本發明涉及生物技術領域，特別涉及一種利用作物秸稈制備溶解漿及其它高附加值產品的方法。

背景技術：

溶解漿是高純度的精制纖維素漿，主要用于生產高端紙張、粘膠纖維（人造絲）等再生纖維素纖維、硝化纖維、醋酸纖維、玻璃紙、羧甲基纖維素等纖維素衍生物等。

目前，制備溶解漿的原料主要是棉短絨和木材。由于棉短絨的價格和供應不穩定以及我國森林資源的嚴重匱乏等因素，利用其它纖維素資源替代木材和棉短絨制備溶解漿，對我國而言已是刻不容緩，而且具有明顯的經濟效益、社會效益和環境效益。

我國每年可收獲作物秸稈9億多噸。所述秸稈包括小麥、玉米、水稻、棉花、高粱、（亞）麻類、大豆、花生、薯類、瓜類等農作物及苜蓿、沙打旺等牧草收獲籽實后剩余的莖、葉、皮（殼）、蔓藤（秧）等以及甘蔗（渣）、玉米芯、蘆葦等。據測定，秸稈含有的纖維素總量占其干重的質量分數平均達到30~49%，如稻草中纖維素的質量分數達到39.12%、棉花秸稈中纖維素的質量分數達到43.74%、甘蔗渣中纖維素的質量分數達到46%，等等。秸稈提供了天然纖維素的豐富來源，因而是制備溶解漿潛在的優良原材料。

除纖維素以外，秸稈還含有15~25%質量分數的半纖維素以及12.5~28%質量分數的木質素。因此，本發明在制備溶解漿之外還可以聯產半纖維素、木質素以及液態肥，大大提高了秸稈原料的利用效率；而且生產廢水得到了充分利用，無任何排放。

不同于紙漿，溶解漿對纖維漿粕的形態和強度沒有要求，但是對纖維的聚合度和化學純度，特別是α-纖維素含量和白度有較高的要求。溶解漿級別一般以α-纖維素含量來劃分：α-纖維素含量低于90%的為低級溶解漿，在90%~95%之間的為中級溶解漿，而超過95%的則為高級溶解漿。

正是看到了作物秸稈資源的豐富及其蘊藏著的巨量天然纖維素，國內外不同機構及專業人士對利用秸稈纖維素制備溶解漿的工藝、方法等進行了許多研究。

中國專利CN 1143699 A公開了一種制備麥稈人造纖維溶解漿的方法。該方法是將麥稈在壓力0.8~1MPa、溫度175℃、液比1∶5的條件下預水解，洗滌、濃縮30~35%后再蒸煮、洗選、漂白等，制得含α-纖維素93~98%的人造纖維溶解漿。中國專利CN101058953 A公開了一種采用玉米秸稈制備漂白溶解漿的方法。將玉米秸稈堿液浸漬處理后采用一次蒸煮、三次升溫的方式堿法制漿，包括原料備料、浸漬、投料、蒸煮、洗料、打漿、前精選、氯堿化、漂白、酸處理、水洗、后精選、抄漿后制得成品漿等。二個專利只是簡單的制漿，沒有將經濟附加值更高的半纖維素、木質素等綜合利用起來，因而未能高效利用秸稈資源，且造成一定的環境污染。

中國專利CN 102268833 A公開了一種利用農作物秸稈蒸汽爆破預水解硫酸鹽法制備溶解漿的方法。利用蒸汽爆破和水洗預先脫除大約80%的半纖素、10%的木質素和72%的無機鹽，并通過機械梳分將優質長纖維和短纖維分離，解決了農作物秸稈纖維短小、不均一性突出以及灰分含量高的難題。該方法突出之處在于制備溶解漿的同時綜合利用了秸稈中的木質素；但對半纖維素更多的是采取預水解脫除而不是預提取利用的辦法，因而未能充分利用半纖維素這一寶貴資源，且給環境帶來了新的污染。另外，現有技術中采用秸稈制備溶解漿，使用了酸性介質或酸性助劑，溶解漿與木質素會發生水解反應與剝皮反應，不能保證產品的完整性和高質量。

