CN103320476B

CN103320476B - 一种香蕉茎叶高价值综合利用的方法和工艺

Info

Publication number: CN103320476B
Application number: CN201210074360.7A
Authority: CN
Inventors: 张永北; 张爱诚; 罗靖; 黎荣忠; 陈武
Original assignee: HAINAN BEIOU BIOENERGY DEVELOPMENT Co Ltd
Current assignee: Hainan Beiou Bioenergy Development Co ltd
Priority date: 2012-03-20
Filing date: 2012-03-20
Publication date: 2015-04-15
Anticipated expiration: 2032-03-20
Also published as: CN103320476A

Abstract

本发明提供一种香蕉茎叶资源的综合利用方法，是以香蕉茎叶为原料连贯生产单宁酸、果胶、纸浆纤维、燃料乙醇和酵母饲料的方法，即以香蕉茎叶为原料，利用萃取剂打浆，将香蕉茎叶粉碎成浆状，在制浆的同时，通过萃取液将单宁提取；剩余的香蕉茎叶浆料先用酸解法，通过常压蒸煮，将香蕉茎叶的果胶提取；剩余浆料再用酸解法，通过高温加压蒸煮，将多糖、淀粉等可降解物降解为可溶性降解糖，降解糖及香蕉茎叶本身的还原糖组成可溶性物质水溶液，实现纤维素与可降解物的分离。本发明的方法能够分摊香蕉茎叶的综合利用成本，最大限度的提高香蕉茎叶资源利用效率。

Description

一种香蕉茎叶高价值综合利用的方法和工艺

技术领域

本发明涉及一种香蕉茎叶资源的利用方法，具体涉及的是一种利用香蕉茎叶联合生产单宁、果胶、纸浆、乙醇和酵母饲料的方法。

背景技术

我国热区香蕉种植面积已经达到800多万亩，香蕉茎叶资源多达1.6亿吨。香蕉茎叶富含纤维、淀粉、多糖、甘露糖、果胶、单宁等物质。其干物质中，纤维素占45-55％，淀粉、多糖、甘露糖等25-35％，果胶7％，单宁为2％左右。而香蕉球茎中果胶多达21％，甘露糖超过50％。这些物质都是当代医药、食品、轻工和日化等行业十分紧缺的材料。如能提取这些物质，使其在国民经济建设中发挥作用，其经济价值将十分巨大。

然而，香蕉茎叶的产量大，以往在蕉园生产管理中，处理蕉园茎叶废弃物是长期困扰蕉园可持续生产的难题。香蕉茎叶水分多达90％以上，难以通过暴晒焚烧等传统方法清除，只能任其在地头腐烂。其淀粉、多糖、甘露糖等腐烂物往往滋生病菌，严重妨碍蕉园的可持续生产。香蕉主产区香蕉茎叶的无害化处理，已经成为令蕉农苦恼的难题。因此，香蕉茎叶的资源化利用，不仅可以延伸香蕉主产区的产业链，还有助于帮助蕉农解决生产难题，极大地促进蕉园可持续生产。

当前，香蕉茎叶的利用主要有生产纸浆、纺织纤维和提取乙醇、果胶、单宁。但这些技术都是针对单一利用目的设计的。如福建梁来祥设计低压干蒸、漂白和乙酸脱胶技术(申请号：99118241、02115525)，应用于香蕉秆生产纸浆；张煜等设计的“化学-微生物法”(申请号：200810027458)及张永北等的“酶解法”(申请号：200910136128)，应用于香蕉秆或球茎生产燃料乙醇；黄一君的“榨汁-浓缩-吸附法”(申请号：201010563638.8)用于提取单宁；姜录等(2007)的“酸解醇析法”，用于提取香蕉皮的果胶等。由于香蕉秆水分比重大，可利用物质比例有限，单一目的的利用，往往原料运输成本高，经济效益不明显，且产生大量废物需再次无害化处理。如新鲜的香蕉球茎含水量可达90％。尽管干物质中淀粉、糖分等多达56％以上，但需要40多吨的鲜秆才产1吨燃料乙醇，约20吨鲜秆才可收集1吨纸浆纤维。原料的运输量大产出低，制约着以上技术的产业化应用。

