一种以农作物秸秆为原料提取纤维素的方法与流程

本发明实施例涉及农作物资源回收利用，具体涉及一种以农作物秸秆为原料提取纤维素的方法。

背景技术：

1、秸秆是作物生产的重要副产品，是一项重要的农业资源。据估算，全球每年产生50亿吨以上作物秸秆。秸秆焚烧是过去农民常用的一种秸秆处理方式，其不仅浪费了宝贵的农业资源，也造成较为严重的环境问题。因此如何认识秸秆的资源价值和合理利用秸秆资源成为各界人士关注的一个焦点。

2、秸秆还田是把不宜直接作饲料的麦秸秆、玉米秸秆和水稻秸秆等直接或堆积腐熟后施入土壤中的一种方法，是一项培肥地力的增产措施，也是农业生产中一个能量转换的过程。它杜绝了秸秆焚烧所造成的大气污染，同时还增肥增产，改良土壤结构，使土壤疏松，孔隙度增加，容量减轻，促进微生物活力和作物根系的发育。秸秆中含有大量的新鲜有机物料，在归还于农田之后，经过一段时间的腐解作用，就可以转化成有机质和速效养分。既改善土壤理化性状，也可供应一定的钾等养分。现有研究发现，秸秆还田会造成如下问题：土壤过于疏松，农作物容易倒伏，严重影响产量；农作物病虫害明显增加。

3、纤维素是一种以d-吡喃式葡萄糖基通过1,4-β-苷键连接起来的具有线性结构的高分子，是自然界中的一种绿色的生物质资源，利用价值较高。因此，开发一种利用农作物秸秆作为原料提取纤维素的方法，不仅可以变废为宝，而且还可以减少石油化工原料的消耗，促进整个社会的可持续发展。

技术实现思路

1、为此，本发明实施例提供一种以农作物秸秆为原料提取纤维素的方法。

2、为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

3、一种以农作物秸秆为原料提取纤维素的方法，包括如下步骤：

4、在秸秆表面喷洒生物酶溶液，混合均匀后进行堆垛发酵，得到第一物料；

5、将所述第一物料依次进行碎断处理和撕裂处理，得到第二物料；

6、将所述第二物料进行消解处理，得到第三物料；

7、将所述第三物料进行磨解处理和筛选处理，得到纤维素产品。

8、进一步地，所述生物酶溶液为生物酶的水溶液，其质量浓度为0.2-0.4kg/l，所述秸秆与生物酶溶液的质量体积比为2-20:1；所述生物酶为氧化还原酶。本发明使用的氧化还原酶指催化农作物秸秆进行氧化还原反应的酶类，例如，可以为乳酸脱氢酶、琥珀酸脱氢酶、细胞色素氧化酶、过氧化氢酶等。

9、进一步地，所述堆垛发酵的温度为8-50℃，时间为3-20d。

10、进一步地，所述碎断处理在碎草机中进行，经碎断处理后的物料长度为3-5厘米；所述撕裂处理在草料撕裂机中进行，撕裂干度(即进入撕裂机的草料风干程度)为60-80％。

11、进一步地，所述消解处理具体包括：

12、将所述第二物料浸泡于浓度为1.0-2.0％的氢氧化钠溶液中，搅拌均匀后静置15-30分钟，过滤，得到第三物料。

13、进一步地，所述磨解处理具体包括：

14、将处理好的第三物料送入锥形磨浆机，在磨浆机运作的过程中加入水，经过磨浆机碾磨出的纤维素溶液浓度为10-15％。

15、进一步地，所述筛选处理具体包括：

16、将磨解的纤维素溶液经过管道、1mm的压力筛、30目的筛网后即为合格的纤维素溶液；被压力筛筛下的残渣经过溶液中和后进行有机肥生产：被30目筛网筛下来的长纤维再次进入高浓磨浆机进行二次磨解，直至可以通过30目筛网为止。

17、本发明技术方案确定原则：

18、(1)先进性

19、在确定技术方案时，必须保证工作质量的基础上，尽量利用科学技术发展的成果，采用新技术、新材料及新设备进行生产，以达到缩短工艺流程、减少加工时间的目的。

20、(2)可行性

21、选择技术方案，目的是为了高效率生产。因此，在考虑先进性的同时还必须考虑其可行性。

22、(3)可靠性

23、项目所采用的技术和设备，应经过生产、运行的检验，并有良好的可靠性记录。

24、(4)安全性

25、项目所采用的技术，在正常使用中应确保安全生产运行。

26、(5)经济合理性

27、在注重所采用的技术设备先进适用、安全可靠的同时，应注重分析所采用的技术是否经济合理，是否有利于节约项目投资和降低产品成本，提高综合经济效益。

28、(6)符合清洁生产要求。

29、本发明实施例具有以下优点：

30、本发明工艺流程简单，加工方便，环境要求简单，成本较低，可以适应于各种环境要求，减少环境污染，为农作物秸秆纤维素再生及其利用提供广阔的应用前景。

技术特征：

1.一种以农作物秸秆为原料提取纤维素的方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的以农作物秸秆为原料提取纤维素的方法，其特征在于，所述生物酶溶液为生物酶的水溶液，其质量浓度为0.2-0.4kg/l，所述秸秆与生物酶溶液的质量体积比为2-20:1。

3.根据权利要求1所述的以农作物秸秆为原料提取纤维素的方法，其特征在于，所述堆垛发酵的温度为8-50℃，时间为3-20d。

4.根据权利要求1所述的以农作物秸秆为原料提取纤维素的方法，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的以农作物秸秆为原料提取纤维素的方法，其特征在于，所述消解处理具体包括：

6.根据权利要求1所述的以农作物秸秆为原料提取纤维素的方法，其特征在于，所述磨解处理具体包括：

7.根据权利要求6所述的以农作物秸秆为原料提取纤维素的方法，其特征在于，所述筛选处理具体包括：

技术总结
本发明实施例公开了一种以农作物秸秆为原料提取纤维素的方法。该方法包括如下步骤：在秸秆表面喷洒生物酶溶液，混合均匀后进行堆垛发酵，得到第一物料；将所述第一物料依次进行碎断处理和撕裂处理，得到第二物料；将所述第二物料进行消解处理，得到第三物料；将所述第三物料进行磨解处理和筛选处理，得到纤维素产品。本发明工艺流程简单，加工方便，环境要求简单，成本较低，可以适应于各种环境要求，减少环境污染，为农作物秸秆纤维素再生及其利用提供广阔的应用前景。

技术研发人员：程传宇
受保护的技术使用者：程传宇
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14