技術實現要素：

為了彌補現有技術的不足，本發明提供了一種利用作物秸稈制備溶解漿及其它高附加值產品的方法。

本發明的技術方案為：

一種利用作物秸稈制備溶解漿及其它高附加值產品的方法，包括步驟：

1）秸稈經去雜、除塵、揉絲、切段、水洗后置入蒸煮鍋；

2）向蒸煮鍋中加入秸稈質量1-20倍的水，加入堿至堿液質量濃度為1-10%；通入蒸汽至蒸煮鍋內升溫至60-100℃，向蒸煮鍋中通入惰性氣體，將蒸煮鍋內空氣排凈；然后間歇性向蒸煮鍋內通入蒸汽以及惰性氣體，以維持蒸煮鍋內溫度為60-100℃、壓力為0.5-1MPa，保溫保壓10-120分鐘；

3）將蒸煮鍋內的物質釋放出來，并轉移至研磨磨中研磨；

4）固液分離，得濾渣一和濾液一；

5）將濾渣一置入蒸煮鍋，向蒸煮鍋中加入濾渣一質量1-20倍的水并通入惰性氣體，加入復合蛋白酶，間歇1-3分鐘，繼續通入惰性氣體，酶解10-80分鐘；隨后加入常溫型α-淀粉酶，酶解10-80分鐘；然后通入蒸汽升溫至60-70℃，保溫2-20分鐘滅活酶的活性；所述復合蛋白酶由具備內肽酶活性的堿性蛋白酶和具備端肽酶活性的蛋白酶K組成；所述常溫型α-淀粉酶由微波誘導所得變異地衣芽孢桿菌分泌所得α-淀粉酶，所述常溫型α-淀粉酶的適宜溫度為22-35℃；

6）滅酶后，向蒸煮鍋中加入堿至堿液質量濃度為5-25%，通入惰性氣體排凈蒸煮鍋內空氣，通入蒸汽至蒸煮鍋內溫度升至80-120℃，間歇性通入惰性氣體和蒸汽，以維持蒸煮鍋內溫度為80-120℃、壓力為1-2MPa，保溫保壓20-180分鐘；

7）將蒸煮鍋內的物質釋放出來，固液分離，得濾渣二和濾液二；

8）將濾渣二置入漂白罐，加入濾渣二質量1-10倍的水，加入雙氧水至雙氧水的質量濃度為0.1%-0.5%，通入惰性氣體排凈漂白罐內空氣，升溫至50-80℃，間歇1-3分鐘，繼續通入惰性氣體1-2分鐘，保溫10-120分鐘；

9）繼續向漂白罐中加入雙氧水，至雙氧水的質量濃度為2%-5%，漂白處理；

10）將漂白罐中的物質釋放出來，固液分離，并用梯度濃度的堿液洗滌所得濾渣，得濾渣三和濾液三；

11）將濾渣三置于醇洗罐中進行醇洗，最后用純水洗滌，得濾渣四；

12）濾渣四經干燥、粉碎，即得溶解漿成品；其中干燥溫度小于120℃；

13）向所述濾液一中加入濾液一體積1-10倍的乙醇，攪拌后穩定1-3小時，分離得濾渣五和濾液五；

14）濾渣五采用稀堿液溶解，然后加入乙醇，攪拌后穩定至沉淀析出完全，分離沉淀與清液；

15）步驟14）所得沉淀重復步驟14）的操作若干次，最終分離得濾渣六和濾液六；

16）濾渣六經干燥粉碎得半纖維素成品；

17）采用稀酸調節濾液二的pH為4-6，析出固體，固液分離，得濾渣七和濾液七；濾渣七經干燥粉碎得木質素成品；

18）濾液三、濾液四、濾液七混合，經調節pH=6.5后，作為液態肥。

作為優選方案，步驟5）中，所述微波誘導所得變異地衣芽孢桿菌的獲取步驟具體為：將地衣芽孢桿菌的培養液置于微波發生器，設置微波功率為850-950W，脈沖頻率為2300MHz，微波處理20s，冷卻20s，依此往復25-35次；將微波處理后的培養液涂布在固體培養基上，30℃條件下培養1-2天，由存活下來的菌落中篩選四株常溫下α-淀粉酶活性高的地衣芽孢桿菌的變異菌株。

進一步地，選出常溫下α-淀粉酶活性最高的地衣芽孢桿菌的變異菌株擴大培養，從而獲得所述常溫型α-淀粉酶。采用該方法獲得的常溫型α-淀粉酶，在常溫下即可高效酶解淀粉，既降低了能耗，又避免了副反應的發生。

