專利名稱：利用玉米芯水解渣制備活性炭的工藝的制作方法
技術領域：
本發明屬于功能糖生產技術領域，具體涉及一種玉米芯水解渣酶解殘余物制備木 糖醇生產用活性炭的方法。
背景技術：
木糖醇是由玉米芯經水解、凈化、加氫等工序得到，在木糖醇生產中，玉米芯水解 渣的綜合利用一直是木糖醇行業的難題。目前，國內木糖醇生產行業每年會產生大量殘渣， 若直接排放到環境中，將會造成很大的污染和浪費。因其主要成分為纖維素和木質素，所以 有些企業用來生產纖維乙醇、L-乳酸等產品，在生產該類產品過程中還會產生50%的殘余 物。因此綜合利用玉米芯水解廢渣，通過深加工，使其變為高附加值的新產品，具有巨大的 經濟價值、環境價值和深遠的社會意義。現在木糖醇生產專用活性炭價格高達9000元/噸，每生產1噸木糖醇消耗活性炭 150kg，折合人民幣1350元。如果能將玉米芯水解渣生產活性炭，不僅可以滿足自身生產的 需要，降低生產成本，還可以作為商品出售直接提高經濟效益，并且實現了木糖醇生產由高 廢渣排放量到零排放量的木糖醇行業劃時代巨變。這樣不僅順應了國家倡導的節能減排政 策，并且會創造巨大的經濟和社會效益。目前，國內有糠醛渣生產活性碳的研究報道，但是關于利用玉米芯水解渣經酶解 去纖維素后的殘余物來制備活性炭，迄今還沒有發現任何報道。
發明內容
為了克服現有技術的不足，解決木糖生產中玉米芯廢渣利用率低的問題，本發明 提供一種利用玉米芯水解渣制備活性炭的工藝，目的是解決木糖、木糖醇生產中固體殘渣 的有效轉化利用問題，以降低行業的環保壓力，同時又可以創造經濟效益。本發明所采用的技術方案是利用玉米芯水解渣酶解殘余物來制備木糖醇生產用 活性碳，其工藝步驟為1、去纖維素測定玉米芯水解渣中的水分含量，加入去離子水，按重量比水干 物=8-12 0.5-1. 5配成混懸液，加入按重量計為15-25%的氫氧化鈉溶液，調PH至 11-13，在65-75°C下保溫l_3h后，調PH至3-5，按500-3000IU/g加入纖維素酶，攪拌轉速 為100-360rpm，在50-60°C下保溫30_70h，過濾或離心，得到以木質素為主的酶解殘余物，2、碳化活化將步驟1得到的以木質素為主的酶解殘余物晾干，按固液體積比 0.5-1.5 2-4加入質量分數為40%的磷酸溶液，在200-800°C下碳化活化20-100min。3、洗滌將步驟2得到的碳化活化物用65-80°C的清水洗滌1030min，以除去殘留 的磷，離心或過濾，得清潔的活性炭。4、烘干粉碎將步驟3得到的清潔活性炭在55-65°C烘箱內烘干20-25h，干燥至具 有很好的流動性，研磨成粉，可根據目數要求進行篩分，即得木糖醇生產用活性炭。
用本發明制備的活性炭對玉米芯水解液進行脫色，對比脫色前后水解液的透光度 值，就可以對活性炭的性能進行評價。本發明的積極效果是解決了現在木糖、木糖醇生產中固體殘渣的有效轉化利用 問題，將玉米芯水解渣用來生產活性炭，使原料玉米芯得到充分利用，提高了經濟效益，實 現了木糖醇生產由高廢渣排放量到零排放量的木糖醇行業劃時代巨變，降低行業的環保壓 力。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明做進一步說明。