CN108315038A - 一种竹子废弃竹屑环保回收方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种竹子废弃竹屑环保回收方法，包括如下步骤：(1)竹屑预处理：用碱液将竹屑清洗后，干燥进行微粉碎成微粒；(2)热解：将竹屑微粒置于炭窑中加热干馏，并分别于80～150℃、300～400℃、800～900℃的温度下收集蒸馏液得到A粗木醋液、B粗木醋液、C粗木醋液；(3)精制：将A粗木醋液蒸馏冷凝液提纯；将B粗木醋液进行超临界二氧化碳萃取精制；将C粗木醋液用活性炭吸附除杂；(4)陈化：将精制A木醋液、精制B木醋液、精制C木醋液陈化4～6个月。本发明竹屑处理方法得到木醋液，不同的制备工艺得到组分不同，成分含量不同。本发明制备得到多种木醋液，可应用于多种不同的领域，应用范围广，竹屑资源再利用率高。

Description

一种竹子废弃竹屑环保回收方法

技术领域

本发明涉及废弃物处理技术领域，具体涉及一种竹子废弃竹屑环保回收方法。

背景技术

竹用途广泛，常是木材的替代和补充材料，用于建筑、造纸、家具和工艺品制造等，有的竹笋还是膳食材料，可鲜食或加工。但是这些产业中，利用的多是竹杆或笋肉部分，竹材的利用率在35～40％左右，在实际的生产过程中产生大量的低价值废材，竹子加工的下脚料和碎屑等作为废弃物随意丢置，腐烂霉变或直接掩埋和焚烧，即使是利用，利用方式也较为初级，技术含量低，这不仅造成环境污染，还对竹资源造成极大的浪费。

发明内容

本发明解决现有技术中废弃竹屑利用价值低，还易造成环境污染的问题，提供一种竹子废弃竹屑环保回收方法。

为解决上述问题，本发明采取如下技术方案：

一种竹子废弃竹屑环保回收方法，包括如下步骤：

(1)竹屑预处理：用碱液将竹屑清洗后，干燥至水分百分含量为15～20％后进行微粉碎成微粒；

(2)热解：将竹屑微粒置于炭窑中加热干馏，以20～50℃/h的升温速度升温热解，并于80～150℃的温度下热解1～2h后收集蒸馏液得到A粗木醋液；再继续升温至300～400℃后保温1～2h收集蒸馏液得到B粗木醋液；再继续升温至800～900℃保温1～2h，收集蒸馏液得到C粗木醋液；

(3)精制：

将A粗木醋液置于蒸馏釜中在压力为20Mpa、温度为150℃下蒸馏收集冷凝液即得所述精制A木醋液；

将B粗木醋液置于超临界二氧化碳萃取釜中，以乙醚、甲苯、乙酸乙酯的混合液为夹带剂进行萃取得到所述精制B木醋液；所述超临界二氧化碳的萃取温度为30～35℃、萃取压力为60～63Mpa，二氧化碳的流速为4Kg/h；

向C粗木醋液加入活性炭进行吸附除杂后即得所述精制C木醋液；所述活性炭的添加量为10～15g/L，处理时间为30～50min，处理温度为40～50℃；

(4)陈化：将精制A木醋液、精制B木醋液、精制C木醋液陈化4～6个月。

其中，所述的碱液为石灰水溶液或质量百分含量为1～5％的氢氧化钾溶液。

其中，步骤(3)精制工艺中，所述的乙醚、甲苯、乙酸乙酯的质量之比为1:24～30:2～7。

其中，步骤(4)陈化工艺中，所述的精制A木醋液陈化在近红外线的辐照下陈化；所述的近红外线由近红外辐照仪发射，所述近红外线的波长0.75～1.3μm。

本发明的另一目的在于提供一种土壤改良剂，其含有上述的竹子废弃竹屑环保回收方法制备得到精制C木醋液，所述精制C木醋液的质量百分含量为10～20％。

本发明的另一目的在于提供一种饲料添加剂，其含有上述的竹子废弃竹屑环保回收方法制备得到精制B木醋液。

本发明的另一目的在于提供一种杀菌剂，其含有上述的竹子废弃竹屑环保回收方法制备得到精制A木醋液。

本发明与现有技术相比较具有以下有益效果：

(1)本发明采用碱液对竹屑进行清洗，碱液渗透至竹屑纤维中，在热解工艺时，可改变生物质热解过程中断裂的位置，进而形成不同的热解组分，同时提高对纤维单体和糖分子的断键，可生成小分子的醇、醛、酚类物质。