作為優選方案，所述復合蛋白酶中具備內肽酶活性的堿性蛋白酶與具備端肽酶活性的蛋白酶K的比例為1:1-3；所述復合蛋白酶的加入量滿足每千克干基秸稈400-800U，所述常溫型α-淀粉酶的加入量滿足每千克干基秸稈300-700U。

作為優選方案，步驟10）中，所述梯度濃度的堿液包括質量濃度分別為10%、6%、3%及1%的堿液。

作為優選方案，步驟18）經堿液調節pH=6.5后，經調節營養成分后作為液態肥。

作為優選方案，所述堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨水或氫氧化鈣。

作為優選方案，所述惰性氣體為氮氣、氦氣或氬氣。優選為氮氣，氮氣成本低。

本發明的有益效果為：

本發明最大程度地對秸稈進行綜合利用，溶解漿、半纖維素、木質素的提取率高、完整性好、質量高。雖然本發明也利用了現有技術中的汽爆分離技術，但是本發明工藝中采用了低溫、高壓條件，并應用了特殊的生物酶，保證了本發明對秸稈利用的高效率、高質量、高收益。

本發明通過多層級分離、多層次利用、多組份保護，得到了非常優質的秸稈溶解漿，而且本發明避免了酸性介質或酸性助劑的使用，從而避免了溶解漿、半纖維素、木質素等產品的水解反應、剝皮反應等，進一步保證了制成品的完整性和高質量。

本發明不僅拓寬了溶解漿的用料范圍，為溶解漿的制備找到了優質、豐富的替代原材料，而且充分利用了農業領域的秸稈資源，避免了秸稈焚燒對環境造成的嚴重污染，真正實現了秸稈資源的高附加值綜合利用，顯著提高了農業經濟的附加值，極大推進了農業的工業化生產。

具體實施方式

實施例1

一種利用作物秸稈制備溶解漿及其它高附加值產品的方法，包括步驟：

1、溶解漿的制備

1）小麥秸稈去葉與穗，去葉與穗后的秸稈經去雜、除塵、揉絲、切段（2-3cm）、水洗后置入蒸煮鍋；

2）向蒸煮鍋中加入秸稈質量10倍的水，加入氨水，至堿液質量濃度為7%；通入蒸汽至蒸煮鍋內升溫至95℃，向蒸煮鍋中通入惰性氣體氮氣，將蒸煮鍋內空氣排凈；然后間歇性向蒸煮鍋內通入蒸汽以及惰性氣體，以維持蒸煮鍋內溫度為95℃、壓力為0.8MPa，保溫保壓60分鐘；

該步驟中可以提取大部分半纖維素并抽提出灰分中的大部分硅質等無機鹽；在較低蒸煮溫度、較高壓力以及惰性氣體環境下，半纖維素、纖維素、木質素等組份的分解反應、氧化反應、脫水（焦化）反應、剝皮反應、酯化反應等大大減弱，可保證分子基團的完整性、高得率以及高質量；經檢測，本步驟可以提取出85%的半纖維素、抽提出81%的灰分無機鹽。

3）將蒸煮鍋內的物質釋放出來，并轉移至盤磨中研磨15分鐘；此處采用機械法繼續破解分子間的部分化學鍵。

4）固液分離，得濾渣一和濾液一；濾渣一即為含有纖維素和木質素的漿料，濾液一為提取的大部分半纖維素、抽提的大部分硅質等無機鹽等。

5）將濾渣一置入蒸煮鍋，向蒸煮鍋中加入濾渣一質量10倍的水并通入惰性氣體，加入復合蛋白酶（500U/千克干基秸稈），間歇1分鐘，繼續通入惰性氣體，酶解40分鐘；隨后加入常溫型α-淀粉酶（400U/千克干基秸稈），酶解30分鐘；然后通入蒸汽升溫至65℃，保溫12分鐘滅活酶的活性；復合蛋白酶由具備內肽酶活性的堿性蛋白酶和具備端肽酶活性的蛋白酶K組成；復合蛋白酶中具備內肽酶活性的堿性蛋白酶與具備端肽酶活性的蛋白酶K的比例為1:1；常溫型α-淀粉酶由微波誘導所得變異地衣芽孢桿菌分泌所得α-淀粉酶，常溫型α-淀粉酶的適宜溫度為22-35℃；

