本發(fā)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(lián)合生產(chǎn)代木紙漿、木質(zhì)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(shù)：
我國(guó)長(zhǎng)江以北是棉花種植區(qū)，棉花種植面積達(dá)到5118.7萬(wàn)畝左右，棉花稈總產(chǎn)量大約為2500萬(wàn)噸。當(dāng)前棉花稈的利用，主要為焚燒發(fā)電、造板、造紙、反芻動(dòng)物的飼草料、成型燃料或粉碎還田。有些地區(qū)則丟棄在地頭腐爛或者放火焚燒，造成資源浪費(fèi)，還嚴(yán)重污染環(huán)境。
棉花稈干物質(zhì)約含粗蛋白6.5％、半纖維素20.8％、纖維素36.3％、木質(zhì)素17.5％、游離棉酚0.03％、粗脂肪、礦物質(zhì)等其它4.5％左右。棉花稈屬于木質(zhì)材料，提取纖維替代木漿造紙，對(duì)于減少全球森林砍伐，滿足人類紙漿需求，意義重大。除了替代林木基材料用于造紙外，其用途也包括建材、化工、化妝品、食品、醫(yī)藥、陶瓷、耐火材料、皮革、煙草等等。木質(zhì)素經(jīng)提取改性，可廣泛用于樹脂、橡膠、染料、農(nóng)藥、陶瓷、水泥、飼料、水處理、水煤漿、混凝土、耐火材料、油田鉆井、復(fù)合肥料、冶煉、鑄造、粘合劑等20多個(gè)行業(yè)。棉花稈的半纖維經(jīng)過(guò)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(fā)酵乙醇。還原糖發(fā)酵生產(chǎn)燃料乙醇過(guò)程中，產(chǎn)生的大量酵母，可用于動(dòng)物蛋白飼料。提取上列物質(zhì)后，剩余物富含大量氨基酸、礦物質(zhì)和多糖，也可作為飼料添加劑或者葉面肥使用。
因此，綜合煉制棉花稈可創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。但是，現(xiàn)今棉花稈的利用技術(shù)和工藝，主要為棉稈造紙、棉稈造板、棉稈焚燒發(fā)電、棉稈飼料、棉稈還田、棉稈食用菌等等。這一類棉稈利用產(chǎn)品附加值低，沒有達(dá)到充分利用資源、深度挖掘棉花稈經(jīng)濟(jì)價(jià)值的目標(biāo)。同時(shí)，單一產(chǎn)品的利用，必然有大量組分被廢棄排放，造成二次污染。因此，必須考慮一種綜合利用方案，將棉花稈所有組分盡可能多地轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，充分挖掘棉花稈價(jià)值，提高棉花綜合利用水平和效率。
但是，棉花稈屬木質(zhì)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(zhì)素、粗蛋白，其結(jié)構(gòu)構(gòu)造也差別較大。因此，針對(duì)棉花稈的綜合煉制，需要獨(dú)特的處理方法和不同的工藝條件。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是針對(duì)棉花稈的特征，提供一套有針對(duì)性的處理方法，通過(guò)綜合煉制秸稈原料，將棉花稈的組分吃干榨盡，提取替代林木基紙漿、木質(zhì)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(jīng)濟(jì)價(jià)值，并實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程零排污。
為了達(dá)到本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明提出以下技術(shù)方案：
提供一種棉花稈“七步煉制法”處理方案，就是以棉花稈為原料，建立一套由七個(gè)步驟組成的成套連續(xù)工藝，聯(lián)產(chǎn)紙漿、木質(zhì)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(chǔ)法漚制原料；再用氣爆法將棉花稈崩解；然后用高壓酸解法將其中的半纖維、多糖、淀粉降解為水溶液，提取木質(zhì)素、纖維素混合物；最后利用堿解法提取纖維素和木質(zhì)素；利用棉花稈水解液通過(guò)絮凝法提取半乳糖醛酸；發(fā)酵法提取乙醇；濃縮結(jié)晶法提取木糖；最后的殘液濃縮成為飼料添加劑。
本發(fā)明所述的棉花稈高價(jià)值綜合煉制的方法，具體包括以下步驟：
1)用稀硫酸浸透粉碎后的棉花稈，密封存放至少24hr得到酸儲(chǔ)料；
2)用清水洗步驟1)制備的酸儲(chǔ)料，得到酸液和去酸液后物料；將去酸液后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(zhì)；酸解后物料經(jīng)冷卻、分離，得到酸解后絮狀物料和富含果膠及降解糖的水溶液；
