一种秸秆提取物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种秸秆提取物及其制备方法和应用。该秸秆提取物的制备方法包括如下步骤：(1)将秸秆经腐熟剂进行腐熟；其中，的腐熟剂包括秸秆发酵复合菌系；(2)对腐熟后的秸秆进行搓丝处理，得到秸秆纤维丝；(3)将秸秆纤维丝进行磨纤维处理，得到秸秆提取物；其中，秸秆提取物的纤维含水量为55％～65％。本发明专利技术的方法能够实现秸秆的全量利用，无副产物产生，安全环保，且有效提高了秸秆的经济价值。且有效提高了秸秆的经济价值。

【技术实现步骤摘要】
一种秸秆提取物及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及农业废弃物资源化利用领域，具体涉及一种秸秆提取物及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]农作物秸秆是一种重要的生物质资源，具有分布广、产量大、绿色可再生等特点，其高效利用对于促进环境保护及农业可持续发展意义重大。然而，农作物秸秆因其结构松散、密度低，导致收储运等环节难度大、成本高，其规模化应用受到严重制约。
[0003]众所周知，农作物秸秆可以作为造纸的原料。但是目前秸秆造纸存在生产效率低，价值难以实现，副产物易造成环境污染等问题。如果采取先进的秸秆纤维丝制造技术，副产物再与畜禽粪污联合厌氧发酵生产沼气，则可大大提高秸秆综合效益。双螺杆挤压搓丝是一种农作物秸秆预处理技术，可短时间内为物料提供高速剪切与挤压作用，使其处于高温高压状态，从而破坏物料结构，改变其理化性质。目前，双螺杆挤压搓丝作为秸秆预处理手段的研究已引起广泛关注。但是，由于双螺杆挤压搓丝预处理对秸秆的化学成分不产生显著影响，秸秆组分木质素、纤维素、半纤维素在酶水解过程中对纤维素酶的非生产性吸附严重制约了酶水解效率的提高。
[0004]因此，亟需提供一种可在双螺杆挤压搓丝预处理过程中调控秸秆降解程度，从而提高秸秆制浆效率的方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术为了解决现有技术中秸秆造纸生产效率低，经济价值难以实现，副产物易造成环境污染的题，而提供了一种秸秆提取物及其制备方法和应用。本专利技术的方法能够实现秸秆的全量利用，无副产物产生，安全环保，且有效提高了秸秆的经济价值。
[0006]专利技术人经大量实验研究发现，在秸秆挤压搓丝过程前添加腐熟剂，可显著提高秸秆颗粒的酶水解效率，降低木质素对纤维素酶的非生产性吸附作用。同时，本专利技术中采用两种或两种以上有机物料(至少包括秸秆汁液和畜禽粪污)的联合厌氧发酵技术，既实现了不同有机废弃物归一化处理问题，又显著提高了发酵系统的产气效率，可有效维持系统运行稳定性，缓解有毒化学物质的抑制作用，并保证系统营养平衡，而且发酵后残余物处理方便，可直接用作有机肥，不存在二次污染的问题。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0008]本专利技术提供的技术方案之一为：一种秸秆提取物的制备方法，其包括如下步骤：
[0009](1)将秸秆经腐熟剂进行腐熟；
[0010]其中，所述的腐熟剂包括秸秆发酵复合菌系；
[0011](2)对所述腐熟后的秸秆进行搓丝处理，得到秸秆纤维丝；
[0012](3)将所述秸秆纤维丝进行磨纤维处理，得到秸秆提取物；其中，所述秸秆提取物的纤维含水量为55％～65％。
[0013]步骤(1)中，所述秸秆可为本领域常规，例如水稻秸秆、玉米秸秆、小麦秸秆、茄子秆、棉花秆和烟秆中的一种或多种；优选为水稻秸秆和/或玉米秸秆。
[0014]所述秸秆的含水率可为50％～60％，即本领域常规的黄储秸秆。
[0015]步骤(1)中，所述秸秆的长度可为5～10cm；优选为5.5cm、6.0cm、6.5cm、7cm、7.5cm、8.0cm、8.5cm、9.0cm、9.5cm，以及任意两个数值之间的任何数值，例如5.2cm、5.3cm或5.4cm。
[0016]根据本领域常规，上述长度的秸秆可通过粉碎得到。所述粉碎完成后，可将粉碎后的秸秆投料到发酵仓内。
[0017]步骤(1)中，所述腐熟剂一般是指含秸秆发酵复合菌系的水剂。
[0018]所述秸秆发酵复合菌系一般是指主要由细菌、真菌、放线菌复合而成的复合菌群。
[0019]所述秸秆发酵复合菌系优选为本领域市售产品，例如哈尔滨微华生物科技有限公司市售的秸秆发酵复合菌系。
[0020]所述腐熟剂的用量可为3～5％，例如3.1％、3.2％、3.3％或4％；百分比是指腐熟剂的质量占秸秆质量的质量百分比。
[0021]“所述腐熟剂”与“所述秸秆和所述腐熟剂的混合物”的质量比可为1.5％～3％，例如2.5％，百分比为腐熟剂的质量占秸秆与腐熟剂质量之和的百分比。
[0022]所述腐熟的操作优选为使用腐熟剂喷涂秸秆。
[0023]所述腐熟的时间可为48～72小时，例如48h、48.5h、49h、49.5h、50h、50.5h、51h、51.5h、52h、52.5h、53h、53.5h、54h、54.5h、55h、56h、56.5h、57h、57.5h、58h、58.5h、59h、59.5h、60h、60.5h、61h、61.5h、62h、62.5h、63h、63.5h、64h、64.5h、70h、70.5h、71h或71.5h。
