一種棉花稈高價值綜合煉製的方法與流程
2023-05-10 08:02:11 2
本發明涉及的是一種棉花稈的處理方法,具體涉及一種利用棉花稈聯合生產代木紙漿、木質素、果膠、乙醇、木糖、酵母和飼料添加劑的方法和工藝。
背景技術:
我國長江以北是棉花種植區,棉花種植面積達到5118.7萬畝左右,棉花稈總產量大約為2500萬噸。當前棉花稈的利用,主要為焚燒發電、造板、造紙、反芻動物的飼草料、成型燃料或粉碎還田。有些地區則丟棄在地頭腐爛或者放火焚燒,造成資源浪費,還嚴重汙染環境。
棉花稈乾物質約含粗蛋白6.5%、半纖維素20.8%、纖維素36.3%、木質素17.5%、游離棉酚0.03%、粗脂肪、礦物質等其它4.5%左右。棉花稈屬於木質材料,提取纖維替代木漿造紙,對於減少全球森林砍伐,滿足人類紙漿需求,意義重大。除了替代林木基材料用於造紙外,其用途也包括建材、化工、化妝品、食品、醫藥、陶瓷、耐火材料、皮革、菸草等等。木質素經提取改性,可廣泛用於樹脂、橡膠、染料、農藥、陶瓷、水泥、飼料、水處理、水煤漿、混凝土、耐火材料、油田鑽井、複合肥料、冶煉、鑄造、粘合劑等20多個行業。棉花稈的半纖維經過水解,同樣可提取果膠、木糖、阿拉伯糖、葡萄糖,獲得還原糖可發酵乙醇。還原糖發酵生產燃料乙醇過程中,產生的大量酵母,可用於動物蛋白飼料。提取上列物質後,剩餘物富含大量胺基酸、礦物質和多糖,也可作為飼料添加劑或者葉面肥使用。
因此,綜合煉製棉花稈可創造可觀的經濟價值。但是,現今棉花稈的利用技術和工藝,主要為棉稈造紙、棉稈造板、棉稈焚燒發電、棉稈飼料、棉稈還田、棉稈食用菌等等。這一類棉稈利用產品附加值低,沒有達到充分利用資源、深度挖掘棉花稈經濟價值的目標。同時,單一產品的利用,必然有大量組分被廢棄排放,造成二次汙染。因此,必須考慮一種綜合利用方案,將棉花稈所有組分儘可能多地轉化為產品,充分挖掘棉花稈價值,提高棉花綜合利用水平和效率。
但是,棉花稈屬木質材料,與玉米、甜高粱、小麥、水稻、香蕉稈等秸稈相比,不但組分比例不同,棉花稈含有更高的木質素、粗蛋白,其結構構造也差別較大。因此,針對棉花稈的綜合煉製,需要獨特的處理方法和不同的工藝條件。
技術實現要素:
本發明的目的是針對棉花稈的特徵,提供一套有針對性的處理方法,通過綜合煉製秸稈原料,將棉花稈的組分吃幹榨盡,提取替代林木基紙漿、木質素和替代糧食基的半乳糖醛酸、木糖、乙醇、酵母和飼料添加劑,從而充分挖掘棉花稈經濟價值,並實現生產過程零排汙。
為了達到本發明的上述目的,本發明提出以下技術方案:
提供一種棉花稈「七步煉製法」處理方案,就是以棉花稈為原料,建立一套由七個步驟組成的成套連續工藝,聯產紙漿、木質素、半乳糖醛酸、木糖、乙醇、酵母和飼料添加劑的方法;具體講,是先利用酸儲法漚制原料;再用氣爆法將棉花稈崩解;然後用高壓酸解法將其中的半纖維、多糖、澱粉降解為水溶液,提取木質素、纖維素混合物;最後利用鹼解法提取纖維素和木質素;利用棉花稈水解液通過絮凝法提取半乳糖醛酸;發酵法提取乙醇;濃縮結晶法提取木糖;最後的殘液濃縮成為飼料添加劑。
本發明所述的棉花稈高價值綜合煉製的方法,具體包括以下步驟:
1)用稀硫酸浸透粉碎後的棉花稈,密封存放至少24hr得到酸儲料;