然而，香蕉茎叶生物量巨大，是香蕉主产区的显著特点。如果能利用好这部分宝贵资源，使其在经济建设中发挥作用，其意义十分重大。按亩产计算，每亩香蕉茎叶可提取乙醇200至400升，纸浆纤维500至1000公斤。全国800万亩香蕉茎叶资源都得到利用，不需另占土地，就可收获乙醇16至32亿升，纸浆纤维400至800万吨。

而我国人多地少，发展生物质能源和造纸浆林，最难避免的就是与粮争地和与现有产业争地的尴尬境地。以纸浆为例，我国现已成为纸张消费大国，虽也是纸浆生产大国，但由于我国森林资源和木材紧缺，主要依赖进口纸浆满足国内市场需要。国内纸张生产备受国际不断攀升的纸浆价格制约，每年耗巨额外汇进口纸浆。2008年我国进口纸浆3372.81吨，花费外汇近170亿美元，成为世界第一大纸浆进口国。如果能充分利用现已形成大型规模的香蕉茎叶废弃物，不仅可以延长香蕉产业链，提高土地利用价值，还可开拓出大型燃料乙醇新产业，缓解我国纸浆进口压力，为国家节省40亿美元以上的外汇支出。以此内需还可以拉动农业加工业的大发展。

果胶、单宁更是我国十分紧缺的物资。目前，国内市场售价高达12万元/吨和8万元/吨。并且长期居高不下。

果胶具有良好的乳化、增稠、稳定和胶凝作用，早在食品、纺织、印染、烟草、冶金等领域得到了广泛的应用。由于果胶具有抗菌、止血、消肿、解毒、止泻、降血脂、抗辐射等作用，是一种优良的药物制剂基质，在医药领域应用较为广泛。果胶作为水溶性膳食纤维，越来越受到研究与加工行业的重视。近十多年来，国内外市场销量至少在3万吨以上，并以每年15％速度增长。我国销量至少在1500吨以上，其中80％以上依靠进口。全球果胶的主要产量来自欧美国家，亚洲产量极少。目前，提取果胶的主要原料是柑桔皮、柠檬皮和苹果渣。这些原料资源量十分有限，这也是造成价格居高不下的原因。

单宁也是我国的紧缺物资。单宁广泛应用于医药、食品、化工、轻工、冶金、石油和国防部门。高纯度的单宁是啤酒工业的澄清剂和风味调剂。单宁可止血愈伤，抑菌抗过敏，抗氧化、抗癌、防止心脑血管疾病，可用于褥疮、湿疹、尿布疹。我国是单宁生产大国，历史悠久。提取单宁的传统原料主要是柿子和五倍子。此外，还有一些野生植物，但资源量不大。因此，我国单宁年总产量最高时，曾达5万吨，但近10年来徘徊在2万吨。

充分挖掘现有资源，大力发展单宁、果胶加工产业，生产优质单宁、果胶，降低产品价格，满足国内市场，意义十分重大。

因此，必须考虑一种新的工艺方法，提高香蕉茎叶的综合利用水平和效率，实现以香蕉茎叶为原料，一套工艺联产单宁酸、果胶、纸浆纤维、燃料乙醇和酵母饲料，促进香蕉、果胶、单宁、乙醇和纸浆等多个相关产业可持续发展。

发明内容

本发明的目的是为了提供一套新的工艺，综合利用香蕉茎叶资源，联合生产单宁、果胶、纸浆纤维、燃料乙醇和酵母饲料，分摊香蕉茎叶的综合利用成本，提高香蕉茎叶资源利用效率。

