利用強(qiáng)酸性電解功能水對玉米芯制備木聚糖的應(yīng)用方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了利用強(qiáng)酸性電解功能水和堿性電解功能水對玉米芯制備木聚糖的應(yīng)用方法,包括電解功能水制備和木聚糖制備；所述的電解功能水制備包括以下步驟，步驟A：次氯酸鈉溶液注入到電解功能水生成裝置中；步驟B，電解反應(yīng)；步驟C，酸性電解功能水和堿性電解功能水的制備；木聚糖制備包括如下步驟：步驟a，將玉米芯在堿性電解功能水中浸泡后烘干；步驟b將烘干后的玉米芯粉碎后浸泡在酸性電解功能水中；本發(fā)明從經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性、根本性的解決玉米芯水解工業(yè)化污染問題出發(fā)，利用強(qiáng)酸性電解功能水和堿性電解功能水對玉米芯制備木聚糖的技術(shù)應(yīng)用方法。
【專利說明】
利用強(qiáng)酸性電解功能水對玉米芯制備木聚糖的應(yīng)用方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及生物質(zhì)轉(zhuǎn)化利用與環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，具體為利用強(qiáng)酸性電解功能水對玉 米芯制備木聚糖的應(yīng)用方法。
【背景技術(shù)】
[0002] "電解功能水"亦稱電解水、電生功能水、氧化電位水等名稱。它是指經(jīng)過多級(jí)過濾 后達(dá)到純凈水標(biāo)準(zhǔn)的飲用水在專用電解功能水的特殊裝置中將次氯酸鈉(食用鹽)稀溶液 經(jīng)過電場處理后，使飲用水的PH值、氧化還原電位ORP值、有效氯ACC值發(fā)生變化，而產(chǎn)生的 酸性電解功能水和堿性電解功能水的總稱。電解功能水具有氧化還原性、生物膜滲透性、無 殘留不污染環(huán)境、對人無毒副作用、使用安全可靠等特點(diǎn)。電解功能水在高溫高壓下反應(yīng)性 強(qiáng)，既是反應(yīng)介質(zhì)也是反應(yīng)催化劑，為玉米芯高效分解及利用奠定了良好的基礎(chǔ)。
[0003] 目前對玉米芯進(jìn)行水解工藝大部分采用稀硫酸進(jìn)行水解制備木糖、木糖醇、低聚 木糖、阿拉伯糖、糠醛、乙醇等。但是對環(huán)境污染很大，主要體現(xiàn)在廢氣、廢水、廢渣的(三廢） 污染。在工業(yè)生產(chǎn)過程中稀硫酸進(jìn)行水解時(shí)：
[0004] 廢氣產(chǎn)生的酸氧化物和硫氧化物主要有二氧化硫S02、三氧化硫3等有害氣體，是 嚴(yán)重的污染物，是形成酸雨的主要來源之一，對空氣污染危害很大。
[0005] 廢水產(chǎn)生的大量有機(jī)酸如乙酸、蟻酸、COD等，其中COD達(dá)到20000mg/L~23000mg/ L，并且廢水比較多，可以達(dá)到20~30倍，對環(huán)境污染嚴(yán)重。
[0006] 廢渣產(chǎn)生的硫1.08%、磷0.36%、鉀1.18%、氨0.61%、氫5 %~5.4%、游離酸 (S042-H.27%等對土壤危害較大，并且即使廢渣燃燒后如果不經(jīng)過特殊處理，燃燒后的也 將產(chǎn)生如二氧化硫S02等物質(zhì)對空氣污染危害很大。
[0007] 如果利用現(xiàn)有技術(shù)處理這些工業(yè)廢氣、廢水、廢渣進(jìn)行處理，使其達(dá)到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)， 不僅投入比較大而且不經(jīng)濟(jì)也不環(huán)保。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的在于提供利用強(qiáng)酸性電解功能水和堿性電解功能水對玉米芯制備 木聚糖的應(yīng)用方法，以解決上述【背景技術(shù)】中提出的制備不夠徹底和制備速率慢的問題。
[0009] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:利用強(qiáng)酸性電解功能水和堿性電解 功能水對玉米芯制備木聚糖的應(yīng)用方法，包括電解功能水制備和木聚糖制備;其特征在于：
