CN103923843A - 为提高活性炭品质而利用真菌预处理木糖渣的方法 - Google Patents
为提高活性炭品质而利用真菌预处理木糖渣的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103923843A CN103923843A CN201410162094.2A CN201410162094A CN103923843A CN 103923843 A CN103923843 A CN 103923843A CN 201410162094 A CN201410162094 A CN 201410162094A CN 103923843 A CN103923843 A CN 103923843A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- xylose residue
- gac
- trichoderma asperellum
- liquid
- activated carbon
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Abstract
一种为提高活性炭品质而利用真菌预处理木糖渣的方法，属于活性炭制备技术领域。本发明以木糖渣为原料，经过真菌棘孢木霉CGM-10，CCTCCNo.M2014001和毛栓菌SEM-6，CCTCCNo.M2014002预处理3-15天后经碳化、活化后制备活性炭，可以明显降低活化温度，缩短活化时间，提高木糖渣活性炭的比表面积和中孔比率。与对照相比，活性炭的活化温度降低50-100℃，活化时间缩短30-90分钟，比表面积提高20-40%，最可几孔径由微孔偏移至中孔。本发明所提供的预处理方法具有不污染环境、处理成本低、能耗低、效果显著等优势，有利于木糖渣的资源化及高值化利用。
Description
技术领域
本发明属于活性炭制备技术领域，尤其是一种为提高活性炭品质而利用真菌预处理木糖渣的方法。
背景技术
活性炭是利用生物质原料如木材、木屑、椰壳及煤碳等原料经炭化活化而得到的产品。活性炭是一种重要的工业吸附剂，具有极为发达的微孔结构，内比表面积巨大；活性炭表面上含有（或可以附加）多种官能团，具有催化性能。活性炭性能稳定，能够在不同的酸碱、温度条件下使用，而且具有再生能力。近年来，随着人民对环境问题的日益重视，活性炭应用范围愈加广泛，目前在环境治理、制药、化工、食品、冶金、农业等方面均有应用。但国产的活性炭普遍存在微孔过多，中孔太少，品质不均，而且同时保持高中孔占比和高比表面积很难实现，无法满足许多需要中孔活性炭的工艺应用。
木糖渣是木糖生产过程中产生的固体废弃物。据计算，生产1吨木糖要产生12吨（含水率50%）的木糖渣。目前利用木糖渣制备活性炭的报道较少。顾瑞生等（顾瑞生, 古可隆, 张天健. 木糖渣制取粉状活性炭的研究. 林产化学与工业, 1998, 18(2): 69-72）采用磷酸法处理木糖渣制备粉状活性炭，其产品吸附指标达到了LY216-79标准。中国专利申请书（201210264463.X）公开了微生物白腐真菌活酶催化活化烟草基制备活性炭的方法（王星敏, 郑旭煦, 胥江河, 殷钟意, 伍绍波. 微生物白腐真菌活酶催化活化烟草基制备活性炭的方法. 中国专利, 申请号201210264463.X）。该发明申请书以烟草固体废弃物为原料，经原料预处理后利用微生物白腐真菌或者酶催化制备烟草活化基，并以其为原料制备活性炭。该方法具有能耗低、无二次污染的特点，所获得的活性炭产品吸附性能良好，应用范围广泛。然而，上述方法未指明所用白腐真菌的种类。由于白腐真菌种类众多，其处理效果亦有区别，因此该方法的实施效果难以保证。此外，该方法所用酶预处理技术未说明纤维素酶和木质素酶的性质以及来源，其处理方法效果亦难以评估。而且，酶处理方法成本较高，难以大范围应用。目前尚未发现利用真菌棘孢木霉和毛栓菌联合处理木糖渣提高其活性炭产品比表面积的报道。
中国专利申请书（ 201310054469.9 ）公开了混菌固态发酵预处理稻壳制备稻壳灰活性炭的方法，其特征是在稻壳发酵培养基中，先接种白腐真菌，再接种绿色木霉或黑曲霉或里氏木霉或康氏木霉或青霉，混菌固态发酵后干馏制备稻壳灰活性炭。该发明主要是先利用白腐菌对稻壳进行处理后再用霉菌进行处理，其过程持续时间较长且操作复杂。稻壳中氧化硅含量高，碳含量较低，活性炭产品必然杂质含量高，均匀性不佳。且该专利无活化剂处理，只是通过干馏煅烧获得活性炭，工艺粗糙。另外，该专利并未对所获产品品质进行描述，无法判断混菌发酵预处理可以获得有益效果。且预处理工艺需要加入硫酸铵、磷酸二氢钾、硫酸镁、吐温等，处理成本也较高，不利于大规模生产。
