[发明专利]采用氢氧化钠进行秸秆饲料预处理的方法

说明书

技术领域

本申请涉及一种玉米秸秆饲料，特别是涉及一种采用氢氧化钠进行秸秆饲料预处理的方法。

背景技术

木质纤维素是最丰富、廉价的可再生资源。我国每年产生7亿多吨作物秸秆，其中2亿吨被就地焚烧，不仅造成极大的资源浪费，而且严重污染环境，还会引起火灾隐患，因此如何高效利用这些木质纤维素成为了一个研究热点。相关文献已经报道，秸秆类木质纤维素在生物能源、生物饲料、生物肥料等领域都有很大的应用前景。在生物能源方面，它可以替代粮食作物作为生产第二代燃料乙醇的原料，经过酶解糖化和酿酒酵母的发酵转化，可以生产乙醇；在生物饲料方面，它可以作为乳酸菌发酵的原料，发酵生产富含益生菌和营养物质的生物饲料；在生物肥料领域，秸秆的酶解液同样可以作为胶质芽孢杆菌发酵的碳源，用于提高土壤中可溶性钾和磷的含量。

但是木质纤维素成分比较复杂，主要由纤维素、半纤维素和木质素三部分组成。纤维素分子规则排列、聚焦成束，形成结晶结构。在纤维构架外充满了半纤维素和木质素，纤维素和半纤维素或木质素分子之间的结合主要依赖氢键，半纤维素和木质素之间除了氢键外还存在着化学键的结合，这些结构使得它不容易被纤维素酶酶解形成可被微生物利用的单糖或者寡糖。因此，木质纤维素在进行酶解前必须要进行预处理，来达到提高酶解效率的目的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用氢氧化钠进行秸秆饲料预处理的方法，以克服现有技术中的不足。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本申请实施例公开一种采用氢氧化钠进行秸秆饲料预处理的方法，包括步骤：

(1)、将玉米秸秆物料粉碎成粉末状；

(2)、将粉碎后的秸秆加入去离子水，通臭氧处理；

(3)、将臭氧处理后的秸秆和氢氧化钠按照一定固液比混合，在90～130℃下处理1～1.5小时；

(4)、用水洗涤至溶液澄清，然后在50～60℃下烘干15～20分钟，获得预处理样品。

优选的，在上述的采用氢氧化钠进行秸秆饲料预处理的方法中，所述步骤(2)中，臭氧浓度为20～80mg/L，臭氧流动速率为0.5～2.0L/h，臭氧处理时间为0.5～2h。

优选的，在上述的采用氢氧化钠进行秸秆饲料预处理的方法中，所述步骤(3)中，氢氧化钠的浓度为1～1.2％。

优选的，在上述的采用氢氧化钠进行秸秆饲料预处理的方法中，所述步骤(3)中，臭氧处理后的秸秆和氢氧化钠按照1:10固液比混合。

优选的，在上述的采用氢氧化钠进行秸秆饲料预处理的方法中，采用还原糖法测定预处理样品半纤维素含量。

优选的，在上述的采用氢氧化钠进行秸秆饲料预处理的方法中，分别采用纤维素含量测定试剂、木质素含量测定试剂和半纤维素含量测定试剂测量秸秆样品的纤维素、木质素以及半纤维素的含量损失。

优选的，在上述的采用氢氧化钠进行秸秆饲料预处理的方法中，所述纤维素含量测定试剂包括：20％硝酸乙醇溶液、甲基橙指示剂。

优选的，在上述的采用氢氧化钠进行秸秆饲料预处理的方法中，所述木质素含量测定试剂：乙醇苯混合溶液(1：2)，72％硫酸，10％氯化钙溶液。

优选的，在上述的采用氢氧化钠进行秸秆饲料预处理的方法中，所述半纤维素含量测定试剂：80％硝酸钙溶液，2mol/L盐酸，酚酞指示剂。

与现有技术相比，本发明的优点在于：经氢氧化钠预处理后，纤维素脱失率12％，半纤维素脱失率8.13％，木质素脱失率达到50％以上，质量损失15％。

具体实施方式

本发明通过下列实施例作进一步说明：根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的具体的物料比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。

玉米秸秆的主要组成成分为纤维素，半纤维素和木质素，还含有一些其他成分，如粗蛋白，还原糖等。预处理是秸秆生物饲料制备的关键步骤之一，合理的预处理方法能够改变玉米秸秆原材料的组份含量以及晶体结构，能够为后续的酶解步骤提供极大的增益。

采用氢氧化钠进行秸秆饲料预处理的方法

将玉米秸秆物料粉碎成粉末状，将粉碎后的秸秆加入去离子水，通臭氧处理，臭氧浓度为20～80mg/L，臭氧流动速率为0.5～2.0L/h，臭氧处理时间为0.5～2h。