CN104293860A

CN104293860A - 糠醛渣的综合利用方法

Info

Publication number: CN104293860A
Application number: CN201410433596.4A
Authority: CN
Inventors: 曹吉祥
Original assignee: Jinan Meter Duo Tan New Energy Technology Co Ltd
Current assignee: Jinan Meter Duo Tan New Energy Technology Co Ltd
Priority date: 2014-08-29
Filing date: 2014-08-29
Publication date: 2015-01-21

Abstract

本发明公开了一种糠醛渣的综合利用方法，属于糠醛生产领域，为解决现有糠醛渣利用中低附加值的问题。本发明包括步骤1）水洗糠醛渣，抽提可溶性成分及硫酸，压滤得第一固渣和第一清液；2）向第一清液中加入草木灰并混匀，抽提并压滤得第二固渣和第二清液，第二清液用作植物营养液或液态肥；3）向第一固渣中加入水和纤维素酶，酶解，压滤得第三固渣和第三清液，第三清液用于生产葡萄糖；4）第二固渣和第三固渣混合发酵制得有机肥。该方法中所产生的所有废渣用于发酵制备有机肥，而且所产生的废液经处理后重复利用，零排放、零污染，且生产多种高附加值产品，真正做到了糠醛渣的综合利用。该方法也适用于木糖渣的综合利用。

Description

糠醛渣的综合利用方法

技术领域

本发明涉及糠醛生产技术领域，特别涉及一种糠醛渣的综合利用方法。

背景技术

糠醛本身在工业上有重要用途。另外，糠醛还可以通过氢化、氧化、氯化、硝化和缩合等制备大量衍生产品。目前以糠醛为原料制得的衍生物有1600多种，在工业生产中应用相当广泛。其下游产品覆盖石油化工、合成树脂、食品、医药、农药、合成纤维等行业。

迄今为止，糠醛只能由农林废料、玉米芯、甘蔗渣等植物纤维原料通过水解制得。玉米芯硫酸催化水解工艺为我国糠醛生产的主流工艺，主要是半纤维素中含有的戊聚糖在酸催化下首先水解生成戊糖，戊糖再经过酸催化脱水生产糠醛。但是玉米芯水解时伴有多种副反应发生，糠醛收率低、难分离提纯，大约11吨玉米芯生产1吨糠醛，企业利润低；同时，生产中用到大量硫酸，给环境带来很大压力。

木糖生产与糠醛生产类似，也采用玉米芯为原料，稀硫酸水解，得率也与糠醛相近。二者不同之处主要在后期的纯化工艺。

事实上，糠醛、木糖生产过程中仅用了玉米芯中的半纤维素组分，而附加值更高的纤维素、木质素等组分成了废渣（糠醛渣、木糖渣），污染了环境，成为企业的负担。

糠醛渣的再利用成为亟待解决的问题，公开号为“CN 103551362 A”的发明专利公开了一种农业剩余物综合利用新工艺，包括糠醛渣的再利用。糠醛渣先经压滤，初步降低糠醛渣含水量至40~50%，随后送去烘干进一步脱水，待糠醛渣水分降至15~20%时，加入粉煤灰进行中和，中和后造粒制得生物质燃料，用于生物质发电，同时燃烧后产生的固废物作为有机肥的原料实现再利用。该糠醛渣的利用方法，附加值很低。

发明内容

为了弥补以上不足，本发明提供了一种零排放、零污染、高产出的糠醛渣的综合利用方法。

本发明的技术方案为：

一种糠醛渣的综合利用方法，包括以下步骤：

1）水洗糠醛渣，抽提糠醛渣中可溶性成分及硫酸后，压滤得第一固渣和第一清液；

2）向所述第一清液中加入草木灰并混匀，抽提草木灰中水溶性组分后，压滤得第二固渣和第二清液，所述第二清液用作植物营养液或液态肥；

3）向所述第一固渣中加入水和纤维素酶，并在30~65℃下保温1~100h，压滤得第三固渣和第三清液，所述第三清液用于生产葡萄糖；

4）所述第二固渣和第三固渣混合发酵，制得有机肥。

糠醛渣主要包括：45%水分（含硫酸）、15%灰分、15%纤维素、14%木质素、6%腐殖酸。木糖渣的成分与糠醛渣成分相似。水洗糠醛渣，待糠醛渣中水溶性成分和硫酸溶于水后，过滤得到第一清液。第一清液中加入草木灰（草木灰由生物质发电厂提供），草木灰中可溶性成分溶于第一清液，过滤得到的第二清液中包括2.5%钾元素、0.1%氮元素、0.6%磷元素、1.8%腐殖酸和其他微量元素（经检测，微量元素含量为2mg/L左右），因此第二清液可作为植物营养液或液态肥（其中%均为质量分数）。

