專利名稱：利用玉米芯水解渣制備活性炭的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于功能糖生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種玉米芯水解渣酶解殘余物制備木 糖醇生產(chǎn)用活性炭的方法。
背景技術(shù)：
木糖醇是由玉米芯經(jīng)水解、凈化、加氫等工序得到，在木糖醇生產(chǎn)中，玉米芯水解 渣的綜合利用一直是木糖醇行業(yè)的難題。目前，國(guó)內(nèi)木糖醇生產(chǎn)行業(yè)每年會(huì)產(chǎn)生大量殘?jiān)?若直接排放到環(huán)境中，將會(huì)造成很大的污染和浪費(fèi)。因其主要成分為纖維素和木質(zhì)素，所以 有些企業(yè)用來生產(chǎn)纖維乙醇、L-乳酸等產(chǎn)品，在生產(chǎn)該類產(chǎn)品過程中還會(huì)產(chǎn)生50%的殘余 物。因此綜合利用玉米芯水解廢渣，通過深加工，使其變?yōu)楦吒郊又档男庐a(chǎn)品，具有巨大的 經(jīng)濟(jì)價(jià)值、環(huán)境價(jià)值和深遠(yuǎn)的社會(huì)意義?，F(xiàn)在木糖醇生產(chǎn)專用活性炭?jī)r(jià)格高達(dá)9000元/噸，每生產(chǎn)1噸木糖醇消耗活性炭 150kg，折合人民幣1350元。如果能將玉米芯水解渣生產(chǎn)活性炭，不僅可以滿足自身生產(chǎn)的 需要，降低生產(chǎn)成本，還可以作為商品出售直接提高經(jīng)濟(jì)效益，并且實(shí)現(xiàn)了木糖醇生產(chǎn)由高 廢渣排放量到零排放量的木糖醇行業(yè)劃時(shí)代巨變。這樣不僅順應(yīng)了國(guó)家倡導(dǎo)的節(jié)能減排政 策，并且會(huì)創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。目前，國(guó)內(nèi)有糠醛渣生產(chǎn)活性碳的研究報(bào)道，但是關(guān)于利用玉米芯水解渣經(jīng)酶解 去纖維素后的殘余物來制備活性炭，迄今還沒有發(fā)現(xiàn)任何報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，解決木糖生產(chǎn)中玉米芯廢渣利用率低的問題，本發(fā)明 提供一種利用玉米芯水解渣制備活性炭的工藝，目的是解決木糖、木糖醇生產(chǎn)中固體殘?jiān)?的有效轉(zhuǎn)化利用問題，以降低行業(yè)的環(huán)保壓力，同時(shí)又可以創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是利用玉米芯水解渣酶解殘余物來制備木糖醇生產(chǎn)用 活性碳，其工藝步驟為1、去纖維素測(cè)定玉米芯水解渣中的水分含量，加入去離子水，按重量比水干 物=8-12 0.5-1. 5配成混懸液，加入按重量計(jì)為15-25%的氫氧化鈉溶液，調(diào)PH至 11-13，在65-75°C下保溫l_3h后，調(diào)PH至3-5，按500-3000IU/g加入纖維素酶，攪拌轉(zhuǎn)速 為100-360rpm，在50-60°C下保溫30_70h，過濾或離心，得到以木質(zhì)素為主的酶解殘余物，2、碳化活化將步驟1得到的以木質(zhì)素為主的酶解殘余物晾干，按固液體積比 0.5-1.5 2-4加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的磷酸溶液，在200-800°C下碳化活化20-100min。3、洗滌將步驟2得到的碳化活化物用65-80°C的清水洗滌1030min，以除去殘留 的磷，離心或過濾，得清潔的活性炭。4、烘干粉碎將步驟3得到的清潔活性炭在55-65°C烘箱內(nèi)烘干20-25h，干燥至具 有很好的流動(dòng)性，研磨成粉，可根據(jù)目數(shù)要求進(jìn)行篩分，即得木糖醇生產(chǎn)用活性炭。
用本發(fā)明制備的活性炭對(duì)玉米芯水解液進(jìn)行脫色，對(duì)比脫色前后水解液的透光度 值，就可以對(duì)活性炭的性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。本發(fā)明的積極效果是解決了現(xiàn)在木糖、木糖醇生產(chǎn)中固體殘?jiān)挠行мD(zhuǎn)化利用 問題，將玉米芯水解渣用來生產(chǎn)活性炭，使原料玉米芯得到充分利用，提高了經(jīng)濟(jì)效益，實(shí) 現(xiàn)了木糖醇生產(chǎn)由高廢渣排放量到零排放量的木糖醇行業(yè)劃時(shí)代巨變，降低行業(yè)的環(huán)保壓 力。