[0010] 所述的電解功能水制備包括以下步驟，步驟A:次氯酸鈉溶液注入到電解功能水生 成裝置中；步驟B，電解反應(yīng);步驟C，酸性電解功能水和堿性電解功能水的制備；
[0011] 其中在所述的步驟A中，將次氯酸鈉溶液按照0.2%的比例伴隨純凈水注入到電解 功能水生成裝置中；
[0012] 在所述的步驟B中，在電解功能水發(fā)生器進(jìn)行電解反應(yīng)，在陽極電解槽得到酸性電 解功能水，在陰極電解槽得到堿性電解功能水；
[0013] 在所述的步驟C中，制取PH值2 · 0~5 · 0，氧化還原電位ORP值I IOOmv~1200mv的酸 性電解功能水;PH值9~13.0，氧化還原電位ORP值-500~-800的堿性電解功能水。
[0014]木聚糖制備包括如下步驟:步驟a，將玉米芯在堿性電解功能水中浸泡后烘干;步 驟b將烘干后的玉米芯粉碎后浸泡在酸性電解功能水中；步驟c，配比酸性電解功能水和玉 米芯的混合原料，步驟d，酸性電解功能水與玉米芯原料投入專用襯四氟反應(yīng)釜中；步驟e導(dǎo) 熱油加溫，襯四氟反應(yīng)釜反應(yīng);步驟f，冷卻后氣爆導(dǎo)出混合原料并濾渣；步驟g，水解液存 儲(chǔ)；
[0015] 在所述的步驟a中，玉米芯干燥、粉碎、篩選至20目~60目，浸泡酸性電解功能水 6h;
[0016] 在所述的步驟b中，在步驟a中浸泡后酸性電解功能水與玉米芯原料按10:1、20:1、 30:1的比例混合原料，一次性將所有混合原料全部投入專用反應(yīng)釜中；密封后將導(dǎo)熱油加 溫使混合原料溫度達(dá)到120°C~200°C，再用導(dǎo)熱油加壓栗強(qiáng)制循環(huán)，流速0.8m/s~2.2m/s 反應(yīng)時(shí)間5~30min后停止加溫；
[0017] 在步驟c中，停止加溫后，立即使用冷卻水冷卻至常溫，濾出殘?jiān)?br>[0018] 在步驟d中，濾出殘?jiān)蟮乃庖簩?dǎo)入水解液儲(chǔ)存罐；
[0019]在所述的步驟e中，在所述的步驟d中將導(dǎo)熱油加溫至120 °C~200 °C，再用導(dǎo)熱油 加壓栗強(qiáng)制循環(huán)，流速0.8m/s~2.2m/s反應(yīng)時(shí)間5~30min后停止加溫；
[0020] 在步驟f中，停止加溫后，利用氣爆方式一次性將混合原料殘?jiān)八庖捍蛉肜鋮s 罐，并立即使用冷卻水冷卻至常溫，再通過多級(jí)過濾系統(tǒng)濾掉殘?jiān)?，濾出水解液；
[0021] 在步驟g中，將在步驟f中濾出的水解液通過壓力栗導(dǎo)入水解液儲(chǔ)存罐。
[0022] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明從經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性、根本性的解決 玉米芯水解工業(yè)化污染問題出發(fā)，利用強(qiáng)酸性電解功能水和堿性電解功能水對玉米芯制備 木聚糖的技術(shù)應(yīng)用方法。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 下面將對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施 例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通 技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范 圍。
[0024] 利用強(qiáng)酸性電解功能水和堿性電解功能水對玉米芯制備木聚糖的應(yīng)用方法，包括 電解功能水制備和木聚糖制備;其特征在于：
[0025] 所述的電解功能水制備包括以下步驟，步驟A:次氯酸鈉溶液注入到電解功能水生 成裝置中；步驟B，電解反應(yīng);步驟C，酸性電解功能水和堿性電解功能水的制備；
[0026] 其中在所述的步驟A中，將次氯酸鈉溶液按照0.2%的比例伴隨純凈水注入到電解 功能水生成裝置中；
[0027] 在所述的步驟B中，在電解功能水發(fā)生器進(jìn)行電解反應(yīng)，在陽極電解槽得到酸性 電解功能水，在陰極電解槽得到堿性電解功能水；
[0028] 在所述的步驟C中，制取PH值2 · 0~5 · 0，氧化還原電位ORP值I IOOmv~1200mv的酸 性電解功能水;PH值9~13.0，氧化還原電位ORP值-500~-800的堿性電解功能水。