优选的，步骤1）中水洗糠醛渣用水与糠醛渣的质量比为2~10:1。为了使得糠醛渣中的水溶性成分充分溶于水，可以适当的搅拌和/或适当的加温。

优选的，步骤2）所述第一清液与草木灰的质量比为3~10:1。为了使得草木灰中的水溶性成分充分溶于第一清液，可以适当的搅拌和/或适当的加温。

优选的，步骤3）中向所述第一固渣中加入的水与第一固渣的质量比为2~10:1；每克第一固渣加入0.5~15万单位纤维素酶。纤维素酶的加入量以纤维素充分酶解为标准。

优选的，步骤3）中在40~55℃下保温2~10h。该温度范围内纤维素酶的活性高，酶解速度快。

进一步的，步骤3）中所述第三清液分别经脱色、层析、浓缩、干燥得葡萄糖。第三清液经过简单的物理处理即得到葡萄糖，工艺简单。

优选的，所产生的废液经处理后回用。产生的废液（废水）经处理后回用，充分利用资源，同时实现零排放、零污染。

优选的，所述方法适用于木糖渣。

本发明的有益效果为：

本发明方法中所产生的所有废渣用于发酵制备有机肥，而且所产生的废液经处理后重复利用，真正实现了零排放、零污染，且生产多种高附加值产品，如植物营养液或液态肥、葡萄糖、有机肥等，真正做到了糠醛渣的综合利用。该方法也适用于木糖渣的综合利用。本发明解决了糠醛渣和木糖渣综合利用的难题，具有良好的经济和社会效益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明糠醛渣的综合利用的工艺流程图。

具体实施方式

实施例1

一种糠醛渣的综合利用方法，包括以下步骤：

1）称取100kg糠醛渣，并向糠醛渣中加入200kg水，搅拌，提取糠醛渣中水溶性成分及硫酸后，压滤得40kg第一固渣和260kg第一清液。

2）向第一清液中加入80kg草木灰并混匀，由于第一清液为酸性溶液，可以溶解草木灰中钙、磷组分，另外，草木灰呈碱性，基本可以中和第一清液中的酸，使溶液呈近中性。提取草木灰中水溶性组分后，压滤得65kg第二固渣和275kg第二清液，第二清液用作植物营养液或液态肥；

3）向第一固渣中加入80kg水和纤维素酶（每克第一固渣加入0.5万单位纤维素酶），并在55℃下保温10h，压滤得第三固渣和第三清液，第三清液分别经活性炭脱色、柱层析、浓缩、干燥得葡萄糖。

4）第二固渣和第三固渣混合发酵，制得有机肥。

5）前四步骤中产生的废液（废水）经处理后回用。

实施例2

一种糠醛渣的综合利用方法，包括以下步骤：

1）称取100kg糠醛渣，并向糠醛渣中加入400kg水，搅拌，提取糠醛渣中水溶性成分及硫酸后，压滤得36kg第一固渣和464kg第一清液。

2）向第一清液中加入93kg草木灰并混匀，由于第一清液为酸性溶液，可以溶解草木灰中钙、磷组分，另外，草木灰呈碱性，基本可以中和第一清液中的酸，使溶液呈近中性。提取草木灰中水溶性组分后，压滤得74kg第二固渣和483kg第二清液，第二清液用作植物营养液或液态肥；

3）向第一固渣中加入180kg水和纤维素酶（每克第一固渣加入2万单位纤维素酶），并在45℃下保温10h，压滤得第三固渣和第三清液，第三清液分别经活性炭脱色、柱层析、浓缩、干燥得葡萄糖。

4）第二固渣和第三固渣混合发酵，制得有机肥。

5）前四步骤中产生的废液（废水）经处理后回用。

实施例3

一种糠醛渣的综合利用方法，包括以下步骤：

1）称取100kg糠醛渣，并向糠醛渣中加入600kg水，搅拌，提取糠醛渣中水溶性成分及硫酸后，压滤得40kg第一固渣和660kg第一清液。

2）向第一清液中加入85kg草木灰并混匀，由于第一清液为酸性溶液，可以溶解草木灰中钙、磷组分，另外，草木灰呈碱性，基本可以中和第一清液中的酸，使溶液呈近中性。提取草木灰中水溶性组分后，压滤得68kg第二固渣和677kg第二清液，第二清液用作植物营养液或液态肥；