为了达到本发明的上述目的，本发明提出以下技术方案：

提供一种香蕉茎叶资源的综合利用方法，是以香蕉茎叶为原料连贯生产单宁酸、果胶、纸浆纤维、燃料乙醇和酵母饲料的方法，即以香蕉茎叶为原料，利用萃取剂打浆，将香蕉茎叶粉碎成浆状，在制浆的同时，通过萃取液将单宁提取。剩余的香蕉茎叶浆料先用酸解法，通过常压蒸煮，将香蕉茎叶的果胶提取。剩余浆料再用酸解法，通过高温加压蒸煮，将多糖、淀粉等可降解物降解为可溶性降解糖，降解糖及香蕉茎叶本身的还原糖组成可溶性物质水溶液，实现纤维素与可降解物的分离。水溶液用于提取燃料乙醇、酵母饲料，纤维素用于生产纸浆纤维。

本发明所述方法，具体步骤如下：

a)萃取单宁酸：将新鲜的香蕉茎叶粉碎成丝后，与萃取剂按1∶1的体积比混合，然后将混合后的物料粉碎磨浆至打浆度为30至50°SR，进行萃取后分离萃取液与浆料；检测分离出的萃取液中单宁酸的浓度，将单宁酸浓度超过15％的萃取液经过蒸馏分离粗单宁和萃取剂；将单宁酸浓度低于15％的萃取液返回粉碎磨浆程序；

b)酸解：去除步骤a)萃取分离出的浆料中的水分，使浆料中干物质浓度提高到20％以上，然后在浆料中加入10％以下浓度的稀硫酸，搅拌，使浆料中硫酸浓度达到5‰左右，并加热至60℃～90℃，加热的同时搅拌，持续1小时，使浆料的果胶溶于稀硫酸液，然后分离得到渣料和水溶液；

c)醇析分离果胶：将步骤b)分离得到的水溶液，按水溶液1.5倍体积，加入60％的乙醇，析出果胶，并将析出的果胶与水溶液分离；分离得到的湿果胶经干燥后得果胶；分离得到的水溶液经蒸馏获得25～35％的乙醇和含稀硫酸的水溶液；

d)二次酸解：将步骤b)分离得到的渣料与稀硫酸溶液混合，根据需要加适量10％稀硫酸，调整混合料的硫酸浓度至5‰，然后加热至120℃，压力0.2MPa下反应1小时，使混合料的多糖、半纤维等可降解物降解为可溶性糖液，生成纤维剩余物和降解糖水溶液的混合物；

e)挤出分离纤维：将步骤d)二次酸解后的物料趁热挤出热浆料中的糖汁，得到可生产纸浆纤维的纤维素和富含糖汁的水溶液，糖汁趁热在0.02MPa的低压下蒸发浓缩至16～20％的浓度；

f)调配糖汁：在每升步骤e)浓缩得到的糖汁中加入：生成0.5～1.5g的(NH₄)₂SO₄所需的氨水、8～12g的MgSO₄、2～6g的KH₂PO₄和2～6g的CaCl₂，再加入熟石灰调节糖汁pH至4～5；

g)糖汁发酵：取少部分步骤f)得到的糖汁，稀释成糖度为2％的水溶液，然后在其中投入安琪糖质酒精酵母，投入量为步骤f)所得糖汁体积的万分之一，在无菌风增氧条件下进行酵母扩繁2小时；然后将扩繁后的酵母加入步骤f)调配好的糖汁中，充分混合，厌氧发酵20～48小时，观测发酵液温度和还原糖浓度，当发酵液温度与环境水温一致，还原糖浓度低于0.5％时，酒精发酵结束，得到活酵母沉淀物和清液，清液经蒸馏得到40％v/v的粗酒和醪液。

本发明优选的方案中，将步骤a)分离粗单宁时得到的萃取剂返回磨浆程序再利用；步骤c)蒸馏后得到的稀硫酸用于步骤d)二次酸解；步骤c)蒸馏后得到的25～35％乙醇返回果胶醇析步骤循环使用；步骤g)得到的活酵母返回步骤g)的扩繁程序循环使用，重复利用6次后，回收用于制备酵母蛋白饲料；步骤g)得到的40％v/v的粗酒经精馏、脱水可以获得99.8％v/v的燃料乙醇。