微波誘導所得變異地衣芽孢桿菌的獲取步驟具體為：將地衣芽孢桿菌的培養液置于微波發生器，設置微波功率為900W，脈沖頻率為2300MHz，微波處理20s，冷卻20s，依此往復30次；將微波處理后的培養液涂布在固體培養基上，30℃條件下培養2天，由存活下來的菌落中篩選四株常溫下α-淀粉酶活性高的地衣芽孢桿菌的變異菌株。選出常溫下α-淀粉酶活性最高的地衣芽孢桿菌的變異菌株（編號為B5184）擴大培養，從而獲得常溫型α-淀粉酶。

該步驟中，復合蛋白酶可以在常溫下高效水解蛋白質；而常溫型α-淀粉酶在22-35℃高效的水解淀粉，不必像現有技術中使用的高溫型α-淀粉酶（高溫型α-淀粉酶需要80-90℃高溫條件；目前工業生產用的淀粉酶來自地衣芽孢桿菌的耐高溫型α-淀粉酶，最適溫度為80-90℃，不僅能耗大，而且副反應多），不僅減小了能耗，同時減少了對其它物質的破壞；本發明所用常溫型α-淀粉酶，適宜溫度22-35℃，適宜pH6-8，溫度達到60℃時活力降為零；其酶活性為高溫型α-淀粉酶的1.5倍。另外該步驟可以柔和的將蛋白質、淀粉水解成小分子的肽類、氨基酸、麥芽糖、葡萄糖等進入濾液中，從而成功脫除蛋白質和淀粉。

6）滅酶后，向蒸煮鍋中加入氨水至堿液質量濃度為16%，通入惰性氣體排凈蒸煮鍋內空氣，通入蒸汽至蒸煮鍋內溫度升至110℃，間歇性通入惰性氣體和蒸汽，以維持蒸煮鍋內溫度為110℃、壓力為1.5MPa，保溫保壓100分鐘；

該步驟中，采用較低蒸煮溫度以避免各組份的分解反應、脫水（焦化）反應、剝皮反應等，采用較高壓力（通過通入惰性氣體實現）保證了堿液向秸稈細胞壁間的有效滲透，采用惰性環境（通入惰性氣體實現）避免了各組份分子基團的氧化反應、乙酰基的酯化反應等，從而保證了各物質的完整性、高得率以及高質量。

7）將蒸煮鍋內的物質釋放出來，固液分離，得濾渣二和濾液二；濾渣二是以纖維素為主要成分的溶解漿粗品，濾液二含有木質素。

8）將濾渣二置入漂白罐，加入濾渣二質量5倍的水，加入雙氧水至雙氧水的質量濃度為0.3%，通入惰性氣體排凈漂白罐內空氣，升溫至60℃，間歇1分鐘，繼續通入惰性氣體1分鐘，保溫60分鐘；

該步驟的目的是用雙氧水在弱堿條件下溶解殘余在溶解漿粗品表面的半纖維素和木質素，以得到更純凈的溶解漿；該步驟雖然在漂白罐中進行，但其目的并不是漂白。

9）繼續向漂白罐中加入雙氧水，至雙氧水的質量濃度為3%，漂白處理；

10）將漂白罐中的物質釋放出來，固液分離，并用梯度濃度的堿液洗滌所得濾渣，得濾渣三和濾液三；用梯度濃度的堿液洗滌，以清除附在溶解漿表面的木質素、半纖維素等。配制稀堿液（NH4OH）至質量分數（堿濃度）梯次為10%、6%、3%及1%。

11）將濾渣三置于醇洗罐中，采用五倍于濾渣三質量的95%的乙醇進行醇洗2遍，最后用純水洗滌一遍，得濾渣四；乙醇回收利用，此次用乙醇脫除殘留在溶解漿表面的木質素以及溶出脂肪類物質。

12）濾渣四經熱風干燥、輕微粉碎，即得溶解漿成品；其中干燥溫度小于120℃，以確保溶解漿纖維的聚合度及纖維素分子的穩定性；經檢測，所得小麥秸稈的溶解漿α-纖維素含量為97.1%，白度為85%。