3)在步驟2)得到的酸解后絮狀物料中加入丁醇和堿性催化劑進(jìn)行加熱催化醇解，充分降解絮狀物料中的木質(zhì)素，然后經(jīng)冷卻、分離，得到纖維素和富含木質(zhì)素的水溶液；進(jìn)一步在富含木質(zhì)素的水溶液中加稀酸析出木質(zhì)素，然后分別回收木質(zhì)素和丁醇，剩余含降解糖的水溶液；
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(jìn)行脫色、過(guò)濾，得到濾渣和濾液；將濾液濃縮后加入乙醇，完成果膠的醇析后，分別回收果膠、乙醇，剩余含降解糖的水溶液；
5)混合步驟3)和步驟4)獲得的兩種含降解糖的水溶液，利用混合后的水溶液和酵母發(fā)酵制備乙醇，發(fā)酵結(jié)束，得到活酵母沉淀物和清液，清液經(jīng)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(jìn)行脫色、過(guò)濾，得到濾渣和濾液；去除濾液中的帶電鹽分離子，然后經(jīng)濃縮、降溫、加晶核、結(jié)晶、干燥，回收木糖結(jié)晶粉，剩余殘液；
7)將步驟4)得到的濾渣、步驟5)得到的活酵母沉淀物、步驟6)得到的濾渣和殘液混合、烘干，得到棉多酚脫毒高蛋白飼料添加劑。
本發(fā)明的方法中，步驟2)所述的酸解可以是現(xiàn)有的多種酸解糖類物質(zhì)的方法，本發(fā)明優(yōu)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(yīng)罐，同時(shí)按料(干物質(zhì))液比1～2:4～3的比例，添加所述的稀酸液，添加后酸液濃度調(diào)整至5‰質(zhì)量濃度，關(guān)閉搪瓷罐，然后使物料溫度升至115～125℃，保持60～90min；此過(guò)程可以完成棉多酚脫毒及棉稈酸解反應(yīng)，使棉花稈中的淀粉、半纖維素、多糖充分降解。
本發(fā)明的方法中，步驟3)所述的酸解后絮狀物料中加入丁醇和堿性催化劑進(jìn)行加熱催化醇解，優(yōu)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(yīng)混合物，再按10g/L的比例向反應(yīng)混合物中添加堿性催化劑，混勻后使物料溫度上升至100℃，保持60～90min；該過(guò)程可以使絮狀物料中的木質(zhì)素更加充分地降解。所述的堿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(zhì)素的水溶液中加稀酸析出木質(zhì)素，所述的稀酸優(yōu)選為0.5％濃度的稀硫酸。
本發(fā)明的方法中，步驟5)所述的發(fā)酵制備乙醇可以采用現(xiàn)有的多種方法完成，本發(fā)明優(yōu)選的方法包括：將混合后的水溶液濃縮至其糖濃度為16～20％，在每升濃縮后溶液中加入生成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(diào)節(jié)溶液pH至4～5，得到發(fā)酵用糖汁；取發(fā)酵用糖汁的少部分稀釋成糖度為2％的水溶液，加入糖質(zhì)酒精安琪酵母，加入的糖質(zhì)酒精安琪酵母是溶液總重量的1/10000，無(wú)菌風(fēng)增氧條件下進(jìn)行酵母擴(kuò)繁1～3小時(shí)；然后將擴(kuò)繁后的酵母加入剩余發(fā)酵用糖汁中，充分混合，厭氧發(fā)酵20～48小時(shí)，直至還原糖含量穩(wěn)定地小于0.5％。
本發(fā)明的方法中，為了進(jìn)一步提高棉花稈中糖的提取率，優(yōu)選將步驟2)得到的酸解后絮狀物料再用等體積清水浸泡，充分浸出物料中的糖，然后分離出酸解后絮狀物料和含糖溶液，將含糖溶液加入酸解后得到的富含果膠及降解糖的水溶液一起進(jìn)入步驟4)提取果膠。
本發(fā)明的方法中，為了進(jìn)一步提高棉花稈中木質(zhì)素的提取率，優(yōu)選將步驟3)得到的纖維素進(jìn)一步用丁醇萃取殘留木質(zhì)素，得到萃取液和纖維素產(chǎn)品；將萃取液加入醇解后得到的富含木質(zhì)素的水溶液一起作為加稀酸析出木質(zhì)素的基礎(chǔ)，同時(shí)回收丁醇。
本發(fā)明的方案中，為了進(jìn)一步降低成本、提高物料利用率，還優(yōu)選采用以下方式中的一種或多種：
1.將所有回收的丁醇合并后再經(jīng)蒸餾回收丁醇，然后重復(fù)用于步驟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(fā)酵清液或者粗酒合并，經(jīng)過(guò)精餾、脫水后得到95％的乙醇，循環(huán)用于步驟4)所述的果膠的醇析；
或者，
3.步驟5)得到的活酵母沉淀物回收重復(fù)利用6次后，回收制備得到酵母蛋白飼料。