本发明的方法可以使用各种现有设备完成，例如，步骤a)中，粉碎、制浆可采用专利申请号200810132527.4提供的秸秆粉碎设备完成，萃取可以在萃取塔中完成，蒸馏可以在蒸馏塔中完成；步骤b)中，去除水分可以使用滤水器实现，酸解可以在常规搪瓷蒸煮罐中完成，最后分离渣料可使用常规离心机；步骤c)中，醇析可以在沉淀罐中进行，果胶与水溶液分离可以使用过滤膜完成，蒸馏可以在蒸馏釜中完成；步骤d)中的酸解反应可以在可通入蒸汽的反应罐中完成；步骤e)中挤出糖汁可以使用挤浆机完成；等等。

本发明最优选的方案，如图1所示，具体步骤如下：

1)蕉园香蕉采收后，收集香蕉茎叶，尽可能保持新鲜，以免其汁液2‰左右的单宁酸分解、流失；原料运至加工厂后，采用辊刀式切草机切碎，再用分丝机分丝，将香蕉茎叶打成长度小于5厘米丝状物；

2)以新鲜香蕉茎叶重量计算，按物料与萃取剂1∶1的体积比，在制浆池中准备萃取剂；将95％浓硫酸，稀释成10％稀硫酸液，置于稀酸罐中，以备降解浆料使用；

3)用潜水泵将步骤2)制浆池中的萃取剂泵入高浓磨浆机进料口，形成连续不断的液流以备送料制浆；用输送带将步骤1)制成的香蕉茎叶的丝状物料，源源不断地从磨浆机进料口喂入，与萃取剂混合，通过磨浆机制成60目以上的浆料，浆料从磨浆机出口排进制浆池；

4)将步骤3)制成的浆料，用螺杆泵输送至萃取塔，通蒸汽使塔内浆料加温至70℃，搅拌15分钟后，静止1小时，使萃取液与浆料充分分层，并排放少量下层浆料，使两相分层位置处于上排液孔的位置；

5)将萃取塔上层萃取液通过上排液孔，排放至萃取液储集池中。当萃取液中单宁酸浓度低于15％时，萃取液抽回磨浆机，用于重复打浆。当单宁酸浓度超过15％时，将萃取液泵入蒸馏塔，将萃取液回收利用。蒸馏釜内浓缩的固形物为粗单宁。进一步提纯，可获得高纯度单宁；

6)将步骤4)下层的浆料，用螺杆泵输送至滤水器。经过滤水器，去除浆料50％的水分，使干物质浓度从10％提高到20％以上。从滤水器出口流出的水分，收集备用。缩水后的浆料直接排入蒸煮罐；

7)估测步骤6)处理后在蒸煮罐的浆料体积，将步骤2)配制好的10％稀硫酸液，用步骤6)收集的水分，按酸比水1/40比例混合，然后加入蒸煮罐浆料，搅拌，将浆料硫酸浓度调整至5‰，通蒸汽加热至60℃至90℃，同时搅拌，持续1小时，使浆料的果胶溶于稀硫酸液。然后，用离心机进行渣液分离；

8)将步骤7)分离获得的水溶液，采用自吸泵送入沉淀罐中，加60％的乙醇，将果胶析出。再用过滤膜将析出的果胶与水溶液分离。过滤得到的湿果胶经过干燥后，即得果胶。收集滤出的稀硫酸和乙醇的混合水溶液，储存到20m³后，送入蒸馏釜蒸馏，获得60％乙醇和稀硫酸剩余液。收集稀硫酸剩余液，用步骤9)处理浆料；

9)将步骤8)获得的稀硫酸液与步骤7)获得渣料混合，用螺杆泵送入反应罐，调整硫酸浓度至5‰。待硫酸浓度调好后，关闭反应罐，送蒸汽加温，直至罐内温度升至120℃，压力0.2MPa，保持1小时，反应结束，使物料的淀粉、多糖等可降解物充分酸解，生成纤维剩余物和降解糖等降解产物的可溶性溶液；

