利用強酸性電解功能水對玉米芯制備木聚糖的應用方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了利用強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；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)濟性、實用性、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應用方法。
【專利說明】
利用強酸性電解功能水對玉米芯制備木聚糖的應用方法
技術領域
[0001] 本發(fā)明涉及生物質(zhì)轉化利用與環(huán)境保護領域，具體為利用強酸性電解功能水對玉 米芯制備木聚糖的應用方法。
【背景技術】
[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)過多級過濾 后達到純凈水標準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。電解功能水在高溫高壓下反應性 強，既是反應介質(zhì)也是反應催化劑，為玉米芯高效分解及利用奠定了良好的基礎。
[0003] 目前對玉米芯進行水解工藝大部分采用稀硫酸進行水解制備木糖、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)過程中稀硫酸進行水解時：
[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)生的大量有機酸如乙酸、蟻酸、COD等，其中COD達到20000mg/L~23000mg/ L，并且廢水比較多，可以達到20~30倍，對環(huán)境污染嚴重。
[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)有技術處理這些工業(yè)廢氣、廢水、廢渣進行處理，使其達到環(huán)保標準， 不僅投入比較大而且不經(jīng)濟也不環(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 木聚糖的應用方法，以解決上述【背景技術】中提出的制備不夠徹底和制備速率慢的問題。
[0009] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案:利用強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;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)生器進行電解反應，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釜中；步驟e導 熱油加溫，襯四氟反應釜反應;步驟f，冷卻后氣爆導出混合原料并濾渣；步驟g，水解液存 儲；
[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釜中；密封后將導熱油加 溫使混合原料溫度達到120°C~200°C，再用導熱油加壓栗強制循環(huán)，流速0.8m/s~2.2m/s 反應時間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，濾出殘渣；
[0018] 在步驟d中，濾出殘渣后的水解液導入水解液儲存罐；
[0019]在所述的步驟e中，在所述的步驟d中將導熱油加溫至120 °C~200 °C，再用導熱油 加壓栗強制循環(huán)，流速0.8m/s~2.2m/s反應時間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渣及水解液打入冷卻 罐，并立即使用冷卻水冷卻至常溫，再通過多級過濾系統(tǒng)濾掉殘渣，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入水解液儲存罐。
[0022] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明從經(jīng)濟性、實用性、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 木聚糖的技術應用方法。
【具體實施方式】
[0023] 下面將對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施 例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通 技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范 圍。
[0024] 利用強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;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)生器進行電解反應，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釜中；步驟e導 熱油加溫，襯四氟反應釜反應;步驟f，冷卻后氣爆導出混合原料并濾渣；步驟g，水解液存 儲；
[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 專用的襯四氟反應釜中，密閉式保存6h后將導熱油加溫。
[0034]在所述的步驟e中，在所述的步驟d中將導熱油加溫至120 °C~200 °C，再用導熱油 加壓栗強制循環(huán)，流速0.8m/s~2.2m/s反應時間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渣及水解液打入冷卻 罐，并立即使用冷卻水冷卻至常溫，再通過多級過濾系統(tǒng)濾掉殘渣，濾出水解液；
[0036] 在步驟g中，將在步驟f中濾出的水解液通過壓力栗導入水解液儲存罐。
[0037]實施例1，強酸性電解功能水和堿性電解功能水預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行 電解反應在陽極電解槽得到PH值2.4，氧化還原電位ORP值1200mv的強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，然后通過烘干塔進行烘干。通過研磨機 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 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后將導熱油加溫，通過導熱油加壓栗強制循環(huán)導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渣及水解液打入冷卻罐，利用冷卻水循環(huán) 栗將冷卻水箱的冷卻水導入四氟冷卻管進行強制降溫至常溫。再通過多級過濾系統(tǒng)濾掉殘 渣，濾出水解液，濾出的水解液通過壓力栗導入水解液儲存罐。測定水解液和殘渣中木糖、 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]實例2，強酸性電解功能水和堿性電解功能水預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行 電解反應在陽極電解槽得到PH值2.4，氧化還原電位ORP值1200mv的強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，然后通過烘干塔進行烘干。通過研磨機 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 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后將導熱油加溫，通過導熱油加壓栗強制循環(huán)導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渣及水解液打入冷卻罐，利用冷卻水 循環(huán)栗將冷卻水箱的冷卻水導入四氟冷卻管進行強制降溫至常溫。再通過多級過濾系統(tǒng)濾 掉殘渣，濾出水解液，濾出的水解液通過壓力栗導入水解液儲存罐。測定水解液和殘渣中木 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為實施例1及實施例2的檢測結果；
[0042] 表 1
L〇〇44」對于本領域技術人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實施例的細節(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現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論 從哪一點來看，均應將實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 利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權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)。
【主權項】
1.利用強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;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)生器進行電解反應，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釜中；步驟e導熱油加 溫，襯四氟反應釜反應;步驟f，冷卻后氣爆導出混合原料并濾渣;步驟g，水解液存儲； 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釜中；密封后將導熱油加溫使 混合原料溫度達到120°C~200°C，再用導熱油加壓栗強制循環(huán)，流速0.8m/s~2.2m/s反應 時間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，濾出殘渣； 在步驟d中，濾出殘渣后的水解液導入水解液儲存罐； 在所述的步驟e中，在所述的步驟d中將導熱油加溫至120°C~200°C，再用導熱油加壓 栗強制循環(huán)，流速〇. 8m/s~2.2m/s反應時間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渣及水解液打入冷卻罐， 并立即使用冷卻水冷卻至常溫，再通過多級過濾系統(tǒng)濾掉殘渣，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入水解液儲存罐。
【文檔編號】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, 劉景平
【申請人】哈爾濱希恩科技開發(fā)有限公司