一种冬油菜秸秆预处理工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种冬油菜秸秆预处理工艺，属于生物材料农作物秸秆加工技术领域。本发明专利技术通过1)秸秆微米化粉碎、2)NaOH预处理、3)复合菌种酶解这三个步骤来实现秸秆预处理。本发明专利技术冬油菜秸秆预处理工艺中酶解率达到32.45％～36.79％，纤维素降解率45.6％～49.2％，半纤维素降解率34.7％～39.5％，木质素降解率43.7％～46.8％。本发明专利技术冬油菜秸秆预处理工艺，对秸秆废弃物得到了充分的利用，经过处理的油菜秸秆用于肥料和饲料，促进了种植业和养殖业的产业发展，提高了经济效益，实现了农业资源的循环利用。

Winter rape straw pretreatment process

The invention discloses a winter rape straw pretreatment process, belonging to the biological material crop straw processing technology field. The present invention realizes straw pretreatment by 1 steps, namely, stalk micro grinding, 2) NaOH pretreatment, 3) compound bacteria enzymolysis and three steps. In the process of winter rape straw pretreatment, the enzymolysis rate reaches 32.45% to 36.79%, the cellulose degradation rate is 45.6% to 49.2%, the degradation rate of hemicellulose is 34.7% to 39.5%, and the lignin degradation rate is from 43.7% to 46.8%. The invention of straw pretreatment process of winter rape, full use of straw waste, processed for rape straw fertilizer and feed, promote the planting and breeding industry development, improve economic efficiency, realize agricultural resource recycling.

