專(zhuān)利名稱(chēng)：混菌固態(tài)發(fā)酵預(yù)處理稻殼制備稻殼灰活性炭的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制備稻殼灰活性炭的方法，具體涉及混菌固態(tài)發(fā)酵預(yù)處理稻殼制備稻殼灰活性炭的方法。
背景技術(shù)：
一般天然稻殼中含水10%_12%，多聚糖16%_20%，纖維素26%_36%，粗脂肪0.4%-0.8%,灰分 18%-20%，木質(zhì)素 20%-24%，粗蛋白 1.5%-2.0% 和 14%-16% 的 SiO2。SiO2 以網(wǎng)格狀分布其中，起著骨架的作用，木質(zhì)素、纖維素等填充在網(wǎng)格中，當(dāng)纖維素等被部分降解后，稻殼表面呈微孔狀，SiO2的網(wǎng)格結(jié)點(diǎn)暴露，成為較理想的吸附劑原料。若控制稻殼經(jīng)不完全燃燒，則可保留部分碳，得到的是炭化稻殼，經(jīng)電子顯微鏡觀察，其結(jié)構(gòu)為空心狀的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，稻殼灰分中的固定炭有活性炭的特性，并且二氧化硅也有一定的吸附能力，是制備活性炭較好的原料。以炭化稻殼灰為原料制取活性炭，不但成本低，而且不含有害雜質(zhì)(如鉛、砷)，特別適合于食品工業(yè)的需求，市場(chǎng)潛力巨大。固態(tài)發(fā)酵是指微生物在沒(méi)有游離水的固體基質(zhì)上生長(zhǎng)。固態(tài)發(fā)酵時(shí)需要水分，但水分是以吸附或結(jié)合的形成存在于固體基質(zhì)內(nèi)部。該方法具有投資少，工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，尤其是在產(chǎn)酶工業(yè)中具有酶活較高的優(yōu)點(diǎn)。混菌發(fā)酵是采用兩種或多種微生物的協(xié)同作用共同完成某發(fā)酵過(guò)程的一種發(fā)酵技術(shù)，具有可提高發(fā)酵效率或可形成新產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于稻殼制備炭化稻殼吸附劑的研究中，為提高炭化稻殼的吸附能力，主要是采用酸、堿等化學(xué)試劑預(yù)處理 稻殼或活化炭化稻殼，還有采用兩步微生物發(fā)酵預(yù)處理稻殼，而采用混菌固態(tài)發(fā)酵法預(yù)處理稻殼，然后再進(jìn)行干餾制備稻殼灰活性炭的研究在國(guó)內(nèi)外還是空白。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于:提供一種混菌固態(tài)發(fā)酵預(yù)處理稻殼制備稻殼灰活性炭的方法，改善稻殼灰活性炭的表面微孔結(jié)構(gòu)，提高吸附性能。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:在稻殼發(fā)酵培養(yǎng)基中，先接種白腐真菌，再接種綠色木霉或黑曲霉或里氏木霉或康氏木霉或青霉，混囷固態(tài)發(fā)酵后干懼制備稻殼灰活性炭。其中，稻殼灰活性炭制備方法包括以下具體步驟:
第一步，將白腐真菌接入稻殼發(fā)酵培養(yǎng)基中，溫度25-35 °C發(fā)酵3-9d得發(fā)酵基質(zhì)；培養(yǎng)基含水率為30-80%，接種量是孢子懸液濃度為107-108cfu/mL，接種體積為5%_25% ;其中，稻殼發(fā)酵培養(yǎng)基由以下組分重量百分比組成:稻殼10-20%，硫酸銨0.5-3.0%，磷酸二氫鉀0.5-3.0%，硫酸鎂 0.5-3.0%,吐溫-80 0.5-3.0%, ρΗ4_6.5，其余水，合計(jì) 100% ；