综上所述，目前尚未有直接用毛栓菌和棘孢木霉混合菌液处理木糖渣制备高品质活性炭的报道。本发明通过将专利保藏菌株毛栓菌SEM-6和棘孢木霉CGM-10混合液体发酵种子接种到木糖渣基质中对其进行预处理后制备活性炭，可以明显提高活性炭产品品质。
发明内容
本发明的目的是提供一种为提高活性炭品质而利用真菌预处理木糖渣的方法，主要采用真菌棘孢木霉CGM-10（CCTCC No. M 2014001 ）和 毛栓菌SEM-6（CCTCC No. M 2014002）对木糖渣进行预处理从而提高活性炭产品品质。
本发明所用棘孢木霉CGM-10，拉丁文学名Trichoderma asperellum CGM-10，该菌株已于2014年1月6日保藏于中国典型培养物保藏中心（CCTCC），地址为武汉市武昌珞珈山武汉大学，保藏编号 CCTCC No. M 2014001（Trichoderma asperellum CGM-10）。
本发明所用毛栓菌SEM-6，拉丁文学名Trametes trogii SEM-6，该菌株已于2014年1月6日保藏于中国典型培养物保藏中心（CCTCC），地址为武汉市武昌珞珈山武汉大学，保藏编号为CCTCC No．M 2014002（Trametes trogii SEM-6）。
所述棘孢木霉和毛栓菌活化培养基包括：土豆提取液200克（煮汁，八层纱布过滤），葡萄糖20克，自来水1000毫升，琼脂20克，pH5.0。其中土豆提取液是指，土豆200克，切块煮沸30分钟后用细纱布（80-150目）过滤后所得澄清提取液。
本发明所述木糖渣是以玉米芯生产木糖过程中产生的木糖渣为原料，即是指玉米芯经稀酸处理提取木糖后的残余物。其主要获得过程如下：玉米芯洗净后干燥粉碎至粒度为3-5毫米，然后投入处理罐中，加入其体积1-3倍量的清水，加热至100℃蒸煮90分钟，排水后再加入5倍料重、浓度为2-3%的盐酸，在120℃-130℃，压力为0.1兆帕下水解3-5小时后加入波美度17的碳酸钙乳液进行中和，调控pH至4.0左右，过滤除渣即得木糖渣。木糖渣经脱水后获得含水量70%左右的木糖渣，并经过烘、晒处理可获得含水量20%-50%的木糖渣。
如无特殊说明，本发明中原料用量均为重量份。
一种为提高活性炭品质而利用真菌预处理木糖渣的方法，它主要由如下步骤组成：（1）平板培养；采用马铃薯葡萄糖琼脂（PDA）培养基；PDA培养基配方为：土豆200克（煮汁，八层纱布过滤），葡萄糖20克，琼脂20克，加去离子水至1000毫升，pH自然。上述培养基经121℃灭菌30分钟后倒平板，冷却后接种棘孢木霉CGM-10（Trichoderma asperellum CGM-10）CCTCC No.M2014001和毛栓菌SEM-6（Trametes trogii SEM-6）CCTCC No. M 2014002菌丝体，在30℃条件下培养5-7天，获得接种平板；
（2）液体发酵种子；液体种子培养基（克每升）：葡萄糖20，豆粕5，酵母粉1， 磷酸二氢钾1，七水硫酸镁0.5，初始pH 4-7，摇床转速为200转每分钟，从接种平板接种菌株棘孢木霉CGM-10和毛栓菌SEM-6，其中棘孢木霉CGM-10孢子接种量为每50毫升液体种子培养基107个，毛栓菌SEM-6孢子接种量为每50毫升液体种子培养基108个。培养时间为48-72小时，获得液体发酵种子；
（3）混合液体发酵种子；将步骤（2）中获得的含有棘孢木霉的液体发酵种子和含有毛栓菌的液体发酵种子进行混合，按照重量份计，棘孢木霉液体种子和毛栓菌液体种子比例为0.1-1：1，混合均匀后获得混合液体发酵种子；
（4）接种；木糖渣（含水量40-70%）调节pH值为3.5-4.5，经121℃灭菌30-60分钟，接种步骤（3）中获得的液体发酵种子；其接种比例为100份木糖渣接种2-8份含有棘孢木霉和毛栓菌的混合液体发酵种子，获得木糖渣预处理基质；
（5）木糖渣的生物预处理；步骤（5）中获得的木糖渣预处理基质在25-30℃条件下培养5-15天，获得经生物预处理的木糖渣；
（6）炭化；将步骤（5）中获得的经生物预处理的木糖渣在105℃下烘干，烘干后的木糖渣放进火化炉，使活化炉以20℃每分钟的升温速率由室温升温至400℃，保持400℃下炭化1小时，获得炭化料；
（7）活化：使活化炉以20℃每分钟的升温速率升温至最高温度600-900℃，然后通入0.2-1.0升每分钟的水蒸气，在最高温度活化20-180分钟，然后停止通入水蒸气，并关闭加热活化炉。自然冷却至20℃左右，获得活性炭粗料；
