CN100384341C - 一种制备复合型动物饲料强化剂的方法 - Google Patents

Abstract

一种制备复合型动物饲料强化剂的方法，属于化工、农业及再生资源综合利用多学科应用领域。其特征是以生物质如木屑、稻壳、玉米茎秆等为原料，将其干燥，在温度为350～700℃、惰性气体保护的条件下热解，将热解蒸汽冷凝得热解液体。对热解液体采用有机溶剂将其分离成水相和有机相，有机相用于生物质燃料精制，水相含有乙酸、甲酸等，用于制备复合型动物饲料强化剂。即将氧化钙按一定比例加入到水相，通过搅拌、反应、离心分离、过滤，滤液经蒸发、浓缩结晶、干燥得到乙酸钙和甲酸钙复合饲料强化剂。该方法所需生物质来源广泛，生石灰价格低廉，而且可以治理利用生物质制备液体燃料产生的废酸污染。克服了传统制备乙酸钙、甲酸钙需要使用昂贵的化工原料生产的缺点。

Description

一种制备复合型动物饲料强化剂的方法

一、技术领域

本发明利用生物质木屑、稻壳、玉米茎杆热解液体中的水相物为原料制备复合型动物饲料强化剂的方法属于化工、农业及再生资源利用技术领域范畴。

二、技术背景

甲酸钙、乙酸钙作为国内外新开发的新型饲料添加剂，应用广泛，具有防止腹泻、下痢，帮助动物对饲料的消化吸收等功能。甲酸钙、乙酸钙在动物体内经生化作用可游离出甲酸、乙酸和钙离子，适量的甲酸、乙酸能有效地降低胃肠道中得pH值，起到维持肠道中适当酸的作用，有利于激活胃蛋白酶原，如将其加入饲料中可提高饲料养分的消化率，从而提高饲料有效成分的吸收。而钙离子对维护神经和肌肉组织的正常生理功能、凝血有着重要的作用，因而适用于各类动物的饲料添加剂。尤其对仔猪更具有显著的作用，在仔猪日粮中添加甲酸钙1.0％-15％，可防止腹泻和下痢发生，提高饲料转化率7％-10％，饲料消耗下降3.8％，猪日增体重9％-13％。

关于甲酸钙、乙酸钙的制备目前主要是通过化工原料甲酸、乙酸来生产。甲酸需要一氧化碳和氢氧化钠或水蒸气在高压条件下才能获得；乙酸是以甲醇、乙醇、乙烯、乙炔或轻油为原料且有催化剂存在的条件下可以制得。通过这些途径获得的乙酸和甲酸价格较高，生产途径对环境产生较大影响，进而导致衍生的产品甲酸钙、乙酸钙价格较高。具有工艺复杂，成本高，效率低等的缺点。也有资料报导使用鸡蛋壳作为钙原加入有机酸进行制备，但该方法需要对蛋壳原料预处理。由于蛋壳有有机物的保护，接触面小，反应慢，且原料来源受限，难以实现工业化规模的生产。

生物质属于再生资源。每年有大量的农业及森林废弃物源源不断排放到环境中，来源广泛，而且生物质能将是人类赖以生存的重要替代能源之一，高效利用生物质能有着巨大的潜在应用市场，对走可持续发展的道路及解决能源问题具有重要的意义。生物质热解液化被认为是生产替代能源的可行手段之一。通过热解可以得到性质完全不同于生物质本身的液体、固体和气体燃料。我们研究表明：生物质热解液体中水相物的总量可占到全部热解液体重量的15-30％，若进一步升级为动力燃料，往往需要除去其中的水相部分。其水相中含有近30-35％的甲酸和乙酸，其中乙酸占20-25％，甲酸占～10％，如将其用于制备乙酸钙、甲酸钙可以实现对资源的高效、充分利用。由于该方法所用原料是农业生产过程中废弃的大量生物质，具有来源广泛、丰富、价廉，热解过程对环境影响较小的特点。其水相部分往往被认为是生产生物燃料的废弃物，用于生产乙酸钙、甲酸钙无疑是对水相物质的升级利用，这样既可以提高具有绿色环保和可持续发展的生物质热解液体的附加值，又可以作为一种制备动物饲料强化剂的原料，实现了对资源的最大化利用。

三、发明内容：

本发明是一种制备复合型动物饲料强化剂的方法。目的在于通过该方法可最大限度地将生物质木屑、稻壳、玉米茎杆热解液体得以资源化利用，既解决了保护环境过程中对这些废物的限制排放问题，又克服了目前工业上生产甲酸钙和乙酸钙成本较高、价格较贵的缺陷。

