CN101850355B - 一种稻壳再加工的工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及天然产物有效成分的分离提取技术领域，具体地说是一种稻壳再加工的工艺，其特征在于该工艺采用如下步骤：A)一级筛选；B)二级筛选；C)重力分离；D)制成营养食品及食品添加剂；E)碾压打碎；F)三级筛选；G)煅烧碳化；H)制成饲料。本发明采用物理方法分离，再将分离物进行深加工，不仅提高了农产品的资源利用率，大大减少了环境污染，还增加了农产品的附加值，可广泛应用于饲料加工、保健食品、建材业及化学工业领域。

Description

一种稻壳再加工的工艺
[技术领域]
本发明涉及天然产物有效成分的分离提取技术领域，具体地说是一种稻壳再加工的工艺。
[背景技术]
中国是一个农业大国，也是一个人口大国，当然也是产粮大国和消费大国，特别是水稻的产量，是全国三分之二人口的食粮。我国2008年水稻产量近一亿九千三百万吨，全球产量为六亿二千七百二十六万吨，而在加工过程中全球每年将有一亿八千八百十八万吨副产物，我国将有五千七百九十万吨副产物。这些副产品对环境造成了严重的污染，比如占据了很多储藏土地，保管不善就成了虫害、鼠雀繁衍的良好场所，更是蚊、蝇、病菌病毒繁衍的好地方；在腐败过程中不但污染大气，被雨水浸蚀后流入河道又污染了水源。若能将这些副产品进行综合开发利用，不但减少了对环境的污染，更主要的是可以极大地提高劳动人民辛苦种植粮食的附加值，具有可观的社会效益和经济效益。
[发明内容]
本发明的目的是克服现有技术的不足，选用稻谷的副产品进行综合开发利用，并提出从稻谷中提取有效成份制备高附加值产品的分离提取技术，有效解决了资源浪费、污染严重的问题。
为了达到上述目的，本发明提出一种稻壳再加工的工艺，其特征在于该工艺采用如下步骤：
A)一级筛选：采用一级多层振动筛对稻谷副产品进行筛选，将筛选后的筛上物、筛下物及沉降物分别收集，备用；
B)二级筛选：采用二级多层振动筛对上述一级筛选后的筛上物进行筛选，将筛选后的筛上物、筛下物及沉降物分别收集，备用；
C)重力分离：采用重力分离机对上述二级筛选后的筛上物进行重力分离，将分离后的筛上物、筛下物及沉降物分别收集，备用；
D)制成营养食品及食品添加剂：将上述三个步骤收集到的筛下物制成营养食品及食品添加剂；
E)碾压打碎：将上述重力分离后的筛上物采用砂辊碾压机进行碾压，并采用高速滚筒打碎机进行打碎；
F)三级筛选：采用三级多层振动筛对上述碾压打碎后的筛上物进行筛选，将筛选后的筛上物、筛下物及沉降物分别收集，备用；
G)煅烧碳化：将上述三级筛选后的筛上物进行煅烧碳化，得到碳化物、煤焦油及热能，碳化物制作成建筑材料及吸附剂，煤焦油分馏后得到糠醛及混合物；
H)制成饲料：将上述各步骤收集的沉降物及三级筛选后收集的筛下物全部放入酸性水解池进行酸性水解，经过36小时酸性水解后PH值降至2.5，再加入碱进行中和反应，中和后PH值为7.5-8，最后进行筛选并干燥处理，干燥后进行包装制成饲料。
所述的沉降物为筛选后的漂浮物采用吸尘器吸入绒布袋后收集而成。
所述的一级多层振动筛为四层，功率2000W，振动频率360次/min，第一层为半径4mm圆孔筛，第二层为3×6mm长方孔筛，第三层为3mm等边三角形筛，第四层为半径1mm圆孔筛。
所述的二级多层振动筛和三级多层振动筛均为四层，功率2000W，振动频率360次/min，第一层为3×6mm长方孔筛，第二层为3×5mm方孔筛，第三层为2.2mm等边三角形筛，第四层为半径1.2mm圆孔筛。
所述的重力分离机采用的功率为1000W。
所述的砂辊碾压机和高速滚筒打碎机采用的功率分别为1000W和2000W。
所述的各级筛选采用直流、旋流或涡流风动分离，风速、风量、风压均可控制；采用回转式、往复式、滚动式或涡流式筛选方式；采用永磁式圆筛以滚动式筛选方式去除磁性物质。
本发明采用物理方法分离，再将分离物进行深加工，不仅提高了农产品的资源利用率，大大减少了环境污染，还增加了农产品的附加值，可广泛应用于饲料加工、保健食品、建材业及化学工业领域。
[附图说明]
图1为本发明的工艺流程图。
[具体实施方式]
现结合附图对本发明做进一步描述。
稻谷副产品采用物理方法分离后得到产物有：碎米，占混合物的3％左右，占大米2～5％；米糠，包括种皮、外胚乳、糊粉层等，约占稻米的6％；稻壳，包括富含膳食纤维的小梗、芒尖等，约占原稻19％；谷粃、穗尖、粺子、糠粉、胶质化淀粉、脱落的谷粉，约占2％。
参见图1，本发明的工艺步骤如下：
A)一级筛选：采用一级多层振动筛对稻谷副产品进行筛选，将筛选后的筛上物、筛下物及沉降物分别收集，备用；
B)二级筛选：采用二级多层振动筛对上述一级筛选后的筛上物进行筛选，将筛选后的筛上物、筛下物及沉降物分别收集，备用；