（8）酸洗；将步骤（7）获得的活性炭粗料用10%体积比的盐酸溶液煮沸后沉淀、过滤，再煮沸、过滤，反复3-5次。然后换用自来水再煮沸后沉淀、过滤，再煮沸、过滤，反复多次，直至活性炭水洗液pH值为中性时停止， 105℃下烘干至水分含量低于5%，获得最终产物活性炭。
本发明的有益效果：本发明以菌株棘孢木霉（Trichoderma asperellum）CGM-10和毛栓菌（Trametes trogii）SEM-6混合预处理木糖渣，然后制备成活性炭。双菌混合预处理工艺中菌丝破坏了木糖渣中木质纤维素的结构，且双菌生长过程中分泌的酶会水解部分纤维素和木质素形成空隙，这增加了活化剂水蒸气渗透进入木糖渣的深度，缩短了渗透时间，提高了木糖渣内表面水蒸气的吸附量，使得活化反应在低温段就得以普遍展开。因此制备工艺过程中可以明显降低活化温度和缩短活化时间，而且比表面积和得率都得到很大的提高，中孔也显著增多。这不但提高了活性炭的品质，而且节约了制备过程中的能源消耗。本发明是针对水蒸气活化制备活性炭工艺进行的改善，不仅有利于促进环保型活化剂的推广使用，而且成本低廉。另外，增加的预处理过程无污染，能耗低，成本低。这都增加了活性炭产品的市场竞争力。本发明公开了一种以提高活性炭品质而利用真菌预处理木糖渣的方法，所采用真菌为棘孢木霉CGM-10，CCTCC No. M 2014001 和 毛栓菌SEM-6，CCTCC No. M 2014002，处理原料为木糖渣。经处理后木糖渣活性炭产品比表面积能够提高10-40%，得率提高5-15%，最可几孔径由微孔向中孔偏移，中孔比率明显提高，活化温度降低50-100℃，活化时间缩短30-90分钟，有着很强的应用价值。
具体实施方式
实施例1
一种为提高活性炭品质而利用真菌预处理木糖渣的方法，它由如下步骤组成：采用PDA培养基经121℃灭菌30分钟后倒平板，冷却后接种棘孢木霉CGM-10（CCTCC No.M2014001）毛栓菌SEM-6（CCTCC No. M 2014002）菌丝体，在30℃条件下培养5天，获得接种平板。从接种平板接种菌株棘孢木霉CGM-10毛栓菌SEM-6，其中棘孢木霉CGM-10孢子接种量为107个每50毫升液体种子培养基，毛栓菌SEM-6孢子接种量为108个每50毫升液体种子培养基。培养48小时，获得液体发酵种子。将含有棘孢木霉的液体发酵种子和含有毛栓菌的液体发酵种子进行混合，按照重量份计，棘孢木霉液体种子和毛栓菌液体种子比例为0.1：1，混合均匀后获得混合液体发酵种子。
将木糖渣（含水量40%）调节pH值为3.5，经121℃灭菌30分钟，接种混合液体发酵种子，接种比例为100份木糖渣接种2份含有棘孢木霉和毛栓菌的混合液体发酵种子，获得木糖渣预处理基质。将木糖渣预处理基质在25℃条件下培养5天，获得经生物预处理的木糖渣。
将经生物预处理的木糖渣在105℃下烘干，烘干后的木糖渣放进火化炉，使活化炉以20℃每分钟的升温速率由室温升温至400℃，保持400℃下炭化1小时，获得炭化料；再使活化炉以20℃每分钟的升温速率升温至最高温度600℃，然后通入0.2升每分钟的水蒸气，在最高温度活化180分钟。然后停止通入水蒸气，并关闭加热活化炉，自然冷却至20℃左右，获得活性炭粗料。
将活性炭粗料用10%体积比的盐酸溶液煮沸后沉淀、过滤，再煮沸、过滤，反复3-5次。然后换用自来水再煮沸后沉淀、过滤，再煮沸、过滤，反复多次，直至活性炭水洗液pH值为中性时停止， 105℃下烘干至水分含量低于5%，获得最终产物活性炭。
此条件下获得的活性炭比表面积为573平方米每克，最可几孔径53.5 纳米，得率47%。
木糖渣是指玉米芯经稀酸处理提取木糖后的残余物，其主要获得过程如下：玉米芯洗净后干燥粉碎至粒度为3-5毫米，然后投入处理罐中，加入其体积1-3倍量的清水，加热至100℃蒸煮90分钟，排水后再加入5倍料重、浓度为2-3%的盐酸，在120℃-130℃，压力为0.1兆帕下水解3-5小时后加入波美度17的碳酸钙乳液进行中和，调控pH至4.0左右，过滤除渣即得木糖渣。木糖渣经脱水后获得含水量70%左右的木糖渣，并经过烘、晒处理可获得含水量20%-50%的木糖渣。
实施例2
一种为提高活性炭品质而利用真菌预处理木糖渣的方法，它由如下步骤组成：采用PDA培养基经121℃灭菌30分钟后倒平板，冷却后接种棘孢木霉CGM-10（CCTCC No.M2014001）毛栓菌SEM-6（CCTCC No. M 2014002）菌丝体，在30℃条件下培养7天，获得接种平板。从接种平板接种菌株棘孢木霉CGM-10和毛栓菌SEM-6，其中棘孢木霉CGM-10孢子接种量为107个每50毫升液体种子培养基，毛栓菌SEM-6孢子接种量为108个每50毫升液体种子培养基。培养72小时，获得液体发酵种子。将含有棘孢木霉的液体发酵种子和含有毛栓菌的液体发酵种子进行混合，按照重量份计，棘孢木霉液体种子和毛栓菌液体种子比例为1：1，混合均匀后获得混合液体发酵种子。
