专利名称：利用玉米芯水解渣制备活性炭的工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于功能糖生产技术领域，具体涉及一种玉米芯水解渣酶解残余物制备木 糖醇生产用活性炭的方法。
背景技术：
木糖醇是由玉米芯经水解、净化、加氢等工序得到，在木糖醇生产中，玉米芯水解 渣的综合利用一直是木糖醇行业的难题。目前，国内木糖醇生产行业每年会产生大量残渣， 若直接排放到环境中，将会造成很大的污染和浪费。因其主要成分为纤维素和木质素，所以 有些企业用来生产纤维乙醇、L-乳酸等产品，在生产该类产品过程中还会产生50%的残余 物。因此综合利用玉米芯水解废渣，通过深加工，使其变为高附加值的新产品，具有巨大的 经济价值、环境价值和深远的社会意义。现在木糖醇生产专用活性炭价格高达9000元/吨，每生产1吨木糖醇消耗活性炭 150kg，折合人民币1350元。如果能将玉米芯水解渣生产活性炭，不仅可以满足自身生产的 需要，降低生产成本，还可以作为商品出售直接提高经济效益，并且实现了木糖醇生产由高 废渣排放量到零排放量的木糖醇行业划时代巨变。这样不仅顺应了国家倡导的节能减排政 策，并且会创造巨大的经济和社会效益。目前，国内有糠醛渣生产活性碳的研究报道，但是关于利用玉米芯水解渣经酶解 去纤维素后的残余物来制备活性炭，迄今还没有发现任何报道。
发明内容
为了克服现有技术的不足，解决木糖生产中玉米芯废渣利用率低的问题，本发明 提供一种利用玉米芯水解渣制备活性炭的工艺，目的是解决木糖、木糖醇生产中固体残渣 的有效转化利用问题，以降低行业的环保压力，同时又可以创造经济效益。本发明所采用的技术方案是利用玉米芯水解渣酶解残余物来制备木糖醇生产用 活性碳，其工艺步骤为1、去纤维素测定玉米芯水解渣中的水分含量，加入去离子水，按重量比水干 物=8-12 0.5-1. 5配成混悬液，加入按重量计为15-25%的氢氧化钠溶液，调PH至 11-13，在65-75°C下保温l_3h后，调PH至3-5，按500-3000IU/g加入纤维素酶，搅拌转速 为100-360rpm，在50-60°C下保温30_70h，过滤或离心，得到以木质素为主的酶解残余物，2、碳化活化将步骤1得到的以木质素为主的酶解残余物晾干，按固液体积比 0.5-1.5 2-4加入质量分数为40%的磷酸溶液，在200-800°C下碳化活化20-100min。3、洗涤将步骤2得到的碳化活化物用65-80°C的清水洗涤1030min，以除去残留 的磷，离心或过滤，得清洁的活性炭。4、烘干粉碎将步骤3得到的清洁活性炭在55-65°C烘箱内烘干20-25h，干燥至具 有很好的流动性，研磨成粉，可根据目数要求进行筛分，即得木糖醇生产用活性炭。
用本发明制备的活性炭对玉米芯水解液进行脱色，对比脱色前后水解液的透光度 值，就可以对活性炭的性能进行评价。本发明的积极效果是解决了现在木糖、木糖醇生产中固体残渣的有效转化利用 问题，将玉米芯水解渣用来生产活性炭，使原料玉米芯得到充分利用，提高了经济效益，实 现了木糖醇生产由高废渣排放量到零排放量的木糖醇行业划时代巨变，降低行业的环保压 力。
具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。去纤维素是本制备工艺的基础工序，具体实施过程中，首先测定玉米芯水解渣中 的水分含量，加入去离子水，按水干物重=10 1配成混悬液，加入按重量计为20%的氢 氧化钠溶液，调PH至12，在70°C下保温2h后，调PH至4，按1500IU/g加入纤维素酶，搅拌 转速为200rpm，在55°C下保温50h，过滤或离心，获得的酶解玉米芯水解渣残余物即可作为 生产活性炭的原料，备用。实施例1 取去纤维素的酶解玉米芯渣残余物50g，加入200ml烧杯中，按固液体积比1 3 加入质量分数为40%的磷酸溶液，在马弗炉中于400°C下碳化活化120min，用75°C清水洗 涤20min，在60°C烘箱中干燥24h后，研磨成粉，筛分，得到活性炭。按玉米芯水解液干物含 量的1 %加入活性炭，脱色，可使其透光度从7 %增至62 %左右。实施例2:取去纤维素的酶解玉米芯渣残余物60g，加入200ml烧杯中，按体固液体积比 1 1加入质量分数为60%的磷酸溶液，在马弗炉中于500°C下碳化活化80min，用75°C清 水洗涤20min，在60°C烘箱中干燥24h后，研磨成粉，筛分，得到活性炭。按玉米芯水解液干 物含量的加入活性炭，脱色，可使其透光度从7%增至66%左右。实施例3:取去纤维素的酶解玉米芯渣残余物100g，加入200ml烧杯中，按体固液体积比 1 2加入质量分数为85%的磷酸溶液，在马弗炉中于450°C下碳化活化80min，用75°C清 水洗涤lOmin，在60°C烘箱中干燥24h后，研磨成粉，筛分，得到活性炭。按玉米芯水解液干 物含量的加入活性炭，脱色，可使其透光度从7%增至75%左右。
权利要求
一种利用玉米芯水解渣制备活性炭的工艺，其特征是该制备工艺利用玉米芯水解渣酶解残余物来制备木糖醇生产用活性碳，其工艺步骤为(1)去纤维素测定玉米芯水解渣中的水分含量，加入去离子水，按水∶干物重＝8-12∶0.5-1.5配成混悬液，加入按重量计为15-25％的氢氧化钠溶液，调PH至11-13，在65-75℃下保温1-3h后，调PH至3-5，按500-3000IU/g加入纤维素酶，搅拌转速为100-360rpm，在50-60℃下保温30-70h，过滤或离心，得到以木质素为主的酶解残余物，备用；(2)碳化活化将步骤1得到的以木质素为主的酶解残余物晾干，按体固液体积比0.5-1.5∶2-4加入质量分数为40％的磷酸溶液，在200-800℃下碳化活化20-100min；(3)洗涤将步骤2得到的碳化活化物用65-80℃的清水洗涤10-30min，以除去残留的磷元素，离心或过滤，得清洁的活性炭；(4)烘干粉碎将步骤3得到的清洁的活性炭在55-65℃烘箱内烘干20-25h后，干燥至具有很好的流动性，研磨成粉，根据目数要求进行筛分，即得木糖醇生产用活性炭。
全文摘要
一种利用玉米芯水解渣制备活性炭的工艺，属于功能糖生产技术领域。包括去纤维素、碳化活化、洗涤、烘干粉碎四个步骤。该制备工艺利用经纤维素酶酶解后的玉米芯水解渣残余物制备木糖(醇)生产用活性炭，不仅可以满足自身生产的需要，降低生产成本，还可以作为商品出售直接获取经济效益，实现了木糖醇生产由高废渣排放量到零排放量的巨大飞跃，既减轻了环保压力，又创造了经济效益，符合国家节能减排和可持续发展的要求。
文档编号C01B31/08GK101837973SQ20091001994
公开日2010年9月22日 申请日期2009年3月20日 优先权日2009年3月20日
发明者张孝华, 杜瑞锋, 田强, 秦海青, 邱学良 申请人:山东福田药业有限公司