2)用清水洗步驟1)製備的酸儲料,得到酸液和去酸液後物料;將去酸液後物料氣爆崩解成絮狀物料,在絮狀物料中加入稀酸液加熱酸解,充分降解棉花稈中的糖類物質;酸解後物料經冷卻、分離,得到酸解後絮狀物料和富含果膠及降解糖的水溶液;
3)在步驟2)得到的酸解後絮狀物料中加入丁醇和鹼性催化劑進行加熱催化醇解,充分降解絮狀物料中的木質素,然後經冷卻、分離,得到纖維素和富含木質素的水溶液;進一步在富含木質素的水溶液中加稀酸析出木質素,然後分別回收木質素和丁醇,剩餘含降解糖的水溶液;
4)將步驟2)得到的富含果膠及降解糖的水溶液中加入活性炭進行脫色、過濾,得到濾渣和濾液;將濾液濃縮後加入乙醇,完成果膠的醇析後,分別回收果膠、乙醇,剩餘含降解糖的水溶液;
5)混合步驟3)和步驟4)獲得的兩種含降解糖的水溶液,利用混合後的水溶液和酵母發酵製備乙醇,發酵結束,得到活酵母沉澱物和清液,清液經蒸餾得到粗酒和醪液;
6)步驟5)得到的醪液中加入活性炭進行脫色、過濾,得到濾渣和濾液;去除濾液中的帶電鹽分離子,然後經濃縮、降溫、加晶核、結晶、乾燥,回收木糖結晶粉,剩餘殘液;
7)將步驟4)得到的濾渣、步驟5)得到的活酵母沉澱物、步驟6)得到的濾渣和殘液混合、烘乾,得到棉多酚脫毒高蛋白飼料添加劑。
本發明的方法中,步驟2)所述的酸解可以是現有的多種酸解糖類物質的方法,本發明優選將步驟2)得到的酸液和崩解得到的絮狀物料裝入搪瓷反應罐,同時按料(乾物質)液比1~2:4~3的比例,添加所述的稀酸液,添加後酸液濃度調整至5‰質量濃度,關閉搪瓷罐,然後使物料溫度升至115~125℃,保持60~90min;此過程可以完成棉多酚脫毒及棉稈酸解反應,使棉花稈中的澱粉、半纖維素、多糖充分降解。
本發明的方法中,步驟3)所述的酸解後絮狀物料中加入丁醇和鹼性催化劑進行加熱催化醇解,優選具體包括:在所述的絮狀物料中加入其體積3~5倍的30%濃度的丁醇得到反應混合物,再按10g/L的比例向反應混合物中添加鹼性催化劑,混勻後使物料溫度上升至100℃,保持60~90min;該過程可以使絮狀物料中的木質素更加充分地降解。所述的鹼性催化劑可選自氫氧化鈣或氫氧化鉀中的一種或其混合物。步驟3)所述的在富含木質素的水溶液中加稀酸析出木質素,所述的稀酸優選為0.5%濃度的稀硫酸。
本發明的方法中,步驟5)所述的發酵製備乙醇可以採用現有的多種方法完成,本發明優選的方法包括:將混合後的水溶液濃縮至其糖濃度為16~20%,在每升濃縮後溶液中加入生成0.5~1.5g的(NH4)2SO4所需的氨水、8~12g的MgSO4、2~6g的KH2PO4和2~6g的CaCl2,再加入熟石灰調節溶液pH至4~5,得到發酵用糖汁;取發酵用糖汁的少部分稀釋成糖度為2%的水溶液,加入糖質酒精安琪酵母,加入的糖質酒精安琪酵母是溶液總重量的1/10000,無菌風增氧條件下進行酵母擴繁1~3小時;然後將擴繁後的酵母加入剩餘發酵用糖汁中,充分混合,厭氧發酵20~48小時,直至還原糖含量穩定地小於0.5%。
本發明的方法中,為了進一步提高棉花稈中糖的提取率,優選將步驟2)得到的酸解後絮狀物料再用等體積清水浸泡,充分浸出物料中的糖,然後分離出酸解後絮狀物料和含糖溶液,將含糖溶液加入酸解後得到的富含果膠及降解糖的水溶液一起進入步驟4)提取果膠。
