一种生物秸秆综合利用生产方法技术

本发明专利技术涉及一种生物秸秆综合利用生产方法，将生物秸秆先进行生物发酵制备乙醇，然后将馏出物二次发酵制备低聚木糖，最后将残渣用作纸浆工艺。该方法工艺简单，环境友好，成本低且半纤维素、纤维素、木质素分离彻底。本发明专利技术在国际上首次实现了纤维素与木质素环境友好的分离技术，为秸秆全元素、高附加值、综合利用奠定了基础。在此基础上，衍生或生成附加值更高的产品。本发明专利技术生产工艺中做到了对秸秆“吃干榨净”，做到了秸秆组分的综合利用，并且实现了零排放、零污染。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于生物质能源与资源利用
，具体涉及一种生物秸杆综合利用生产方法。
技术介绍
我国是一个农业大国，全国种植玉米、甜高粱的面积达几亿亩。这样，每年就可产生几亿吨的秸杆。近年来，随着农村生活能源结构的变化与集约化生产的发展，秸杆逐步从传统的农业原料演变成一种无用的负担物，大部分成为种植户田间地头的焚烧物。秸杆焚烧会产生大量的二氧化碳，成为严重的空气污染源。由于秸杆焚烧带来的空气污染问题，有人提出，把秸杆直接还田作为治理秸杆焚烧的措施。但是将未经处理的干秸杆直接还田，没有发酵处理时间，没腐烂的秸杆不但起不到肥田作用，反而影响作物出苗率。目前，除了将秸杆直接还田，还提出将秸杆加工成饲料。但是由于技术原因，饲料产品的质量和稳定性都不能得到保证。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种生物秸杆综合利用生产方法，该方法能够全利用生物秸杆，零垃圾、环境友好、易于推广应用。为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案: 本专利技术提供了一种生物秸杆综合利用生产方法，包括如下步骤: (1)生物秸杆预处理:将刚收获的生物秸杆自然晾干至含水率不大于15%时，粉碎至粒度为0.l~10mm的秸杆粉状物，然后于105~120°C下灭菌20~30min备用； (2)搅拌下，先向步骤(1)得到的秸杆粉状物中加入秸杆粉状物总重量5~20倍量无菌水，混合均匀，调节pH值6~7，温度为35~40°C，然后再加入复合酶A(纤维素酶、纤维素二糖酶及木聚糖酶)和菌A (酵母菌)进行发酵，发酵时间为12~24小时，发酵完成后停止搅拌并将乙醇进行精馏，馏出物为乙醇，馏余物备用；其中复合酶A的加入量为基于单位秸杆粉状物干基质量200?800个标准酶活；菌A的加入量为秸杆粉状物干基质量0.1-0.3% ; (3)搅拌下，向步骤(2)得到的馏余物中加入馏余物总重量5~20倍量无菌水，混合均匀，调节pH值4.5~5.5，温度为30~50°C，然后再加入复合酶B (内切β-木聚糖酶、外切β -木聚糖酶和β -木二糖苷酶、真菌木聚糖或细菌木聚糖)和菌Β (厌氧菌)进行发酵，发酵时间为0.5-5小时，发酵完成后停止搅拌并用截留分子量为5000?50000的超滤膜浓缩至总固形物浓度为10?20%，再经过真空浓缩和冷冻干燥得到低聚木糖，过滤残渣备用； (4)于温度30~45°C，压力为0.15-0.25MPa，向步骤(3)得到的残渣中加入残渣总干基质量0.1-0.2%菌C (蜡质芽孢杆菌和青霉菌)和残渣总干基质量2~4%吐温80进行蒸煮，常规制浆设备制得纸浆浆料。所述生物秸杆为玉米秸杆、小麦秸杆、高粱秸杆、棉花秸杆或水稻秸杆。所述步骤(1)灭菌条件为温度为110°C灭菌30min。所述步骤(2)复合酶A中酶A1、酶A2和酶A3的浓度比例为1: (0.3~2): (0.5~5)。所述步骤(3)复合酶B中酶B1、酶B2和酶B3的浓度比例为1:(0.3-2):(0.5~5)。所述步骤(4)中菌C种C1与C2的质量比为1:(0.5~5)。所述步骤(4)中常规制浆设备采用常规制浆工艺得到纸浆。与现有技术相比:本专利技术的优点是: (1)本专利技术方法能够充分利用生物秸杆，生产乙醇、低聚木糖和纸浆，环境友好、零排放。(2)本专利技术生产工艺采用生物发酵，不会因为添加传统的酸碱而对环境产生二次污染，简单实用，生产成本底，便于产业化，具有较好的推广前景。【具体实施方式】下面结合实施例对本专利技术进一步的描述，但是并不限制本专利技术的内容。