木糖渣是指玉米芯经稀酸处理提取木糖后的残余物。处理过程与实施例1相同，不再赘述。
将木糖渣（含水量70%）调节pH值为4.5，经121℃灭菌60分钟，接种混合液体发酵种子，接种比例为100份木糖渣接种6份含有棘孢木霉和毛栓菌的混合液体发酵种子，获得木糖渣预处理基质。将木糖渣预处理基质在25℃条件下培养15天，获得经生物预处理的木糖渣。
将经生物预处理的木糖渣在105℃下烘干，烘干后的木糖渣放进火化炉，使活化炉以20℃每分钟的升温速率由室温升温至400℃，保持400℃下炭化1小时，获得炭化料；再使活化炉以20℃每分钟的升温速率升温至最高温度900℃，然后通入1.0升每分钟的水蒸气，在最高温度活化20分钟，然后停止通入水蒸气，并关闭加热活化炉。自然冷却至20℃左右，获得活性炭粗料。
将活性炭粗料用10%体积比的盐酸溶液煮沸后沉淀、过滤，再煮沸、过滤，反复3-5次。然后换用自来水再煮沸后沉淀、过滤，再煮沸、过滤，反复多次，直至活性炭水洗液pH值为中性时停止， 105℃下烘干至水分含量低于5%，获得最终产物活性炭。
此条件下获得的活性炭比表面积为1096平方米每克，最可几孔径8.9纳米，得率23%。
实施例3
一种为提高活性炭品质而利用真菌预处理木糖渣的方法，采用PDA培养基经121℃灭菌30分钟后倒平板，冷却后接种棘孢木霉CGM-10（CCTCC No.M2014001）毛栓菌SEM-6（CCTCC No. M 2014002）菌丝体，在30℃条件下培养6天，获得接种平板。从接种平板接种菌株棘孢木霉CGM-10和毛栓菌SEM-6，其中棘孢木霉CGM-10孢子接种量为107个每50毫升液体种子培养基，毛栓菌SEM-6孢子接种量为108个每50毫升液体种子培养基。培养60小时，获得液体发酵种子。将含有棘孢木霉的液体发酵种子和含有毛栓菌的液体发酵种子进行混合，按照重量份计，棘孢木霉液体种子和毛栓菌液体种子比例为0.7：1，混合均匀后获得混合液体发酵种子。
木糖渣是指玉米芯经稀酸处理提取木糖后的残余物。处理过程与实施例1相同，不再赘述。
将木糖渣（含水量60%）调节pH值为4，经121℃灭菌30分钟，接种混合液体发酵种子，接种比例为100份木糖渣接种2份含有棘孢木霉和毛栓菌的混合液体发酵种子，获得木糖渣预处理基质。将木糖渣预处理基质在25℃条件下培养8天，获得经生物预处理的木糖渣。
将经生物预处理的木糖渣在105℃下烘干，烘干后的木糖渣放进火化炉，使活化炉以20℃每分钟的升温速率由室温升温至400℃，保持400℃下炭化1小时，获得炭化料；再使活化炉以20℃每分钟的升温速率升温至最高温度800℃，然后通入0.5升每分钟的水蒸气，在最高温度活化90分钟，然后停止通入水蒸气，并关闭加热活化炉。自然冷却至20℃左右，获得活性炭粗料。
将活性炭粗料用10%体积比的盐酸溶液煮沸后沉淀、过滤，再煮沸、过滤，反复3-5次。然后换用自来水再煮沸后沉淀、过滤，再煮沸、过滤，反复多次，直至活性炭水洗液pH值为7.0左右时停止， 105℃下烘干至水分含量低于5%，获得最终产物活性炭。
此条件下获得的活性炭比表面积为1156平方米每克，最可几孔径26.5纳米，得率41%。
实施例4
一种为提高活性炭品质而利用真菌预处理木糖渣的方法，采用PDA培养基经121℃灭菌30分钟后倒平板，冷却后接种棘孢木霉CGM-10（CCTCC No.M2014001）毛栓菌SEM-6（CCTCC No. M 2014002）菌丝体，在30℃条件下培养7天，获得接种平板。从接种平板接种菌株棘孢木霉CGM-10毛栓菌和SEM-6，其中棘孢木霉CGM-10孢子接种量为107个每50毫升液体种子培养基，毛栓菌SEM-6孢子接种量为108个每50毫升液体种子培养基。培养48小时，获得液体发酵种子。将含有棘孢木霉的液体发酵种子和含有毛栓菌的液体发酵种子进行混合，按照重量份计，棘孢木霉液体种子和毛栓菌液体种子比例为0.5：1，混合均匀后获得混合液体发酵种子。
木糖渣是指玉米芯经稀酸处理提取木糖后的残余物。处理过程与实施例1相同，不再赘述。
将木糖渣（含水量60%）调节pH值为4，经121℃灭菌30分钟，接种混合液体发酵种子，接种比例为100份木糖渣接种2份含有棘孢木霉和毛栓菌的混合液体发酵种子，获得木糖渣预处理基质。将木糖渣预处理基质在25℃条件下培养8天，获得经生物预处理的木糖渣。
