CN112401054A - 一种木质纤维素原料连续化处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种木质纤维素原料连续化处理方法，包括步骤：1)将所述木质纤维素原料经粉碎后，添加发酵剂压块后进行厌氧发酵；2)将发酵后的木质纤维素原料进行固液分离，液体部分经浓缩后与载体混合进行喷雾干燥得定向的饲料添加剂产品；固体部分进入下道工序；3)将上述2)中的固体部分与碱进行连续化中低温连续喷射处理，处理后物料可进行酶解、发酵等进一步处理。本发明的预处理方法具有处理连续化、条件温和、能耗低、处理效果好等优点，具有较大的市场运用前景。
Description
技术领域
本发明属于生物质综合利用技术领域，特别涉及一种木质纤维素原料的连续化处理方法。
背景技术
农作物秸秆的主要成分为纤维素、半纤维素和木质素，无论利用农作物秸秆生产何种产品，纤维原料制糖(包括葡萄糖和木糖)率都是影响整条工艺生产线的重要因素。只有当木质纤维素通过酶解作用转化为葡萄糖、木糖等单糖后，才能通过发酵过程转化为各种生物产品。因此，在木质纤维素转化能源的过程中，糖化是最关键的步骤，也是木质纤维素能源化转化过程中的限制性步骤。目前，纤维素水解糖化的主要途径有化学法水解和酶法水解。酶法水解因其工艺条件温和、设备要求简单、能耗低、副产物较少、对环境友好等优点而得到广泛的应用，如何采用酶解方式实现秸秆有效糖化仍然是该领域的研究热点。
目前，国内研究和开发的调制技术也集中于物理法、化学法、生物法和复合处理法等。热加工处理则是利用高压蒸汽或热喷效应等破坏秸秆的木质纤维素结构，降解半纤维素，并粉碎成颗粒，此法调制秸秆较繁琐，成本高，尚未规模化推广。秸秆的酸化和氧化处理尚难以规模化推广。碱化处理效果相对较好，秸秆的纤维素和半纤维降解效果明显，生产上常采用；酸处理秸秆效果较差；而用氧化剂处理时则仅有半纤维素得到部分降解。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种木质纤维素原料连续化处理方法，其处理连续、条件温和、能耗低、成本低廉且预处理效果好。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种木质纤维素原料连续化处理方法，包括如下步骤：
步骤1)，将所述木质纤维素原料粉碎，添加发酵剂压块后进行厌氧发酵；
步骤2)，将发酵后的木质纤维素原料进行固液分离，液体部分经浓缩后与载体混合进行干燥得到定向的饲料添加剂产品；固体部分进入下道工序；
步骤3)，将步骤2)中的固体部分与固体碱进行连续化中低温喷射处理。
所述步骤1)中，原料粉碎至1～2厘米。
所述步骤1)中，厌氧发酵为粉碎的木质纤维素原料与水的重量比为1:2～3或使原料含水率65％～80％，添加木质纤维素分解菌或定向产物混合菌群，经压实打块后，于密闭容器中、室温下密封厌氧发酵7～15天。
所述木质纤维素分解菌或定向产物混合菌群为芽孢杆菌、酵母菌、乳酸菌、丁酸菌等中的一类或几类组合；所述密闭容器为厌氧发酵袋、厌氧桶、厌氧池、厌氧罐等具有隔绝空气的容器中的一种或几种组合；所述步骤2)中，定向的饲料添加剂产品为短链脂肪酸及其盐、复合微生物制剂、微生物酵素等中的一种或几种。
所述步骤2)中，待发酵有酸香味后，开始进行固液分离，分离设备采用板框式压滤机或螺旋挤压机等，载体为可溶性载体或不溶性载体，干燥方式为喷雾干燥、刮板干燥、烘房干燥、闪蒸干燥等中的一种或几种。
所述可溶性载体为麦芽糊精和/或环糊精等，不溶性载体为麸皮和/或米糠等。
所述步骤3)中，以重量计，固体部分的含水率50％～80％，固体部分与碱的重量比为10:1～15:1，并加入与固体部分重量比为4～8:1的水。
所述步骤3)中，固体碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氧化钙、氢氧化镁等中的一种或多种。
所述连续化中低温喷射处理的瞬时处理温度105-135℃，连续化流程时间为30分钟～120分钟。
所述连续化中低温喷射处理得到的物料进行酶解、发酵的进一步处理。
本发明的原理是：