实施例1 一种生物秸杆综合利用生产方法，包括如下步骤: (1)生物秸杆预处理:将刚收获的生物秸杆自然晾干至含水率不大于15%时，粉碎至粒度为0.l~10mm的秸杆粉状物，然后于105~120°C下灭菌20~30min备用； (2)搅拌下，先向步骤(1)得到的秸杆粉状物中加入秸杆粉状物总重量5~20倍量无菌水，混合均匀，调节pH值6~7，温度为35~40°C，然后再加入复合酶A(纤维素酶、纤维素二糖酶及木聚糖酶)和菌A (酵母菌)进行发酵，发酵时间为12~24小时，发酵完成后停止搅拌并将乙醇进行精馏，馏出物为乙醇，馏余物备用；其中复合酶A的加入量为基于单位秸杆粉状物干基质量200?800个标准酶活；菌A的加入量为秸杆粉状物干基质量0.1-0.3% ; (3)搅拌下，向步骤(2)得到的馏余物中加入馏余物总重量5~20倍量无菌水，混合均匀，调节pH值4.5~5.5，温度为30~50°C，然后再加入复合酶B (内切β-木聚糖酶、外切β -木聚糖酶和β -木二糖苷酶、真菌木聚糖或细菌木聚糖)和菌Β (厌氧菌)进行发酵，发酵时间为0.5-5小时，发酵完成后停止搅拌并用截留分子量为5000?50000的超滤膜浓缩至总固形物浓度为10?20%，再经过真空浓缩和冷冻干燥得到低聚木糖，过滤残渣备用； (4)于温度30~45°C，压力为0.15-0.25MPa，向步骤(3)得到的残渣中加入残渣总干基质量0.1-0.2%菌C (蜡质芽孢杆菌和青霉菌)和残渣总干基质量2~4%吐温80进行蒸煮，常规制浆设备制得纸浆浆料。 实施例2 本实施例的制备方法与实施例1相同部分不再重述，不同之处在于步骤(1)灭菌条件为温度为110°c灭菌30min。实施例3 本实施例的制备方法与实施例1相同部分不再重述，不同之处在于步骤(2)复合酶A中酶A1、酶A2和酶A3的浓度比例为1:(0.3-2):(0.5~5)0实施例4 本实施例的制备方法与实施例1相同部分不再重述，不同之处在于步骤(3)复合酶B中酶B1、酶B2和酶B3的浓度比例为1:(0.3-2):(0.5~5)。 实施例5 本实施例的制备方法与实施例1相同部分不再重述，不同之处在于步骤(4)中菌C种C1与C2的质量比为1: (0.5~5)。【主权项】1.一种生物秸杆综合利用生产方法，其特征在于包括如下步骤: (1)生物秸杆预处理:将刚收获的生物秸杆自然晾干至含水率不大于15%时，粉碎至粒度为0.l~10mm的秸杆粉状物，然后于105~120°C下灭菌20~30min备用； (2)搅拌下，先向步骤(1)得到的秸杆粉状物中加入秸杆粉状物总重量5~20倍量无菌水，混合均匀，调节pH值6~7，温度为35~40°C，然后再加入复合酶A(纤维素酶、纤维素二糖酶及木聚糖酶)和菌A (酵母菌)进行发酵，发酵时间为12~24小时，发酵完成后停止搅拌并将乙醇进行精馏，馏出物为乙醇，馏余物备用；其中复合酶A的加入量为基于单位秸杆粉状物干基质量200?800个标准酶活；菌A的加入量为秸杆粉状物干基质量0.1-0.3% ; (3)搅拌下，向步骤(2)得到的馏余物中加入馏余物总重量5~20倍量无菌水，混合均匀，调节pH值4.5~5.5，温度为30~50°C，然后再加入复合酶B (内切β-木聚糖酶、外切β -木聚糖酶和β -木二糖苷酶、真菌木聚糖或细菌木聚糖)和菌Β (厌氧菌)进行发酵，发酵时间为0.5-5小时，发酵完成后停止搅拌并用截留分子量为5000?50000的超滤膜浓缩至总固形物浓度为10?20%，再经过真空浓缩和冷冻干燥得到低聚木糖，过滤残渣备用； (4)于温度30~45°C，压力为0.15-0.25MPa，向步本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物秸秆综合利用生产方法，其特征在于包括如下步骤：（1）生物秸秆预处理：将刚收获的生物秸秆自然晾干至含水率不大于15%时，粉碎至粒度为0.1~10mm的秸秆粉状物，然后于105~120℃下灭菌20~30min备用；（2）搅拌下，先向步骤（1）得到的秸秆粉状物中加入秸秆粉状物总重量5~20倍量无菌水，混合均匀，调节pH值6~7，温度为35~40℃，然后再加入复合酶A（纤维素酶、纤维素二糖酶及木聚糖酶）和菌A（酵母菌）进行发酵，发酵时间为12~24小时，发酵完成后停止搅拌并将乙醇进行精馏，馏出物为乙醇，馏余物备用；其中复合酶A的加入量为基于单位秸秆粉状物干基质量200～800个标准酶活；菌A的加入量为秸秆粉状物干基质量0.1~0.3%；（3）搅拌下，向步骤（2）得到的馏余物中加入馏余物总重量5~20倍量无菌水，混合均匀，调节pH值4.5~5.5，温度为30~50℃，然后再加入复合酶B（内切 β‑ 木聚糖酶、外切 β‑ 木聚糖酶和 β‑ 木二糖苷酶、真菌木聚糖或细菌木聚糖）和菌B（厌氧菌）进行发酵，发酵时间为0.5~5小时，发酵完成后停止搅拌并用截留分子量为5000～50000的超滤膜浓缩至总固形物浓度为10～20％，再经过真空浓缩和冷冻干燥得到低聚木糖，过滤残渣备用；（4）于温度30~45℃，压力为 0.15~0.25MPa，向步骤（3）得到的残渣中加入残渣总干基质量0.1~0.2%菌C（蜡质芽孢杆菌和青霉菌）和残渣总干基质量2~4%吐温80进行蒸煮，常规制浆设备制得纸浆浆料。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈国章，
申请(专利权)人：陈国章，
类型：发明
国别省市：河南;41