本發明的方法中,為了進一步提高棉花稈中木質素的提取率,優選將步驟3)得到的纖維素進一步用丁醇萃取殘留木質素,得到萃取液和纖維素產品;將萃取液加入醇解後得到的富含木質素的水溶液一起作為加稀酸析出木質素的基礎,同時回收丁醇。
本發明的方案中,為了進一步降低成本、提高物料利用率,還優選採用以下方式中的一種或多種:
1.將所有回收的丁醇合併後再經蒸餾回收丁醇,然後重複用於步驟3)所述的醇解;
2.步驟4)回收得到的乙醇與步驟5)得到的發酵清液或者粗酒合併,經過精餾、脫水後得到95%的乙醇,循環用於步驟4)所述的果膠的醇析;
或者,
3.步驟5)得到的活酵母沉澱物回收重複利用6次後,回收製備得到酵母蛋白飼料。
本發明方法可以使用各種現有設備完成,例如,步驟1)所述粉碎後的棉花稈可使用高效秸稈切碎除葉機或者現有秸漿粉碎機製備;步驟2)所述的去酸液後物料氣爆崩解,可採用現有氣爆機完成;步驟2)所述的酸解可以在蒸汽加熱的反應罐中完成;步驟2)和3)所述的分離可使用不鏽鋼擠漿機或者離心機完成;步驟3)所述的回收丁醇、步驟4)所述的回收乙醇都可以通過蒸餾方法完成,所述的蒸餾與步驟5)所述的清液的蒸餾都可以在蒸餾釜中完成;等等。
本發明的一種優選的方案,其工藝流程圖如圖1所示,具體步驟如下:
a)將採收到的棉花稈連葉帶稈切成1至3cm碎片,送入酸儲池內,壓實;同時加入質量濃度為5‰的稀硫酸,稀硫酸液的加入量以浸透棉花稈為宜,避免多餘的酸液溢流;待酸儲池填滿後,用聚乙烯膜覆蓋,膜的接縫需採用焊槍焊接,避免酸儲料漏氣;酸儲料儲存24hr以上,備用;
b)將步驟a)製備好的酸儲料送入濾水槽,在螺杆的推動下,酸儲料沿著濾水槽推進,同時用清水澆灌濾水槽的酸儲料,將酸儲料的酸液通過濾水槽洗淨,並收集酸液;洗去酸液的棉花稈直接通過濾水槽送入氣爆機,通過氣爆機將棉花稈崩解成絮狀物1;
c)將步驟b)得到的絮狀物1和酸液裝入反應罐,同時按料(乾物質)液比1~2:4~3的比例,添加酸液,並將酸液濃度調整至5‰質量濃度,關閉搪瓷罐,然後使物料溫度升至115~125℃,保持60~90分鐘,完成棉多酚脫毒及棉稈酸解反應,使棉花稈中的澱粉、半纖維素、多糖充分降解;待漿料溫度降至100℃以下時,將處理後的漿料採用離心機或壓榨機分離成絮狀物2和富含果膠和降解糖的水溶液1;
d)將步驟c)得到的絮狀物2按體積1︰1加入清水浸泡,待渣料中糖汁充分浸出後,進行渣液分離,獲得糖汁酸液2和絮狀物3;
e)將步驟d)得到的絮狀物3加入其體積3~5倍的30%濃度的丁醇,再按10g/L的比例向絮狀物3和丁醇的混合物中添加KOH催化劑,混勻後,使物料溫度上升至100℃,保持60~90分鐘,完成絮狀物3的醇解過程,使絮狀物3中的木質素充分降解;待物料溫度降至50℃以下,採用離心機分離得到絮狀物4和木質素溶液3;
f)將步驟e)得到的絮狀物4用30%丁醇萃取殘留木質素,得到萃取液和纖維素;將萃取液與步驟e)獲得的木質素溶液3合併,加0.5%稀硫酸,將木質素析出,並濾出木質素,得到濾液1,蒸餾濾液1回收丁醇,並剩餘富含降解糖的水溶液4;
