1.本发明属于生物资源加工利用技术领域，具体涉及一种紫茎泽兰综合利用方法。
背景技术：
2.紫茎泽兰(eupatorium adenophora spreng.)为菊科多年丛生型半灌木草本植物，是一种世界性入侵杂草，原产于南美洲墨西哥至哥斯达黎加一带，现已广泛分布于世界热带、亚热带30多个国家和地区。该草约于20世纪40年代由缅甸传入我国云南边境临沧地区南部，现已在西南地区的云南贵州、四川、重庆、广西、西藏等省区广泛分布，并仍以每年大约30km速度随西南风向东和向北传播蔓延；到2018年，西南地区80％面积的土地都有紫茎泽兰分布，由于紫茎泽兰生长迅速，繁殖能力、对环境的适应能力极强，极易形成庞大的群体，排斥其他植物的生长，严重破坏生物的多样性。影响生态环境、园林景观及农林业生产，被称为植物界里的“杀手”、头号入侵植物。
3.紫茎泽兰新鲜茎叶和干草粉均含有毒素，其中以新鲜时最高，其毒素主要是euptox a(9-羰基-10.11-去氢-泽兰酮)，对牲畜有毒，它不仅能引起马过敏性支气管肺炎，在马患病初期表现为肺部急性水肿，随后溢血，最后死亡。它还能引起牛、羊等其它家畜患接触性皮炎及肝损伤。
4.但紫茎泽兰茎叶中干物质中含有丰富的营养物质，其中粗蛋白质8.7～13.3％、粗脂肪4.0～6.4％、无氮浸岀物51.0～62.7％和粗纤维13.3～21.80％，总磷含量为0.062％，总钾含量为0.580％，以及多种常量元素和微量元素。从其营养特性来看不仅可用于牛、羊等食草动物，而且也可以用于猪、鸡等单胃动物，颇具营养潜力，是节粮型草粉饲料。
5.到目前为止，已经从紫茎泽兰植物中分离出100余种化学成分，这些化学成分的主要种类有单萜类、倍半萜类、三萜类、甾体类、黄酮类、苯丙素类及各类衍生物；紫茎泽兰化学成分的生物活性主要表现为杀虫、抑菌、镇痛、抗炎和对其它植物的化感作用等；其中的抗肿瘤活性成分β-榄香烯将是紫茎泽兰开发的一个热点方向。
6.紫茎泽兰含碳量高于一般的农林作物，其热值接近木本植物，紫茎泽兰茎秆的主要成分纤维素、半纤维素、木质素、多聚戊糖总含量达到85.8％，所以如果能充分利用，将是对紫茎泽兰资源化利用的一大突破，为社会提高显著的经济及环保效益。
7.因此开展紫茎泽兰的综合利用，生产附加值高的产品，可在一定程度上控制其紫茎泽兰的肆意蔓延，减缓紫茎泽兰对生态环境的破坏程度，还可以实现变恶为宝，产生很好的经济效益和环保效益。
技术实现要素：
8.本发明的目的在于克服现有技术中的紫茎泽兰在充分利用等方面不足或缺陷，提供一种综合利用紫茎泽兰的方法。
9.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种紫茎泽兰综合利用方法,包括如下步骤：
10.步骤s1、将采收的紫茎泽兰地上新鲜植株去除石块、泥沙，切段，粉碎机粉碎，加植株重量的1倍水，磨浆机磨浆，过滤，渣用2倍重量的水冲洗，再过滤，合并滤液，分别得到筛下浆液和筛上固体两种物料，然后转至步骤s2或者步骤s7。
11.步骤s2、将步骤s1得到的浆液加入旋转锥蒸馏塔旋转锥蒸馏蒸馏，旋转锥蒸馏塔的旋转锥转速为150～500r/min，紫茎泽兰浆液的进料速度为100～150l/h；旋转锥蒸馏塔中水蒸气的温度为95～115℃，水蒸气的流速为30～60kg/h；得紫茎泽兰挥发油水混合物和渣液混合物，然后转至步骤s3或者步骤s4。