[0029]木聚糖制備包括如下步驟:步驟a，將玉米芯在堿性電解功能水中浸泡后烘干;步 驟b將烘干后的玉米芯粉碎后浸泡在酸性電解功能水中；步驟c，配比酸性電解功能水和玉 米芯的混合原料，步驟d，酸性電解功能水與玉米芯原料投入專用襯四氟反應(yīng)釜中；步驟e導(dǎo) 熱油加溫，襯四氟反應(yīng)釜反應(yīng);步驟f，冷卻后氣爆導(dǎo)出混合原料并濾渣；步驟g，水解液存 儲(chǔ)；
[0030] 在所述的步驟a中，將優(yōu)選的玉米芯在制備好的堿性電解功能水中浸泡3h，然后通 過烘干塔進(jìn)行烘干。
[0031] 在所述的步驟b中，將烘干后的玉米芯通過研磨機(jī)粉碎，粉碎后的玉米芯粉篩選至 20目~60目，在制備好的酸性電解功能水中浸泡6h;
[0032] 在所述的步驟c中，將在步驟b中浸泡后酸性電解功能水與玉米芯原料按10:1~ 30:1的比例進(jìn)行配比混合原料。
[0033] 在所述的步驟d中，將在步驟c中配比的混合原料一次性將所有混合原料全部投入 專用的襯四氟反應(yīng)釜中，密閉式保存6h后將導(dǎo)熱油加溫。
[0034]在所述的步驟e中，在所述的步驟d中將導(dǎo)熱油加溫至120 °C~200 °C，再用導(dǎo)熱油 加壓栗強(qiáng)制循環(huán)，流速0.8m/s~2.2m/s反應(yīng)時(shí)間5~30min后停止加溫；
[0035] 在步驟f中，停止加溫后，利用氣爆方式一次性將混合原料殘?jiān)八庖捍蛉肜鋮s 罐，并立即使用冷卻水冷卻至常溫，再通過多級(jí)過濾系統(tǒng)濾掉殘?jiān)瑸V出水解液；
[0036] 在步驟g中，將在步驟f中濾出的水解液通過壓力栗導(dǎo)入水解液儲(chǔ)存罐。
[0037]實(shí)施例1，強(qiáng)酸性電解功能水和堿性電解功能水預(yù)處理玉米芯制備木聚糖
[0038]將次氯酸鈉溶液按照0.2%的比例伴隨純凈水注入到電解功能水生成裝置中進(jìn)行 電解反應(yīng)在陽極電解槽得到PH值2.4，氧化還原電位ORP值1200mv的強(qiáng)酸性酸性電解功能水 和陰極電解槽得到PH值9~13.0,氧化還原電位ORP值-500~-800的堿性電解功能水。用堿 性電解功能水按2:1比例浸泡優(yōu)選的玉米芯浸泡3h，然后通過烘干塔進(jìn)行烘干。通過研磨機(jī) 粉碎、篩選40目以下的原料（其中木質(zhì)素15.93%，纖維素37.42%，半纖維素20.3%，其他 26.35% )，用酸性電解功能水按2:1比例浸泡玉米芯粉碎料浸泡6h，后一次性放至專用反應(yīng) 釜中，然后按照酸性電解功能水與玉米芯原料的10:1比例加入酸性電解功能水，密封保存 6h后將導(dǎo)熱油加溫，通過導(dǎo)熱油加壓栗強(qiáng)制循環(huán)導(dǎo)熱油使混合原料溫度保持在180°C，5min 后停止加溫，利用氣爆方式一次性將混合原料殘?jiān)八庖捍蛉肜鋮s罐，利用冷卻水循環(huán) 栗將冷卻水箱的冷卻水導(dǎo)入四氟冷卻管進(jìn)行強(qiáng)制降溫至常溫。再通過多級(jí)過濾系統(tǒng)濾掉殘 渣，濾出水解液，濾出的水解液通過壓力栗導(dǎo)入水解液儲(chǔ)存罐。測定水解液和殘?jiān)心咎恰?木聚糖、半纖維素、木質(zhì)素含量。玉米芯經(jīng)過上述方法處理后，測定得到木糖含量11.43%， 木聚糖含量52.35%，半纖維素含量9.06%、木質(zhì)素含量27.16%。
[0039]實(shí)例2，強(qiáng)酸性電解功能水和堿性電解功能水預(yù)處理玉米芯制備木糖 [0040]將次氯酸鈉溶液按照0.2%的比例伴隨純凈水注入到電解功能水生成裝置中進(jìn)行 電解反應(yīng)在陽極電解槽得到PH值2.4，氧化還原電位ORP值1200mv的強(qiáng)酸性酸性電解功能水 和陰極電解槽得到PH值9~13.0,氧化還原電位ORP值-500~-800的堿性電解功能水。用堿 性電解功能水按2:1比例浸泡優(yōu)選的玉米芯浸泡3h，然后通過烘干塔進(jìn)行烘干。通過研磨機(jī) 粉碎、篩選40目以下的原料（其中木質(zhì)素15.93%，纖維素37.42%，半纖維素20.3%，其他 26.35% )，用酸性電解功能水按2:1比例浸泡玉米芯粉碎料浸泡6h，后一次性放至專用反應(yīng) 釜中，然后按照酸性電解功能水與玉米芯原料的30:1比例加入酸性電解功能水，密封保存 6h后將導(dǎo)熱油加溫，通過導(dǎo)熱油加壓栗強(qiáng)制循環(huán)導(dǎo)熱油使混合原料溫度保持在180°C， IOmin后停止加溫，利用氣爆方式一次性將混合原料殘?jiān)八庖捍蛉肜鋮s罐，利用冷卻水 循環(huán)栗將冷卻水箱的冷卻水導(dǎo)入四氟冷卻管進(jìn)行強(qiáng)制降溫至常溫。