汽爆秸秆生产腐植酸的方法

1.一种汽爆秸秆生产腐植酸的方法，其特征在于，将秸秆类物料装入汽爆罐中， 利用蒸汽压力爆碎处理秸秆类物料，得到含有腐植酸类物质的汽爆秸秆，加入碱性物 质后，经分离浸泡汽爆秸秆类物料后，得到富里酸和胡敏酸的混合液，再通过调整混 合液的pH值，对沉淀物及剩余混合液的后处理，分别制得固体的富里酸和胡敏酸。
2.如权利要求1所述的汽爆秸秆生产腐植酸的方法，其特征在于所述的秸秆类物 料是指切碎的麦草、稻草、玉米杆、豆秸或高粱秸。
3.如权利要求1或2所述的汽爆秸秆生产腐植酸的方法，其特征在于所述的秸秆 类物料以每100克秸秆加入0.05-0.15毫升的浓盐酸或浓硫酸进行搅拌预混处理。
4.如权利要求1所述的汽爆秸秆生产腐植酸的方法，其特征在于所述的用蒸汽压 力爆碎处理是指在汽爆罐中于1.5-2.5兆帕的压力下处理秸秆类物料2-6分钟后， 瞬间减压释放得汽爆秸秆。
5.如权利要求1所述的汽爆秸秆生产腐植酸的方法，其特征在于所述的加入碱性 物质是指在汽爆秸秆类物料中加入相对于秸秆类物料重量5％的结晶硫酸钠，再以1∶1 的体积比加入0.1摩尔/升NaOH和0.1摩尔/升Na4P2O7混合液，使汽爆秸秆类物料和 混合液的重量比例为1∶20。
6.如权利要求1所述的汽爆秸秆生产腐植酸的方法，其特征在于所述的分离是指 真空抽滤。
7.如权利要求1所述的汽爆秸秆生产腐植酸的方法，其特征在于所述的调整混合 液的pH值，对沉淀物及剩余混合液的后处理是指调整混合液的pH值为1～2，待有 沉淀产生后进行离心分离，得固体为酸不溶的胡敏酸产品，烘干；调节剩余混合液pH 值至6～7，然后加入与此溶液等体积的95v％酒精溶液，静置7-8小时，真空抽滤， 得到结晶固体为富里酸产品。

本发明属于腐植酸的生产方法，特别涉及汽爆秸秆生产腐植酸的方法。\n近十几年来，腐植酸在我国工业、农业、畜牧、医药等领域的研究与应用有了较 大的发展，不少成果在国民经济中发挥了良好的作用，取得了较好的经济效益和社会 效益。腐植酸类物质的主要成份是富里酸和胡敏酸，所生产的腐植酸主要是获得富里 酸和胡敏酸。目前国内虽已实现腐植酸的工业化生产，但存在着污染环境、生产过程 复杂、产品得率低、消耗煤炭资源等问题。正如郑平主编的《煤炭腐植酸的生产和应 用》(北京：化学工业出版社，1991，76)所介绍的大多数厂家是以煤炭资源为原料， 以消耗宝贵的煤炭资源而获得腐植酸；也有个别厂家以农副产品下脚料为原料，如郭 玉兰等在《腐植酸》(1995，(2)：8)文献中所报道的，通过微生物发酵生产腐植酸， 但该法存在着生产周期长，产品质量不稳定的缺点。\n本发明的目的在于提供一种汽爆秸秆生产腐植酸的方法，以秸秆为原料，通过汽 爆技术，可快速、稳定生产腐植酸，且收率高、无污染。\n本发明的汽爆秸秆生产腐植酸的方法：其特征在于，将秸秆类物料装入汽爆罐中， 利用蒸汽压力爆碎处理秸秆类物料，得到含有腐植酸类物质的汽爆秸秆，加入碱性物 质后，经分离浸泡汽爆秸秆类物料后，得到富里酸和胡敏酸的混合液，再通过调整混 合液的pH值，对沉淀物及剩余混合液的后处理，分别制得固体的富里酸和胡敏酸。