第二步，將綠色木霉或黑曲霉或里氏木霉或康氏木霉或青霉接入步驟一的發(fā)酵基質(zhì)中，溫度25-35°C發(fā)酵l-7d，接種量是孢子懸液濃度為107-108cfu/mL，接種體積為5%_25% ；第三步，炭化制備稻殼灰活性炭:首先對(duì)步驟二處理后的稻殼脫水，脫水溫度120-140°C，時(shí)間30-60分鐘；接著，對(duì)脫水后稻殼預(yù)炭化，預(yù)炭化溫度260_280°C，時(shí)間30-60分鐘；然后，對(duì)預(yù)炭化后稻殼炭化，炭化溫度450-500°C，時(shí)間45-75分鐘；最后，對(duì)炭化后稻殼煅燒，煅燒溫度600-650°C，時(shí)間90-120分鐘。本發(fā)明的制備工藝簡(jiǎn)單，操作容易，制得的稻殼灰活性炭表面微孔結(jié)構(gòu)好，吸附性能強(qiáng)。


圖1為未經(jīng)處理的稻殼灰表面電鏡圖。圖2為經(jīng)本方法處理的稻殼灰表面電鏡圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)解決方案，這些實(shí)施例不能理解為是對(duì)技術(shù)方案的限制。實(shí)施例1:依以下步驟制備稻殼灰活性炭
第一步，將白腐真菌接入 稻殼發(fā)酵培養(yǎng)基中，溫度25°C發(fā)酵9d得發(fā)酵基質(zhì)；培養(yǎng)基含水率為30%，接種量是孢子懸液濃度為107cfu/mL，接種體積為5% ;其中，稻殼發(fā)酵培養(yǎng)基由以下組分重量百分比組成:稻殼10%，硫酸銨3.0%，磷酸二氫鉀3.0%，硫酸鎂3.0%，吐溫-803.0%，pH4，其余水；
第二步，將綠色木霉接入步驟一的發(fā)酵基質(zhì)中，溫度25°C發(fā)酵7d，接種量是孢子懸液濃度為107cfu/mL，接種體積為5% ；
第三步，炭化制備稻殼灰活性炭:首先對(duì)步驟二處理后的稻殼脫水，脫水溫度120°C，時(shí)間60分鐘；接著，對(duì)脫水后稻殼預(yù)炭化，預(yù)炭化溫度260°C，時(shí)間60分鐘；然后，對(duì)預(yù)炭化后稻殼炭化，炭化溫度450°C，時(shí)間75分鐘；最后，對(duì)炭化后稻殼煅燒，煅燒溫度600°C，時(shí)間120分鐘。實(shí)施例2:依以下步驟制備稻殼灰活性炭
第一步，將白腐真菌接入稻殼發(fā)酵培養(yǎng)基中，溫度30°C發(fā)酵6d得發(fā)酵基質(zhì)；培養(yǎng)基含水率為55%，接種量是孢子懸液濃度為0.5X 107cfu/mL，接種體積為15% ;其中，稻殼發(fā)酵培養(yǎng)基由以下組分重量百分比組成:稻殼15%，硫酸銨1.75%，磷酸二氫鉀1.7%，硫酸鎂1.75%，吐溫-80 1.75%，ρΗ5.0，其余水；
第二步，將黑曲霉接入步驟一的發(fā)酵基質(zhì)中，溫度30°C發(fā)酵4d，接種量是孢子懸液濃度為0.5X 107cfu/mL，接種體積為15% ；
第三步，炭化制備稻殼灰活性炭:首先對(duì)步驟二處理后的稻殼脫水，脫水溫度130°C，時(shí)間45分鐘；接著，對(duì)脫水后稻殼預(yù)炭化，預(yù)炭化溫度270°C，時(shí)間45分鐘；然后，對(duì)預(yù)炭化后稻殼炭化，炭化溫度475°C，時(shí)間60分鐘；最后，對(duì)炭化后稻殼煅燒，煅燒溫度625°C，時(shí)間105分鐘。實(shí)施例3:依以下步驟制備稻殼灰活性炭
第一步，將白腐真菌接入稻殼發(fā)酵培養(yǎng)基中，溫度35°C發(fā)酵3d得發(fā)酵基質(zhì)；培養(yǎng)基含水率為80%，接種量是孢子懸液濃度為108cfu/mL，接種體積為25% ;其中，稻殼發(fā)酵培養(yǎng)基由以下組分重量百比組成:稻殼20%，硫酸銨0.5%，磷酸二氫鉀0.5%，硫酸鎂0.5%，吐溫-800.5%，ρΗ6.5，其余水；