本發(fā)明方法可以使用各種現(xiàn)有設(shè)備完成，例如，步驟1)所述粉碎后的棉花稈可使用高效秸稈切碎除葉機(jī)或者現(xiàn)有秸漿粉碎機(jī)制備；步驟2)所述的去酸液后物料氣爆崩解，可采用現(xiàn)有氣爆機(jī)完成；步驟2)所述的酸解可以在蒸汽加熱的反應(yīng)罐中完成；步驟2)和3)所述的分離可使用不銹鋼擠漿機(jī)或者離心機(jī)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(guò)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(fā)明的一種優(yōu)選的方案，其工藝流程圖如圖1所示，具體步驟如下：
a)將采收到的棉花稈連葉帶稈切成1至3cm碎片，送入酸儲(chǔ)池內(nèi)，壓實(shí)；同時(shí)加入質(zhì)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，避免多余的酸液溢流；待酸儲(chǔ)池填滿后，用聚乙烯膜覆蓋，膜的接縫需采用焊槍焊接，避免酸儲(chǔ)料漏氣；酸儲(chǔ)料儲(chǔ)存24hr以上，備用；
b)將步驟a)制備好的酸儲(chǔ)料送入濾水槽，在螺桿的推動(dòng)下，酸儲(chǔ)料沿著濾水槽推進(jìn)，同時(shí)用清水澆灌濾水槽的酸儲(chǔ)料，將酸儲(chǔ)料的酸液通過(guò)濾水槽洗凈，并收集酸液；洗去酸液的棉花稈直接通過(guò)濾水槽送入氣爆機(jī)，通過(guò)氣爆機(jī)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(yīng)罐，同時(shí)按料(干物質(zhì))液比1～2：4～3的比例，添加酸液，并將酸液濃度調(diào)整至5‰質(zhì)量濃度，關(guān)閉搪瓷罐，然后使物料溫度升至115～125℃，保持60～90分鐘，完成棉多酚脫毒及棉稈酸解反應(yīng)，使棉花稈中的淀粉、半纖維素、多糖充分降解；待漿料溫度降至100℃以下時(shí)，將處理后的漿料采用離心機(jī)或壓榨機(jī)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后，進(jìn)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，混勻后，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(guò)程，使絮狀物3中的木質(zhì)素充分降解；待物料溫度降至50℃以下，采用離心機(jī)分離得到絮狀物4和木質(zhì)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(zhì)素，得到萃取液和纖維素；將萃取液與步驟e)獲得的木質(zhì)素溶液3合并，加0.5％稀硫酸，將木質(zhì)素析出，并濾出木質(zhì)素，得到濾液1，蒸餾濾液1回收丁醇，并剩余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合并，在其中加入活性炭進(jìn)行脫色，活性炭加入的比例占步驟c)所述的棉花稈干物質(zhì)重量的4～7％，脫色后過(guò)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(jīng)固液分離得到溶液5和果膠固形物；溶液5經(jīng)蒸餾后回收乙醇，剩余為糖汁酸液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％，在每升濃縮后的混合糖汁中加入：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(diào)節(jié)混合糖汁pH至4～5，得到發(fā)酵用糖汁；
i)取步驟h)調(diào)制好的發(fā)酵用糖汁的少部分，稀釋成糖度為2％的水溶液，加入糖質(zhì)酒精安琪酵母，加入的糖質(zhì)酒精安琪酵母是步驟h)得到的發(fā)酵用糖汁總重量的1/10000，無(wú)菌風(fēng)增氧條件下進(jìn)行酵母擴(kuò)繁1～3小時(shí)；然后將擴(kuò)繁后的酵母液加入步驟h)調(diào)配好的剩余發(fā)酵用糖汁中，充分混合，厭氧發(fā)酵20～48小時(shí)，檢測(cè)殘余還原糖含量，當(dāng)還原糖含量小于0.5％并連續(xù)3次檢測(cè)維持不變時(shí)，酒精發(fā)酵結(jié)束，得到活酵母沉淀物和清液1，清液1經(jīng)蒸餾得到40％v/v的粗酒和醪液；
j)步驟i)蒸餾后得到的醪液，按其中干物質(zhì)重量的4～7％加入活性炭，完成醪液的脫色，過(guò)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，然后經(jīng)濃縮、降溫、加晶核、結(jié)晶、干燥，獲得木糖結(jié)晶粉，同時(shí)剩余各種殘液；