\n所述的秸秆类物料是指切碎的麦草、稻草、玉米杆、豆秸或高粱秸。所述的秸秆 类物料以每100克秸秆加入0.05-0.15毫升的浓盐酸或浓硫酸进行搅拌预混处理。 所述的用蒸汽压力爆碎处理是指在汽爆罐中于1.5-2.5MPa的压力下处理秸秆类物料 2-6分钟后，瞬间减压释放得汽爆秸秆。所述的加入碱性物质是指在汽爆秸秆类物 料中加入相对于秸秆类物料重量约5％的结晶硫酸钠，再加入0.1M NaOH和0.1M Na4P2O7混合液，使汽爆秸秆类物料和混合液的重量比例为1∶20。所述的分离是指真空抽滤。 所述的调整混合液的pH值，对沉淀物及剩余混合液的后处理是指调整混合液的pH 值为1～2，待有沉淀产生后进行离心分离，得固体为酸不溶的胡敏酸产品，烘干； 调节剩余混合液pH值至6～7，然后加入与此溶液等体积的95vt％酒精溶液，静置7-8 小时，真空抽滤，得到结晶固体为富里酸产品。\n(1).汽爆秸秆\n将20—30mm长的秸秆类物料装入汽爆罐中，以每100克秸秆类物料加入0.05- 0.15毫升的浓盐酸或浓硫酸进行搅拌预混，在1.5-2.5MPa的蒸汽压力下处理秸秆类 物料2-6分钟后瞬间减压释放，即得汽爆秸秆秸秆类物料。\n(2).提取腐植酸\n在汽爆秸秆类物料中加入相对于秸秆类物料重量约5％的结晶硫酸钠，再以1∶1 的体积比加入0.1mol/l NaOH和0.1mol/l Na4P2O7混合液，使汽爆秸秆类物料和混合 液的重量比例为1∶20，振荡3-7分钟后，静置13～14小时，将浸泡汽爆秸秆类物 料后的混合液进行真空抽滤，得固体为碱不溶的胡敏素，烘干；调节含有富里酸和胡 敏酸的抽提液pH值至1～2(抽提渣可用于发酵蛋白饲料，以实现综合利用)，待有沉 淀产生后进行离心分离，得固体为酸不溶的胡敏酸产品，烘干；调节剩余溶液pH值 至6～7，然后加入与此溶液等体积的95vt％酒精溶液，静置7-8小时，真空抽滤， 得到结晶固体为富里酸产品。\n本发明的汽爆秸秆生产腐植酸的方法是基于在汽相蒸煮过程中，木质素部分醚键 断裂，反应活性增强，与秸秆中的含氮化合物、灰分和半纤维素水解糖反应形成腐植 酸类物质的特性。\n汽爆前不同预处理对腐植酸得率的影响。通过对同等重量的麦秸汽爆前分别加入 酸、碱和直接汽瀑以及从麦草和糠醛渣中直接提取腐植酸几种情况进行比较(见表1 和表2)可知，腐植酸提取率高低顺序为酸性汽瀑麦秸＞中性汽瀑麦秸＞碱性汽瀑麦 秸＞糠醛渣＞麦草。其中，酸处理的汽爆麦秸中腐殖酸的提取率高达23.4％，远远高于 其它几种情况。可见，麦秸汽爆前加酸预处理是获得腐植酸高提取率的决定性因素。