本发明利用生物质木屑、稻壳、玉米茎杆热解液体水相物中的甲酸、乙酸来制备复合型动物饲料强化剂的方法，其特征在于是一种利用生物质木屑、稻壳、玉米茎杆热解液体水相中的甲酸、乙酸来生产动物饲料强化剂甲酸钙和乙酸钙复合添加剂的一种方法。首先将生物质木屑、稻壳和玉米茎杆中的一种或多种不受比例限制的混合物，在惰性气体流速为2.5-5L/min的条件下、反应器温度为350-700℃的范围内进行热解3-5h，用冷凝管对热解过程产生的蒸汽进行冷凝，得到热解液体，然后用二氯甲烷对热解液体进行萃取使其分成有机相和水相两部分，将生石灰加入到水相中，与水的重量比为0.5-0.9∶2-6，充分搅拌，使其反应0.5-1.0h，离心分离，过滤除去固体不溶物，将过滤后的溶液浓缩结晶，干燥得到乙酸钙和甲酸钙混合物。

上述制备复合型动物饲料强化剂的方法，其特征在于生物质木屑、稻壳、玉米茎杆粉碎的粒度小于1mm，热解过程使用的惰性气体是氮气、氩气或二氧化碳。

本发明利用生物质木屑、稻壳、玉米茎杆热解液体来生产乙酸钙和甲酸钙的方法优点在于：生物质木屑、稻壳、玉米茎杆来源丰富，氧化钙购买价格低廉，过程简单、易行，其产品成本较低，属于环境保护领域鼓励和支助的项目，因而该技术具有广阔的市场应用前景。

具体实施方式

以内径为300mm，高度为1000mm的不锈钢为反应器，外部用电炉加热，从反应器下部通入惰性气体，气体出口位于反应器上部的固定床为例。

实施方式1.

将已烘干的3kg木屑粉料放入反应器，连接好装置，确保密闭，然后往反应器通入流量为2.5L/min的氮气，将反应器加热至500℃，热解3h，得到冷凝液体1.06kg，然后用二氯甲烷萃取，将下层有机相放出，上层的水相转到另一不锈钢容器，其量为0.3kg，加入0.075kg的生石灰，搅拌的条件下反应0.5h，离心分离，然后过滤除去固体不溶物，将过滤后的溶液浓缩结晶，干燥得到乙酸钙和甲酸钙混合物。并蒸发水分得固体乙酸钙、甲酸钙混和产品。

实施方式2.

将已烘干的4kg稻壳粉料放入反应器，连接好装置，确保密闭，然后往反应器通入流量为3.0L/min的二氧化碳，将反应器加热至350℃，热解2h，得到冷凝液体1.40kg，然后用二氯甲烷萃取，将下层有机相放出，上层的水相转到另一不锈钢容器，其量为0.29kg，加入0.052kg的生石灰，搅拌的条件下反应0.5h，离心分离，然后过滤除去固体不溶物，将过滤后的溶液浓缩结晶，干燥得到乙酸钙和甲酸钙混合物。

实施方式3.

将已烘干的3kg玉米茎杆粉料放入反应器，连接好装置，确保密闭，然后往反应器通入流量为4.0L/min的氩气，将反应器加热至700℃热解5h，得到冷凝液体1.02kg，然后用二氯甲烷萃取，将下层有机相放出，上层的水相转到另一不锈钢容器，其量为0.26kg，加入0.06kg的生石灰，搅拌的条件下反应0.7h，离心分离，过滤除去固体不溶物，将过滤后的溶液浓缩结晶，干燥得到乙酸钙和甲酸钙混合物。

实施方式4.

将已烘干的3kg木屑与玉米茎杆粉料放入反应器，连接好装置，确保密闭，然后往反应器通入流量为5.0L/min的氮气，将反应器加热至600℃热解4h，得到冷凝液体1.16kg，然后用二氯甲烷萃取，将下层有机相放出，上层的水相转到另一不锈钢容器，其量为0.29kg，加入0.07kg的生石灰，搅拌的条件下反应1.0h，离心分离，然后过滤除去固体不溶物，将过滤后的溶液浓缩结晶，干燥得到乙酸钙和甲酸钙混合物。

Claims (2)

1.一种制备复合型动物饲料强化剂的方法，其特征在于是一种利用生物质热解液体水相中的甲酸、乙酸来生产动物饲料强化剂甲酸钙和乙酸钙复合添加剂的一种方法，首先将生物质木屑、稻壳和玉米茎杆中的一种或多种不受比例限制的混合物，在惰性气体流速为2.5-5L/min的条件下、反应器温度为350-700℃的范围内进行热解3-5h，用冷凝管对热解过程产生的蒸汽进行冷凝，得到热解液体，然后用二氯甲烷对热解液体进行萃取使其分成有机相和水相两部分，将生石灰加入到水相中，与水的重量比为0.5-0.9∶2-6，充分搅拌，使其反应0.5-1.0h，离心分离，过滤除去固体不溶物，将过滤后的溶液浓缩结晶，干燥得到乙酸钙和甲酸钙混合物。

2.按照权利要求1所述的一种制备复合型动物饲料强化剂的方法，其特征在于生物质木屑、稻壳、玉米茎杆粉碎的粒度小于1mm，热解过程使用的惰性气体是氮气、氩气或二氧化碳。