10)待步骤9)酸解处理后的物料，趁热从反应罐中喷射到0.02MPa的低压料仓，使热浆料中的水蒸气充分挥发，达到浆料糖汁浓缩的目的。然后用切割泵，通过不锈钢管道，将热浆料送入挤浆机，挤浆机挤出的糖汁导入中和池，纤维用输送带送至纸浆消解池，至此，步骤9)的浆料被分离成含水40％的纤维团块和富含糖汁的水溶液；

11)将步骤10)得到的纤维团块，先按1∶1体积比清水浸泡20分钟，待纤维素残留糖质充分浸出后，再用挤浆机将糖水挤出，第一次挤浆残留在纤维素中的糖汁基本被榨出。然后将第二次榨出的纤维素用双氧水漂白，即可产出高质量的纸浆纤维。第二次榨出的糖汁用于步骤2)调制稀硫酸，或用于调整步骤9)水溶液的糖汁浓度；

12)检测步骤10)所得水溶液的糖度，一般存在极限浓度7-10％，达不到适合酵母发酵的浓度。因此，当经过步骤10)获得的糖汁未达到极限浓度时，则将该水溶液泵入浓缩锅继续浓缩，直至糖汁浓度达到18％。如果浓缩后的糖汁浓度高于18％，则添加步骤10)榨出的稀糖质将水溶液糖度调整到18％；

13)将步骤12)调整后糖度达到18％的水溶液，按(NH₄)₂SO₄为1g/L比例加氨水，按10g/L比例加MgSO₄、按5g/L比例加KH₂PO₄、按5g/L比例加CaCl₂等营养盐，再加少量熟石灰，将水溶液至pH值调整至4到5。以上比例，在不同产地，还可通过正交试验，加以调整，确定最佳方案。加氨水可与硫酸中和反应并生成酵母生长所需的营养盐硫酸铵；加石灰调pH值，使溶液硫酸根与钙离子结合生成硫酸钙，也产生酵母需要的营养盐。而这些营养盐在酵母繁殖过程中，大部分被酵母吸收；

14)取步骤13)调制好的水溶液中的少部分，稀释成糖度为2％的水溶液，投入酵母罐中，按步骤13)制备得到的糖液体积的1/万比例取安琪糖质酒精酵母，投入罐中，并用无菌风给罐中稀糖液增氧，进行酵母扩繁，时间大约2小时；

15)将剩余的步骤13)调制好的水溶液，用自吸泵抽送入发酵袋，同时将步骤14)扩繁后的酵母液，随抽入发酵袋的水溶液投入发酵袋中，然后封闭发酵袋进行厌氧发酵20至48小时，观测发酵液温度和还原糖度，当发酵液温度与环境水温一致，还原糖浓度保持不变时，酒精发酵结束；

16)将步骤15)发酵成熟后的酒液清液，用自吸泵抽送入蒸馏釜，经过蒸馏提取40％(v/v)粗酒，供精馏提取95％(v/v)使用；发酵袋内残留的沉淀物，为活酵母，用于下次糖液发酵，重复利用6次后，回收用于酵母蛋白饲料；

17)回收步骤16)蒸馏釜内的醪液，继续浓缩，调制成富含营养盐、木糖、氨基酸、糠醛和肽类等多营养成分饲料，也可作为植物生长营养剂使用。

本发明方法中所述的萃取剂为难溶于水且易溶解单宁的溶剂，优选丙醚、异丙醚、甲基叔丁醚、烯丙基乙基醚或甲基丁基醚。

本发明提出以香蕉茎叶为原料联合生产单宁酸、果胶、乙醇、纸浆纤维和酵母饲料的工艺，同现有加工技术相比，有如下优势：

与香蕉秆“低压干蒸、漂白和乙酸脱胶技术”生产纸浆工艺方案比，本发明采用酸解法降解香蕉茎叶的可降解物，得到纯度较高的纤维素。所获得纸浆纤维相同，但酸解法最大优点是能将香蕉茎叶可降解物降解为可发酵的糖汁，从而为获得燃料乙醇产品开辟新途径，进而为实现纸浆纤维、燃料乙醇联产提供关键技术支持。而前者只能获得纸浆纤维单一产品。

