[发明专利]一种玉米秸秆的综合利用方法

说明书

一种玉米秸秆的综合利用方法，包括将玉米秸秆粉碎后与乙酸混合进行预处理的步骤、制得低聚木糖的步骤、制得超级活性炭的步骤、制得乙醇的步骤、制得沼气的步骤。本发明中，玉米秸秆经粉碎后，用乙酸处理等技术，最后可以得到低聚木糖、乙醇、超级活性炭、沼气等多种产品，具有变废为宝、提高农副产品附加值的优点，值得进一步推广。

技术领域

本发明涉及生物质资源的开发和利用领域，具体涉及一种玉米秸秆的综合利用方法。

背景技术

我国是一个农业大国，全国种植玉米、甜高粱的面积达几亿亩，每年可产生几亿吨的秸秆。近年来，秸秆综合利用技术都是一种单一的技术方案，所产生的经济效益不高，秸秆逐步从传统的农业原料演变成无用的负担，大部分秸秆被种植户进行焚烧，对环境产生严重危害。

由于秸秆焚烧带来的空气污染问题，出现过将秸秆直接还田作为治理秸秆焚烧的措施，但其弊端是易将病虫害传带到土壤中；同时，未经处理的秸秆直接还田，没有经过发酵处理时间，会影响后续作物的出苗率。

将秸秆破碎压实成饲料、燃料等也是近几年兴起的一种秸秆综合处理方法，这种方法过多地占用了土地资源，影响农民耕作。综合现有状况，最好地方式是实现农作物秸秆的综合利用。

发明内容

本发明为了解决现有技术中存在的问题，提供一种玉米秸秆的综合利用方法，玉米秸秆经粉碎后，用乙酸处理等技术，可以得到多种产品，具有变废为宝、提高农副产品附加值的优点。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种玉米秸秆的综合利用方法，包括以下步骤：

步骤一、将玉米秸秆粉碎后与乙酸混合进行预处理，制得混合物，乙酸与混合玉米秸秆的液固比12：1-20：1；

步骤二、将步骤一制得的混合物过滤，得到滤液和固体残渣；

步骤三、依据滤液中的木质素和半纤维素在水中溶解度的不同，在滤液中加水溶解半纤维素组分，木质素组分沉淀析出并进行过滤，将过滤后的滤液经过低温浓缩处理，使滤液质量浓度达到60-70g/L，然后加入木聚糖酶，经酶解，低温结晶后得到低聚木糖；

步骤四、将步骤三过滤出的木质素经活化处理，得到超级活性炭；

步骤五、将步骤二得到的固体残渣加入纤维素酶和酿酒酵母，经发酵后得到乙醇；

步骤六、将所有步骤产生的废水收集后进行沼气发酵，得到沼气。

本发明的步骤一中，乙酸预处理的条件为：乙酸的质量百分比浓度为60-70%，温度为70℃，预处理时间60-90min。

本发明的步骤三中，酶解条件为：酶解pH为6.0，加入木聚糖酶的重量与滤液体积的比例为2-4g/L，酶解温度40-60℃，酶解时间2-4h。

其中，将步骤三过滤出的木质素与氢氧化钾按碱炭比为3：1-5：1的比例在混合机内进行混合，加入纯水并混合浸泡3-20h；然后将浸泡好的混合物料加入到高温活化釜中，加入碱液，用电炉加热升温到110-130℃进行第一次脱水2-3h后，在氮气的保护下升温到400-440℃进行第二次脱水2-3h，再以5-10℃/min的升温速度升温到700-850℃，反应1-3h后，自然条件下冷却至室温，在淋洗塔内用去离子水洗涤6-12h，直至洗涤液为中性后，干燥，得到超级活性炭。

本发明的步骤五中，固体残渣加水，使底物浓度为80 g/L，加入培养基溶液和纤维素酶，纤维素酶用量35.40-36 U/g，在初始pH值4.8、温度50℃、80 r/min的搅拌转速下预酶解；12h后补料，使底物浓度达到200g/L，并添加一定量的活性酵母，活性酵母填充量为8.92-10%，调整pH为5.0，搅匀后用保鲜膜封口，放入摇床中震荡，发酵温度为37℃，摇床转速为120r/min，84h后发酵结束。