\n表1不同原料的腐殖酸(胡敏酸和富里酸)提取率％  麦草  酸性汽瀑麦秸  中性汽瀑麦秸  碱性汽瀑麦秸   糠醛渣 腐植酸 提取率(％)  3.8      23.4      14.9      14.5    11.7\n表2汽爆麦秸胡敏酸和富里酸的提取率％    腐植酸总提取率    胡敏酸提取率    富里酸提取率         24.6        15.8        8.8\n本发明汽爆秸秆生产腐植酸的方法具有生产过程快速、稳定(简化了发酵过程)、 无污染(固形渣作为发酵蛋白饲料原料)、产品得率高、生产成本低(汽爆过程仅消 耗蒸汽，其用量为0.5吨蒸汽/吨小麦秸秆)、利用可再生性秸秆为原料(节约了煤 炭资源)等优点。\n下面结合实施例及附图对本发明的技术方案作进一步的描述。\n图1.本发明的方法汽爆麦草获得的胡敏酸红外光谱图；\n图2.本发明的方法汽爆麦草获得的富里酸红外光谱图；\n图3.本发明汽爆秸秆生产腐植酸的方法流程。\n实施例1.\n用汽爆麦秸生产腐植酸。\n1.汽爆麦秸\n将粗切至约25mm长的麦秸80Kg装入1M3汽爆罐中，以喷雾方式加入相对于原料 0.1％(重量体积比)的浓盐酸。通入蒸汽，待排出罐内冷空气后关闭装料阀，升压到 2.0Mpa，并维持4分钟，打开放料阀，瞬间减压释放即得汽爆麦秸。\n2.提取腐植酸\n在汽爆麦秸中加入相对于秸秆重量约5％的结晶硫酸钠，再加入0.1M NaOH和0.1M Na4P2O7混合液，使汽爆麦秸和混合液的比例为1∶20，振荡5分钟后，静置13小时左 右，将浸泡汽爆秸秆后的混合液进行真空抽滤，得固体为碱不溶的胡敏素，烘干。调 节含有富里酸和胡敏酸的抽提液pH值至1.5(抽提渣可用于发酵蛋白饲料，以实现综 合利用)，待有沉淀产生后进行离心分离，得固体为酸不溶的胡敏酸产品，烘干。调 节剩余溶液pH值至7，然后加入与此溶液等体积的95％酒精溶液，静置8小时左右， 真空抽滤，得到结晶固体为富里酸产品。相对于原料干重腐植酸提取率为24％，其中 胡敏酸提取率为15.5％，富里酸提取率为8.5％。\n本实施例所制备的胡敏酸、富里酸产品红外光谱见图1和2。麦秸处理物中提取 出的胡敏酸、富里酸红外光谱图与土壤胡敏酸、富里酸图谱基本一致，说明二者所含 官能官也基本相同。 实施例2.\n用汽爆麦秸生产腐植酸。\n1.汽爆麦秸\n将粗切至约20mm长的麦秸80Kg装入1M3汽爆罐中，以喷雾方式加入相对于原料 0.05％(重量体积比)的浓盐酸。通入蒸汽，待排出罐内冷空气后关闭装料阀，升压 到1.5Mpa，并维持2分钟，打开放料阀，瞬间减压释放即得汽爆麦秸。\n2.提取腐植酸\n在汽爆麦秸中加入相对于秸秆重量约5％的结晶硫酸钠，再加入0.1M NaOH和0.1M Na4P2O7混合液，使汽爆麦秸和混合液的比例为1∶20，振荡7分钟后，静置14个小时 左右，将浸泡汽爆秸秆后的混合液进行真空抽滤，得固体为碱不溶的胡敏素，烘干。 调节含有富里酸和胡敏酸的抽提液pH值至2左右(抽提渣可用于发酵蛋白饲料，以 实现综合利用)，待有沉淀产生后进行离心分离，得固体为酸不溶的胡敏酸产品，烘 干。调节剩余溶液pH值至6左右，然后加入与此溶液等体积的95％酒精溶液，静置7 小时左右，真空抽滤，得到结晶固体为富里酸产品。相对于原料干重腐植酸提取率为 24％，其中胡敏酸提取率为15.5％，富里酸提取率为8.5％。