k)將步驟g)得到的活性炭渣1、步驟i)獲得的酵母沉淀物、步驟j)得到的活性炭渣2、各種殘液混合，烘干，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(jìn)一步經(jīng)清洗、干燥、粉碎后獲得果膠粉；步驟i)得到的粗酒可進(jìn)一步通過(guò)常規(guī)方法制備得到燃料乙醇；步驟j)所述的去除清液2中的帶電鹽分離子優(yōu)選通過(guò)離子交換和納米超濾的方法完成。
本發(fā)明提出以棉花秸稈等木質(zhì)秸稈為原料的綜合利用聯(lián)合生產(chǎn)乙醇、果膠、木糖、纖維素、木質(zhì)素和蛋白飼料添加劑工藝，同現(xiàn)有棉花秸稈加工技術(shù)相比，有如下優(yōu)勢(shì)：
與現(xiàn)有棉花秸稈綜合利用不同，棉花稈生產(chǎn)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(jī)肥(201010572198.2)、降解糖(201410503890.8)、耐火輕質(zhì)板(201510259115.7)、木質(zhì)素復(fù)合納米纖維(201410119780.1)、纖維復(fù)合材料(201510466433.0)、改性復(fù)合材料(201510661321.0)、多孔輕質(zhì)材料(201510899246.1)、育苗基質(zhì)(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(jī)肥功能，目前沒有利用棉花稈提取半乳糖醛酸、乙醇的實(shí)例，獲得的產(chǎn)品較為單一，經(jīng)濟(jì)效益也較低。
本發(fā)明的方法充分挖掘了棉花稈的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。還可以用于替代木材的高檔紙漿及其他纖維材料。本發(fā)明的方法不但產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益高，而且實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過(guò)程零排污，有效提高棉花稈資源利用水平和經(jīng)濟(jì)效益。
附圖說(shuō)明
圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的技術(shù)方案的流程圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
一種棉花秸稈綜合煉制聯(lián)產(chǎn)纖維、木質(zhì)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(shí)施過(guò)程如下：
1)采收棉花秸稈，以新鮮秸稈為佳，亦可以是曬干秸稈。在原料基地集中，采用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厘米碎片；
2)將步驟1)的棉花稈碎片用0.5％稀硫酸液浸潤(rùn)，待棉花稈充分浸透稀酸液后，堆放在儲(chǔ)存槽中，然后用聚乙烯膜將儲(chǔ)料槽密封，備后續(xù)秸稈加工常年生產(chǎn)使用。
3)步驟2)儲(chǔ)存的棉花稈，用鏟車送入慮槽，物料在螺桿的推動(dòng)下，經(jīng)進(jìn)料口送入連續(xù)氣爆機(jī)，同時(shí)清水不斷澆淋物料，使棉花稈的大部分酸液經(jīng)清水洗脫入慮槽下方水池。物料經(jīng)連續(xù)氣爆機(jī)后，崩解為絮狀崩解物。
4)將步驟3)制成的絮狀崩解物漿料，用螺桿泵輸送入搪瓷反應(yīng)罐，同時(shí)，將步驟3)慮槽下方的酸液泵入搪瓷反應(yīng)罐，并控制罐內(nèi)漿料中的水含量不超過(guò)85％；
5)用10％的稀硫酸溶液調(diào)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(biāo)濃度；
6)待步驟5)的漿料硫酸濃度調(diào)好后，關(guān)閉反應(yīng)罐，送蒸汽加溫，直至罐內(nèi)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，使棉花稈的淀粉、多糖、半纖維、蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)充分溶解進(jìn)入稀酸液；
7)將步驟6)酸解處理后的棉花秸稈漿料從反應(yīng)罐中排放到料倉(cāng)，然后用不銹鋼切割泵，通過(guò)不銹鋼管道將熱漿料送入不銹鋼擠漿機(jī)，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、氨基酸、多肽和礦物質(zhì)酸解液；