12.步骤s3、将步骤s2制备得到的紫茎泽兰挥发油水混合物用1.5倍量v/v乙醚萃取2次，其中：有机相回收乙醚，得到紫茎泽兰挥发油，即可用于日化香料、生物农药，也可进一步提取抗肿瘤新药β-榄香烯；水相回用为步骤s1中的磨浆用水或冲洗渣用水。
13.步骤s4、将步骤s2制备得到渣液混合物，通过吊袋式离心机离心，得到水溶液和渣；将水溶液进一步采用碟片式离心机离心，得到紫茎泽兰水提液清液。
14.步骤s5、将步骤s4制备得到清液，膜浓缩，进一步喷雾干燥，得到紫茎泽兰水提取物，可用于杀虫剂、消毒剂和抗氧化剂。
15.步骤s6、将步骤s4制备得到的渣，填入汽爆装置中，在蒸汽压力1.2～3.0mpa下维压20～200s后瞬间爆破，得到紫茎泽兰毒性成分euptox a(9-羰基-10.11-去氢-泽兰酮)的去除率为96～100％的木质素低、生物利用度高的紫茎泽兰叶粉，可用于饲料；
16.或者：
17.将步骤s2制备得到的渣，进入沼气池，通过厌氧发酵，得到沼气，沼气作为能源，沼液可作为有机肥。
18.步骤s7、将步骤s1制备得到的筛上固体物料，填入汽爆装置中，在蒸汽压力1.2～3.0mpa下维压20～200s后瞬间爆破，得到紫茎泽兰毒性成分euptox a(9-羰基-10.11-去氢-泽兰酮)的去除率为98～100％的木质素低、生物利用度高的紫茎泽兰，添加预混料，可作为全价饲料，用于反刍动物养殖；
19.或者：
20.将步骤s1制备得到的筛上固体物料，通过蒸煮、施胶(脲醛树脂)、干燥、铺装、热压，制备纤维板；
21.或者：
22.将步骤s1制备得到的筛上固体物料，填入汽爆装置中，在蒸汽压力2.0～4.0mpa下维压20～100s后瞬间爆破，用于去除毒性成分euptox a并满足制备纸浆的要求。
23.优选地，在步骤s3中紫茎泽兰挥发油水混合物用1.5倍量v/v乙醚萃取2次，有机相回收乙醚，得到紫茎泽兰挥发油，主要成分为丁酸香叶酯、乙酸龙脑酯和氧化石竹烯，即可直接用于日化香料，也可用于生物农药；将挥发油通过大孔树脂柱层析和hplc制备色谱，可得到纯度95.7％的抗肿瘤药β-榄香烯。
24.优选地，在步骤s5中，将步骤s2制备得到紫茎泽兰水提液清液，膜浓缩，进一步喷雾干燥，得到紫茎泽兰水提取物，其中含有阿魏酸、黄酮、绿原酸、泽兰酮等杀菌、消毒的活性物质，可用于杀虫剂、消毒剂和抗氧化剂。
25.优选地，在步骤s6中，将步骤s2制备得到的渣，填入汽爆装置中，在蒸汽压力1.2～3.0mpa下维压20～200s后瞬间爆破，得到紫茎泽兰毒性成分euptox a(9-羰基-10.11-去
氢-泽兰酮)的去除率为96～100％的同时得到木质素低，生物利用度提升的紫茎泽兰叶粉，可直接添加到现有饲料中，添加量为40～80wt％，可替代部分或大部分能量饲料和蛋白饲料，用于畜禽养殖。
26.优选地，于步骤s1制备得到的筛上固体物料，填入汽爆装置中，在蒸汽压力1.2～3.0mpa下维压20～200s后瞬间爆破，得到紫茎泽兰毒性成分euptox a(9-羰基-10.11-去氢-泽兰酮)的去除率为98～100wt％的木质素低、纤维松散、生物利用度高的紫茎泽兰，再添加6～12wt％预混料后，可作为全价饲料，用于反刍动物养殖。