与香蕉秆“化学-微生物法”和“酶解法”生产燃料乙醇工艺方案比，本发明通过酸解法，将淀粉、多糖等可降解物降解为可溶性糖汁溶液，连同原料本身可溶性糖分，皆溶解成为水溶液，从而为实现纤维素与可发酵糖汁分离，奠定基础。其最大优点是，获得乙醇的同时，还可获得干净纸浆纤维。同时，纤维与水溶液分离获得的糖汁，使流程最终能够进入液态发酵工序，吸收液态发酵的优点，不仅在后续生产中缩短发酵时间有利于工业化生产，还可获得酵母饲料。

与植物茎秆碱法制浆工艺相比，本发明采用酸法制浆，有三大优点：其一，是酸法制浆可将植物茎叶可降解物转化为水溶液，实现了纤维素提纯；其二，转化为水溶液的物质，含大量的葡萄糖、甘露糖等可发酵糖，经中和后，可供酵母发酵获得乙醇；其三，原料经酸处理后，经过加氨水和石灰水中和，既可消除酸水污染，又可生成酵母营养盐，一举多得。而碱法制浆，除了对设备腐蚀性较酸法小外，提取纤维后的其他降解物只能作为黑液排出，产生COD极高的废水。酸法制浆虽具有对设备腐蚀性大的缺点，但其综合效益高，有利于秸秆资源循环利用，废水排放少，对环境污染轻的优点。

与黄一君的榨汁-浓缩-吸附法提取单宁酸方案相比，本发明采用萃取法提取单宁，并用萃取液混合香蕉茎叶进行磨浆。采用这一方案，获得以下四大效果：其一，香蕉茎叶与萃取液混合磨浆后，被磨细的香蕉茎叶的汁液与纤维充分分离，从而使得香蕉茎叶的单宁被萃取剂充分萃取；其二，香蕉茎叶通过萃取剂混合，使得香蕉茎叶纤维，不需再加水就能够被磨得足够细，达到了直接做纸浆纤维的程度，并在后续的酸解过程中，可降解物质与纤维能够充分分离；其三，通过萃取剂的保护，使得香蕉秆汁液中的单宁不容易与空气接触而氧化褐变；其四，由于磨浆过程中萃取剂替代了水，且萃取剂在浆料降解之前已被分离，使得浆料在后续降解获得高浓度的糖汁，为后续发酵提供了方便。

与前述单一方案相比，本发明是一种香蕉茎叶全部利用，连贯生产单宁、果胶、纸浆、乙醇和饲料的联产技术方案。在流程中产生的剩余物，皆为后续工序利用，实现了香蕉茎叶有用成分“吃干榨尽”的综合利用，做到生产全过程零排放，大幅度降低了生产成本，提高了香蕉茎叶综合利用的经济效益。

附图说明

图1是本发明技术方案的流程图。

具体实施方式

以海南大岭茎秆“打浆法”非粮型燃料乙醇生产线为例。该生产线的香蕉茎叶综合利用工艺流程具体实施过程如下：

1、收集香蕉茎秆10吨，分10批使用，每批1吨；

2、经四辊切草机切碎成2至5cm碎块；

3、经分丝机将香蕉秆碎片分解成长2-5cm的丝状物；

4、用丙醚作为萃取剂按1∶1的体积比例与丝状物料混合磨浆，经磨浆机制浆至打浆度为30°SR，总体积约2m³；

5、将混合浆料泵入萃取塔后，加热至60-70℃，充分搅拌后，静止1小时，将萃取塔上层萃取液丙醚排出；排出的萃取液继续用于下一批次香蕉秆打浆，直至10批次香蕉秆全部打成浆；此时分离后的萃取剂含单宁酸的浓度达到20‰，送蒸馏塔蒸馏，回收丙醚再利用，蒸馏锅底35公斤淡黄色粉末为粗单宁；

6、将每批次分离在萃取塔下层的香蕉秆浆料，采用螺杆泵输送至6000L的蒸煮罐，再加10％稀硫酸，将浆料酸浓度调制成5‰，然后加温70℃，搅拌1h；搅拌结束后，趁热将浆料送至离心机，进行渣液分离；