8)將步驟7)得到的絮狀渣料，用螺桿泵泵入不銹鋼反應(yīng)罐，然后按其體積的3倍加丁醇溶液，同時(shí)按物料10g/L比例加Ca(OH)2上清液，同時(shí)開動(dòng)攪拌器將物料充分?jǐn)嚢?，再待漿料灌滿后，關(guān)閉反應(yīng)罐，通入蒸汽，使溫度上升至125℃，保持1小時(shí)，完成渣料二次降解，使渣料的木質(zhì)素、未降解的半纖維素、多糖充分降解；
9)待步驟8)搪瓷反應(yīng)罐溫度降至70℃以下時(shí)，將二次酸解處理后的漿料排入料倉(cāng)，再用耐溫切割泵送入擠漿機(jī)，將步驟8)處理后的漿料分離成渣料和富含木質(zhì)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后，再用擠漿機(jī)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)溶液合并；
11)將步驟8)和步驟9)獲得的溶液合并后，裝入不銹鋼罐中，添加1％稀硫酸液，促使合并溶液的木質(zhì)素絮凝；然后過(guò)濾木質(zhì)素絮凝物和丁醇溶液；絮凝物清洗，干燥，獲得木質(zhì)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。丁醇回收反復(fù)用于步驟8)溶劑；水溶液與步驟8)的酸解液合并。
13)將步驟12)水溶液與步驟8)的酸解液合并后，按干物質(zhì)4～7％比例添加活性炭加活性炭獲對(duì)合并溶液脫色，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；果膠清洗干燥獲得果膠產(chǎn)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(diào)整至4到5；
15)按步驟14)調(diào)制好的糖汁溶液，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)制備糖液的1/萬(wàn)比例取糖質(zhì)酒精安琪酵母，投入罐中，并用無(wú)菌風(fēng)給罐中稀糖液增氧，進(jìn)行酵母擴(kuò)繁2小時(shí)；
16)將步驟15)調(diào)制好的水溶液，用自吸泵抽送入發(fā)酵袋，同時(shí)將步驟15)擴(kuò)繁的酵母液，隨抽入發(fā)酵袋的水溶液投入發(fā)酵袋中，然后封閉發(fā)酵袋進(jìn)行厭氧發(fā)酵20至48小時(shí)，檢測(cè)殘余還原糖含量，當(dāng)還原糖含量小于0.5％并連續(xù)3次檢測(cè)維持不變時(shí)，酒精發(fā)酵結(jié)束，得到殘留的沉淀物和酒液清液；
17)保留步驟16)發(fā)酵袋內(nèi)殘留的沉淀物——活酵母，用于下次糖液發(fā)酵，重復(fù)利用6次后，待酵母活性下降，回收酵母，清洗，干燥，用于制備酵母蛋白飼料；
18)提取步驟16)發(fā)酵成熟后的酒液清液，用自吸泵抽送入蒸餾釜，經(jīng)過(guò)蒸餾提取40％(v/v)粗酒，再與步驟13)回收的粗酒液合并，一起精餾、脫水提取95％(v/v)的燃料乙醇和醪液；
19)將步驟18)蒸餾后的醪液，按溶液中干物質(zhì)4～7％比例，加活性炭，完成醪液的脫色；過(guò)濾獲得清液和活性炭渣；
20)將步驟19)獲得的清液，通過(guò)陰、陽(yáng)、陰離子交換柱，部分去除溶液中的陰、陽(yáng)離子，獲得富含木糖的溶液；
21)將步驟20)獲得的溶液，通過(guò)納米超濾，進(jìn)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(jié)晶，干燥，獲得木糖結(jié)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)獲得酵母沉淀物混合，干燥，獲得蛋白飼料添加劑。
實(shí)施例2
以棉花秸稈木質(zhì)材料為原料聯(lián)產(chǎn)纖維、木質(zhì)素、果膠、木糖、乙醇和蛋白飼料，其工藝流程參考圖1，具體實(shí)施過(guò)程如下：
1、收集鹽城鹽東鎮(zhèn)的棉花秸稈2000千克，測(cè)含水量為55％，將其切成1至2cm的碎片1658克；
2、采用5‰稀酸液將棉花稈碎片浸潤(rùn)，用聚乙烯封口袋將浸潤(rùn)的棉花稈碎片包裝密封；通過(guò)物流運(yùn)送到海南保存，備用，并觀察其在保存過(guò)程中是否有霉變；
3、將酸儲(chǔ)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(jī)崩解為絮狀物；清洗稀酸液收集備用；
4、將氣爆機(jī)崩解的棉花稈絮狀物送入搪瓷反應(yīng)罐，將收集的稀酸液加入，再將如10％硫酸液，將搪瓷罐內(nèi)的稀酸液濃度調(diào)制一次酸0.5％，關(guān)閉閥門，加熱搪瓷反應(yīng)罐，溫度升至125℃，保持60min；待溫度下降至100℃以下，打開搪瓷反應(yīng)罐排料口，排出棉稈漿。