秸秆的主要成分是粗纤维，包括纤维素、半纤维素和木质素。发酵技术是现今比较流行的难降解物质的预处理技术，本发明利用特定微生物(如定向产生酸混合菌群为主的微生物菌群)对木质纤维素类原料进行“定向微贮”的厌氧发酵技术，可部分打开纤维素中连接木质素与多糖的酯链，使难以消化的纤维素变成易消化的物质；再在低浓度碱的中低温作用下，木质素和半纤维素膨胀，通透性提高，十分利于进一步的酶解、发酵制糖。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、融合了发酵预处理与碱处理两种预处理技术，使得原料的处理效果进一步提升。
2、通过采用连续化中低温的预处理技术，解决传统碱处理时碱用量过大，以及高温处理时温度过高、压力设备投资成本居高等问题。
3、本发明提供的连续化预处理方法大大提升了木质纤维素原料的预处理效果，降低了压力设备的成本投入，在处理过程中实现连续化处理，降低了劳动力成本，提高了生产效率。
附图说明
图1是本发明工艺流程图。
具体实施方式
下面结合实施例详细说明本发明的实施方式。
实施例1
参考图1，一种木质纤维素连续化处理方法，包括如下步骤：
步骤1)，将1千克农林废弃物小麦秸秆粉碎至1～2厘米，按与水的重量比为1:2的比例加入水，添加芽孢杆菌，经压实打块后，于密闭的厌氧发酵袋中、室温下密封厌氧发酵7天。
步骤2)，待发酵有酸香味后，采用板框式压滤机将发酵后的木质纤维素原料进行固液分离，液体部分经浓缩后(固形物浓度25％)与可溶性载体麦芽糊精(每100kg浓缩液加麦芽糊精25kg)混合进行干燥得到定向的饲料添加剂产品生物酵素289克(为富含复合有益微生物(含芽孢菌、酵母菌、乳酸菌、丁酸菌)及其代谢产物、短链脂肪酸的酵素产品)。干燥方式为喷雾干燥。固体部分进入下道工序。
步骤3)，将步骤2)中的固体部分(含水率50％)与固体氢氧化钠按重量比为10:1混合，并加入与固体部分重量比为4:1的水，进行连续化中低温喷射处理，连续化中低温喷射处理的瞬时处理温度120℃，连续化流程时间为30分钟。
将该预处理的物料调节pH、温度至所需条件后，加入纤维素酶、半纤维素酶进行定向酶解，最终得到可溶性糖(秸秆糖)348克。
对同样原料采用常规碱处理方式处理，然后同样定向酶解，最终仅得到可溶性糖(秸秆糖)213克。
实施例2
一种木质纤维素连续化处理方法，包括如下步骤：
步骤1)，将1千克农林废弃物树叶粉碎至1～2厘米，加水使原料含水率65％，添加酵母菌，经压实打块后，于密闭的厌氧桶中、室温下密封厌氧发酵15天。
步骤2)，待发酵有酸香味后，采用螺旋挤压机将发酵后的木质纤维素原料进行固液分离，液体部分经浓缩(固形物浓度30％)后与不溶性载体麸皮混合进行干燥得到定向的饲料添加剂产品生物酵素306克，干燥方式为刮板干燥。固体部分进入下道工序。
步骤3)，将步骤2)中的固体部分(含水率70％)与固体氢氧化钾按重量比为15:1混合，并加入与固体部分重量比为8:1的水，进行连续化中低温喷射处理，连续化中低温喷射处理的瞬时处理温度105℃，连续化流程时间为120分钟。
将该预处理的物料调节pH、温度至所需条件后，加入纤维素酶、半纤维素酶进行定向酶解，最终得到可溶性糖353克。
对同样原料采用常规碱处理方式处理，然后同样定向酶解，最终仅得到可溶性糖215克。
实施例3
一种木质纤维素连续化处理方法，包括如下步骤：
步骤1)，将1千克农林废弃物玉米秸秆粉碎至1～2厘米，按与水的重量比为1:3的比例加入水，添加乳酸菌，经压实打块后，于密闭的厌氧池中、室温下密封厌氧发酵10天。
步骤2)，待发酵有酸香味后，采用板框式压滤机将发酵后的木质纤维素原料进行固液分离，液体部分经浓缩(固形物浓度20％)后与可溶性载体环糊精混合进行干燥得到定向的饲料添加剂产品生物酵素276克，干燥方式为烘房干燥。固体部分进入下道工序。
步骤3)，以重量计，固体部分的含水率60％，与固体氢氧化钙按重量比为12:1混合，并加入与固体部分重量比为6:1的水，进行连续化中低温喷射处理，连续化中低温喷射处理的瞬时处理温度135℃，连续化流程时间为80分钟。
将该预处理的物料调节pH、温度至所需条件后，加入纤维素酶、半纤维素酶进行定向酶解，最终得到可溶性糖(秸秆糖)325克。
对同样原料采用常规碱处理方式处理，然后同样定向酶解，最终仅得到可溶性糖(秸秆糖)202克。
实施例4
一种木质纤维素连续化处理方法，包括如下步骤：