27.优选地，在步骤s7中，所述满足制备纸浆的要求包括：大幅降低木质素，其纤维素和半纤维素间的氢键被打断、纤维素的结晶结构被破坏、聚合度得到有效降低，可以直接用于制备机械纸浆或硫酸盐纸浆。
28.本发明的有益效果是：
29.(1)本发明紫茎泽兰植株被全面、充分地利用，能够生产出高附加值的产品；而且，整个过程中无废水和废渣产生，安全环保。
30.(2)我国西南地区受紫茎泽兰危害最大，本发明综合利用了紫茎泽兰，可在一定程度上为控制紫茎泽兰的肆意蔓延、减轻紫茎泽兰对生态环境的破坏程度起到积极的推动作用，而且还可以实现变恶为宝，产生较大的经济效益和生态效益。
31.(3)本发明技术方案成熟，非常适合工业化生产。
具体实施方式
32.以下通过具体的实施案例说明对本发明作进一步详细的描述，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。
33.下面结合具体实施方式，进一步阐明本发明的技术方案。
34.实施例1
35.紫茎泽兰综合利用方法,包括如下步骤：
36.将采收的紫茎泽兰地上新鲜植株去除石块、泥沙，切段，粉碎机粉碎，加植株重量的1倍水，磨浆机磨浆，过滤，渣用2倍重量的水冲洗，再过滤，合并滤液，分别得到筛下浆液和筛上固体两种物料。
37.将得到的浆液加入旋转锥蒸馏塔旋转蒸馏，旋转锥蒸馏塔的旋转锥转速为380r/min，紫茎泽兰浆液的进料速度为120l/h；旋转锥蒸馏塔中水蒸气的温度为110℃，水蒸气的流速为50kg/h；得紫茎泽兰挥发油水混合物和渣液混合物。
38.将得到的紫茎泽兰挥发油水混合物用1.5倍量v/v乙醚萃取2次，有机相回收乙醚，得到紫茎泽兰挥发油，挥发油得率0.92％，油中主要成分为丁酸香叶酯(9.36％)、乙酸龙脑酯(7.46％)和氧化石竹烯(5.57％)，紫茎泽兰挥发油即可直接用于日化香精，也可用于生物农药；将挥发油通过大孔树脂柱层析和hplc制备色谱，可得到纯度95.7％的抗肿瘤药β-榄香烯。水相回用为磨浆用水或冲洗渣用水。
39.将得到的渣液混合物，通过吊袋式离心机离心，得到水溶液和渣；水溶液进一步采用碟片式离心机离心，得到紫茎泽兰水提液清液；水提液清液，通过双效膜浓缩，进一步喷雾干燥，得到紫茎泽兰水提取物固体粉末，其中含有阿魏酸、黄酮、绿原酸、泽兰酮等杀菌、消毒的活性物质，可用于杀虫剂、消毒剂和抗氧化剂；浓缩过程中得到的水回用为磨浆用水
或冲洗渣用水。
40.将得到的渣液混合物，通过吊袋式离心机离心，得到水溶液和渣；将得到的渣，填入汽爆装置中，在蒸汽压力1.8mpa下维压80s后瞬间爆破，得到紫茎泽兰毒性成分euptox a(9-羰基-10.11-去氢-泽兰酮)的去除率为100％的木质素低，生物利用度高的紫茎泽兰叶粉，其粗蛋白质、粗脂肪、粗纤维及多种常量元素和微量元素，是节粮型草粉饲料，可添加到现有畜禽饲料中，添加量为70wt％，可替代部分或大部分能量饲料和蛋白饲料。通过饲喂试验，动物长势良好。
41.实施例2
42.紫茎泽兰综合利用方法,包括如下步骤：