【技术实现步骤摘要】
一种冬油菜秸秆预处理工艺
本专利技术属于生物材料农作物秸秆加工
，具体涉及一种冬油菜秸秆预处理工艺。
技术介绍
冬油菜，民俗用语。是指生长过程中需要越冬的油菜，是指秋播或秋冬交际时播种至第二年春季及夏季收获的油菜。冬油菜的种植面积达到全国油菜种植面积的90％以上，大面积的油菜种植产生了更多的油菜秸秆，由于管理的不合理，超过80％的油菜秸秆被焚烧或者废弃，只有不到20％的油菜秸秆得到了合理的利用，具体表现为：直接粉碎还田当做肥料、打捆送往生物质电厂发电、用于食用菌生产、用于制备建筑装饰材料以及用于制作动物饲料。油菜秸秆作为一种重要的生物质资源，通过厌氧消化技术处理。在实现油菜秸秆减量化和资源化利用的同时，又可得到生物质能源-沼气。油菜秸秆主要是由纤维素、半纤维素、木质素组成，其化学性质稳定，难于降解，导致厌氧消化周期较长。因此，可以通过有效的方法对油菜秸秆进行处理。打破纤维素的晶体结构，从而提高厌氧消化效率。经对现有技术的文献检索发现，李荣斌，董绪燕，魏芳，彭金华，江木兰，李光明，陈洪，张华山等报道了微波辅助NaOH预处理提高油菜秸秆酶解效率的研究，《可再生资源》，2012,30(7)，46-50。该文献报道了经微波预处理的油菜秸秆致密结构明显破坏，利于被纤维素酶水解。虽然该文献预处理后的油菜秸秆的酶解率得到了一定的提高，但是该文献微波处理成本较高，并不适用于大规模的油菜秸秆处理。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种处理成本低，可有效提高油菜秸秆酶解率的冬油菜秸秆预处理工艺。为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现。一种冬油菜秸秆预处理工艺，依次经过秸秆微米化粉碎、NaOH预处理、复合菌种酶解这三个步骤来实现冬油菜秸秆的预处理，具体包括如下步骤：1)将自然风干的油菜秸秆粉碎成粒度85～225μm，过65～175目筛，得到秸秆粉ⅰ；2)取步骤1)的秸秆粉ⅰ置于反应釜中，向其中加入其质量16～18倍的去离子水、18倍的5.4％～5.8％NaOH溶液，在53～57℃的条件下反应26～34min，并在功率150W，温度84～88℃条件下超声处理30～42min，真空抽滤，除去滤液，得到秸秆粉ⅱ；3)将秸秆粉ⅱ、复合菌种、水按照重量比1:0.33～0.43:15～20的比例搅拌混合均匀，然后其质量0.15～0.18的纤维素酶，于恒温水浴中酶解22～26h，得到预处理冬油菜秸秆；所述的所述的复合菌种由黑曲霉Lw-09、木霉1号和白腐菌酶单独发酵后按照菌数比46～58:15～18:42～60的比例混合，粉碎，控制含水量17％，得到复合微生物菌剂，所述的复合微生物菌剂的有效活菌数为280亿/g；与现有技术相比，本专利技术的有益技术效果：1)本专利技术先对油菜秸秆进行微米化破碎处理，保证了纤维素、半纤维素、木质素能够有效地降解，提高其降解率。对秸秆粉采用NaOH溶液和超声的双重处理，促进了秸秆预处理工艺的速率。最后采用复合菌种对纤维素、半纤维素和木质素进行酶解，提高了酶解效率，使得其能够更多的降解，促进了油菜秸秆的利用率，同时减少了过多的秸秆废弃物对环境造成的污染以及资源的浪费。2)本专利技术冬油菜秸秆预处理工艺中酶解率达到32.45％～36.79％，纤维素降解率45.6％～49.2％，半纤维素降解率34.7％～39.5％，木质素降解率43.7％～46.8％。3)本专利技术冬油菜秸秆预处理工艺，对秸秆废弃物得到了充分的利用，经过处理的油菜秸秆用于肥料和饲料，促进了种植业和养殖业的产业发展，提高了经济效益，实现了农业资源的循环利用。具体实施方式下面通过具体实施例，对本专利技术的技术方案作进一步地具体说明。应当理解，本专利技术的实施例并不局限于下面的实施例，对本专利技术所作的任何形式上的变通和/或改变都将落入本专利技术的保护范围。实施例1一种冬油菜秸秆预处理工艺，依次经过秸秆微米化粉碎、NaOH预处理、复合菌种酶解这三个步骤来实现冬油菜秸秆的预处理，具体包括如下步骤：1)将自然风干的油菜秸秆粉碎成粒度85μm，过175目筛，得到秸秆粉ⅰ；2)取步骤1)的秸秆粉ⅰ置于反应釜中，向其中加入其质量16倍的去离子水、18倍的5.4％NaOH溶液，在53℃的条件下反应26min，并在功率150W，温度84℃条件下超声处理30min，真空抽滤，除去滤液，得到秸秆粉ⅱ；3)将秸秆粉ⅱ、复合菌种、水按照重量比1:0.33:15的比例搅拌混合均匀，然后其质量0.15的纤维素酶，于恒温水浴中酶解22h，得到预处理冬油菜秸秆；所述的所述的复合菌种由黑曲霉Lw-09、木霉1号和白腐菌酶单独发酵后按照菌数比46:15:42的比例混合，粉碎，控制含水量17％，得到复合微生物菌剂，所述的复合微生物菌剂的有效活菌数为280亿/g；经实际检测，本专利技术冬油菜秸秆预处理酶解率达到32.45％，纤维素降解率45.6％，半纤维素降解率34.7％，木质素降解率43.7％。