g)在步驟c)獲得的富含果膠和降解糖的水溶液1和步驟d)獲得的糖汁酸液2合併,在其中加入活性炭進行脫色,活性炭加入的比例佔步驟c)所述的棉花稈乾物質重量的4~7%,脫色後過濾獲得活性炭渣1和濾液2;將濾液2濃縮,使溶解物濃度提高至15-20%,獲得濃縮液;濃縮液中按其體積的1.5倍加入95%乙醇,使果膠變成絮狀物析出,完成果膠醇析,得到富含果膠絮狀物的漿液,再經固液分離得到溶液5和果膠固形物;溶液5經蒸餾後回收乙醇,剩餘為糖汁酸液6;
h)將步驟f)獲得的富含降解糖的水溶液4和步驟g)獲得的糖汁酸液6混合得到混合糖汁,濃縮至其糖濃度為16~20%,在每升濃縮後的混合糖汁中加入:生成0.5~1.5g的(NH4)2SO4所需的氨水、8~12g的MgSO4、2~6g的KH2PO4和2~6g的CaCl2,再加入熟石灰調節混合糖汁pH至4~5,得到發酵用糖汁;
i)取步驟h)調製好的發酵用糖汁的少部分,稀釋成糖度為2%的水溶液,加入糖質酒精安琪酵母,加入的糖質酒精安琪酵母是步驟h)得到的發酵用糖汁總重量的1/10000,無菌風增氧條件下進行酵母擴繁1~3小時;然後將擴繁後的酵母液加入步驟h)調配好的剩餘發酵用糖汁中,充分混合,厭氧發酵20~48小時,檢測殘餘還原糖含量,當還原糖含量小於0.5%並連續3次檢測維持不變時,酒精發酵結束,得到活酵母沉澱物和清液1,清液1經蒸餾得到40%v/v的粗酒和醪液;
j)步驟i)蒸餾後得到的醪液,按其中乾物質重量的4~7%加入活性炭,完成醪液的脫色,過濾獲得清液2和活性炭渣2;去除清液2中的帶電鹽分離子,然後經濃縮、降溫、加晶核、結晶、乾燥,獲得木糖結晶粉,同時剩餘各種殘液;
k)將步驟g)得到的活性炭渣1、步驟i)獲得的酵母沉澱物、步驟j)得到的活性炭渣2、各種殘液混合,烘乾,得到棉多酚脫毒高蛋白飼料添加劑。
上述方法中,步驟g)得到的果膠固形物可以進一步經清洗、乾燥、粉碎後獲得果膠粉;步驟i)得到的粗酒可進一步通過常規方法製備得到燃料乙醇;步驟j)所述的去除清液2中的帶電鹽分離子優選通過離子交換和納米超濾的方法完成。
本發明提出以棉花秸稈等木質秸稈為原料的綜合利用聯合生產乙醇、果膠、木糖、纖維素、木質素和蛋白飼料添加劑工藝,同現有棉花秸稈加工技術相比,有如下優勢:
與現有棉花秸稈綜合利用不同,棉花稈生產成型餐具(98112866.1)、秀珍菇(201510009959.6)、杏鮑菇(201510009382.9)、造紙(201110458739.3)、保溫輕體磚(201010532598.0)、磁性有機肥(201010572198.2)、降解糖(201410503890.8)、耐火輕質板(201510259115.7)、木質素複合納米纖維(201410119780.1)、纖維複合材料(201510466433.0)、改性複合材料(201510661321.0)、多孔輕質材料(201510899246.1)、育苗基質(201110420456.X)、秸稈板(201510164996.4)、包裝杯(201520735918.0)、活性炭(201410420255.3)、固沙障(201620042867.8)、抗菌裝飾材(201010193640.0)、飼料等等,主要利用棉花稈的纖維材料功能和有機肥功能,目前沒有利用棉花稈提取半乳糖醛酸、乙醇的實例,獲得的產品較為單一,經濟效益也較低。