将经生物预处理的木糖渣在105℃下烘干，烘干后的木糖渣放进火化炉，使活化炉以20℃每分钟的升温速率由室温升温至400℃，保持400℃下炭化1小时，获得炭化料；再使活化炉以20℃每分钟的升温速率升温至最高温度800℃，然后通入0.4升每分钟的水蒸气，在最高温度活化60分钟，然后停止通入水蒸气，并关闭加热活化炉。自然冷却至20℃左右，获得活性炭粗料。
将活性炭粗料用10%体积比的盐酸溶液煮沸后沉淀、过滤，再煮沸、过滤，反复3-5次。然后换用自来水再煮沸后沉淀、过滤，再煮沸、过滤，反复多次，直至活性炭水洗液pH值为中性时停止， 105℃下烘干至水分含量低于5%，获得最终产物活性炭。
此条件下获得的活性炭比表面积为1122平方米每克，最可几孔径33.0纳米，得率39%。
实施例5（对比例）
木糖渣是指玉米芯经稀酸处理提取木糖后的残余物。处理过程与实施例1相同，不再赘述。
将未经任何生物预处理的木糖渣在105℃下烘干，烘干后的木糖渣放进火化炉，使活化炉以20℃每分钟的升温速率由室温升温至400℃，保持400℃下炭化1小时，获得炭化料；再使活化炉以20℃每分钟的升温速率升温至最高温度800℃，然后通入0.5升每分钟的水蒸气，在最高温度活化90分钟，然后停止通入水蒸气，并关闭加热活化炉。自然冷却至20℃左右，获得活性炭粗料。
将活性炭粗料用10%体积比的盐酸溶液煮沸后沉淀、过滤，再煮沸、过滤，反复3-5次。然后换用自来水再煮沸后沉淀、过滤，再煮沸、过滤，反复多次，直至活性炭水洗液pH值为中性时停止， 105℃下烘干至水分含量低于5%，获得最终产物活性炭。
此条件下获得的活性炭比表面积为865平方米每克，最可几孔径1.3纳米，得率31%。
实施例6（对比例）
木糖渣是指玉米芯经稀酸处理提取木糖后的残余物。处理过程与实施例1相同，不再赘述。
将未经任何生物预处理的木糖渣在105℃下烘干，烘干后的木糖渣放进火化炉，使活化炉以20℃每分钟的升温速率由室温升温至400℃，保持400℃下炭化1小时，获得炭化料；再使活化炉以20℃每分钟的升温速率升温至最高温度800℃，然后通入0.4升每分钟的水蒸气，在最高温度活化60分钟，然后停止通入水蒸气，并关闭加热活化炉。自然冷却至20℃左右，获得活性炭粗料。
将活性炭粗料用10%体积比的盐酸溶液煮沸后沉淀、过滤，再煮沸、过滤，反复3-5次。然后换用自来水再煮沸后沉淀、过滤，再煮沸、过滤，反复多次，直至活性炭水洗液pH值为中性时停止， 105℃下烘干至水分含量低于5%，获得最终产物活性炭。
此条件下获得的活性炭比表面积为802平方米每克，最可几孔径0.9纳米，得率35%。
实施例7（对比例）
木糖渣是指玉米芯经稀酸处理提取木糖后的残余物。处理过程与实施例1相同，不再赘述。
一种利用真菌预处理木糖渣制备活性炭的方法，它由如下步骤组成：步骤一，将白腐真菌变色栓菌（Trametes versicolor）CGMCC 5.0048接入木糖渣发酵培养基中，温度25℃，发酵9天得到初步经生物预处理的木糖渣，培养基含水量为50%，接种物孢子悬液浓度为107个每毫升，接种体积为实际培养基体积的5%。其中木糖渣发酵培养基由如下组分重量百分比组成：木糖渣10%，硫酸铵3%，硫酸二氢钾3%，硫酸镁3%，吐温80 3%，pH4，其余为水；步骤二，将绿色木霉（Trichoderma viride）CGMCC 3.5455接入步骤一的初步经生物预处理的木糖渣中，温度25℃培养7天，以孢子悬液接种，孢子悬液浓度为107个每毫升，接种体积为培养基实际体积的5%；处理后获得经生物预处理的木糖渣。步骤三，碳化制备木糖渣灰活性炭：首先对步骤二经生物预处理的的木糖渣脱水，脱水温度为120℃，时间60分钟。然后对脱水木糖渣进行预碳化，预碳化温度260℃，时间60分钟，然后对木糖渣进行碳化，碳化温度450分钟，时间75分钟，最后对碳化后木糖渣煅烧，煅烧温度600度，时间120分钟。获得最终产物活性炭。
此条件下获得的活性炭比表面积为273平方米每克，最可几孔径2.3纳米，得率43%。
木糖渣是指玉米芯经稀酸处理提取木糖后的残余物，其主要获得过程如下：玉米芯洗净后干燥粉碎至粒度为3-5毫米，然后投入处理罐中，加入其体积1-3倍量的清水，加热至100℃蒸煮90分钟，排水后再加入5倍料重、浓度为2-3%的盐酸，在120℃-130℃，压力为0.1兆帕下水解3-5小时后加入波美度17的碳酸钙乳液进行中和，调控pH至4.0左右，过滤除渣即得木糖渣。木糖渣经脱水后获得含水量70%左右的木糖渣，并经过烘、晒处理可获得含水量20%-50%的木糖渣。
