專利名稱：一種從甘蔗深加工酒精廢液中提取黃腐酸的方法
技術領域：
本發明屬于農業化學品制備領域，具體地，涉及一種從甘蔗深加工酒精廢液中提取黃腐酸的方法。
背景技術：
黃腐酸是腐植酸中的一個組分，可以從煤炭來源的腐植酸中分離獲得或直接從泥炭、風化煤中提取，也可以利用生物技術方法以農林下腳料為原料人工制造。在腐植酸中除黃腐酸外，還含有棕腐酸和黑腐酸。黃腐酸既具有腐植酸的一般特征和性質。又有著與一般腐植酸所不具備的特點。黃腐酸與腐植酸的主要區別和特點可概括為以下三方面一是黃腐酸的分子量較小，因而容易被生物吸收利用；二是黃腐酸的官能團含量較高，比一般腐植酸的生理活性大；三是黃腐酸可直接溶于水，其水溶液呈酸性，而腐植酸不溶于水，需要轉變為鉀、鈉等金屬鹽才能溶于水，這些鹽的水溶液都呈堿性。黃腐酸的這三大特征對它實際應用是非常有利的，特別在農業上、醫藥上的用途及其效果較一般腐植酸更優越。這些早就引起了各國土壤學家、化學家、煤炭學家和植物生理學家的關注。很早以前就將黃腐酸作為腐植酸的一個特殊組分把它從腐植酸中分離出來進行專門的研究和應用。黃腐酸類物質對農作物的廣泛增產作用，多種含黃腐酸的葉面肥等農用產品均有增強作物抗逆性和提高產量的作用。其增產幅度約在10%-30%。若以10%計算，黃腐酸類物質的使用將會使每畝地的使用效果相當于I. I畝，等于將全球的耕地擴大I. I倍。若再加上黃腐酸類物質在林、牧、漁及各種養殖業中的應用所帶來的增產效應，要提供可滿足
5、6億人口之需的農副產品應當是完全有可能的。這無疑將大大緩解因人口增多給土地帶來的重負，更可喜的是.黃腐酸類農肥的使用，可在增產的同時，從多方面改善作物品質，不必過分擔憂因高產而導致的品質下降由于腐植酸和黃腐酸類物質在多個領域都表現出了良好的作用，因此近十幾年來對其需求量迅速增加。這一方而有力地促進了腐植酸工業的發展，另一方而也加速了對煤炭資源的消耗，這是我們所不希望的。于是，腐植酸的可持續且環保地生產是目前急需解決問題。甘蔗生產白糖等糖類產品后得到的副產品糖蜜，應用糖蜜生產酒精后得到的廢液一般稱為糖蜜酒精廢液，其是濃度高、顏色深、酸度大的有機廢液，如果對此廢液不加處理直接排入水體，將會對環境造成十分嚴重的污染。因此本發明充分利用了該廢液，使其變廢為寶，用于生產黃腐酸，發揮該廢液的更大價值。目前還沒有報道應用糖蜜酒精廢液制備黃腐酸的報道，也沒有克服應用酒精廢液制備黃腐酸的技術難題。

發明內容
為解決上述技術問題，本發明提供了一種從甘蔗深加工酒精的酒精廢液中提取黃腐酸的方法，該方法包括如下步驟
A.將酒精廢液減壓加熱蒸發濃縮，獲得濃縮液，然后加入濃硫酸，使濃縮液中硫酸的質量濃度達到20-30%，在50-65°C下陳化15-20小時，得陳化液；B.將陳化液用氫氧化鈉溶液堿化，獲得溶解部分和沉淀部分，將沉淀部分通過過濾除去，獲得溶解部分；C.將步驟B獲得的溶解部分用鹽酸溶液酸化，獲得溶解部分和沉淀部分，將沉淀部分通過過濾除去，獲得溶解部分；D.在步驟C獲得的溶解部分中加入丙酮，離心分離，獲得丙酮溶液部分；E.將丙酮溶液部分輸入蒸餾釜中，減壓加熱保持溫度在30-60°C下濃縮丙酮溶液，將丙酮回收，剩下的物質，經過減壓加熱保持溫度在30-60°C下干燥后即得黃腐酸。上述方法中，步驟A中的減壓加熱蒸發保持液體沸騰的溫度低于60°C，優選地，溫度低于50°C，濃縮液的濃度為干物質占濃縮液總重量的比例大于等于30%，優選地，大于等于50%。上述方法中，步驟B中氫氧化鈉溶液的質量濃度大于等于0. 2 %，優選為0. 2-1. 5%。堿化后溶液的pH為8-11，優選為9-10。上述方法中，步驟C中鹽酸溶液的質量濃度為2-15%，優選為5-10%，酸化后的溶液的PH值為3-0. 5，優選為1-0.5。上述方法中，步驟D中的溶解部分和丙酮的體積比為I : 0.1-1，優選為