第二步，將里氏木霉接入步驟一的發(fā)酵基質(zhì)中，溫度35°C發(fā)酵ld，接種量是孢子懸液濃度為108cfu/mL，接種體積為25% ；
第三步，炭化制備稻殼灰活性炭:首先對(duì)步驟二處理后的稻殼脫水，脫水溫度140°C，時(shí)間30分鐘；接著，對(duì)脫水后稻殼預(yù)炭化，預(yù)炭化溫度280°C，時(shí)間30分鐘；然后，對(duì)預(yù)炭化后稻殼炭化，炭化溫度500°C，時(shí)間45分鐘；最后，對(duì)炭化后稻殼煅燒，煅燒溫度650°C，時(shí)間90分鐘。實(shí)施例4:同實(shí)施例1，步驟二接種的是康氏木霉。實(shí)施例5:同實(shí) 施例3，步驟二接種的是青霉。實(shí)施例1-3得到的稻殼灰活性炭的表面微孔結(jié)構(gòu)得到了很大改善，如電鏡圖表
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權(quán)利要求
1.混菌固態(tài)發(fā)酵預(yù)處理稻殼制備稻殼灰活性炭的方法，其特征是:在稻殼發(fā)酵培養(yǎng)基中，先接種白腐真菌，再接種綠色木霉或黑曲霉或里氏木霉或康氏木霉或青霉，混菌固態(tài)發(fā)酵后干餾制備稻殼灰活性炭。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混菌固態(tài)發(fā)酵預(yù)處理稻殼制備稻殼灰活性炭的方法，其特征是該稻殼灰活性炭的制備方法包括以下具體步驟: 第一步，將白腐真菌接入稻殼發(fā)酵培養(yǎng)基中，溫度25-35°C發(fā)酵3-9d得發(fā)酵基質(zhì)；培養(yǎng)基含水率為30-80%，接種量是孢子懸液濃度為107-108cfu/mL，接種體積為5%_25% ;其中，稻殼發(fā)酵培養(yǎng)基由以下組分重量百分比組成:稻殼10-20%，硫酸銨0.5-3.0%，磷酸二氫鉀·0.5-3.0%，硫酸鎂 0.5-3.0%,吐溫-80 0.5-3.0%, ρΗ4_6.5，其余水，合計(jì) 100% ； 第二步，將綠色木霉或黑曲霉或里氏木霉或康氏木霉或青霉接入步驟一的發(fā)酵基質(zhì)中，溫度25-35°C發(fā)酵l-7d，接種量是孢子懸液濃度為107-108cfu/mL，接種體積為5%_25% ；第三步，炭化制備稻殼灰活性炭:首先對(duì)步驟二處理后的稻殼脫水，脫水溫度·120-140°C，時(shí)間30-60分鐘；接著，對(duì)脫水后稻殼預(yù)炭化，預(yù)炭化溫度260_280°C，時(shí)間·30-60分鐘；然后，對(duì)預(yù)炭化后稻殼炭化，炭化溫度450-500°C，時(shí)間45-75分鐘；最后，對(duì)炭化后稻殼煅燒，煅燒溫 度600-650°C，時(shí)間90-120分鐘。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了混菌固態(tài)發(fā)酵預(yù)處理稻殼制備稻殼灰活性炭的方法，在稻殼發(fā)酵培養(yǎng)基中，先接種白腐真菌，再接種綠色木霉或黑曲霉或里氏木霉或康氏木霉或青霉，混菌固態(tài)發(fā)酵后干餾制備稻殼灰活性炭。本發(fā)明的制備工藝簡(jiǎn)單，操作容易，制得的稻殼灰活性炭表面微孔結(jié)構(gòu)好，吸附性能強(qiáng)。
文檔編號(hào)B09B3/00GK103121676SQ201310054469
公開(kāi)日2013年5月29日 申請(qǐng)日期2013年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月20日
發(fā)明者趙玉萍, 許興友, 尹秀蓮, 游慶紅, 李文謙 申請(qǐng)人:淮陰工學(xué)院