步骤1)，将1千克农林废弃物水稻秸秆粉碎至1～2厘米，按与水的重量比为1:3的比例加入水，添加定向产物混合菌群(丁酸菌、酵母菌和乳酸菌混合)，经压实打块后，于密闭的厌氧罐中、室温下密封厌氧发酵8天。
步骤2)，待发酵有酸香味后，采用螺旋挤压机将发酵后的木质纤维素原料进行固液分离，液体部分经浓缩(固形物浓度25％)后与不溶性载体米糠混合进行干燥得到定向的饲料添加剂产品生物酵素268克，干燥方式为闪蒸干燥。固体部分进入下道工序。
步骤3)，以重量计，固体部分的含水率50％，与固体氧化钙按重量比为10:1混合，并加入与固体部分重量比为7:1的水，进行连续化中低温喷射处理，连续化中低温喷射处理的瞬时处理温度120℃，连续化流程时间为100分钟。
将该预处理的物料调节pH、温度至所需条件后，加入纤维素酶、半纤维素酶进行定向酶解，最终得到可溶性糖(秸秆糖)318克。
对同样原料采用常规碱处理方式处理，然后同样定向酶解，最终仅得到可溶性糖(秸秆糖)193克。
实施例5
一种木质纤维素连续化处理方法，包括如下步骤：
步骤1)，将1千克农林废弃物油菜秸秆粉碎至1～2厘米，加水使原料含水率65％，添加定向产物混合菌群(芽孢杆菌、酵母菌、乳酸菌和丁酸菌混合)，经压实打块后，于密闭的厌氧罐中、室温下封厌氧发酵12天。
步骤2)，待发酵有酸香味后，采用板框式压滤机将发酵后的木质纤维素原料进行固液分离，液体部分经浓缩(固形物浓度30％)后与载体(糊精和环糊精的混合物)混合进行干燥得到定向的饲料添加剂产品生物酵素284克，干燥方式为刮板干燥。固体部分进入下道工序。
步骤3)，以重量计，固体部分的含水率70％，与固体碱(氢氧化钙和氧化钙的混合物)按重量比为12:1混合，并加入与固体部分重量比为8:1的水，进行连续化中低温喷射处理，连续化中低温喷射处理的瞬时处理温度130℃，连续化流程时间为120分钟。
将该预处理的物料调节pH、温度至所需条件后，加入纤维素酶、半纤维素酶进行定向酶解，最终得到可溶性糖(秸秆糖)337克。
对同样原料采用常规碱处理方式处理，然后同样定向酶解，最终仅得到可溶性糖(秸秆糖)208克。
实施例6
一种木质纤维素连续化处理方法，包括如下步骤：
步骤1)，将步骤1)，将1千克农林废弃物芦苇秆粉碎至1～2厘米，加水使原料含水率70％，添加定向产物混合菌群(芽孢杆菌、酵母菌和丁酸菌混合)，经压实打块后，于密闭的厌氧罐中、室温下封厌氧发酵10天。
步骤2)，待发酵有酸香味后，采用螺旋挤压机将发酵后的木质纤维素原料进行固液分离，液体部分经浓缩(固形物浓度25％)后与载体(麸皮和米糠的混合物)混合进行干燥得到定向的饲料添加剂产品生物酵素270克，干燥方式为喷雾干燥。固体部分进入下道工序。
步骤3)，以重量计，固体部分的含水率50％，与固体碱(氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化镁的混合物)按重量比为12:1混合，并加入与固体部分重量比为8:1的水，进行连续化中低温喷射处理，连续化中低温喷射处理的瞬时处理温度120℃，连续化流程时间为100分钟。
将该预处理的物料调节pH、温度至所需条件后，加入纤维素酶、半纤维素酶进行定向酶解，最终得到可溶性糖(秸秆糖)323克。
对同样原料采用常规碱处理方式处理，然后同样定向酶解，最终仅得到可溶性糖(秸秆糖)201克。
上述实施例的方案和效果可参照下表：
| 序号 | 原料 | 生物酵素 | 秸秆糖 | 原料量 | 常规碱处理 |
| 实施例1 | 小麦秸秆 | 289克 | 348克 | 1千克 | 213克 |
| 实施例2 | 树叶 | 306克 | 353克 | 1千克 | 215克 |
| 实施例3 | 玉米秸秆 | 276克 | 325克 | 1千克 | 202克 |
| 实施例4 | 水稻秸秆 | 268克 | 318克 | 1千克 | 193克 |
| 实施例5 | 油菜秸秆 | 284克 | 337克 | 1千克 | 208克 |
| 实施例6 | 芦苇秆 | 270克 | 323克 | 1千克 | 201克 |
可以看出采用本发明技术方案，处理更加彻底。
Claims (10)
1.一种木质纤维素原料连续化处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1)，将所述木质纤维素原料粉碎，添加发酵剂压块后进行厌氧发酵；