5、將步驟4得到的棉稈漿，采用離心機(jī)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，然后再用離心機(jī)分離，得到清洗棉稈渣；清洗液回收，并與降解液合并。
6、將棉稈渣再次送入搪瓷反應(yīng)罐，按棉稈渣3倍體積加丁醇溶液，并按總體積10g/L比例加Ca(OH)2，關(guān)閉搪瓷罐，加溫至120℃，保持90min。然后打開搪瓷反應(yīng)罐，排出漿料，采用分離機(jī)分離，獲得纖維素渣料和木質(zhì)素降解液。纖維素渣料采用丁醇液體浸泡，再用離心機(jī)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(jī)脫水，獲得纖維素和清洗液。纖維素干燥獲得產(chǎn)品638克；丁醇清洗液和清水清洗液與木質(zhì)素降解液合并。
7、將步驟6)獲得的木質(zhì)素清洗液中加0.5％稀酸液，將木質(zhì)素析出，稀酸液添加量直到木質(zhì)素全部析出為止。采用濾網(wǎng)，將析出的木質(zhì)素濾出，獲得木質(zhì)素膠狀物和清液；木質(zhì)素經(jīng)干燥獲得產(chǎn)品253克；清液用蒸餾器蒸餾，回收丁醇，同時(shí)回收蒸餾后的殘液。
8、將步驟7)獲得的殘液與步驟5)獲得的降解液合并，濃縮，使合并液體糖濃度增加至10左右，然后按濃縮液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(shí)，然后濾取果膠，干燥，獲得果膠產(chǎn)品130克?；厥諡V液備用。
棉花稈干物質(zhì)約含粗蛋白6.5％、半纖維素20.8％、纖維素36.3％、木質(zhì)素17.5％、游離棉酚0.03％，粗脂肪、礦物質(zhì)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，重復(fù)用于步驟8)果膠提取，在蒸餾獲得乙醇的同時(shí)，同時(shí)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(xù)濃縮，或者加水的方法，檢測(cè)糖汁濃度，調(diào)整糖汁濃度至18％，PH值為2左右；先加氨水后加石灰水，中和糖汁酸液，調(diào)整PH至5左右；再加磷酸二氫鉀、硫酸鎂、氯化鈣等營(yíng)養(yǎng)鹽和酵母，發(fā)酵30h；同時(shí)，從發(fā)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(yè)化生產(chǎn)大量二氧化碳可用于大棚農(nóng)業(yè)氣體肥料。
11、發(fā)酵結(jié)束后，抽取發(fā)酵液至蒸餾器蒸餾，提取粗酒；再經(jīng)過(guò)精餾、脫水，獲得95％(v/v)的燃料乙醇115克；回收酵母沉淀物113克，備用；
12、在乙醇蒸餾后剩余的醪液中，按干物質(zhì)5％比例加活性炭，對(duì)醪液脫色；經(jīng)脫色后的溶液，通過(guò)陰-陽(yáng)-陰離子交換柱，在通過(guò)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(jié)晶獲得富含木糖晶粉漿液；濾出木糖晶，干燥獲得木糖99克；同時(shí)回收殘液備用。
14、將步驟13)木糖結(jié)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，制成濃縮漿液405克，用于飼料。
通過(guò)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(zhì)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(dāng)于每加工2噸玉米秸稈，果膠115千克、纖維素638千克、木質(zhì)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(chǎn)品現(xiàn)時(shí)市場(chǎng)價(jià)格為：果膠120元/千克、纖維素4元/千克、木質(zhì)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(jì)，以上各項(xiàng)產(chǎn)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(chǎn)值為23510元。每加工1噸產(chǎn)值為11755元。
棉花稈按400元/噸計(jì)，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(fèi)230kw×0.9元/kwh×1h＝207元；人工費(fèi)4人×100元＝400元；燃料費(fèi)為901元；輔料費(fèi)1250元，其它，1750元(含折舊、銷售、倉(cāng)儲(chǔ)、運(yùn)輸?shù)绕渌g接成本)，總成本費(fèi)用為4901元。
因此，加工1噸棉花稈，可獲稅前利潤(rùn)6854元。