本發明的方法充分挖掘了棉花稈的經濟價值。還可以用於替代木材的高檔紙漿及其他纖維材料。本發明的方法不但產生的經濟效益高,而且實現了生產過程零排汙,有效提高棉花稈資源利用水平和經濟效益。
附圖說明
圖1是本發明實施例1的技術方案的流程圖。
具體實施方式
實施例1
一種棉花秸稈綜合煉製聯產纖維、木質素、果膠、木糖、乙醇和蛋白飼料的工藝方法,流程參見圖1,具體實施過程如下:
1)採收棉花秸稈,以新鮮秸稈為佳,亦可以是曬乾秸稈。在原料基地集中,採用ZL200910136184.3中公開的大批量秸稈除葉裝置粉碎,直接將棉花秸稈切斷成為1至3釐米碎片;
2)將步驟1)的棉花稈碎片用0.5%稀硫酸液浸潤,待棉花稈充分浸透稀酸液後,堆放在儲存槽中,然後用聚乙烯膜將儲料槽密封,備後續秸稈加工常年生產使用。
3)步驟2)儲存的棉花稈,用鏟車送入慮槽,物料在螺杆的推動下,經進料口送入連續氣爆機,同時清水不斷澆淋物料,使棉花稈的大部分酸液經清水洗脫入慮槽下方水池。物料經連續氣爆機後,崩解為絮狀崩解物。
4)將步驟3)製成的絮狀崩解物漿料,用螺杆泵輸送入搪瓷反應罐,同時,將步驟3)慮槽下方的酸液泵入搪瓷反應罐,並控制罐內漿料中的水含量不超過85%;
5)用10%的稀硫酸溶液調整硫酸濃度,使步驟4)得到的漿料中硫酸濃度保持在5‰的目標濃度;
6)待步驟5)的漿料硫酸濃度調好後,關閉反應罐,送蒸汽加溫,直至罐內溫度升至120℃,保持90分鐘,完成棉花秸稈棉多酚脫毒和棉花稈酸解,使棉花稈的澱粉、多糖、半纖維、蛋白質、礦物質充分溶解進入稀酸液;
7)將步驟6)酸解處理後的棉花秸稈漿料從反應罐中排放到料倉,然後用不鏽鋼切割泵,通過不鏽鋼管道將熱漿料送入不鏽鋼擠漿機,至此,步驟6)的漿料被分離成含水50%的絮狀渣料和富含降解糖、多糖、胺基酸、多肽和礦物質酸解液;
8)將步驟7)得到的絮狀渣料,用螺杆泵泵入不鏽鋼反應罐,然後按其體積的3倍加丁醇溶液,同時按物料10g/L比例加Ca(OH)2上清液,同時開動攪拌器將物料充分攪拌,再待漿料灌滿後,關閉反應罐,通入蒸汽,使溫度上升至125℃,保持1小時,完成渣料二次降解,使渣料的木質素、未降解的半纖維素、多糖充分降解;
9)待步驟8)搪瓷反應罐溫度降至70℃以下時,將二次酸解處理後的漿料排入料倉,再用耐溫切割泵送入擠漿機,將步驟8)處理後的漿料分離成渣料和富含木質素、多糖的丁醇溶液;
10)將步驟9)獲得的渣料,按體積1︰1加入清水浸泡,待渣料糖汁充分浸出後,再用擠漿機壓榨,獲得水溶液和渣料。渣料清洗,漂泊,獲得纖維素或紙漿。水溶液與步驟9)溶液合併;
11)將步驟8)和步驟9)獲得的溶液合併後,裝入不鏽鋼罐中,添加1%稀硫酸液,促使合併溶液的木質素絮凝;然後過濾木質素絮凝物和丁醇溶液;絮凝物清洗,乾燥,獲得木質素;
12)將步驟11)獲得的水溶液,送入蒸餾器,蒸餾獲得丁醇和水溶液。丁醇回收反覆用於步驟8)溶劑;水溶液與步驟8)的酸解液合併。
13)將步驟12)水溶液與步驟8)的酸解液合併後,按乾物質4~7%比例添加活性炭加活性炭獲對合併溶液脫色,獲得清液;將清液濃縮至15%濃度,按濃縮液1:1.5比例加95%乙醇,使半乳糖醛酸絮凝;慮取絮凝物,獲得果膠和水溶液;果膠清洗乾燥獲得果膠產品;水溶液蒸餾,獲得粗酒和糖汁。