43.将采收的紫茎泽兰地上新鲜植株去除石块、泥沙，切段，粉碎机粉碎，加植株重量的1倍水，磨浆机磨浆，过滤，渣用2倍重量的水冲洗，再过滤，合并滤液，分别得到筛下浆液和筛上固体两种物料。
44.将得到的浆液加入旋转锥蒸馏塔旋转蒸馏，旋转锥蒸馏塔的旋转锥转速为450r/min，紫茎泽兰浆液的进料速度为150l/h；旋转锥蒸馏塔中水蒸气的温度为115℃，水蒸气的流速为50kg/h；得紫茎泽兰挥发油水混合物和渣液混合物。
45.将制备得到的渣液混合物，通过吊袋式离心机离心，得到水溶液和渣。
46.得到的渣，由于经过了高温和水溶解处理，已去除紫茎泽兰中部分或全部β-蒎烯、柠檬烯、阿魏酸、黄酮、绿原酸等的杀菌、消毒活性，已不能抑制沼气发酵中的微生物群。将渣加入沼气池，通过厌氧发酵，得到沼气，沼气作为能源，沼液可作为有机肥。
47.实施例3
48.将采收的紫茎泽兰地上新鲜植株去除石块、泥沙，切段，粉碎机粉碎，加植株重量的1倍水，磨浆机磨浆，过滤，渣用2倍重量的水冲洗，再过滤，分别得到筛下浆液和筛上固体两种物料。
49.将筛上固体物料，填入汽爆装置中，在蒸汽压力2.6mpa下维压30s后瞬间爆破，得到紫茎泽兰毒性成分euptox a(9-羰基-10.11-去氢-泽兰酮)的去除率为100％的木质素低、木质纤维松散、生物利用度高的紫茎泽兰，再添加10wt％饲料预混料，可得到全价饲料，用于反刍动物养殖。经过饲喂试验，牛、羊长势良好。
50.实施例4
51.将采收的紫茎泽兰地上新鲜植株去除石块、泥沙，切段，粉碎机粉碎，加植株重量的1倍水，磨浆机磨浆，过滤，渣用2倍重量的水冲洗，再过滤，分别得到筛下浆液和筛上固体两种物料。
52.将筛上固体物料，通过蒸煮、施胶(脲醛树脂)、干燥、铺装、加热油加热热压机，在210℃，2.2mpa热压，得到纤维板密度740kg/m3。在厚度为5mm时，静曲强度达28.6mpa，弹性模量2700mpa，内结合强度0.60mpa，吸水厚度膨胀率34％，表面结合强度0.68mpa，达到和超过国家(gb/t11718-2009中密度纤维板)中的家具型中密度纤维板(mdf-fn reg)的性能要求；远超过同等密度、等厚度的蔗渣中密度纤维板。
53.实施例5
54.将采收的紫茎泽兰地上新鲜植株去除石块、泥沙，切段，粉碎机粉碎，加植株重量的1倍水，磨浆机磨浆，过滤，渣用2倍重量的水冲洗，再过滤，分别得到筛下浆液和筛上固体
两种物料。
55.将筛上固体物料，填入汽爆装置中，在蒸汽压力3.5mpa下维压40s后瞬间爆破，得到紫茎泽兰毒性成分已彻底去除，同时得到木质素大幅降低，纤维素和半纤维素间的氢键被打断，纤维素的结晶结构被破坏，聚合度降低的紫茎泽兰木质成分，可以直接制备机械纸浆或硫酸盐纸浆，抄纸后，制备为原纸，在200g/m2时，耐破指数(kpa.m2/g)达2.85，与桉树原纸耐破指数(kpa.m2/g)2.90相近。
56.最后，还需要注意的是，以上实施例仅用来说明本发明的详细方法，本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明白，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。