步骤2)，将发酵后的木质纤维素原料进行固液分离，液体部分经浓缩后与载体混合进行干燥得到定向的饲料添加剂产品；固体部分进入下道工序；
步骤3)，将步骤2)中的固体部分与固体碱进行连续化中低温喷射处理。
2.根据权利要求1所述木质纤维素原料连续化处理方法，其特征在于，所述步骤1)中，原料粉碎至1～2厘米。
3.根据权利要求1所述木质纤维素原料连续化处理方法，其特征在于，所述步骤1)中，厌氧发酵为粉碎的木质纤维素原料与水的重量比为1:2～3或使原料含水率65％～80％，添加木质纤维素分解菌或定向产物混合菌群，经压实打块后，于密闭容器中、室温下密封厌氧发酵7～15天。
4.根据权利要求3所述木质纤维素原料连续化处理方法，其特征在于，所述木质纤维素分解菌或定向产物混合菌群为芽孢杆菌、酵母菌、乳酸菌、丁酸菌中的一类或几类组合；所述密闭容器为厌氧发酵袋、厌氧桶、厌氧池、厌氧罐中的一种或几种组合；所述步骤2)中，定向的饲料添加剂产品为短链脂肪酸及其盐、复合微生物制剂、微生物酵素中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述木质纤维素原料连续化处理方法，其特征在于，所述步骤2)中，待发酵有酸香味后，开始进行固液分离，分离设备采用板框式压滤机或螺旋挤压机，载体为可溶性载体或不溶性载体，干燥方式为喷雾干燥、刮板干燥、烘房干燥、闪蒸干燥中的一种或几种。
6.根据权利要求5所述木质纤维素原料连续化处理方法，其特征在于，所述可溶性载体为麦芽糊精和/或环糊精，不溶性载体为麸皮和/或米糠。
7.根据权利要求1所述木质纤维素原料连续化处理方法，其特征在于，所述步骤3)中，以重量计，固体部分的含水率50％～80％，固体部分与碱的重量比为10:1～15:1，并加入与固体部分重量比为4～8:1的水。
8.根据权利要求1或7所述木质纤维素原料连续化处理方法，其特征在于，所述步骤3)中，固体碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氧化钙、氢氧化镁中的一种或多种。
9.根据权利要求1或7所述木质纤维素原料连续化处理方法，其特征在于，所述连续化中低温喷射处理的瞬时处理温度105-135℃，连续化流程时间为30分钟～120分钟。
10.根据权利要求1所述木质纤维素原料连续化处理方法，其特征在于，所述连续化中低温喷射处理得到的物料进行酶解、发酵的进一步处理。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117730948A (zh) * | 2024-01-19 | 2024-03-22 | 宿州学院 | 一种木质纤维素饲料的制备方法 |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110177573A1 (en) * | 2008-08-01 | 2011-07-21 | Sarah All | Microbial Treatment of Lignocellulosic Biomass |
| CN103120357A (zh) * | 2013-03-18 | 2013-05-29 | 广东壹号食品股份有限公司 | 一种制备乳酸菌酸水的装置、方法及应用 |
| CN104768391A (zh) * | 2011-12-19 | 2015-07-08 | 诺维信公司 | 用于增加纤维素材料的消化率的方法和组合物 |
| CN106086087A (zh) * | 2016-08-18 | 2016-11-09 | 吉林中之林农业科技有限公司 | 一种微生物共培养制备生物质单体的系统 |
| CN106164284A (zh) * | 2014-04-03 | 2016-11-23 | 帝斯曼知识产权资产管理有限公司 | 用于木质纤维素材料的酶促水解和糖的发酵的方法和设备 |
| CN106834360A (zh) * | 2017-03-06 | 2017-06-13 | 上海交通大学 | 一种木质纤维素原料的预处理方法与装置 |
| CN106893745A (zh) * | 2017-04-12 | 2017-06-27 | 浙江畯和生物科技有限公司 | 一种木质纤维素生物质的高效转化利用方法 |
