[发明专利]一种利用秸秆提取纤维素并联产有机肥的方法及秸秆纤维素和有机肥

说明书

本发明公开了一种利用秸秆提取纤维素并联产有机肥的方法及秸秆纤维素和有机肥。该方法包括：将秸秆茎、溶剂、硫酸加热搅拌反应，离心、抽滤后得到固体残渣和过滤残液；洗涤，干燥后得到秸秆纤维素；滴加无机碱溶液至过滤残液的pH值为7；除去溶剂，得到浓缩提取残余物；与秸秆叶混合均匀，得到主料；发酵后得到有机肥。本发明利用秸秆茎提取纤维素，一方面有利于提取较高纯度的秸秆纤维素，另一方面，纤维素含量高的秸秆茎部分未直接参与制备有机肥，不仅有利于克服利用秸秆直接制肥过程中因纤维素含量高而腐熟困难的问题，还可以利用残液中的糖类促进腐熟速度，从而实现秸秆资源的高效充分利用，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于生物质资源化利用技术领域，更具体地，涉及一种利用秸秆提取纤维素并联产有机肥的方法及秸秆纤维素和有机肥。

背景技术

随着化石资源和木材资源的不断消耗及其带来的环境问题日趋严峻，寻找可再生的清洁资源已成为普遍关注的焦点。木质纤维素是自然界中含量最为丰富的含碳生物质资源，由于具有储量丰富、可再生等优点而越来越受关注。

农作物秸秆是一类重要的可再生生物质资源。目前，秸秆资源化利用大部分仍停留在秸秆还田等粗放型利用上，精细原料化利用和高效分级利用极为少见。已有研究者在木质纤维素原料化利用方面开展了一些研究工作，主要集中在木质纤维素直接转化制备化学原料和燃料等方面，而农作物秸秆的结构和组成复杂，主要包含纤维素、半纤维素和木质素，因而其直接转化的产物体系也十分复杂，导致分离提纯困难，后处理成本极高。在木质纤维素的三种主要组分中，纤维素的结构最为简单，为单一的葡萄糖聚合物，因此比较适合用作制备大宗化学品的原料，在资源原料化利用领域具有广阔的应用前景。

农作物秸秆主要由茎和叶子组成，各部分的化学组成和结构往往有比较明显的差异，通常秸秆茎中的纤维素含量最高。在目前的秸秆纤维素提取与利用中，通常是将农作物秸秆整体进行预处理，导致纤维素纯度不高或预处理过程中的提取条件苛刻。常见的秸秆预处理方法有蒸汽爆破法和化学法等，其中化学法操作简单，但纤维素的化学提取一般在强酸强碱溶液中进行，产生的废液量大且腐蚀和污染严重。

农作物秸秆制备有机肥是秸秆资源化利用的另一重要途径，秸秆露天堆肥在我国已有较长的历史，其缺点是生产周期长，占地面积大，无法大规模应用。近年来，利用秸秆发酵腐熟制备有机肥也得到了广泛研究，主要是通过添加发酵菌剂来缩短秸秆腐熟时间，秸秆完全腐熟通常需要15～30天。

针对秸秆的组成特点，有必要开发一种秸秆的茎和叶的分级利用的方法。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，针对农作物秸秆的组成特点，对秸秆茎和叶子进行分级利用，提供一种利用纤维素含量较高的秸秆茎提取纤维素，并将提取纤维素后的残余物和秸秆叶一起联产有机肥的方法。

为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种利用秸秆提取纤维素并联产有机肥的方法，该方法包括：

(1)将粉碎后的秸秆茎、溶剂、硫酸加入至反应容器中，加热搅拌反应，离心、抽滤后，得到固体残渣和过滤残液；所述溶剂包括有机溶剂和/或水；

(2)采用与步骤(1)相同的溶剂对得到的固体残渣进行洗涤，干燥后得到秸秆纤维素；

(3)在搅拌状态下，向步骤(1)得到的过滤残液中滴加无机碱的水溶液，至过滤残液的pH值为7时停止滴加，继续搅拌；

(4)除去步骤(3)得到的混合溶液中的溶剂，得到浓缩提取残余物；

(5)将步骤(4)得到的浓缩提取残余物与秸秆叶混合均匀，得到主料；

(6)将步骤(5)得到的主料与辅料、发酵菌剂混合，得到混合物料，将所述混合物料发酵后得到有机肥；所述辅料包括有机辅料和无机辅料；所述有机辅料选自畜禽粪便、泥炭和豆粕中的至少一种，所述无机辅料选自磷酸铵、磷酸一铵和磷酸二铵中的至少一种。