I 0. 1-0. 5。本發明還提供了應用上述方法制備的黃腐酸及其在農業中促進水稻增產的用途。特別是，應用上述方法制備的黃腐酸用于提高水稻出芽率、分蘗率和增產率方面的用途，其特征在于應用質量濃度為I %的黃腐酸水溶液對水稻種子浸種，應用質量濃度為0. 1%的黃腐酸水溶液在水稻分蘗前和水稻開花前噴施水稻葉面。由于酒精廢液中含酸度比較高，其不溶于酸的腐植酸不會存在，但是由于酒精廢液干物質的濃度偏低，在低濃度下溶解的其他腐植酸存在量比較大，所以只是進行簡化會將溶解于堿液而在酸液中溶解度低的黃腐酸外的腐植酸殘留于堿液中，降低黃腐酸的品質。因此本發明采用二次酸化以提高黃腐酸的品質。本發明的方法充分利用了酒精廢液，并且產出了活性高的黃腐酸。本發明的方法主要根據酒精廢液的特點和黃腐酸的特點而設計的提取方法，由于酒精廢液中含有黃腐酸的量較多，同時含有其他的雜質也較多，故采用堿化和酸化雙重沉淀除去黃腐酸外的其他腐植酸，同時利用黃腐酸溶解于丙酮的特點，提取黃腐酸，降低其他無機物在黃腐酸中的含量。黃腐酸的活性特別容易受到溫度和光照的影響，故在提取黃腐酸的過程中，如果涉及到蒸發或蒸餾，都采用減壓的方式進行，避免黃腐酸活性的降低。所以本發明的發明點不僅僅在于通過合理的流程獲得活性高的黃腐酸，還在于通過對各個步驟中條件的優化以規范化應用酒精廢液制備黃腐酸的工藝。
具體實施例方式為了理解本發明，下面以實施例進一步說明本發明，但不限制本發明。實施例I將Ikg酒精廢液減壓加熱蒸發濃縮，控制壓力，蒸發溫度為45°C ±3°C，測量濃縮液中干物質的重量百分比達到50%時停止加熱，獲得濃縮液；加熱過程中勻速攪拌液體。然后向濃縮液中加入濃硫酸，使濃縮液中硫酸的質量濃度達到30%，在60±2°C下陳化20小時，得陳化液；將陳化液用I % Wt的氫氧化鈉溶液堿化，攪拌下加入氫氧化鈉溶液，測量溶液的pH，調節氫氧化鈉溶液的加入量，當pH為9的時候停止加入氫氧化鈉溶液，溶液中出現沉淀，將沉淀部分通過過濾除去，獲得溶液I ;將上述獲得的溶液I用10% Wt的鹽酸溶液酸化，加入鹽酸溶液時攪拌并測量pH，當pH值為I時停止加入鹽酸溶液，溶液中出現沉淀，將沉淀部分通過過濾除去，獲得溶液II ;向溶液II中加入丙酮，加入的丙酮的體積為溶液II的體積的20%。將加入了丙酮的溶液充分攪拌，然后離心分層，收集丙酮溶液部分；將丙酮溶液部分輸入蒸餾釜中，減壓加熱保持溫度在40°C ±5°C下濃縮丙酮溶液，將丙酮回收，剩下的物質，經過減壓加熱保持溫度在40°C ±5°C下干燥，干燥后得到固體產品黃腐酸20. 54g，黃腐酸相對于酒精廢液的原液質量的得率為2. 054%。實施例2將Ikg酒精廢液減壓加熱蒸發濃縮，控制壓力，蒸發溫度為40°C ±3°C，測量濃縮液中干物質的重量百分比達到60%時停止加熱，獲得濃縮液；加熱過程中勻速攪拌液體。然后向濃縮液中加入濃硫酸，使濃縮液中硫酸的質量濃度達到30%，在60±2°C下陳化20小時，得陳化液；將陳化液用0. 5 % Wt的氫氧化鈉溶液堿化，攪拌下加入氫氧化鈉溶液，測量溶液的pH，調節氫氧化鈉溶液的加入量，當pH為8的時候停止加入氫氧化鈉溶液，溶液中出現沉淀，將沉淀部分通過過濾除去，獲得溶液I ;將上述獲得的溶液I用8% Wt的鹽酸溶液酸化，加入鹽酸溶液時攪拌并測量pH，當pH值為I時停止加入鹽酸溶液，溶液中出現沉淀，將沉淀部分通過過濾除去，獲得溶液II ;向溶液II中加入丙酮，加入的丙酮的體積為溶液II的體積的10%。將加入了丙酮的溶液充分攪拌，然后離心分層，收集丙酮溶液部分；將丙酮溶液部分輸入蒸餾釜中，減壓加熱保持溫度在45°C ±2°C下濃縮丙酮溶液，將丙酮回收，剩下的物質，經過減壓加熱保持溫度在45°C ±2°C下干燥，干燥后得到固體產品黃腐酸21. 78g，黃腐酸相對于酒精廢液的原液質量的得率為2. 178%。對比實施例將Ikg酒精廢液減壓加熱蒸發濃縮，控制壓力，蒸發溫度為45°C ±3°C，測量濃縮液中干物質的重量百分比達到50%時停止加熱，獲得濃縮液；加熱過程中勻速攪拌液體。