木糖。玉米芯的物理结构包含蜂窝状外层，白色环形块状中层和絮状内层。 其主要质量在白色环形块状中层上，也即是生产木糖的主要部分。红色玉米芯的白色环形 块状中层通常比白色玉米芯要厚实，所以红色玉米芯往往产糖率较高。
[0052] 本发明优选将生物质原料先进行除尘和粉碎，得到生物质原料颗粒，再将所述生 物质原料颗粒进行水解，得到木糖液和木糖渣。本发明对所述除尘和粉碎的方法没有特殊 的限制，采用本领域技术人员熟知的除尘和粉碎的而技术方案即可。如可采用本领域技术 人员熟知的振荡筛去除生物质原料中的尘土、杂物，去除的尘土和杂物可被输送至锅炉焚 烧或作为垃圾处理。在本发明中，所述生物质原料颗粒的粒径优选不大于20mm，更优选为不 大于18mm，最优选为不大于15mm ;本发明将所述生物质原料粉碎后再进行水解，加大了水 解时生物质原料与酸的接触面积，缩短了浸透时间，有利于植物半纤维素和聚戊糖的水解， 便于木糖引出，提高了产品回收率，并缩短了水解时间。
[0053] 在以玉米芯为原料时，由于玉米芯还含有非半纤维素的糖类、色素、果胶、含氮物 和脂肪等，这些物质进入水解液中将大大加重后序精制工序的负担，本发明优选在对玉米 芯进行水解前优选将所述玉米芯进行稀酸预处理，除去这些杂质。在本发明中，所述稀酸优 选为硫酸水溶液、盐酸水溶液、磷酸水溶液、醋酸水溶液和硝酸水溶液中的一种或两种，所 述酸液的质量浓度优选为0. 〇5wt%~0. 15wt%，更优选为0. 08wt%~0. 12wt% ;所述预处理 的温度优选为ll〇°C~130°C，更优选为115°C~125°C;所述预处理的时间优选为1小时~ 3小时，更优选为1. 5小时~2. 5小时。本发明通过对玉米芯进行稀酸预处理，去除了玉米 芯中的杂质，而且在上述条件下不会造成半纤维素的水解而损失木糖，从而使后续水解得 到的水解液的质量大为提商。
[0054] 在本发明中，所述水解过程将所述生物质原料中含有的戊聚糖水解得到单分子戊 糖水解液，其中的戊糖主要是木糖。本发明优选将所述生物质原料与酸液混合，进行水解得 到木糖。本发明对所述生物质原料与酸液的混合方法没有特殊的限制，优选将玉米芯浸泡 在所述酸液中。在本发明中，所述酸液优选为磷酸水溶液、硫酸水溶液和磷酸水溶液中的一 种或几种，更优选为磷酸水溶液和/或硫酸水溶液，最优选为磷酸水溶液；所述硫酸水溶液 的质量浓度优选为5%~10% ;由于盐酸对设备腐蚀性太强，因此，在本发明的实施例中不采 用盐酸作为催化剂催化生物质原料的水解；所述磷酸水溶液的质量浓度优选为50%~70%， 更优选为55%~65%，最优选为60%。
[0055] 在本发明中，所述水解的温度优选为120°C~140°C，更优选为125°C~135°C，最 优选为128°C~132°C ;所述水解的时间优选为2小时~5小时，更优选为2. 5小时~4小 时。在水解过程中，会有一部分水解得到的单糖分解成小分子有色物质或焦化成大分子有 色物质，所以得到的水解液颜色较深，呈浅棕红色。具体的，以玉米芯为原料制备木糖和木 糖渣时，水解液中大部分有色物质为水解过程产生而非由玉米芯原料带入，所以红色玉米 芯与白色玉米芯所产水解液的颜色深浅基本一致。
[0056] 在所述水解的过程中，生物质原料中的半纤维素得以水解，水解后，浸泡液与生 物质原料残渣分离，得到以木糖为主的水解液，所述水解液中酸的含量优选为0.65%~ 〇? 75%，更优选为 0? 68% ~0? 72%。
[0057] 本发明在得到木糖渣后，优选将所述木糖渣进行水洗，将水洗后得到的木糖渣用 作制备活性炭的原料。
[0058] 得到木糖渣后，本发明将所述木糖渣在催化剂的作用下进行炭化活化，优选将所 述木糖渣与催化剂混合，得到混合物料；将所述混合物料进行炭化活化，得到活性炭。本发 明优选将所述木糖渣进行干燥和粉碎后，将得到的木糖渣颗粒与催化剂混合，得到混合物 料。在本发明中，当所述木糖渣为木糖渣时，本发明优选将得到的木糖渣直接进行干燥，得 到重量水分含量在20wt%以下的木糖渣，更优选为15wt%以下。本发明对所述脱水和干燥 的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的脱水和干燥的技术方案即可。在本发 明中，所述干燥优选为烘干。
[0059] 完成对所述木糖渣的干燥后，本发明将得到的干燥后的木糖渣进行粉碎，得到木 糖渣颗粒。本发明对所述粉碎的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的粉碎的 技术方案即可。本发明优选将所述粉碎后的木糖渣过6目~16目双层筛，更优选为10目~ 15目，得到粒度合格的木糖渣颗粒。