Claims (3)
1.一种为提高活性炭品质而利用真菌预处理木糖渣的方法，其特征是它主要由如下步骤组成：（1）平板培养；采用PDA培养基；PDA培养基配方为：土豆200克（煮汁，八层纱布过滤），葡萄糖20克，琼脂20克，加去离子水至1000毫升，pH自然；上述培养基经121℃灭菌30分钟后倒平板，冷却后接种棘孢木霉CGM-10（Trichoderma asperellum CGM-10 Trichoderma asperellum CGM-10）CCTCC No. M 2014001和毛栓菌SEM-6（Trametes trogii SEM-6）CCTCC No. M 2014002菌丝，在30℃条件下培养5-7天，获得接种平板；
（2）液体发酵种子；液体种子培养基以克每升为单位：葡萄糖20，豆粕5，酵母粉1， 磷酸二氢钾1，七水硫酸镁0.5，初始pH 4-7，摇床转速为200转每分钟，从接种平板接种菌株棘孢木霉CGM-10和毛栓菌SEM-6，其中棘孢木霉CGM-10孢子接种量为107个每50毫升液体种子培养基，毛栓菌SEM-6孢子接种量为108个每50毫升液体种子培养基；培养时间为48-72小时，获得液体发酵种子；
（3）混合液体发酵种子；将步骤（2）中获得的含有棘孢木霉的液体发酵种子和含有毛栓菌的液体发酵种子进行混合，按照重量份计，棘孢木霉液体种子和毛栓菌液体种子比例为0.1-1：1，混合均匀后获得混合液体发酵种子；
（4）接种；将含水量40-70%的木糖渣调节pH值为3.5-4.5，经121℃灭菌30-60分钟，接种步骤（3）中获得的混合液体发酵种子；其接种比例为100份木糖渣接种2-8份含有棘孢木霉和毛栓菌的混合液体发酵种子，获得木糖渣预处理基质；
（5）木糖渣的生物预处理；步骤（5）中获得的木糖渣预处理基质在25-30℃条件下培养5-15天，获得经生物预处理的木糖渣。
2.根据权利要求1所述的一种为提高活性炭品质而利用真菌预处理木糖渣的方法，其特征是它还包括如下后续步骤：（6）炭化；将步骤（5）中获得的经生物预处理的木糖渣在105℃下烘干，烘干后的木糖渣放进火化炉，使活化炉以20℃每分钟的升温速率由室温升温至400℃，保持400℃下炭化1小时，获得炭化料；
（7）活化：使活化炉以20℃每分钟的升温速率升温至最高温度600-900℃，然后通入0.2-1.0升每分钟的水蒸气，在最高温度活化20-180分钟，然后停止通入水蒸气，并关闭加热活化炉；自然冷却至20℃左右，获得活性炭粗料；
（8）酸洗；将步骤（7）获得的活性炭粗料用10%体积比的盐酸溶液煮沸后沉淀、过滤，再煮沸、过滤，反复3-5次；然后换用自来水再煮沸后沉淀、过滤，再煮沸、过滤，反复多次，直至活性炭水洗液pH值为中性时停止， 105℃下烘干至水分含量低于5%，获得最终产物活性炭。
3.根据权利要求1所述的一种为提高活性炭品质而利用真菌预处理木糖渣的方法，其特征是它以玉米芯生产木糖过程中产生的木糖渣为原料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410162094.2A CN103923843B (zh) | 2014-04-22 | 2014-04-22 | 为提高活性炭品质而利用真菌预处理木糖渣的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410162094.2A CN103923843B (zh) | 2014-04-22 | 2014-04-22 | 为提高活性炭品质而利用真菌预处理木糖渣的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103923843A true CN103923843A (zh) | 2014-07-16 |
| CN103923843B CN103923843B (zh) | 2016-08-24 |
Family
ID=51142242
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410162094.2A Active CN103923843B (zh) | 2014-04-22 | 2014-04-22 | 为提高活性炭品质而利用真菌预处理木糖渣的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103923843B (zh) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104538583A (zh) * | 2015-01-30 | 2015-04-22 | 西南大学 | 一种基于真菌分生孢子的碳材料及其制备方法和应用 |