2、半纖維素的制備

13）向濾液一中加入濾液一4倍體積倍的95%的乙醇，攪拌15分鐘后穩定1.5小時，分離得濾渣五和濾液五；濾渣五中主要為半纖維素粗品，濾液五中主要為乙醇和水；

14）濾渣五采用稀堿液溶解，然后加入4倍堿液體積的95%的乙醇，攪拌后穩定至沉淀析出完全，分離沉淀與清液；

15）步驟14）所得沉淀重復步驟14）的操作若干次，最終分離得濾渣六和濾液六；

16）濾渣六經熱風干燥、粉碎得半纖維素成品；以上所用乙醇均回收再利用。

3、木質素的制備

17）采用稀乙酸調節濾液二的pH為4.5，析出固體，固液分離，得濾渣七和濾液七；濾渣七經干燥粉碎得木質素成品。

4、液態肥的制備

18）濾液三與濾液三四、濾液七合并，經調節pH=6.5后，作為液態肥。

由于上面的工藝用到氨水、乙酸等，因此可以用于制備液態肥，合并濾液三、濾液四（當然還可以合并乙醇回收后剩余的液體），調節pH至6.5左右，裝桶，用作植物營養用液態肥。所得液態肥中含有一定量的N、P、K、礦物質以及小分子有機物質等植物生長所需要的營養素。

實施例2

一種利用作物秸稈制備溶解漿及其它高附加值產品的方法，包括步驟：

1、溶解漿的制備

1）玉米秸稈去葉與穗，去葉與穗后的秸稈經去雜、除塵、揉絲、切段（4-5cm）、水洗后置入蒸煮鍋；

2）向蒸煮鍋中加入秸稈質量13倍的水，加入氫氧化鉀，至堿液質量濃度為5%；通入蒸汽至蒸煮鍋內升溫至85℃，向蒸煮鍋中通入惰性氣體氮氣，將蒸煮鍋內空氣排凈；然后間歇性向蒸煮鍋內通入蒸汽以及惰性氣體，以維持蒸煮鍋內溫度為85℃、壓力為0.6MPa，保溫保壓80分鐘；

該步驟中可以提取出大部分半纖維素并抽提出灰分中的大部分硅質等無機鹽；在較低溫度、較高壓力以及惰性環境下，半纖維素、纖維素、木質素等組份的分解反應、氧化反應、脫水（焦化）反應、剝皮反應、酯化反應等大大減弱，可保證分子基團的完整性、高得率以及高質量；經檢測，本步驟可以提取出87%的半纖維素、抽提出82%的灰分無機鹽。

3）將蒸煮鍋內的物質釋放出來，并轉移至膠體磨中研磨20分鐘；此處采用機械法繼續破解分子間的部分化學鍵。

4）固液分離，得濾渣一和濾液一；濾渣一即為含有纖維素和木質素的漿料，濾液一為提取的大部分半纖維素、抽提的大部分硅質等無機鹽等。

5）將濾渣一置入蒸煮鍋，向蒸煮鍋中加入濾渣一質量13倍的水并通入惰性氣體，加入復合蛋白酶（600U/千克干基秸稈），間歇2分鐘，繼續通入惰性氣體，酶解50分鐘；隨后加入常溫型α-淀粉酶（500U/千克干基秸稈），酶解45分鐘；然后通入蒸汽升溫至70℃，保溫10分鐘滅活酶的活性；復合蛋白酶由具備內肽酶活性的堿性蛋白酶和具備端肽酶活性的蛋白酶K組成；復合蛋白酶中具備內肽酶活性的堿性蛋白酶與具備端肽酶活性的蛋白酶K的比例為1:2；常溫型α-淀粉酶由微波誘導所得變異地衣芽孢桿菌分泌所得α-淀粉酶，常溫型α-淀粉酶的適宜溫度為22-35℃；

微波誘導所得變異地衣芽孢桿菌的獲取步驟具體為：將地衣芽孢桿菌的培養液置于微波發生器，設置微波功率為900W，脈沖頻率為2300MHz，微波處理20s，冷卻20s，依此往復30次；將微波處理后的培養液涂布在固體培養基上，30℃條件下培養2天，由存活下來的菌落中篩選四株常溫下α-淀粉酶活性高的地衣芽孢桿菌的變異菌株。選出常溫下α-淀粉酶活性最高的地衣芽孢桿菌的變異菌株（編號為B5184）擴大培養，從而獲得常溫型α-淀粉酶。