7、将获得的水溶液冷却至常温后，加其1.5倍体积的60％乙醇，将果胶析出；再用滤网将果胶滤出；滤出的湿果胶干燥后，即为76千克的果胶干；

8、将滤出的溶液加热蒸馏，回收60％乙醇，剩余的溶液为含糖硫酸液；

9、将剩余硫酸液回加至离心机分离出的渣料，调整酸度至5‰，然后泵入6300L反应罐，加温至120℃，压力0.2MPa，反应1h；

10、将反应成熟的浆料，趁热排放至0.02MPa的减压料仓，蒸汽在减压过程中迅速挥发，温度迅速降至60.065℃，蒸汽挥发量大致为5000千克×4.2千焦每千克·℃×(120℃-60℃)/2357.5千焦每千克＝534.46千克，糖汁浓度增加至1.12倍；

11、采用切割泵将冷却后的浆料泵入挤浆机，进行糟汁分离，获得糖汁和酒糟；

12、首次检测糖汁糖度为9％，未达到发酵浓度，经蒸发浓缩糖汁达到18％的浓度；

13、蒸发后糖度达到18％的水溶液pH值为1.5至2.5，先加氨水后加石灰水中和将水溶液pH值调整至4-5，再加其他营养盐，每升水溶液加入氨水和营养盐的种类和比例为：生成1g的(NH₄)₂SO₄/L所需的氨水、10g的MgSO₄、5g的KH₂PO₄、5g的CaCl₂，发酵30h；

14、发酵结束后，采用离心机进行发酵液与沉淀物分离，获得酒液和酵母沉淀物；

15、步骤14的酒液泵入蒸馏釜，进行蒸馏，脱水，获得95％(v/v)乙醇153公斤；

16、回收步骤14的酵母沉淀物，烘干获得富含酵母混合物59千克；

17、将步骤11回收的酒糟，用双氧水漂白、晒干，获得纸浆纤维457千克；回收醪液51％浓缩液123千克。

通过以上流程，获得35千克粗单宁、76千克干果胶、457千克纸浆纤维、153千克乙醇、59千克酵母干和123千克浓缩醪液。单宁酸按40元/千克、果胶120元/千克、纸浆纤维按4元/千克、乙醇按5元/千克、酵母按7元/千克、浓缩醪液按0.5元/千克计，以上各项产值为1400元、9120元、1828元、765元、413元、61.5元。总产值为13587.5元。每吨香蕉秆产值为1358.75元。

香蕉秆按100元/吨计，10吨香蕉秆总成本为1000元；电费450kw×0.9元/kwh×1h＝405元；人工费7人×100元＝700元；燃料费2.57吨为1802元；辅料费250元。其它，1000元，总成本费用为5157元，利润为8430.5元。

Claims

1.一种香蕉茎叶资源的综合利用方法，其特征在于，包括以下步骤：

2)以新鲜香蕉茎叶重量计算，按物料与萃取剂1:1的体积比，在制浆池中准备萃取剂；将95％浓硫酸，稀释成10％稀硫酸液，置于稀酸罐中，以备降解浆料使用；

3)用潜水泵将步骤2)制浆池中的萃取剂泵入高浓磨浆机进料口，形成连续不断的液流以备送料制浆；用输送带将步骤1)制成的香蕉茎叶的丝状物料，源源不断地从磨浆机进料口喂入，与萃取剂混合，通过磨浆机制成60目以上的浆料，浆料从磨浆机出口排进制浆池；所述的萃取剂选自丙醚、异丙醚、甲基叔丁醚、烯丙基乙基醚或甲基丁基醚；

5)将萃取塔上层萃取液通过上排液孔，排放至萃取液储集池中，当萃取液中单宁酸浓度低于15％时，萃取液抽回磨浆机，用于重复打浆；当单宁酸浓度超过15％时，将萃取液泵入蒸馏塔，将萃取液回收利用，蒸馏釜内浓缩的固形物为粗单宁，进一步提纯获得高纯度单宁；

