作燃料。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的秸桿的綜合利用方法，其特征在于，將步驟7制備的木素液在11(T125°C下干燥1.5~3h，得炭化產(chǎn)物，將炭化產(chǎn)物與氯化鋅混合，得炭化反應(yīng)物； 在惰性氣體保護(hù)下，將炭化反應(yīng)物在300~700.C下活化60~l20min，然后將活化后的產(chǎn)物冷卻，再將活化后的產(chǎn)物洗滌至中性，得活性炭。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的秸桿的綜合利用方法，其特征在于，在惰性氣體保護(hù)下，先將炭化反應(yīng)物以5~8°C /min的升溫速度升溫至300~700°C，再將炭化反應(yīng)物在300~700°C下活化60~l20min，然后將活化后的產(chǎn)物冷卻，再將活化后的產(chǎn)物洗滌至中性，得活性炭。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的秸桿綜合利用方法，取得活性炭，在將剩余物經(jīng)過熱化處理、壓縮，得到生物質(zhì)炭肥。
10.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的秸桿的綜合利用方法，其特征在于，所述惰性氣體為氮?dú)狻S 氣中的一種。
【文檔編號】C12R1/67GK103923967SQ201410152183
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月16日
【發(fā)明者】朱連德 申請人:四川夢源科技投資有限責(zé)任公司