該步驟中，復合蛋白酶可以在常溫下高效水解蛋白質；而常溫型α-淀粉酶在22-35℃高效的水解淀粉，不必像現有技術中使用的高溫型α-淀粉酶（高溫型α-淀粉酶需要80-90℃高溫條件；目前工業生產用的淀粉酶來自地衣芽孢桿菌的耐高溫型α-淀粉酶，最適溫度為80-90℃，不僅能耗大，而且副反應多），不僅減小了能耗，同時減少了對其它物質的破壞；本發明所用常溫型α-淀粉酶，適宜溫度22-35℃，適宜pH6-8，溫度達到60℃時活力降為零；其酶活性為高溫型α-淀粉酶的1.5倍。另外該步驟可以柔和的將蛋白質、淀粉水解成小分子的肽類、氨基酸、麥芽糖、葡萄糖等進入濾液中，從而成功脫除蛋白質和淀粉。

6）滅酶后，向蒸煮鍋中加入氫氧化鉀至堿液質量濃度為15%，通入惰性氣體排凈蒸煮鍋內空氣，通入蒸汽至蒸煮鍋內溫度升至105℃，間歇性通入惰性氣體和蒸汽，以維持蒸煮鍋內溫度為105℃、壓力為1.2MPa，保溫保壓110分鐘；

該步驟中，采用較低蒸煮溫度以避免各組份的分解反應、脫水（焦化）反應、剝皮反應等，采用較高壓力（通過通入惰性氣體實現）保證了堿液向秸稈細胞壁間的有效滲透，采用惰性環境（通入惰性氣體實現）避免了各組份分子基團的氧化反應、乙酰基的酯化反應等，從而保證了各個物質的完整性、高得率以及高質量。

7）將蒸煮鍋內的物質釋放出來，固液分離，得濾渣二和濾液二；濾渣二是以纖維素為主要成分的溶解漿粗品，濾液二含有木質素。

8）將濾渣二置入漂白罐，加入濾渣二質量7倍的水，加入雙氧水至雙氧水的質量濃度為0.5%，通入惰性氣體排凈漂白罐內空氣，升溫至70℃，間歇2分鐘，繼續通入惰性氣體2分鐘，保溫80分鐘；

該步驟的目的是用雙氧水在弱堿條件下溶解殘余在溶解漿粗品表面的半纖維素和木質素，以得到更純凈的溶解漿；該步驟雖然在漂白罐中進行，但其目的并不是漂白。

9）繼續向漂白罐中加入雙氧水，至雙氧水的質量濃度為4%，漂白處理；

10）將漂白罐中的物質釋放出來，固液分離，并用梯度濃度的堿液洗滌所得濾渣，得濾渣三和濾液三；用梯度濃度的堿液洗滌，以清除附在溶解漿表面的木質素、半纖維素等。配制稀堿液（KOH）至質量分數（堿濃度）梯次為10%、6%、3%及1%。

11）將濾渣三置于醇洗罐中，采用六倍于濾渣三質量的95%的乙醇進行醇洗2遍，最后用純水洗滌一遍，得濾渣四；乙醇回收利用，此次用乙醇脫除殘留在溶解漿表面的木質素以及溶出脂肪類物質。

12）濾渣四經干燥流化床干燥、輕微粉碎，即得溶解漿成品；其中干燥溫度小于120℃，以確保溶解漿纖維的聚合度及纖維素分子的穩定性；經檢測，所得玉米秸稈的溶解漿α-纖維素含量為97.4%，白度為86%。

2、半纖維素的制備

13）向濾液一中加入濾液一6倍體積倍的95%的乙醇，攪拌15分鐘后穩定1.5小時，分離得濾渣五和濾液五；濾渣五中主要為半纖維素粗品，濾液五中主要為乙醇和水；

14）濾渣五采用稀堿液溶解，然后加入6倍堿液體積的95%的乙醇，攪拌后穩定至沉淀析出完全，分離沉淀與清液；

15）步驟14）所得沉淀重復步驟14）的操作若干次，最終分離得濾渣六和濾液六；

16）濾渣六經熱風干燥、粉碎得半纖維素成品；以上所用乙醇均回收再利用。

3、木質素的制備

17）采用稀稀硝酸調節濾液二的pH為5，析出固體，固液分離，得濾渣七和濾液七；濾渣七經干燥粉碎得木質素成品。

4、液態肥的制備

18）濾液三、濾液四、濾液七合并，經調節pH=6.5后，作為液態肥。

由于上面的工藝用到氫氧化鉀、硝酸等，因此可以用于制備液態肥，合并濾液三、濾液四（當然還可以合并乙醇回收后剩余的液體），調節pH至6.5左右，裝桶，用作植物營養用液態肥。所得液態肥中含有一定量的N、P、K、礦物質以及小分子有機物質等植物生長所需要的營養素。