(2)本发明收集不同热解温度下的木醋液，不同的热解温度生成的木醋液组分及其含量不一样，A粗木醋液主要含有醇类和有机酸，少部分为酚类、酮类、醛类、酯类，B粗木醋液主要含有酚类，其他酯类、酮类、醛类含量相对较少，C粗木醋液中主要含有有机酸、醇类、酮类和酚类。

(3)本发明的精制工艺中，A粗木醋液蒸馏冷凝可除去焦油，进一步起到提纯效果，B粗木醋液经过特定条件下的超临界二氧化碳萃取，得到精制B木醋液中苯酚、愈创木酚、2,6-二甲基苯酚、邻苯二酚和苯酚百分含量提高,而高级有机酸和高级醇含量减少。精制C木醋液中采用活性炭进行吸附除杂，对木醋液中的有色物质和有害杂质进行吸附脱出，使木醋液颜色变淡、焦油含量减少。活性炭的用量、吸附时间、吸附温度对木醋液中的组分有较大的影响，活性炭的处理条件影响活性成分的解析，本发明采用的活性炭处理工艺精制效果佳，木醋液中活性成分的损失少。

(4)本发明的木醋液陈化后再利用，陈化过程中，木醋液中的成分会相互之间发生反应，或转化成其他的物质木醋液中成分会发生很大变化。陈化后的木醋液利用效果更佳。

(5)本发明采用近红外线对精制A木醋液辐照陈化，在近红外线的辐照陈化下，精制A木醋液的正丁酸、苯酚糠醛、丁内酯、2-甲基苯酚，尤其是酚类物质、酯类化合物含量减少，乙酸、丙酸、酮类含量提高。采用近红外线辐照陈化的精制A木醋液应用于饲料添加剂的效果好。

(6)本发明竹屑处理方法得到木醋液，不同的制备工艺得到组分不同，成分含量不同。本发明制备得到多种木醋液，可应用于多种不同的领域，应用范围广，竹屑资源再利用率高。

具体实施方式

下面结合实施例和试验对本发明作进一步说明。

实施例1

一种竹子废弃竹屑环保回收方法，包括如下步骤：

(1)竹屑预处理：用碱液将竹屑清洗后，干燥至水分百分含量为20％后进行微粉碎成微粒；所述的碱液为石灰水溶液；

(2)热解：将竹屑微粒置于炭窑中加热干馏，以50℃/h的升温速度升温热解，并于80℃的温度下热解2h后收集蒸馏液得到A粗木醋液；再继续升温至300℃后保温2h收集蒸馏液得到B粗木醋液；再继续升温至800℃保温2h，收集蒸馏液得到C粗木醋液；

(3)精制：

将A粗木醋液置于蒸馏釜中在压力为20Mpa、温度为150℃下蒸馏收集冷凝液即得所述精制A木醋液；

将B粗木醋液置于超临界二氧化碳萃取釜中，以质量之比为1:24:7的乙醚、甲苯、乙酸乙酯的混合液为夹带剂进行萃取得到所述精制B木醋液；所述超临界二氧化碳的萃取温度为30℃、萃取压力为63Mpa，二氧化碳的流速为4Kg/h；

向C粗木醋液加入活性炭进行吸附除杂后即得所述精制C木醋液；所述活性炭的添加量为10g/L，处理时间为50min，处理温度为40℃；

(4)陈化：将精制A木醋液、精制B木醋液、精制C木醋液陈化6个月，其中所述的精制A木醋液陈化在近红外线的辐照下陈化；所述的近红外线由近红外辐照仪发射，所述近红外线的波长0.75μm。