去纖維素是本制備工藝的基礎工序，具體實施過程中，首先測定玉米芯水解渣中 的水分含量，加入去離子水，按水干物重=10 1配成混懸液，加入按重量計為20%的氫 氧化鈉溶液，調PH至12，在70°C下保溫2h后，調PH至4，按1500IU/g加入纖維素酶，攪拌 轉速為200rpm，在55°C下保溫50h，過濾或離心，獲得的酶解玉米芯水解渣殘余物即可作為 生產活性炭的原料，備用。實施例1 取去纖維素的酶解玉米芯渣殘余物50g，加入200ml燒杯中，按固液體積比1 3 加入質量分數為40%的磷酸溶液，在馬弗爐中于400°C下碳化活化120min，用75°C清水洗 滌20min，在60°C烘箱中干燥24h后，研磨成粉，篩分，得到活性炭。按玉米芯水解液干物含 量的1 %加入活性炭，脫色，可使其透光度從7 %增至62 %左右。實施例2:取去纖維素的酶解玉米芯渣殘余物60g，加入200ml燒杯中，按體固液體積比 1 1加入質量分數為60%的磷酸溶液，在馬弗爐中于500°C下碳化活化80min，用75°C清 水洗滌20min，在60°C烘箱中干燥24h后，研磨成粉，篩分，得到活性炭。按玉米芯水解液干 物含量的加入活性炭，脫色，可使其透光度從7%增至66%左右。實施例3:取去纖維素的酶解玉米芯渣殘余物100g，加入200ml燒杯中，按體固液體積比 1 2加入質量分數為85%的磷酸溶液，在馬弗爐中于450°C下碳化活化80min，用75°C清 水洗滌lOmin，在60°C烘箱中干燥24h后，研磨成粉，篩分，得到活性炭。按玉米芯水解液干 物含量的加入活性炭，脫色，可使其透光度從7%增至75%左右。
權利要求
一種利用玉米芯水解渣制備活性炭的工藝，其特征是該制備工藝利用玉米芯水解渣酶解殘余物來制備木糖醇生產用活性碳，其工藝步驟為(1)去纖維素測定玉米芯水解渣中的水分含量，加入去離子水，按水∶干物重＝8-12∶0.5-1.5配成混懸液，加入按重量計為15-25％的氫氧化鈉溶液，調PH至11-13，在65-75℃下保溫1-3h后，調PH至3-5，按500-3000IU/g加入纖維素酶，攪拌轉速為100-360rpm，在50-60℃下保溫30-70h，過濾或離心，得到以木質素為主的酶解殘余物，備用；(2)碳化活化將步驟1得到的以木質素為主的酶解殘余物晾干，按體固液體積比0.5-1.5∶2-4加入質量分數為40％的磷酸溶液，在200-800℃下碳化活化20-100min；(3)洗滌將步驟2得到的碳化活化物用65-80℃的清水洗滌10-30min，以除去殘留的磷元素，離心或過濾，得清潔的活性炭；(4)烘干粉碎將步驟3得到的清潔的活性炭在55-65℃烘箱內烘干20-25h后，干燥至具有很好的流動性，研磨成粉，根據目數要求進行篩分，即得木糖醇生產用活性炭。
全文摘要
一種利用玉米芯水解渣制備活性炭的工藝，屬于功能糖生產技術領域。包括去纖維素、碳化活化、洗滌、烘干粉碎四個步驟。該制備工藝利用經纖維素酶酶解后的玉米芯水解渣殘余物制備木糖(醇)生產用活性炭，不僅可以滿足自身生產的需要，降低生產成本，還可以作為商品出售直接獲取經濟效益，實現了木糖醇生產由高廢渣排放量到零排放量的巨大飛躍，既減輕了環保壓力，又創造了經濟效益，符合國家節能減排和可持續發展的要求。
文檔編號C01B31/08GK101837973SQ20091001994
公開日2010年9月22日 申請日期2009年3月20日 優先權日2009年3月20日
發明者張孝華, 杜瑞鋒, 田強, 秦海青, 邱學良 申請人:山東福田藥業有限公司