實施例3

一種利用作物秸稈制備溶解漿及其它高附加值產品的方法，包括步驟：

1、溶解漿的制備

1）棉花秸稈去葉、皮殼，去葉與皮殼后的棉稈經去雜、除塵、揉絲、切段（3-4cm）、水洗后置入蒸煮鍋；

2）向蒸煮鍋中加入秸稈質量12倍的水，加入氨水，至堿液質量濃度為6%；通入蒸汽至蒸煮鍋內升溫至90℃，向蒸煮鍋中通入惰性氣體氮氣，將蒸煮鍋內空氣排凈；然后間歇性向蒸煮鍋內通入蒸汽以及惰性氣體，以維持蒸煮鍋內溫度為90℃、壓力為0.7MPa，保溫保壓70分鐘；

該步驟中可以提取出大部分半纖維素并抽提出灰分中的大部分硅質等無機鹽；在較低溫度、較高壓力以及惰性環境下，半纖維素、纖維素、木質素等組份的分解反應、氧化反應、脫水（焦化）反應、剝皮反應、酯化反應等大大減弱，可保證分子基團的完整性、高得率以及高質量；經檢測，本步驟可以提取出86%的半纖維素、抽提出84%的灰分無機鹽。

3）將蒸煮鍋內的物質釋放出來，并轉移至中濃磨中研磨15分鐘；此處采用機械法繼續破解分子間的部分化學鍵。

4）固液分離，得濾渣一和濾液一；濾渣一即為含有纖維素和木質素的漿料，濾液一為提取的大部分半纖維素、抽提的大部分硅質等無機鹽等。

5）將濾渣一置入蒸煮鍋，向蒸煮鍋中加入濾渣一質量12倍的水并通入惰性氣體，加入復合蛋白酶（550U/千克干基秸稈），間歇1.5分鐘，繼續通入惰性氣體，酶解45分鐘；隨后加入常溫型α-淀粉酶（450U/千克干基秸稈），酶解45分鐘；然后通入蒸汽升溫至70℃，保溫11分鐘滅活酶的活性；復合蛋白酶由具備內肽酶活性的堿性蛋白酶和具備端肽酶活性的蛋白酶K組成；復合蛋白酶中具備內肽酶活性的堿性蛋白酶與具備端肽酶活性的蛋白酶K的比例為1:1.5；常溫型α-淀粉酶由微波誘導所得變異地衣芽孢桿菌分泌所得α-淀粉酶，常溫型α-淀粉酶的適宜溫度為22-35℃；

微波誘導所得變異地衣芽孢桿菌的獲取步驟具體為：將地衣芽孢桿菌的培養液置于微波發生器，設置微波功率為900W，脈沖頻率為2300MHz，微波處理20s，冷卻20s，依此往復30次；將微波處理后的培養液涂布在固體培養基上，30℃條件下培養2天，由存活下來的菌落中篩選四株常溫下α-淀粉酶活性高的地衣芽孢桿菌的變異菌株。選出常溫下α-淀粉酶活性最高的地衣芽孢桿菌的變異菌株（編號為B5184）擴大培養，從而獲得常溫型α-淀粉酶。

該步驟中，復合蛋白酶可以在常溫下高效水解蛋白質；而常溫型α-淀粉酶在22-35℃高效的水解淀粉，不必像現有技術中使用的高溫型α-淀粉酶（高溫型α-淀粉酶需要80-90℃高溫條件；目前工業生產用的淀粉酶來自地衣芽孢桿菌的耐高溫型α-淀粉酶，最適溫度為80-90℃，不僅能耗大，而且副反應多），不僅減小了能耗，同時減少了對其它物質的破壞；本發明所用常溫型α-淀粉酶，適宜溫度22-35℃，適宜pH6-8，溫度達到60℃時活力降為零；其酶活性為高溫型α-淀粉酶的1.5倍。另外該步驟可以柔和的將蛋白質、淀粉水解成小分子的肽類、氨基酸、麥芽糖、葡萄糖等進入濾液中，從而成功脫除蛋白質和淀粉。