实施例2

一种竹子废弃竹屑环保回收方法，包括如下步骤：

(1)竹屑预处理：用碱液将竹屑清洗后，干燥至水分百分含量为15％后进行微粉碎成微粒；所述的碱液为质量百分含量为5％的氢氧化钾溶液；

(2)热解：将竹屑微粒置于炭窑中加热干馏，以20℃/h的升温速度升温热解，并于150℃的温度下热解1h后收集蒸馏液得到A粗木醋液；再继续升温至400℃后保温1h收集蒸馏液得到B粗木醋液；再继续升温至900℃保温1h，收集蒸馏液得到C粗木醋液；

(3)精制：

将A粗木醋液置于蒸馏釜中在压力为20Mpa、温度为150℃下蒸馏收集冷凝液即得所述精制A木醋液；

将B粗木醋液置于超临界二氧化碳萃取釜中，以质量之比为1:30:2的乙醚、甲苯、乙酸乙酯的混合液为夹带剂进行萃取得到所述精制B木醋液；所述超临界二氧化碳的萃取温度为35℃、萃取压力为60Mpa，二氧化碳的流速为4Kg/h；

向C粗木醋液加入活性炭进行吸附除杂后即得所述精制C木醋液；所述活性炭的添加量为15g/L，处理时间为30min，处理温度为50℃；

(4)陈化：将精制A木醋液、精制B木醋液、精制C木醋液陈化4个月，其中所述的精制A木醋液陈化在近红外线的辐照下陈化；所述的近红外线由近红外辐照仪发射，所述近红外线的波长1.3μm。

实施例3

一种竹子废弃竹屑环保回收方法，包括如下步骤：

(1)竹屑预处理：用碱液将竹屑清洗后，干燥至水分百分含量为18％后进行微粉碎成微粒；所述的碱液为石灰水溶液；

(2)热解：将竹屑微粒置于炭窑中加热干馏，以30℃/h的升温速度升温热解，并于100℃的温度下热解2h后收集蒸馏液得到A粗木醋液；再继续升温至350℃后保温2h收集蒸馏液得到B粗木醋液；再继续升温至850℃保温2h，收集蒸馏液得到C粗木醋液；

(3)精制：

将A粗木醋液置于蒸馏釜中在压力为20Mpa、温度为150℃下蒸馏收集冷凝液即得所述精制A木醋液；

将B粗木醋液置于超临界二氧化碳萃取釜中，以质量之比为1:28:5的乙醚、甲苯、乙酸乙酯的混合液为夹带剂进行萃取得到所述精制B木醋液；所述超临界二氧化碳的萃取温度为32℃、萃取压力为62Mpa，二氧化碳的流速为4Kg/h；

向C粗木醋液加入活性炭进行吸附除杂后即得所述精制C木醋液；所述活性炭的添加量为12g/L，处理时间为40min，处理温度为45℃；

陈化：将精制A木醋液、精制B木醋液、精制C木醋液陈化5个月，其中所述的精制A木醋液陈化在近红外线的辐照下陈化；所述的近红外线由近红外辐照仪发射，所述近红外线的波长1.0μm。

为了说明本发明的技术效果，设置如下对照组：

对照组1

对照组1与实施例1的一种竹子废弃竹屑环保回收方法基本相同，区别在于，对照组1的步骤(1)预处理工艺中采用纯净水清洗竹屑。

对照组2

对照组2与实施例1的一种竹子废弃竹屑环保回收方法基本相同，区别在于，对照组2的精制A木醋液、精制B木醋液、精制C木醋液不进行陈化处理。

对照组3

对照组3与实施例1的一种竹子废弃竹屑环保回收方法基本相同，区别在于；对照组3陈化工艺中，精制A木醋液不采用近红外线辐照。

1、成分检测，结果如下表1。

表1.木醋液中各类物质的相对含量(％)

由表1的实施例1～实施例3与对照组1～对照组3的木醋液中的成分可知，不同热解温度得到的木醋液成分存在很大区别，精制A木醋液主要含有醇类和有机酸，少部分为酚类、酮类、醛类、酯类，精制B木醋液主要含有酚类，其他酯类、酮类、醛类含量相对较少，精制C木醋液中主要含有有机酸、醇类、酮类和酚类。由实施例1与对照组1相比可知，采用碱液处理醇、醛、酚类物质偏高。