3）向第一固渣中加入240kg水和纤维素酶（每克第一固渣加入5万单位纤维素酶），并在55℃下保温8h，压滤得第三固渣和第三清液，第三清液分别经活性炭脱色、柱层析、浓缩、干燥得葡萄糖。

4）第二固渣和第三固渣混合发酵，制得有机肥。

5）前四步骤中产生的废液（废水）经处理后回用。

实施例4

一种糠醛渣的综合利用方法，包括以下步骤：

1）称取100kg糠醛渣，并向糠醛渣中加入800kg水，搅拌，提取糠醛渣中水溶性成分及硫酸后，压滤得42kg第一固渣和858kg第一清液。

2）向第一清液中加入90kg草木灰并混匀，由于第一清液为酸性溶液，可以溶解草木灰中钙、磷组分，另外，草木灰呈碱性，基本可以中和第一清液中的酸，使溶液呈近中性。提取草木灰中水溶性组分后，压滤得76kg第二固渣和872kg第二清液，第二清液用作植物营养液或液态肥；

3）向第一固渣中加入300kg水和纤维素酶（每克第一固渣加入8万单位纤维素酶），并在55℃下保温6h，压滤得第三固渣和第三清液，第三清液分别经活性炭脱色、柱层析、浓缩、干燥得葡萄糖。

4）第二固渣和第三固渣混合发酵，制得有机肥。

5）前四步骤中产生的废液（废水）经处理后回用。

实施例5

一种糠醛渣的综合利用方法，包括以下步骤：

1）称取100kg糠醛渣，并向糠醛渣中加入300kg水，搅拌，提取糠醛渣中水溶性成分及硫酸后，压滤得40kg第一固渣和360kg第一清液。

2）向第一清液中加入120kg草木灰并混匀，由于第一清液为酸性溶液，可以溶解草木灰中钙、磷组分，另外，草木灰呈碱性，基本可以中和第一清液中的酸，使溶液呈近中性。提取草木灰中水溶性组分后，压滤得98kg第二固渣和382kg第二清液，第二清液用作植物营养液或液态肥；

3）向第一固渣中加入120kg水和纤维素酶（每克第一固渣加入3万单位纤维素酶），并在50℃下保温10h，压滤得第三固渣和第三清液，第三清液分别经活性炭脱色、柱层析、浓缩、干燥得葡萄糖。

4）第二固渣和第三固渣混合发酵，制得有机肥。

5）前四步骤中产生的废液（废水）经处理后回用。

实施例6

一种木糖渣的综合利用方法，包括以下步骤：

1）称取100kg木糖渣，并向木糖渣中加入500kg水，搅拌，提取木糖渣中水溶性成分及硫酸后，压滤得41kg第一固渣和259kg第一清液。

2）向第一清液中加入100kg草木灰并混匀，由于第一清液为酸性溶液，可以溶解草木灰中钙、磷组分，另外，草木灰呈碱性，基本可以中和第一清液中的酸，使溶液呈近中性。提取草木灰中水溶性组分后，压滤得83kg第二固渣和276kg第二清液，第二清液用作植物营养液或液态肥；

3）向第一固渣中加入120kg水和纤维素酶（每克第一固渣加入3万单位纤维素酶），并在55℃下保温10h，压滤得第三固渣和第三清液，第三清液分别经活性炭脱色、柱层析、浓缩、干燥得葡萄糖。

4）第二固渣和第三固渣混合发酵，制得有机肥。

5）前四步骤中产生的废液（废水）经处理后回用。

Claims

1.一种糠醛渣的综合利用方法，其特征在于，包括以下步骤：

4）所述第二固渣和第三固渣混合发酵，制得有机肥。

2.如权利要求1所述的糠醛渣的综合利用方法，其特征在于：步骤1）中水洗糠醛渣用水与糠醛渣的质量比为2~10:1。

3.如权利要求1所述的糠醛渣的综合利用方法，其特征在于：步骤2）所述第一清液与草木灰的质量比为3~10:1。

4.如权利要求1所述的糠醛渣的综合利用方法，其特征在于：步骤3）中向所述第一固渣中加入的水与第一固渣的质量比为2~10:1；每克第一固渣加入0.5~15万单位纤维素酶。

5.如权利要求1或4所述的糠醛渣的综合利用方法，其特征在于：步骤3）中在40~55℃下保温2~10h。

6.如权利要求5所述的糠醛渣的综合利用方法，其特征在于：步骤3）中所述第三清液分别经脱色、层析、浓缩、干燥得葡萄糖。

7.如权利要求1所述的糠醛渣的综合利用方法，其特征在于：所产生的废液经处理后回用。

8.如权利要求1所述的糠醛渣的综合利用方法，其特征在于：所述方法适用于木糖渣。