| CN107535699A (zh) * | 2017-09-04 | 2018-01-05 | 安徽五粮泰生物工程股份有限公司 | 一种富含挥发性脂肪酸钙瘤胃源微生物发酵饲料的制备方法 |
| CN109380597A (zh) * | 2018-10-30 | 2019-02-26 | 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 | 一种无抗生物鸡饲料的制备方法 |
| CN110373434A (zh) * | 2018-04-13 | 2019-10-25 | 华东理工大学 | 一种发酵原料中水溶性糖提高纤维素乳酸产量的方法 |
| CN110643638A (zh) * | 2019-09-25 | 2020-01-03 | 中国农业大学 | 一种秸秆处理方法及其应用 |
-
2020
- 2020-11-18 CN CN202011291017.9A patent/CN112401054A/zh active Pending
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110177573A1 (en) * | 2008-08-01 | 2011-07-21 | Sarah All | Microbial Treatment of Lignocellulosic Biomass |
| CN104768391A (zh) * | 2011-12-19 | 2015-07-08 | 诺维信公司 | 用于增加纤维素材料的消化率的方法和组合物 |
| CN103120357A (zh) * | 2013-03-18 | 2013-05-29 | 广东壹号食品股份有限公司 | 一种制备乳酸菌酸水的装置、方法及应用 |
| CN106164284A (zh) * | 2014-04-03 | 2016-11-23 | 帝斯曼知识产权资产管理有限公司 | 用于木质纤维素材料的酶促水解和糖的发酵的方法和设备 |
| CN106086087A (zh) * | 2016-08-18 | 2016-11-09 | 吉林中之林农业科技有限公司 | 一种微生物共培养制备生物质单体的系统 |
| CN106834360A (zh) * | 2017-03-06 | 2017-06-13 | 上海交通大学 | 一种木质纤维素原料的预处理方法与装置 |
| CN106893745A (zh) * | 2017-04-12 | 2017-06-27 | 浙江畯和生物科技有限公司 | 一种木质纤维素生物质的高效转化利用方法 |
| CN107535699A (zh) * | 2017-09-04 | 2018-01-05 | 安徽五粮泰生物工程股份有限公司 | 一种富含挥发性脂肪酸钙瘤胃源微生物发酵饲料的制备方法 |
| CN110373434A (zh) * | 2018-04-13 | 2019-10-25 | 华东理工大学 | 一种发酵原料中水溶性糖提高纤维素乳酸产量的方法 |
| CN109380597A (zh) * | 2018-10-30 | 2019-02-26 | 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 | 一种无抗生物鸡饲料的制备方法 |
| CN110643638A (zh) * | 2019-09-25 | 2020-01-03 | 中国农业大学 | 一种秸秆处理方法及其应用 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 杨旭，等: "复合乳酸菌提高干玉米秸秆微贮效果及产乙醇能力分析", 可再生能源, no. 04, pages 475 - 482 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117730948A (zh) * | 2024-01-19 | 2024-03-22 | 宿州学院 | 一种木质纤维素饲料的制备方法 |
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