| CN107522200A (zh) * | 2017-08-16 | 2017-12-29 | 华南师范大学 | 一种活性生物质碳材料的制备方法及其应用 |
| CN109574007A (zh) * | 2018-12-13 | 2019-04-05 | 华南理工大学 | 利用真菌预处理制备高比表面积多孔炭材料及方法与应用 |
| CN109621896A (zh) * | 2019-01-02 | 2019-04-16 | 湖南科技大学 | 一种用鞘柄木制备生物炭的方法 |
| CN111153404A (zh) * | 2018-04-16 | 2020-05-15 | 吉林农业大学 | 一种具有高吸附量及稳定性的活性炭材料的制备方法 |
| CN113663640A (zh) * | 2021-08-20 | 2021-11-19 | 华南理工大学 | 一种多级孔炭材料及其制备方法和应用 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1958789A (zh) * | 2006-01-20 | 2007-05-09 | 安徽大学 | 一种真菌共培养发酵生产漆酶的方法 |
| CN101288846A (zh) * | 2008-05-09 | 2008-10-22 | 淮阴工学院 | 微生物预处理生产稻壳灰吸附剂的方法 |
| CN101837973A (zh) * | 2009-03-20 | 2010-09-22 | 山东福田药业有限公司 | 利用玉米芯水解渣制备活性炭的工艺 |
| CN102154108A (zh) * | 2011-01-19 | 2011-08-17 | 山东省科学院能源研究所 | 木糖渣或糠醛渣预处理菌剂及其制备方法和用途 |
| CN103121676A (zh) * | 2013-02-20 | 2013-05-29 | 淮阴工学院 | 混菌固态发酵预处理稻壳制备稻壳灰活性炭的方法 |
-
2014
- 2014-04-22 CN CN201410162094.2A patent/CN103923843B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1958789A (zh) * | 2006-01-20 | 2007-05-09 | 安徽大学 | 一种真菌共培养发酵生产漆酶的方法 |
| CN101288846A (zh) * | 2008-05-09 | 2008-10-22 | 淮阴工学院 | 微生物预处理生产稻壳灰吸附剂的方法 |
| CN101837973A (zh) * | 2009-03-20 | 2010-09-22 | 山东福田药业有限公司 | 利用玉米芯水解渣制备活性炭的工艺 |
| CN102154108A (zh) * | 2011-01-19 | 2011-08-17 | 山东省科学院能源研究所 | 木糖渣或糠醛渣预处理菌剂及其制备方法和用途 |
| CN103121676A (zh) * | 2013-02-20 | 2013-05-29 | 淮阴工学院 | 混菌固态发酵预处理稻壳制备稻壳灰活性炭的方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 曹青等: "玉米芯制备高比表面积活性炭的研究", 《林产化学与工业》 * |
| 顾瑞生等: "木糖渣制取粉状活性炭的研究", 《林产化学与工业》 * |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104538583A (zh) * | 2015-01-30 | 2015-04-22 | 西南大学 | 一种基于真菌分生孢子的碳材料及其制备方法和应用 |
| CN104538583B (zh) * | 2015-01-30 | 2016-08-03 | 西南大学 | 一种基于真菌分生孢子的碳材料及其制备方法和应用 |
| CN107522200A (zh) * | 2017-08-16 | 2017-12-29 | 华南师范大学 | 一种活性生物质碳材料的制备方法及其应用 |
| CN107522200B (zh) * | 2017-08-16 | 2020-01-21 | 华南师范大学 | 一种活性生物质碳材料的制备方法及其应用 |