[0024]步骤(2)中，所述搓丝处理的设备可为本领域常规，例如双螺杆挤压搓丝机。所述双螺杆挤压搓丝机的型号可为本领域常规，例如TSP300。
[0025]所述搓丝处理的操作和条件参数可为本领域常规，一般可为将所述腐熟后的秸秆投料到双螺杆挤压搓丝机内进行搓丝。其中，所述双螺杆挤压搓丝机的挤压时间可为2～7min，例如5min。所述双螺杆挤压搓丝机的挤压温度可为本领域常规的环境温度，例如5～30℃，再例如20℃。所述双螺杆挤压搓丝机的挤压压力可为<0.5MPa，例如0.4MPa。
[0026]步骤(3)中，所述磨纤维处理的设备可为本领域常规的磨浆机，例如高浓度磨浆机。所述高浓度磨浆机的型号可为本领域常规，例如ZDHP1120。
[0027]所述磨纤维处理优选为采用两台磨浆机进行连续磨浆。所述两台磨浆机优选为串联连接。
[0028]所述磨纤维处理的时间可为本领域常规，例如2～7min，再例如3min、4min、5min或6min。当所述磨纤维处理采用两台磨浆机进行连续磨浆时，所述磨纤维处理的时间是指两台磨浆机连续磨浆的时间之和。
[0029]所述磨纤维处理的温度可为本领域常规，例如50～80℃，再例如60℃或70℃。
[0030]所述磨纤维处理的压力可为本领域常规，例如0.5Mpa以下，再例如0.1MPa、0.2MPa、0.30Mpa或0.4MPa。当所述磨纤维处理采用两台磨浆机进行连续磨浆时，两台磨浆机的温度和压力均相同。
[0031]步骤(3)中，所述磨纤维处理完成后，一般还包括对所述秸秆提取物进行挤压脱水的操作。
[0032]所述挤压脱水的操作可为本领域常规。
[0033]其中，挤压温度可为本领域常规的环境温度，例如5℃～30℃，优选为10℃或20℃。挤压压力可为0.1～0.5Mpa，例如0.2MPa、0.30Mpa或0.4MPa。
[0034]所述秸秆提取物经挤压脱水后，得到湿浆和秸秆汁液。
[0035]其中，所述湿浆的纤维含水量优选为60％。
[0036]其中，所述秸秆汁液一般为粘稠的液体。所述秸秆汁液中，干物质(TS)的含量可大于10％，例如20％。
[0037]步骤(3)结束后，优选还包括步骤(4)；步骤(4)为将所述秸秆汁液进行厌氧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种秸秆提取物的制备方法，其特征在于，所述秸秆提取物的制备方法包括如下步骤：(1)将秸秆经腐熟剂进行腐熟；其中，所述的腐熟剂包括秸秆发酵复合菌系；(2)对所述腐熟后的秸秆进行搓丝处理，得到秸秆纤维丝；(3)将所述秸秆纤维丝进行磨纤维处理，得到秸秆提取物；其中，所述秸秆提取物的纤维含水量为55％～65％。2.如权利要求1所述的秸秆提取物的制备方法，其特征在于，所述的秸秆提取物的制备方法中，步骤(1)满足下述条件(a)～(f)中的一个或多个：(a)所述秸秆为水稻秸秆、玉米秸秆、小麦秸秆、茄子秆、棉花秆和烟秆中的一种或多种；优选为水稻秸秆和/或玉米秸秆；(b)所述秸秆的含水率为50％～60％；(c)所述秸秆的长度为5～10cm；(d)所述腐熟剂为含秸秆发酵复合菌系的水剂；所述秸秆发酵复合菌系的市售来源优选为哈尔滨微华生物科技有限公司；(e)所述腐熟剂的用量为3～5％；百分比是指腐熟剂的质量占秸秆质量的质量百分比；(f)所述腐熟的操作为使用腐熟剂喷涂秸秆；所述腐熟的时间优选为48～72小时；优选地，步骤(1)满足条件(a)～(f)。3.如权利要求1所述的秸秆提取物的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述搓丝处理的设备为双螺杆挤压搓丝机；所述双螺杆挤压搓丝机的型号优选为TSP300；和/或，所述搓丝处理的操作为将腐熟后的秸秆投料到双螺杆挤压搓丝机内进行搓丝；其中，所述双螺杆挤压搓丝机的挤压时间优选为2～7min，例如5min；所述双螺杆挤压搓丝机的挤压温度优选为5～30℃，例如20℃；所述双螺杆挤压搓丝机的挤压压力优选为<0.5MPa，例如0.4MPa。4.如权利要求1所述的秸秆提取物的制备方法，其特征在于，所述的秸秆提取物的制备方法中，步骤(3)满足下述条件(g)～(l)中的一个或多个：(g)所述磨纤维处理的设备为高浓度磨浆机；所述高浓度磨浆机的型号优选为ZDHP1120；(h)所述磨纤维处理为采用两台磨浆机进行连续磨浆；所述两台磨浆机优选为串联连接；(i)所述磨纤维处理的时间为2～7min；(j)所述磨纤维处理的温度为50～80℃，例如60℃或70℃；(k)所述磨纤维处理的压力为0.5Mpa以下；(l)所述磨纤维处理完成后，还包括对所述秸秆提取物进行挤压脱水的操作；所述挤压脱水的温度优选为5℃～30℃，更优选为10℃...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宏，裴占江，刘杰，史风梅，王粟，李鹏飞，
申请(专利权)人：黑龙江省秸乐农业科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：