[发明专利]一种基于后预处理的中药渣综合利用的方法

说明书

本发明适用于固体废物处置与资源化利用技术领域，提供一种基于后预处理的中药渣综合利用的方法，本发明首先将中药渣干燥、粉碎后，中药渣直接进行高固液比补料批式酶水解，药渣显著减量，同时对洗涤的残渣进行稀酸预处理，固相显著减量可以显著降低预处理成本。另外中药药渣显著减量可以显著减少抑制剂产生。本发明结合预处理残渣的酶水解，药渣中的聚糖最终彻底高效水解为可发酵性糖，收获的水解液适合用于补料批式发酵高产微生物油脂。本发明经过两次酶水解后的剩余残渣，木质素含量高，灰分含量很低，制备生物质固体燃料，其颗粒成型简单，燃烧性能好。本发明实现了中药渣中碳水化合物高效转化为微生物油脂和富木质素水解残渣制备高品质生物质成型燃料，实现了中药渣固废的科学处置和高值化利用。

技术领域

本发明属于固体废物处置与资源化利用技术领域，尤其涉及一种基于后预处理的中药渣综合利用的方法。

背景技术

中药资源是国家战略资源，随着依赖中药和天然药物资源为原料的大健康产业迅猛发展，药材生产及深加工产业化过程产生的非药用部位及药渣等废弃物及副产物的生物产量高达亿吨计。中药渣中含有大量的氮、磷、钾等微量元素以及各种有机物，如纤维素、木质素、腐殖质、多糖等成分，中药材深加工过程产生的药渣，受加工目的、提取方法和工艺条件等因素的影响，对中药成分的提取不够完全或彻底，造成部分中药渣中残留多种活性成分和营养物质。我国每年产生的中药渣数量约为3000万吨，90％以上的厂家将中药渣作为废料处理，直接填埋或者堆积焚烧，不仅造成资源浪费，也会引发环境的污染。木质素、纤维素、半纤维素等是中药渣中重要的骨架成分，降解中药渣中的木质纤维素，才能更高效优质地利用中药渣。纤维素完全水解主要产物为葡萄糖；半纤维素水解可得到木糖、阿拉伯糖、葡萄糖、半乳糖、甘露糖等的混合物。

自然界中某些微生物在特定条件下，能够以碳水化合物、碳氢化合物、二氧化碳等为碳源，在体内合成并贮存大量油脂，凡是可以在胞内积累油脂并超过细胞干重20％(w/w，这里w/w表示质量比，下同)的微生物称为产油微生物。某些产油微生物胞内积累的油脂甚至超过其细胞干重的70％。微生物油脂，尤其是产油真菌产生的油脂，其主要成份是甘油三酯，脂肪酸组成与商品化的动植物油脂相似，以C₁₄～C₂₂长链脂肪酸为主。相对于动植物油脂，微生物油脂生产周期短，不受季节与气候限制，原料来源广，基本不占用额外耕地资源，易于实现规模生产，是极具潜力的新型油脂资源。微生物油脂不仅可以作为食用油或其他功能性油脂的替代品，还可以为生物柴油产业可持续发展提供原料。利用中药渣水解液培养产油微生物，有可能大幅度降低原料成本，并使规模化制备微生物油脂的原材料得到保障。

传统木质纤维素类原料，如秸秆、树木、能源植物等，由于其生物质抗降解特性(biomass recalcitrance)，导致很难通过经济、高效的方式降解木质纤维素获取产油微生物利用的可发酵性糖。通常需要先经过物理、化学、物理化学或生物的方法进行预处理，破坏木质纤维素的抗降解结构，从而提高纤维素的酶解效率。实现中药渣组分分离和各组分资源化利用，实现中药渣绿色、经济、高效地利用，延伸中药渣资源经济产业链是当前的研究热点。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种基于后预处理的中药渣综合利用的方法，旨在解决现有中药渣直接填埋或者堆积焚烧，不仅造成资源浪费，也会引发环境的污染的技术问题。

本发明采用如下技术方案：

所述基于后预处理的中药渣综合利用的方法，包括下述步骤：

步骤S1、将中药渣干燥、粉碎处理得到药渣粉料；

步骤S2、将药渣粉料进行补料批式酶水解，初始固液比为5％～15％w/v，纤维素酶载量5～15FPU/g，水解过程中，分批补加药渣和纤维素酶至固液比达到50％～60％w/v，水解结束后固液分离得到含高浓度糖的水解液A；

步骤S3、固液分离得到的残渣加适量水洗涤，再次固液分离收集得到水解液B；