| CN111153404A (zh) * | 2018-04-16 | 2020-05-15 | 吉林农业大学 | 一种具有高吸附量及稳定性的活性炭材料的制备方法 |
| CN109574007A (zh) * | 2018-12-13 | 2019-04-05 | 华南理工大学 | 利用真菌预处理制备高比表面积多孔炭材料及方法与应用 |
| CN109621896A (zh) * | 2019-01-02 | 2019-04-16 | 湖南科技大学 | 一种用鞘柄木制备生物炭的方法 |
| CN113663640A (zh) * | 2021-08-20 | 2021-11-19 | 华南理工大学 | 一种多级孔炭材料及其制备方法和应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103923843B (zh) | 2016-08-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103923843B (zh) | 为提高活性炭品质而利用真菌预处理木糖渣的方法 | |
| Borines et al. | Bioethanol production from the macroalgae Sargassum spp. | |
| CN104774876B (zh) | 一种木质纤维素生物质综合利用的方法 | |
| Chandel et al. | Use of Saccharum spontaneum (wild sugarcane) as biomaterial for cell immobilization and modulated ethanol production by thermotolerant Saccharomyces cerevisiae VS3 | |
| GB2593311A (en) | Easy-control technology for preparing biomass skeletal charcoal having micropore-mesopore structure and high specific surface area | |
| CN102174433B (zh) | 一株高抗逆性贝氏梭菌及其应用 | |
| CN103773824B (zh) | 一种细菌纤维素发酵培养基及利用该培养基生产细菌纤维素的方法 | |
| CN102745689A (zh) | 微生物白腐真菌或酶催化活化烟草基制备活性炭的方法 | |
| CN104774877A (zh) | 一种木质纤维素生物质联产乙醇、丙酮和丁醇的方法 | |
| CN1804025A (zh) | 一种酶法生产木糖的方法 | |
| CN103468614A (zh) | 一种餐厨垃圾分解菌剂及其制备方法 | |
| CN102488087A (zh) | 一种茶籽饼粕的生物脱毒方法 | |
| CN102259855A (zh) | 一种环保型超级竹质活性炭生产方法 | |
| CN104690068A (zh) | 一种利用生物质制备水热焦的方法 | |
| CN104357428A (zh) | 一种木聚糖酶的液态深层发酵方法 | |
| CN106755179B (zh) | 一种适于细菌纤维素发酵的培养基 | |
| CN105713925A (zh) | 一种利用纤维素作为原料制取氢气的方法 | |
| CN104762333B (zh) | 利用冬笋壳制备木糖醇的方法 | |
| CN107090479B (zh) | 酶催化双氧水漂白木质纤维素类生物质制备药用微晶纤维素的新工艺 | |
| CN103305569B (zh) | 出芽短梗霉ay82利用木糖生产普鲁兰糖的方法 | |
| CN105400754A (zh) | 一种富含纤维素类物质的中药药渣高值化综合利用的方法 | |
| CN108176359A (zh) | 一种混合废料生物炭的制备方法 | |
| CN102766656A (zh) | 一种利用甘蔗渣廉价制备微生物絮凝剂的方法 | |
| CN102286553B (zh) | 一种由糠醛渣和皂荚渣制备乳酸的方法 | |
| CN101544996A (zh) | 植物体糖化发酵酒曲(菌体蛋白饲粮)与生醇发酵生产新工艺 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |