本發明涉及一種對農作物廢棄物再利用的制備工藝,具體涉及一種玉米皮纖維的微生物脫膠方法,屬于可再生資源利用技術領域。
背景技術:
人類種植玉米有著悠久的歷史,在我國玉米播種面積僅次于稻、麥,在糧食作物中居第三位。每年除收獲玉米粒作為糧食外,還會產生大量的玉米皮,這是一筆巨大的寶貴資源,但長期以來,未得到合理有效開發利用。玉米皮大部分用于炊事和取暖,剩余則廢棄田間地頭或焚燒,不僅頻繁引起火災等事故,嚴重污染環境,也造成極大的資源浪費。對玉米皮進行脫膠,獲得玉米皮纖維,實現了廢棄玉米皮的再利用,具有綠色環保和可持續發展的雙重意義。脫膠的玉米皮纖維不僅可作為填充材料、編織物還可用于紡織行業。
目前,玉米皮脫膠主要采用堿脫膠,雖然有采用化學生物聯合脫膠,但起主要作用的還是堿處理,對環境污染較嚴重,對纖維損傷較大。
技術實現要素:
本發明目的在于提供一種綠色、環保,對纖維損傷小的玉米皮纖維脫膠方法。
技術方案:為實現上述目的,本發明—一種玉米皮纖維的微生物脫膠方法,包括以下工藝步驟:
(1)挑選無霉變的玉米皮,清除玉米皮上的塵土等雜物;
(2)對玉米皮纖維進行浸泡預處理,浴比為1:10~15(w/v),拉開粉bx濃度為1~2g/l,處理時間為3~5h;
(3)制備玉米皮纖維微生物脫膠液,將黑曲霉(aspergillusniger)hya4采用固體發酵培養基培養、發酵物經浸提、離心所得上清液作為脫膠液;
所述的黑曲霉(aspergillusniger)hya4,保藏號為cgmccno.1897;
所述的固體發酵培養條件為:將黑曲霉(aspergillusniger)hya4接種于固體發酵培養基中,在32~36℃下培養72h。
其中所述的固體發酵培養基為:麩皮∶稻草=3∶2,硫酸銨添加量為5.5%,料水比1∶3,初始ph5.5,培養溫度為36℃,培養周期為72h。
所述的脫膠液制備方法為:以加水比1:20,向黑曲霉(aspergillusniger)hya4固體發酵培養物中加水浸提1.5h,然后離心,離心轉速為3000r/min,離心時間為10min。
所述的黑曲霉(aspergillusniger)hya4固體發酵前還包括菌種保藏步驟,所述的菌種保藏步驟具體為:保藏培養基為:硝酸鈉3g/l,磷酸氫二鉀1g/l,硫酸鎂0.5g/l,氯化鉀0.5g/l,硫酸亞鐵0.01g/l,蔗糖30g/l,瓊脂20g/l;培養溫度為36℃,培養5-7d后放置于4℃冰箱中保藏。
(4)玉米皮纖維的微生物脫膠,將步驟(2)預處理后的玉米皮纖維置于步驟(3)獲得的脫膠液中,浴比為1:10~15(w/v),脫膠溫度為30~36℃,處理時間為:32~36h;
(5)氫氧化鉀溶液浸泡,將步驟(4)處理后的玉米皮纖維加入氫氧化鉀濃度為0.5m/l,尿素濃度為0.5m/l的溶液中,浸泡時間0.5~1h;
(6)水洗干燥,將氫氧化鉀處理后的玉米皮水洗、干燥。
本發明的有益效果為:本發明將黑曲霉(aspergillusniger)hya4用于玉米皮脫膠,對環境污染較輕,能耗小;固體發酵培養基原料來源廣泛,價格低廉,脫膠成本較低,發酵過程較粗放,易于操作;所獲得玉米皮纖維殘膠率較小,纖維損傷小,具有規模化生產的前景。
具體實施方式
實施例1
(1)挑選無霉變的玉米皮,清除玉米皮上的塵土等雜物;
(2)對玉米皮纖維進行浸泡預處理,浴比為1:10(w/v),拉開粉bx濃度為2g/l,處理時間為4h;
(3)將黑曲霉(aspergillusniger)hya4接種于固體發酵培養基,培養基組成為麩皮∶稻草=3∶2,硫酸銨添加量為5.5%,料水比1∶3,初始ph5.5。在36℃下培養72h后結束發酵,以加水比1:20,向黑曲霉(aspergillusniger)hya4固體發酵培養物中加水浸提1.5h,然后離心,離心轉速為3000r/min,離心時間為10min,所得上清作為脫膠液。
(4)玉米皮纖維的微生物脫膠,將步驟(2)預處理后的玉米皮纖維置于步驟(3)獲得的脫膠液中,浴比為1:15(w/v),脫膠溫度為32℃,處理時間為36h;
(5)氫氧化鉀溶液浸泡,將步驟(4)處理后的玉米皮淋除多余的脫膠液,置于氫氧化鉀溶液中,氫氧化鉀濃度為0.5m/l,尿素濃度為0.5m/l,浸泡時間0.5h;
(6)水洗干燥,將氫氧化鉀處理后的玉米皮水洗、80℃干燥。
脫膠后的玉米皮纖維殘膠率為18.24%,斷裂強度為1.63cn/dtex。
實施例2
(1)挑選無霉變的玉米皮,清除玉米皮上的塵土等雜物;
(2)對玉米皮纖維進行浸泡預處理,浴比為1:15(w/v),拉開粉bx濃度為1.5g/l,處理時間為5h;
(3)將黑曲霉(aspergillusniger)hya4接種于固體發酵培養基,培養基組成為麩皮∶稻草=3∶2,硫酸銨添加量為5.5%,料水比1∶3,初始ph5.5。在36℃下培養72h后結束發酵,以加水比1:20,向黑曲霉(aspergillusniger)hya4固體發酵培養物中加水浸提1.5h,然后離心,離心轉速為3000r/min,離心時間為10min,所得上清作為脫膠液。
(4)玉米皮纖維的微生物脫膠,將步驟(2)預處理后的玉米皮纖維置于步驟(3)獲得的脫膠液中,浴比為1:10(w/v),脫膠溫度為32℃,處理時間為32h;
(5)氫氧化鉀溶液浸泡,將步驟(4)處理后的玉米皮淋除多余的脫膠液,置于氫氧化鉀溶液中,氫氧化鉀濃度為0.5m/l,尿素濃度為0.5m/l,浸泡時間1h;
(6)水洗干燥,將氫氧化鉀處理后的玉米皮水洗、80℃干燥。
脫膠后的玉米皮纖維殘膠率為20.43%,斷裂強度為1.79cn/dtex。
實施例3
(1)挑選無霉變的玉米皮,清除玉米皮上的塵土等雜物;
(2)對玉米皮纖維進行浸泡預處理,浴比為1:10(w/v),拉開粉bx濃度為2g/l,處理時間為5h;
(3)將黑曲霉(aspergillusniger)hya4接種于固體發酵培養基,培養基組成為麩皮∶稻草=3∶2,硫酸銨添加量為5.5%,料水比1∶3,初始ph5.5。在32℃下培養72h后結束發酵,以加水比1:20,向黑曲霉(aspergillusniger)hya4固體發酵培養物中加水浸提1.5h,然后離心,離心轉速為3000r/min,離心時間為10min,所得上清作為脫膠液。
(4)玉米皮纖維的微生物脫膠,將步驟(2)預處理后的玉米皮纖維置于步驟(3)獲得的脫膠液中,浴比為1:15(w/v),脫膠溫度為36℃,處理時間為36h;
(5)氫氧化鉀溶液浸泡,將步驟(4)處理后的玉米皮淋除多余的脫膠液,置于氫氧化鉀溶液中,氫氧化鉀濃度為0.5m/l,尿素濃度為0.5m/l,浸泡時間1h;
(6)水洗干燥,將氫氧化鉀處理后的玉米皮水洗、80℃干燥。
脫膠后的玉米皮纖維殘膠率為19.61%,斷裂強度為1.68cn/dtex。