再通過多級(jí)過濾系統(tǒng)濾 掉殘?jiān)?，濾出水解液，濾出的水解液通過壓力栗導(dǎo)入水解液儲(chǔ)存罐。測定水解液和殘?jiān)心?糖、木聚糖、半纖維素、木質(zhì)素含量。玉米芯經(jīng)過上述方法處理后，，測定得到木糖含量 78.76 %，木聚糖含量2.38 %，半纖維素含量4.72 %、木質(zhì)素含量14.14 %。
[0041] 表1為實(shí)施例1及實(shí)施例2的檢測結(jié)果；
[0042] 表 1
L〇〇44」對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在 不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論 從哪一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán) 利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有 變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.利用強(qiáng)酸性電解功能水和堿性電解功能水對玉米芯制備木聚糖的應(yīng)用方法，包括電 解功能水制備和木聚糖制備;其特征在于： 所述的電解功能水制備包括以下步驟，步驟A:次氯酸鈉溶液注入到電解功能水生成裝 置中；步驟B，電解反應(yīng);步驟C，酸性電解功能水和堿性電解功能水的制備； 其中在所述的步驟A中，將次氯酸鈉溶液按照0.2%的比例伴隨純凈水注入到電解功能 水生成裝置中； 在所述的步驟B中，在電解功能水發(fā)生器進(jìn)行電解反應(yīng)，在陽極電解槽得到酸性電解功 能水，在陰極電解槽得到堿性電解功能水； 在所述的步驟C中，制取PH值2.0~5.0，氧化還原電位ORP值1100mv~1200mv的酸性電 解功能水;PH值9~13.0，氧化還原電位ORP值-500~-800的堿性電解功能水。 木聚糖制備包括如下步驟:步驟a，將玉米芯在堿性電解功能水中浸泡后烘干;步驟b將 烘干后的玉米芯粉碎后浸泡在酸性電解功能水中；步驟c，配比酸性電解功能水和玉米芯的 混合原料，步驟d，酸性電解功能水與玉米芯原料投入專用襯四氟反應(yīng)釜中；步驟e導(dǎo)熱油加 溫，襯四氟反應(yīng)釜反應(yīng);步驟f，冷卻后氣爆導(dǎo)出混合原料并濾渣;步驟g，水解液存儲(chǔ)； 在所述的步驟a中，玉米芯干燥、粉碎、篩選至20目~60目，浸泡酸性電解功能水6h; 在所述的步驟b中，在步驟a中浸泡后酸性電解功能水與玉米芯原料按10:1、20:1、30:1 的比例混合原料，一次性將所有混合原料全部投入專用反應(yīng)釜中；密封后將導(dǎo)熱油加溫使 混合原料溫度達(dá)到120°C~200°C，再用導(dǎo)熱油加壓栗強(qiáng)制循環(huán)，流速0.8m/s~2.2m/s反應(yīng) 時(shí)間5~30min后停止加溫； 在步驟c中，停止加溫后，立即使用冷卻水冷卻至常溫，濾出殘?jiān)? 在步驟d中，濾出殘?jiān)蟮乃庖簩?dǎo)入水解液儲(chǔ)存罐； 在所述的步驟e中，在所述的步驟d中將導(dǎo)熱油加溫至120°C~200°C，再用導(dǎo)熱油加壓 栗強(qiáng)制循環(huán)，流速〇. 8m/s~2.2m/s反應(yīng)時(shí)間5~30min后停止加溫； 在步驟f中，停止加溫后，利用氣爆方式一次性將混合原料殘?jiān)八庖捍蛉肜鋮s罐， 并立即使用冷卻水冷卻至常溫，再通過多級(jí)過濾系統(tǒng)濾掉殘?jiān)?，濾出水解液； 在步驟g中，將在步驟f中濾出的水解液通過壓力栗導(dǎo)入水解液儲(chǔ)存罐。
【文檔編號(hào)】C08B37/14GK105859914SQ201610340054
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年5月20日
【發(fā)明人】孫偉, 袁躍臣, 劉本民, 李寶強(qiáng), 劉景平
【申請人】哈爾濱希恩科技開發(fā)有限公司