实施例2一种冬油菜秸秆预处理工艺，依次经过秸秆微米化粉碎、NaOH预处理、复合菌种酶解这三个步骤来实现冬油菜秸秆的预处理，具体包括如下步骤：1)将自然风干的油菜秸秆粉碎成粒度155μm，过100目筛，得到秸秆粉ⅰ；2)取步骤1)的秸秆粉ⅰ置于反应釜中，向其中加入其质量17倍的去离子水、18倍的5.6％NaOH溶液，在55℃的条件下反应30min，并在功率150W，温度86℃条件下超声处理36min，真空抽滤，除去滤液，得到秸秆粉ⅱ；3)将秸秆粉ⅱ、复合菌种、水按照重量比1:0.38:18的比例搅拌混合均匀，然后其质量0.16的纤维素酶，于恒温水浴中酶解24h，得到预处理冬油菜秸秆；所述的所述的复合菌种由黑曲霉Lw-09、木霉1号和白腐菌酶单独发酵后按照菌数比52:16:51的比例混合，粉碎，控制含水量17％，得到复合微生物菌剂，所述的复合微生物菌剂的有效活菌数为280亿/g；经实际检测，本专利技术冬油菜秸秆预处理酶解率达到36.79％，纤维素降解率49.2％，半纤维素降解率39.5％，木质素降解率46.8％。实施例3一种冬油菜秸秆预处理工艺，依次经过秸秆微米化粉碎、NaOH预处理、复合菌种酶解这三个步骤来实现冬油菜秸秆的预处理，具体包括如下步骤：1)将自然风干的油菜秸秆粉碎成粒度225μm，过65目筛，得到秸秆粉ⅰ；2)取步骤1)的秸秆粉ⅰ置于反应釜中，向其中加入其质量18倍的去离子水、18倍的5.8％NaOH溶液，在57℃的条件下反应34min，并在功率150W，温度88℃条件下超声处理42min，真空抽滤，除去滤液，得到秸秆粉ⅱ；3)将秸秆粉ⅱ、复合菌种、水按照重量比1:0.43:20的比例搅拌混合均匀，然后其质量0.18的纤维素酶，于恒温水浴中酶解26h，得到预处理冬油菜秸秆；所述的所述的复合菌种由黑曲霉Lw-09、木霉1号和白腐菌酶单独发酵后按照菌数比58:18:60的比例混合，粉碎，控制含水量17％，得到复合微生物菌剂，所述的复合微生物菌剂的有效活菌数为280亿/g；经实际检测，本专利技术冬油菜秸秆预处理酶解率达到34.58％，纤维素降解率47.4％，半纤维素降解率35.9％，木质素降解率44.6％。为了进一步说明本专利技术冬油菜秸秆预处理技术效果，在进行上述实施例试验预处理时，同时设置及试本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种冬油菜秸秆预处理工艺，依次经过秸秆微米化粉碎、NaOH预处理、复合菌种酶解这三个步骤来实现冬油菜秸秆的预处理，其特征在于包括如下步骤：1)将自然风干的油菜秸秆粉碎成粒度85～225μm，过65～175目筛，得到秸秆粉ⅰ；2)取步骤1)的秸秆粉ⅰ置于反应釜中，向其中加入其质量16～18倍的去离子水、18倍的5.4％～5.8％NaOH溶液，在53～57℃的条件下反应26～34min，并在功率150W，温度84～88℃条件下超声处理30～42min，真空抽滤，除去滤液，得到秸秆粉ⅱ；3)将秸秆粉ⅱ、复合菌种、水按照重量比1:0.33～0.43:15～20的比例搅拌混合均匀，然后其质量0.15～0.18的纤维素酶，于恒温水浴中酶解22～26h，得到预处理冬油菜秸秆；所述的所述的复合菌种由黑曲霉Lw‑09、木霉1号和白腐菌酶单独发酵后按照菌数比46～58:15～18:42～60的比例混合，粉碎，控制含水量17％，得到复合微生物菌剂，所述的复合微生物菌剂的有效活菌数为280亿/g。

【技术特征摘要】
1.一种冬油菜秸秆预处理工艺，依次经过秸秆微米化粉碎、NaOH预处理、复合菌种酶解这三个步骤来实现冬油菜秸秆的预处理，其特征在于包括如下步骤：1)将自然风干的油菜秸秆粉碎成粒度85～225μm，过65～175目筛，得到秸秆粉ⅰ；2)取步骤1)的秸秆粉ⅰ置于反应釜中，向其中加入其质量16～18倍的去离子水、18倍的5.4％～5.8％NaOH溶液，在53～57℃的条件下反应26～34min，并在功率150W，温度84～88℃条件下超声处理30～...

【专利技术属性】
技术研发人员：房世平，秦国鹏，贾世舱，
申请(专利权)人：庆阳敦博科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：甘肃,62