6)将步骤4)下层的浆料，用螺杆泵输送至滤水器，经过滤水器，去除浆料50％的水分，使干物质浓度从10％提高到20％以上，从滤水器出口流出的水分，收集备用，缩水后的浆料直接排入蒸煮罐；

7)估测步骤6)处理后在蒸煮罐的浆料体积，将步骤2)配制好的10％稀硫酸液，用步骤6)收集的水分，按酸比水1/40比例混合，然后加入蒸煮罐浆料，搅拌，将浆料硫酸浓度调整至5‰，通蒸汽加热至60℃至90℃，同时搅拌，持续1小时，使浆料的果胶溶于稀硫酸液，然后，用离心机进行渣液分离；

8)将步骤7)分离获得的水溶液，采用自吸泵送入沉淀罐中，加60％的乙醇，将果胶析出，再用过滤膜将析出的果胶与水溶液分离，过滤得到的湿果胶经过干燥后，即得果胶，收集滤出的稀硫酸和乙醇的混合水溶液，储存到20m³后，送入蒸馏釜蒸馏，获得60％乙醇和稀硫酸剩余液，收集稀硫酸剩余液，用步骤9)处理浆料；

9)将步骤8)获得的稀硫酸液与步骤7)获得渣料混合，用螺杆泵送入反应罐，调整硫酸浓度至5‰，待硫酸浓度调好后，关闭反应罐，送蒸汽加温，直至罐内温度升至120℃，压力0.2MPa，保持1小时，反应结束，使物料的淀粉、多糖等可降解物充分酸解，生成纤维剩余物和降解糖等降解产物的可溶性溶液；

10)待步骤9)酸解处理后的物料，趁热从反应罐中喷射到0.02MPa的低压料仓，使热浆料中的水蒸气充分挥发，达到浆料糖汁浓缩的目的，然后用切割泵，通过不锈钢管道，将热浆料送入挤浆机，挤浆机挤出的糖汁导入中和池，纤维用输送带送至纸浆消解池，至此，步骤9)的浆料被分离成含水40％的纤维团块和富含糖汁的水溶液；

11)将步骤10)得到的纤维团块，先按1:1体积比清水浸泡20分钟，待纤维素残留糖质充分浸出后，再用挤浆机将糖水挤出，第一次挤浆残留在纤维素中的糖汁基本被榨出，然后将第二次榨出的纤维素用双氧水漂白，即可产出高质量的纸浆纤维，第二次榨出的糖汁用于步骤2)调制稀硫酸，或用于调整步骤9)水溶液的糖汁浓度；

12)检测步骤10)所得水溶液的糖度，一般存在极限浓度7-10％，达不到适合酵母发酵的浓度，因此，当经过步骤10)获得的糖汁未达到极限浓度时，则将该水溶液泵入浓缩锅继续浓缩，直至糖汁浓度达到18％，如果浓缩后的糖汁浓度高于18％，则添加步骤10)榨出的稀糖质将水溶液糖度调整到18％；

13)将步骤12)调整后糖度达到18％的水溶液，按(NH₄)₂SO₄为1g/L比例加氨水，按10g/L比例加MgSO₄、按5g/L比例加KH₂PO₄、按5g/L比例加CaCl₂等营养盐，再加少量熟石灰，将水溶液至pH值调整至4到5；

14)取步骤13)调制好的水溶液中的少部分，稀释成糖度为2％的水溶液，投入酵母罐中，按步骤13)所得糖液体积的1/万比例取安琪糖质酒精酵母，投入罐中，并用无菌风给罐中稀糖液增氧，进行酵母扩繁，时间大约2小时；

16)将步骤15)发酵成熟后的酒液清液，用自吸泵抽送入蒸馏釜，经过蒸馏提取40％v/v粗酒，供精馏提取95％v/v使用；发酵袋内残留的沉淀物，为活酵母，用于下次糖液发酵，重复利用6次后，回收用于酵母蛋白饲料；

17)回收步骤16)蒸馏釜内的醪液，继续浓缩，调制成富含营养盐、木糖、氨基酸、糠醛和肽类等多营养成分饲料。