混菌固態發酵預處理稻殼製備稻殼灰活性炭的方法
2023-06-02 12:34:56 2
專利名稱：混菌固態發酵預處理稻殼製備稻殼灰活性炭的方法
技術領域：
本發明涉及製備稻殼灰活性炭的方法，具體涉及混菌固態發酵預處理稻殼製備稻殼灰活性炭的方法。
背景技術：
一般天然稻殼中含水10%_12%，多聚糖16%_20%，纖維素26%_36%，粗脂肪0.4%-0.8%,灰分 18%-20%，木質素 20%-24%，粗蛋白 1.5%-2.0% 和 14%-16% 的 SiO2。SiO2 以網格狀分布其中，起著骨架的作用，木質素、纖維素等填充在網格中，當纖維素等被部分降解後，稻殼表面呈微孔狀，SiO2的網格結點暴露，成為較理想的吸附劑原料。若控制稻殼經不完全燃燒，則可保留部分碳，得到的是炭化稻殼，經電子顯微鏡觀察，其結構為空心狀的網狀結構，稻殼灰分中的固定炭有活性炭的特性，並且二氧化矽也有一定的吸附能力，是製備活性炭較好的原料。以炭化稻殼灰為原料製取活性炭，不但成本低，而且不含有害雜質(如鉛、砷)，特別適合於食品工業的需求，市場潛力巨大。固態發酵是指微生物在沒有游離水的固體基質上生長。固態發酵時需要水分，但水分是以吸附或結合的形成存在於固體基質內部。該方法具有投資少，工藝簡單等優點，尤其是在產酶工業中具有酶活較高的優點。混菌發酵是採用兩種或多種微生物的協同作用共同完成某發酵過程的一種發酵技術，具有可提高發酵效率或可形成新產品的優點。對於稻殼製備炭化稻殼吸附劑的研究中，為提高炭化稻殼的吸附能力，主要是採用酸、鹼等化學試劑預處理 稻殼或活化炭化稻殼，還有採用兩步微生物發酵預處理稻殼，而採用混菌固態發酵法預處理稻殼，然後再進行乾餾製備稻殼灰活性炭的研究在國內外還是空白。
發明內容
本發明的目的在於:提供一種混菌固態發酵預處理稻殼製備稻殼灰活性炭的方法，改善稻殼灰活性炭的表面微孔結構，提高吸附性能。本發明的技術解決方案是:在稻殼發酵培養基中，先接種白腐真菌，再接種綠色木黴或黑麴黴或裡氏木黴或康氏木黴或青黴，混囷固態發酵後幹懼製備稻殼灰活性炭。其中，稻殼灰活性炭製備方法包括以下具體步驟:
第一步，將白腐真菌接入稻殼發酵培養基中，溫度25-35 °C發酵3-9d得發酵基質；培養基含水率為30-80%，接種量是孢子懸液濃度為107-108cfu/mL，接種體積為5%_25% ;其中，稻殼發酵培養基由以下組分重量百分比組成:稻殼10-20%，硫酸銨0.5-3.0%，磷酸二氫鉀0.5-3.0%，硫酸鎂 0.5-3.0%,吐溫-80 0.5-3.0%, ρΗ4_6.5，其餘水，合計 100% ；
第二步，將綠色木黴或黑麴黴或裡氏木黴或康氏木黴或青黴接入步驟一的發酵基質中，溫度25-35°C發酵l-7d，接種量是孢子懸液濃度為107-108cfu/mL，接種體積為5%_25% ；第三步，炭化製備稻殼灰活性炭:首先對步驟二處理後的稻殼脫水，脫水溫度120-140°C，時間30-60分鐘；接著，對脫水後稻殼預炭化，預炭化溫度260_280°C，時間30-60分鐘；然後，對預炭化後稻殼炭化，炭化溫度450-500°C，時間45-75分鐘；最後，對炭化後稻殼煅燒，煅燒溫度600-650°C，時間90-120分鐘。本發明的製備工藝簡單，操作容易，製得的稻殼灰活性炭表面微孔結構好，吸附性能強。
圖1為未經處理的稻殼灰表面電鏡圖。圖2為經本方法處理的稻殼灰表面電鏡圖。
具體實施例方式下面結合具體實施例進一步說明本發明的技術解決方案，這些實施例不能理解為是對技術方案的限制。實施例1:依以下步驟製備稻殼灰活性炭
第一步，將白腐真菌接入 稻殼發酵培養基中，溫度25°C發酵9d得發酵基質；培養基含水率為30%，接種量是孢子懸液濃度為107cfu/mL，接種體積為5% ;其中，稻殼發酵培養基由以下組分重量百分比組成:稻殼10%，硫酸銨3.0%，磷酸二氫鉀3.0%，硫酸鎂3.0%，吐溫-803.0%，pH4，其餘水；
第二步，將綠色木黴接入步驟一的發酵基質中，溫度25°C發酵7d，接種量是孢子懸液濃度為107cfu/mL，接種體積為5% ；
第三步，炭化製備稻殼灰活性炭:首先對步驟二處理後的稻殼脫水，脫水溫度120°C，時間60分鐘；接著，對脫水後稻殼預炭化，預炭化溫度260°C，時間60分鐘；然後，對預炭化後稻殼炭化，炭化溫度450°C，時間75分鐘；最後，對炭化後稻殼煅燒，煅燒溫度600°C，時間120分鐘。實施例2:依以下步驟製備稻殼灰活性炭