[0060] 得到木糖渣颗粒后，本发明将所述木糖渣颗粒与催化剂混合，得到混合物料。在本 发明中，所述催化剂优选为磷酸和/或氯化锌，更优选为磷酸溶液；所述磷酸溶液的质量浓 度优选为50%~70%，更优选为55%~65,最优选为60%。本发明优选将所述催化剂与木糖 渣颗粒进行捏和，使催化剂与木糖渣充分接触、揉压，从而使得催化剂分子能够进入到细胞 腔中。当所述催化剂为磷酸溶液时，本发明优选采用热的磷酸溶液与所述木糖渣颗粒混合， 进行拌酸捏和。本发明优选将所述催化剂加入到所述木糖渣颗粒中，得到混合物料。在本发 明中，所述木糖渣颗粒的绝干质量与纯催化剂的质量比优选为（1~1. 2): (1~3. 0)，更优 选为（1~1. 2) : (1. 5~2. 5);所述木糖渔颗粒与所述催化剂混合的时间优选为5min~ 20min,更优选为 lOmin ~15min〇
[0061] 得到混合物料后，本发明将所述混合物料进行炭化活化，得到活性炭。在本发明 中，所述炭化活化的温度优选为450°C~500°C，更优选为450°C~490°C，最优选为460°C~ 480°C ;所述炭化活化的时间优选为40min~90min，更优选为50min~80min，最优选为 60min~70min。本发明对所述炭化活化的设备没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟 知的炭化活化炉即可，如可以采用内热式回转炉。本发明优选将所述混合物料输送至所述 内热式回转炉的炉尾，物料借助炉体的转动和倾斜度缓慢向炉头移动，在从炉尾到炉头的 过程中，所述混合物料经历了干燥、纤维结果脱水、材质炭化、有机高聚物分解和多孔结构 定型多个阶段，最终进入炉头的出料室。本发明对所述内热式回转炉的转动速度和倾斜角 度没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的活性炭生产中内热式回转炉的设置方式即 可。
[0062] 完成对所述混合物料的炭化活化后，本发明优选回收所述炭化活化得到的活化料 中的催化剂，若所述催化剂为磷酸时，将所述活化料中的偏磷酸、焦磷酸状态的酸转变为正 磷酸。在工业生产中，本发明优选采用脉冲式萃取塔、过滤机或离心机对所述炭化活化后的 活化料中催化剂进行的回收。当采用脉冲式萃取塔进行催化剂的回收时，所述脉冲式萃取 它的塔顶设置具有内隔板的排气粗管，以便排出水蒸气而截流夹带的磷酸。在实施例的具 体操作时，先在所述脉冲式萃取塔中注入较低浓度的磷酸液，然后用电动葫芦将所述活化 料提升倾入塔内；完成加料后，启动脉冲发生器，使固-液两相作湍流运动，提高回收效率。 第一次回收的磷酸，可送往配料工序备用；然后依次将低浓度的磷酸用泵打入萃取塔，重复 以上操作。所回收到的从高浓度到低浓度具浓度梯度的磷酸分别储放在酸池中，供下次回 收用。当萃取塔排出的磷酸浓度达到0° Be时，再用温度为60°C~80°C的热清水分别萃 取二次，萃取液返回酸池。在本发明中，所述较低浓度的磷酸液的质量浓度优选为20Be~ 30Be〇
[0063] 当采用过滤机回收所述活化料中的催化剂时，本发明对所述过滤机的种类没有特 殊的限制，采用本领域技术人员熟知的过滤机即可，如可以采用板框过滤机。本发明优选将 所述活化料采用板框过滤机进行过滤，分离出所述活化料中的催化剂溶液，实现对催化剂 的回收。当采用离心机回收所述活化料中的催化剂时，本发明对多数离心机的种类没有特 殊的限制，采用本领域技术人员熟知的离心机的种类即可，本发明优选将所述活化料置于 离心机中进行离心，将催化剂溶液绒活化料固体中分离出来即可。
[0064] 完成对活化料的催化剂回收后，本发明将回收后得到的炭进行洗涤、干燥和粉碎， 得到活性炭。本发明对所述洗涤、干燥和粉碎的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员 熟知的活性炭制备方案中的洗涤、干燥和粉碎的技术方案即可。本发明优选将所述回收后 得到的炭用水流漂，至出水pH至为4~5。
[0065] 完成所述洗涤后，本发明优选将所述洗涤后的炭进行脱水。本发明对所述脱水的 方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的脱水的技术方案即可。
[0066] 完成对所述脱水后，本发明将得到的湿炭进行干燥。本