然后向濃縮液中加入濃硫酸，使濃縮液中硫酸的質量濃度達到30%，在60±2°C下陳化20小時，得陳化液；將陳化液用I % Wt的氫氧化鈉溶液堿化，攪拌下加入氫氧化鈉溶液，測量溶液的pH，調節氫氧化鈉溶液的加入量，當pH為9的時候停止加入氫氧化鈉溶液，溶液中出現沉淀，將沉淀部分通過過濾除去， 獲得溶液I ;向溶液I中加入丙酮，加入的丙酮的體積為溶液I I的體積的50%。將加入了丙酮的溶液充分攪拌，然后離心分層，收集丙酮溶液部分；將丙酮溶液部分輸入蒸餾釜中，減壓加熱保持溫度在40°C ±5°C下濃縮丙酮溶液，將丙酮回收，剩下的物質，經過減壓加熱保持溫度在40°C ±5°C下干燥，干燥后得到固體產品黃腐酸25. 71g，黃腐酸相對于酒精廢液的原液質量的得率為2. 571%。將實施例1-2和對比實施例獲得的黃腐酸進行物理化學參數測量，通過與黃腐酸標準品進行比較，實施例1-2和對比實施例所得產品的主要成分為黃腐酸。實驗實施例將實施例1-2和對比實施例的產品、市購黃腐酸在同等條件下測量其在農業中應用的效果。應用黃腐酸對水稻的種子、水稻分蘗前、水稻開花前噴施黃腐酸，測量對作用對象的影響。
「0042權利要求
1.一種從甘蔗深加工酒精的酒精廢液中提取黃腐酸的方法，該方法包括如下步驟A.將酒精廢液減壓加熱蒸發濃縮，獲得濃縮液，然后加入濃硫酸，使濃縮液中硫酸的質量濃度達到20-30%，在50-65°C下陳化15-20小時，得陳化液；B.將陳化液用氫氧化鈉溶液堿化，獲得溶解部分和沉淀部分，將沉淀部分通過過濾除去，獲得溶解部分；C.將步驟B獲得的溶解部分用鹽酸溶液酸化，獲得溶解部分和沉淀部分，將沉淀部分通過過濾除去，獲得溶解部分；D.在步驟C獲得的溶解部分中加入丙酮，離心分離，獲得丙酮溶液部分；E.將丙酮溶液部分輸入蒸餾釜中，減壓加熱保持溫度在30-6(TC下濃縮丙酮溶液，將丙酮回收，剩下的物質，經過減壓加熱保持溫度在30-60°C下干燥后即得黃腐酸。
2.根據權利要求I所述的方法，其特征在于步驟A中的減壓加熱蒸發保持液體沸騰的溫度低于60°C，濃縮液的濃度為干物質占濃縮液總重量的比例大于等于30%。
3.根據權利要求I或2所述的方法，其特征在于步驟A中的減壓加熱蒸發保持液體沸騰的溫度低于50°C，濃縮液的濃度為干物質占濃縮液總重量的比例大于等于50%。
4.根據權利要求I所述的方法，其特征在于步驟B中氫氧化鈉溶液的質量濃度大于等于0. 2%,堿化后溶液的pH為8-11。
5.根據權利要求I或4所述的方法，其特征在于步驟B中氫氧化鈉溶液的質量濃度為0.2-1.5%。堿化后溶液的pH為9-10。
6.根據權利要求I所述的方法，其特征在于步驟C中鹽酸溶液的質量濃度為2-15%， 酸化后的溶液的PH值為3-0. 5。
7.根據權利要求I或6所述的方法，其特征在于步驟C中鹽酸溶液的質量濃度為 5-10%，酸化后的溶液的pH值為1-0.5。
8.根據權利要求I所述的方法，其特征在于步驟D中的溶解部分和丙酮的體積比為I 0. 1-1，優選為 I : 0. 1-0. 5。
9.權利要求I所述的方法制備得到的黃腐酸。
10.權利要求I所述的方法制備得到的黃腐酸用于提高水稻出芽率、分蘗率和增產率方面的用途，其特征在于應用質量濃度為I %的黃腐酸水溶液對水稻種子浸種，應用質量濃度為0. I %的黃腐酸水溶液在水稻分蘗前和水稻開花前噴施水稻葉面。
全文摘要
本發明涉及一種從甘蔗深加工酒精廢液中提取黃腐酸的方法，該方法包括如下步驟將酒精廢液減壓加熱蒸發濃縮，然后加入硫酸陳化；將陳化液用氫氧化鈉溶液堿化，分離后獲得溶解部分；將溶解部分用鹽酸溶液酸化，分離后獲得溶解部分；在獲得的溶解部分中加入丙酮，離心分離，然后濃縮丙酮溶液，即得黃腐酸。本發明的方法充分利用了酒精廢液，并且產出了活性高的黃腐酸。
文檔編號A01P21/00GK102627775SQ201210106200
公開日2012年8月8日 申請日期2012年4月12日 優先權日2012年4月12日
發明者葉長東 申請人:葉長東