由实施例1与对照组2相比可知，陈化过程中，木醋液中的成分会相互之间发生反应，或转化成其他的物质木醋液中成分会发生很大变化。由实施例1与对照组3相比可知，精制A木醋液在近红外线的辐照下陈化，精制A木醋液的成分发生很大变化，酚类物质、酯类化合物含量减少，酮类含量提高。

应用例1

将实施例1制备得到精制A木醋液制成杀菌剂，所述杀菌剂由质量百分含量的乙醇20％，精制A木醋液80％组成。将杀菌剂喷洒于养殖场，可杀死96.3％的细菌，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、产气杆菌、灵杆菌、变形杆菌、巨大芽孢杆菌、枯草杆菌、沙门氏菌、绿脓杆菌等细菌具有较强的杀菌灭菌作用。

应用例2

将实施例1制备得到的精制B木醋液制成饲料添加剂，含有精制B木醋液的饲料由质量份的如下原料组成：谷物90份、复合维生素0.1份、复合氨基酸0.1份、蔬菜20份、精制B木醋液0.1份。该饲料保质期长，香味高、口感好，动物采食率高，该饲料可改善肠道平衡，有效促进动物的生长。

应用例3

将实施例1制备得到的精制C木醋液制成土壤改良剂，所述的土壤改良剂由质量份的有机肥80～100份、精制C木醋液1份组成。将改土壤改良剂应用于板结土壤，土壤板结得到改善，有效降解土壤的pH值，可有效杀灭土壤中的病原微生物。

上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。

Claims (7)

1.一种竹子废弃竹屑环保回收方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)竹屑预处理：用碱液将竹屑清洗后，干燥至水分百分含量为15～20％后进行微粉碎成微粒；

(2)热解：将竹屑微粒置于炭窑中加热干馏，以20～50℃/h的升温速度升温热解，并于80～150℃的温度下热解1～2h后收集蒸馏液得到A粗木醋液；再继续升温至300～400℃后保温1～2h收集蒸馏液得到B粗木醋液；再继续升温至800～900℃保温1～2h，收集蒸馏液得到C粗木醋液；

(3)精制：

将A粗木醋液置于蒸馏釜中在压力为20Mpa、温度为150℃下蒸馏收集冷凝液即得所述精制A木醋液；

将B粗木醋液置于超临界二氧化碳萃取釜中，以乙醚、甲苯、乙酸乙酯的混合液为夹带剂进行萃取得到所述精制B木醋液；所述超临界二氧化碳的萃取温度为30～35℃、萃取压力为60～63Mpa，二氧化碳的流速为4Kg/h；

向C粗木醋液加入活性炭进行吸附除杂后即得所述精制C木醋液；所述活性炭的添加量为10～15g/L，处理时间为30～50min，处理温度为40～50℃；

(4)陈化：将精制A木醋液、精制B木醋液、精制C木醋液陈化4～6个月。

2.根据权利要求1所述的一种竹子废弃竹屑环保回收方法，其特征在于，所述的碱液为石灰水溶液或质量百分含量为1～5％的氢氧化钾溶液。

3.根据权利要求2所述的一种竹子废弃竹屑环保回收方法，其特征在于，步骤(3)精制工艺中，所述的乙醚、甲苯、乙酸乙酯的质量之比为1:24～30:2～7。

4.根据权利要求1所述的一种竹子废弃竹屑环保回收方法，其特征在于，步骤(4)陈化工艺中，所述的精制A木醋液陈化在近红外线的辐照下陈化；所述的近红外线由近红外辐照仪发射，所述近红外线的波长0.75～1.3μm。

5.一种土壤改良剂，其特征在于，其含有权利要求1-2任一所述的竹子废弃竹屑环保回收方法制备得到精制C木醋液，所述精制C木醋液的质量百分含量为10～20％。

6.一种饲料添加剂，其特征在于，其含有权利要求1-3任一所述的竹子废弃竹屑环保回收方法制备得到精制B木醋液。

7.一种杀菌剂，其特征在于，其含有权利要求1-2任一所述的竹子废弃竹屑环保回收方法制备得到精制A木醋液。