第一步，將白腐真菌接入稻殼發酵培養基中，溫度30°C發酵6d得發酵基質；培養基含水率為55%，接種量是孢子懸液濃度為0.5X 107cfu/mL，接種體積為15% ;其中，稻殼發酵培養基由以下組分重量百分比組成:稻殼15%，硫酸銨1.75%，磷酸二氫鉀1.7%，硫酸鎂1.75%，吐溫-80 1.75%，ρΗ5.0，其餘水；
第二步，將黑麴黴接入步驟一的發酵基質中，溫度30°C發酵4d，接種量是孢子懸液濃度為0.5X 107cfu/mL，接種體積為15% ；
第三步，炭化製備稻殼灰活性炭:首先對步驟二處理後的稻殼脫水，脫水溫度130°C，時間45分鐘；接著，對脫水後稻殼預炭化，預炭化溫度270°C，時間45分鐘；然後，對預炭化後稻殼炭化，炭化溫度475°C，時間60分鐘；最後，對炭化後稻殼煅燒，煅燒溫度625°C，時間105分鐘。實施例3:依以下步驟製備稻殼灰活性炭
第一步，將白腐真菌接入稻殼發酵培養基中，溫度35°C發酵3d得發酵基質；培養基含水率為80%，接種量是孢子懸液濃度為108cfu/mL，接種體積為25% ;其中，稻殼發酵培養基由以下組分重量百比組成:稻殼20%，硫酸銨0.5%，磷酸二氫鉀0.5%，硫酸鎂0.5%，吐溫-800.5%，ρΗ6.5，其餘水；
第二步，將裡氏木黴接入步驟一的發酵基質中，溫度35°C發酵ld，接種量是孢子懸液濃度為108cfu/mL，接種體積為25% ；
第三步，炭化製備稻殼灰活性炭:首先對步驟二處理後的稻殼脫水，脫水溫度140°C，時間30分鐘；接著，對脫水後稻殼預炭化，預炭化溫度280°C，時間30分鐘；然後，對預炭化後稻殼炭化，炭化溫度500°C，時間45分鐘；最後，對炭化後稻殼煅燒，煅燒溫度650°C，時間90分鐘。實施例4:同實施例1，步驟二接種的是康氏木黴。實施例5:同實 施例3，步驟二接種的是青黴。實施例1-3得到的稻殼灰活性炭的表面微孔結構得到了很大改善，如電鏡圖表
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權利要求
1.混菌固態發酵預處理稻殼製備稻殼灰活性炭的方法，其特徵是:在稻殼發酵培養基中，先接種白腐真菌，再接種綠色木黴或黑麴黴或裡氏木黴或康氏木黴或青黴，混菌固態發酵後乾餾製備稻殼灰活性炭。
2.根據權利要求1所述的混菌固態發酵預處理稻殼製備稻殼灰活性炭的方法，其特徵是該稻殼灰活性炭的製備方法包括以下具體步驟: 第一步，將白腐真菌接入稻殼發酵培養基中，溫度25-35°C發酵3-9d得發酵基質；培養基含水率為30-80%，接種量是孢子懸液濃度為107-108cfu/mL，接種體積為5%_25% ;其中，稻殼發酵培養基由以下組分重量百分比組成:稻殼10-20%，硫酸銨0.5-3.0%，磷酸二氫鉀·0.5-3.0%，硫酸鎂 0.5-3.0%,吐溫-80 0.5-3.0%, ρΗ4_6.5，其餘水，合計 100% ； 第二步，將綠色木黴或黑麴黴或裡氏木黴或康氏木黴或青黴接入步驟一的發酵基質中，溫度25-35°C發酵l-7d，接種量是孢子懸液濃度為107-108cfu/mL，接種體積為5%_25% ；第三步，炭化製備稻殼灰活性炭:首先對步驟二處理後的稻殼脫水，脫水溫度·120-140°C，時間30-60分鐘；接著，對脫水後稻殼預炭化，預炭化溫度260_280°C，時間·30-60分鐘；然後，對預炭化後稻殼炭化，炭化溫度450-500°C，時間45-75分鐘；最後，對炭化後稻殼煅燒，煅燒溫 度600-650°C，時間90-120分鐘。
全文摘要
本發明公開了混菌固態發酵預處理稻殼製備稻殼灰活性炭的方法，在稻殼發酵培養基中，先接種白腐真菌，再接種綠色木黴或黑麴黴或裡氏木黴或康氏木黴或青黴，混菌固態發酵後乾餾製備稻殼灰活性炭。本發明的製備工藝簡單，操作容易，製得的稻殼灰活性炭表面微孔結構好，吸附性能強。
文檔編號B09B3/00GK103121676SQ201310054469
公開日2013年5月29日 申請日期2013年2月20日 優先權日2013年2月20日
發明者趙玉萍, 許興友, 尹秀蓮, 遊慶紅, 李文謙 申請人:淮陰工學院