14)將步驟13)獲得的糖汁濃縮至濃度18-20%,按生成的(NH4)2SO4為1g/L的比例加氨水,按10g/L的比例加MgSO4、按5g/L的比例加KH2PO4、按5g/L的比例加CaCl2,再加少量熟石灰,將水溶液至pH值調整至4到5;
15)按步驟14)調製好的糖汁溶液,取其中的1/1000,稀釋成糖度為2%的水溶液,投入酵母罐中,按步驟18)製備糖液的1/萬比例取糖質酒精安琪酵母,投入罐中,並用無菌風給罐中稀糖液增氧,進行酵母擴繁2小時;
16)將步驟15)調製好的水溶液,用自吸泵抽送入發酵袋,同時將步驟15)擴繁的酵母液,隨抽入發酵袋的水溶液投入發酵袋中,然後封閉發酵袋進行厭氧發酵20至48小時,檢測殘餘還原糖含量,當還原糖含量小於0.5%並連續3次檢測維持不變時,酒精發酵結束,得到殘留的沉澱物和酒液清液;
17)保留步驟16)發酵袋內殘留的沉澱物——活酵母,用於下次糖液發酵,重複利用6次後,待酵母活性下降,回收酵母,清洗,乾燥,用於製備酵母蛋白飼料;
18)提取步驟16)發酵成熟後的酒液清液,用自吸泵抽送入蒸餾釜,經過蒸餾提取40%(v/v)粗酒,再與步驟13)回收的粗酒液合併,一起精餾、脫水提取95%(v/v)的燃料乙醇和醪液;
19)將步驟18)蒸餾後的醪液,按溶液中乾物質4~7%比例,加活性炭,完成醪液的脫色;過濾獲得清液和活性炭渣;
20)將步驟19)獲得的清液,通過陰、陽、陰離子交換柱,部分去除溶液中的陰、陽離子,獲得富含木糖的溶液;
21)將步驟20)獲得的溶液,通過納米超濾,進一步去除溶液的帶電鹽分離子;
22)將步驟21)獲得的木糖溶液濃縮,降溫,加晶核,結晶,乾燥,獲得木糖結晶粉;
23)將步驟22)獲得的殘液和步驟20)離子交換柱洗脫液及步驟17)獲得酵母沉澱物混合,乾燥,獲得蛋白飼料添加劑。
實施例2
以棉花秸稈木質材料為原料聯產纖維、木質素、果膠、木糖、乙醇和蛋白飼料,其工藝流程參考圖1,具體實施過程如下:
1、收集鹽城鹽東鎮的棉花秸稈2000千克,測含水量為55%,將其切成1至2cm的碎片1658克;
2、採用5‰稀酸液將棉花稈碎片浸潤,用聚乙烯封口袋將浸潤的棉花稈碎片包裝密封;通過物流運送到海南保存,備用,並觀察其在保存過程中是否有黴變;
3、將酸儲棉花稈用體積4倍的清水浸泡,洗去酸液,將棉花稈撈取,用氣爆機崩解為絮狀物;清洗稀酸液收集備用;
4、將氣爆機崩解的棉花稈絮狀物送入搪瓷反應罐,將收集的稀酸液加入,再將如10%硫酸液,將搪瓷罐內的稀酸液濃度調製一次酸0.5%,關閉閥門,加熱搪瓷反應罐,溫度升至125℃,保持60min;待溫度下降至100℃以下,打開搪瓷反應罐排料口,排出棉稈漿。
5、將步驟4得到的棉稈漿,採用離心機分離,獲得棉稈渣和降解液;再用棉稈渣體積2倍清水浸泡棉稈渣,然後再用離心機分離,得到清洗棉稈渣;清洗液回收,並與降解液合併。
6、將棉稈渣再次送入搪瓷反應罐,按棉稈渣3倍體積加丁醇溶液,並按總體積10g/L比例加Ca(OH)2,關閉搪瓷罐,加溫至120℃,保持90min。然後打開搪瓷反應罐,排出漿料,採用分離機分離,獲得纖維素渣料和木質素降解液。纖維素渣料採用丁醇液體浸泡,再用離心機分離,獲得棉稈纖維渣料和丁醇清洗液;棉稈纖維渣料再用清水清洗,用離心機脫水,獲得纖維素和清洗液。纖維素乾燥獲得產品638克;丁醇清洗液和清水清洗液與木質素降解液合併。