6）滅酶后，向蒸煮鍋中加入氨水至堿液質量濃度為17%，通入惰性氣體排凈蒸煮鍋內空氣，通入蒸汽至蒸煮鍋內溫度升至115℃，間歇性通入惰性氣體和蒸汽，以維持蒸煮鍋內溫度為115℃、壓力為1.6MPa，保溫保壓90分鐘；

該步驟中，采用較低蒸煮溫度以避免各組份的分解反應、脫水（焦化）反應、剝皮反應等，采用較高壓力（通過通入惰性氣體實現）保證了堿液向秸稈細胞壁間的有效滲透，采用惰性環境（通入惰性氣體實現）避免了各組份分子基團的氧化反應、乙?；孽セ磻?，從而保證了各個物質的完整性、高得率以及高質量。

7）將蒸煮鍋內的物質釋放出來，固液分離，得濾渣二和濾液二；濾渣二是以纖維素為主要成分的溶解漿粗品，濾液二含有木質素。

8）將濾渣二置入漂白罐，加入濾渣二質量6倍的水，加入雙氧水至雙氧水的質量濃度為0.45%，通入惰性氣體排凈漂白罐內空氣，升溫至65℃，間歇1.5分鐘，繼續通入惰性氣體1.5分鐘，保溫70分鐘；

該步驟的目的是用雙氧水在弱堿條件下溶解殘余在溶解漿粗品表面的半纖維素和木質素，以得到更純凈的溶解漿；該步驟雖然在漂白罐中進行，但其目的并不是漂白。

9）繼續向漂白罐中加入雙氧水，至雙氧水的質量濃度為3.5%，漂白處理；

10）將漂白罐中的物質釋放出來，固液分離，并用梯度濃度的堿液洗滌所得濾渣，得濾渣三和濾液三；用梯度濃度的堿液洗滌，以清除附在溶解漿表面的木質素、半纖維素等。配制稀氨水至質量分數（堿濃度）梯次為10%、6%、3%及1%。

11）將濾渣三置于醇洗罐中，采用四倍于濾渣三質量的95%的乙醇進行醇洗2遍，最后用純水洗滌一遍，得濾渣四；乙醇回收利用，此次用乙醇脫除殘留在溶解漿表面的木質素以及溶出脂肪類物質。

12）濾渣四經熱風干燥，輕微粉碎，即得溶解漿成品；其中干燥溫度小于120℃，以確保溶解漿纖維的聚合度及纖維素分子的穩定性；經檢測，所得棉花秸稈的溶解漿α-纖維素含量為97.7%，白度為86.5%。

2、半纖維素的制備

13）向濾液一中加入濾液一5倍體積倍的95%的乙醇，攪拌15分鐘后穩定1.5小時，分離得濾渣五和濾液五；濾渣五中主要為半纖維素粗品，濾液五中主要為乙醇和水；

14）濾渣五采用稀堿液溶解，然后加入5倍堿液體積的95%的乙醇，攪拌后穩定至沉淀析出完全，分離沉淀與清液；

15）步驟14）所得沉淀重復步驟14）的操作若干次，最終分離得濾渣六和濾液六；

16）濾渣六經熱風干燥、粉碎得半纖維素成品；以上所用乙醇均回收再利用。

3、木質素的制備

17）采用稀硝酸調節濾液二的pH為4.8，析出固體，固液分離，得濾渣七和濾液七；濾渣七經干燥粉碎得木質素成品。

4、液態肥的制備

18）濾液三、濾液四、濾液七合并，經調節pH=6.5后，作為液態肥。

由于上面的工藝用到氨水、硝酸等，因此可以用于制備液態肥，合并濾液三、濾液四（當然還可以合并乙醇回收后剩余的液體），調節pH至6.5左右，裝桶，用作植物營養用液態肥。所得液態肥中含有一定量的N、P、K、礦物質以及小分子有機物質等植物生長所需要的營養素。

本發明工藝所用設備接觸物料的部分均為不銹鋼材質。