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。去纖維素是本制備工藝的基礎(chǔ)工序，具體實(shí)施過程中，首先測(cè)定玉米芯水解渣中 的水分含量，加入去離子水，按水干物重=10 1配成混懸液，加入按重量計(jì)為20%的氫 氧化鈉溶液，調(diào)PH至12，在70°C下保溫2h后，調(diào)PH至4，按1500IU/g加入纖維素酶，攪拌 轉(zhuǎn)速為200rpm，在55°C下保溫50h，過濾或離心，獲得的酶解玉米芯水解渣殘余物即可作為 生產(chǎn)活性炭的原料，備用。實(shí)施例1 取去纖維素的酶解玉米芯渣殘余物50g，加入200ml燒杯中，按固液體積比1 3 加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的磷酸溶液，在馬弗爐中于400°C下碳化活化120min，用75°C清水洗 滌20min，在60°C烘箱中干燥24h后，研磨成粉，篩分，得到活性炭。按玉米芯水解液干物含 量的1 %加入活性炭，脫色，可使其透光度從7 %增至62 %左右。實(shí)施例2:取去纖維素的酶解玉米芯渣殘余物60g，加入200ml燒杯中，按體固液體積比 1 1加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%的磷酸溶液，在馬弗爐中于500°C下碳化活化80min，用75°C清 水洗滌20min，在60°C烘箱中干燥24h后，研磨成粉，篩分，得到活性炭。按玉米芯水解液干 物含量的加入活性炭，脫色，可使其透光度從7%增至66%左右。實(shí)施例3:取去纖維素的酶解玉米芯渣殘余物100g，加入200ml燒杯中，按體固液體積比 1 2加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為85%的磷酸溶液，在馬弗爐中于450°C下碳化活化80min，用75°C清 水洗滌lOmin，在60°C烘箱中干燥24h后，研磨成粉，篩分，得到活性炭。按玉米芯水解液干 物含量的加入活性炭，脫色，可使其透光度從7%增至75%左右。
權(quán)利要求
一種利用玉米芯水解渣制備活性炭的工藝，其特征是該制備工藝?yán)糜衩仔舅庠附鈿堄辔飦碇苽淠咎谴忌a(chǎn)用活性碳，其工藝步驟為(1)去纖維素測(cè)定玉米芯水解渣中的水分含量，加入去離子水，按水∶干物重＝8-12∶0.5-1.5配成混懸液，加入按重量計(jì)為15-25％的氫氧化鈉溶液，調(diào)PH至11-13，在65-75℃下保溫1-3h后，調(diào)PH至3-5，按500-3000IU/g加入纖維素酶，攪拌轉(zhuǎn)速為100-360rpm，在50-60℃下保溫30-70h，過濾或離心，得到以木質(zhì)素為主的酶解殘余物，備用；(2)碳化活化將步驟1得到的以木質(zhì)素為主的酶解殘余物晾干，按體固液體積比0.5-1.5∶2-4加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40％的磷酸溶液，在200-800℃下碳化活化20-100min；(3)洗滌將步驟2得到的碳化活化物用65-80℃的清水洗滌10-30min，以除去殘留的磷元素，離心或過濾，得清潔的活性炭；(4)烘干粉碎將步驟3得到的清潔的活性炭在55-65℃烘箱內(nèi)烘干20-25h后，干燥至具有很好的流動(dòng)性，研磨成粉，根據(jù)目數(shù)要求進(jìn)行篩分，即得木糖醇生產(chǎn)用活性炭。
全文摘要
一種利用玉米芯水解渣制備活性炭的工藝，屬于功能糖生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。包括去纖維素、碳化活化、洗滌、烘干粉碎四個(gè)步驟。該制備工藝?yán)媒?jīng)纖維素酶酶解后的玉米芯水解渣殘余物制備木糖(醇)生產(chǎn)用活性炭，不僅可以滿足自身生產(chǎn)的需要，降低生產(chǎn)成本，還可以作為商品出售直接獲取經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)了木糖醇生產(chǎn)由高廢渣排放量到零排放量的巨大飛躍，既減輕了環(huán)保壓力，又創(chuàng)造了經(jīng)濟(jì)效益，符合國(guó)家節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展的要求。
文檔編號(hào)C01B31/08GK101837973SQ20091001994
公開日2010年9月22日 申請(qǐng)日期2009年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月20日
發(fā)明者張孝華, 杜瑞鋒, 田強(qiáng), 秦海青, 邱學(xué)良 申請(qǐng)人:山東福田藥業(yè)有限公司