7、將步驟6)獲得的木質素清洗液中加0.5%稀酸液,將木質素析出,稀酸液添加量直到木質素全部析出為止。採用濾網,將析出的木質素濾出,獲得木質素膠狀物和清液;木質素經乾燥獲得產品253克;清液用蒸餾器蒸餾,回收丁醇,同時回收蒸餾後的殘液。
8、將步驟7)獲得的殘液與步驟5)獲得的降解液合併,濃縮,使合併液體糖濃度增加至10左右,然後按濃縮液1.5倍體積添加95%乙醇,使半乳糖醛酸絮凝,靜置3至5小時,然後濾取果膠,乾燥,獲得果膠產品130克。回收濾液備用。
棉花稈乾物質約含粗蛋白6.5%、半纖維素20.8%、纖維素36.3%、木質素17.5%、游離棉酚0.03%,粗脂肪、礦物質等其它4.5%左右。
9、將步驟8)獲得的濾液用蒸餾器蒸餾,回收乙醇,重複用於步驟8)果膠提取,在蒸餾獲得乙醇的同時,同時濾液也被濃縮,該濃縮蒸餾液為降解糖液,回收該濃縮糖液,備用。
10、將步驟9)獲得的濃縮糖液繼續濃縮,或者加水的方法,檢測糖汁濃度,調整糖汁濃度至18%,PH值為2左右;先加氨水後加石灰水,中和糖汁酸液,調整PH至5左右;再加磷酸二氫鉀、硫酸鎂、氯化鈣等營養鹽和酵母,發酵30h;同時,從發酵罐中將二氧化碳抽取,脫水,壓縮,液化,罐裝,獲得液化二氧化碳116克。工業化生產大量二氧化碳可用於大棚農業氣體肥料。
11、發酵結束後,抽取發酵液至蒸餾器蒸餾,提取粗酒;再經過精餾、脫水,獲得95%(v/v)的燃料乙醇115克;回收酵母沉澱物113克,備用;
12、在乙醇蒸餾後剩餘的醪液中,按乾物質5%比例加活性炭,對醪液脫色;經脫色後的溶液,通過陰-陽-陰離子交換柱,在通過納米超濾,獲得木糖溶液;回收離子交換柱洗脫也和超濾殘液備用。
13、將木糖溶液濃縮、冷卻、接入木糖晶、結晶獲得富含木糖晶粉漿液;濾出木糖晶,乾燥獲得木糖99克;同時回收殘液備用。
14、將步驟13)木糖結晶殘液、步驟12)離子交換柱洗脫液和超濾殘液、步驟11)的酵母、活性炭廢渣混合,濃縮,製成濃縮漿液405克,用於飼料。
通過以上流程,加工2000千克棉稈,獲得粗果膠115克、纖維素638克、木質素253克、乙醇115克、木糖99克、飼料漿液405克、液化二氧化碳114克。相當於每加工2噸玉米秸稈,果膠115千克、纖維素638千克、木質素253千克、乙醇115千克、木糖99千克、飼料漿液405千克、液化二氧化碳116千克。
以上產品現時市場價格為:果膠120元/千克、纖維素4元/千克、木質素3元/千克、乙醇5元/千克、木糖24元/千克、飼料漿液8元/千克、液化二氧化碳0.7元/千克計,以上各項產值為13800元、2552元、759元、725元、3240元、二氧化碳58元。加工2噸棉花秸稈總產值為23510元。每加工1噸產值為11755元。
棉花稈按400元/噸計,加工1噸棉花稈原料成本為400元;加工1噸棉花稈成本:電費230kw×0.9元/kwh×1h=207元;人工費4人×100元=400元;燃料費為901元;輔料費1250元,其它,1750元(含折舊、銷售、倉儲、運輸等其他間接成本),總成本費用為4901元。
因此,加工1噸棉花稈,可獲稅前利潤6854元。