C)重力分离：采用重力分离机对上述二级筛选后的筛上物进行重力分离，将分离后的筛上物、筛下物及沉降物分别收集，备用；
D)制成营养食品及食品添加剂：将上述三个步骤收集到的筛下物制成营养食品及食品添加剂；
E)碾压打碎；将上述重力分离后的筛上物采用砂辊碾压机进行碾压，并采用高速滚筒打碎机进行打碎；
F)三级筛选：采用三级多层振动筛对上述碾压打碎后的筛上物进行筛选，将筛选后的筛上物、筛下物及沉降物分别收集，备用；
G)煅烧碳化：将上述三级筛选后的筛上物进行煅烧碳化，得到碳化物、煤焦油及热能，碳化物制作成建筑材料及吸附剂，煤焦油分馏后得到糠醛及混合物；
H)制成饲料：将上述各步骤收集的沉降物及三级筛选后收集的筛下物全部放入酸性水解池进行酸性水解，经过36小时酸性水解后PH值降至2.5，再加入碱进行中和反应，中和后PH值为7.5-8，最后进行筛选并干燥处理，干燥后进行包装制成饲料。
所述的沉降物为筛选后的漂浮物采用吸尘器吸入绒布袋后收集而成。
本发明工艺中的一级多层振动筛为四层，功率2000W，振动频率360次/min，第一层为半径4mm圆孔筛，第二层为3×6mm长方孔筛，第三层为3mm等边三角形筛，第四层为半径1mm圆孔筛；一级筛选时，第一、二、三层筛上物约占96％，第三层筛下物约占3％，第四层筛上物约占2.5％，筛下物约占0.35％，沉降物约占0.4％。
本发明工艺中的二级多层振动筛和三级多层振动筛均为四层，功率2000W，振动频率360次/min，第一层为3×6mm长方孔筛，第二层为3×5mm方孔筛，第三层为2.2mm等边三角形筛，第四层为半径1.2mm圆孔筛；二级筛选时，第一、二、三层筛上物约占95％，第三层筛下物约占1.5％，第四层筛上物约占94％，筛下物约占1.2％，沉降物约占0.2％；三级筛选时，第一、二、三层筛上物约占93％，第三层筛下物约占0.5％，第四层筛上物约占92％，筛下物约占0.3％，沉降物约占0.2％。
本发明工艺中的重力分离机采用的功率为1000W；所述的砂辊碾压机和高速滚筒打碎机采用的功率分别为1000W和2000W。
在酸性水解池中，将筛下物的酸性HP值从7降到5.5再降至2.5，整个过程需时间36小时，然后加入碱进行中和反应，将HP值中和到7.5-8，筛选后加如微生物和酶，然后干燥处理，包装制成饲料；该酸性水解池包含盐酸、硫酸、草酸及乙酸等溶液，所加入的碱包括碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化铵及碳酸氢铵等溶液。根据水解状况，反应程度，在水解池中分别加入不同的酸或碱。
因为稻谷副产品比重、颗粒的大小、颗粒的形状、杂质的磁性不同，故采用不同的筛选方式：利用比重不同而采用直流、旋流或涡流的风动分离，风速、风量、风压可根据实际情况需要来调节；根据颗粒的大小、形状而用不同大小孔型筛进行筛选，如长条形、圆形、方形、三角形等，并采用不同的筛选方式，如回转式、往复式、滚动式或涡流式；产物中含有磁性物质则采用永磁式圆筛以滚动式筛选方式除之。
经过煅烧碳化，其产物为煤焦油10％、碳化物28％及热能，所产生的热能可用于发电，若以10万吨稻壳副产品为原料，发电量8000万千瓦时/a。煅烧碳化后的产物中，煤焦油的提炼需要分馏，先用水与波予以解体，然后用碱式温水水解，继而分馏，分馏后的产物如下：
160℃以下，主要产物为C8以下化合物，尤以C5化合物居多。
160℃～170℃，主要产物为：
Figure GSB00000779375100061
170℃～230℃，主要产物为：
Figure GSB00000779375100062
230℃～270℃，主要产物为：
Figure GSB00000779375100063
270℃～360℃，主要产物为：
Figure GSB00000779375100071
360℃以上主要产物为沥青。
这里产物最多，经济价值最高的是C8以下化合物，其中尤以戊糖类特别是α-糠醛经济价值最高，它的熔点为162℃，生产也易于分离，而且分子中没有α-氢，相对比较稳定，它是制药业、农药业、化工业、酚醛树脂等有机合成的重要原料。
由于稻壳的主要成分是纤维素和木质素，而组成纤维素和木质素的主要元素为C、O、Si，故煅烧碳化后的碳化物可用于化工业作为：炭黑、吸附剂、活性炭、填充材料、涂料等原料；可用于建材业作为：混凝土、水泥材料、保温、防水、防火、隔热、轻质木板等原料。
整个工艺完成后，在稻壳混合体中，有5％为有效食品及食品添加剂，有28％为禽畜饲料。整个工艺是一种可持续发展的项目，不仅能够提高农产品的资源利用率，更是大大减少了对环境的污染，还增加了农产品的附加值，可以广泛应用于饲料加工、保健食品、建材业及化学工业等多个领域。

Claims (6)

1.一种稻壳再加工的工艺，其特征在于该工艺采用如下步骤：
A)一级筛选：采用一级多层振动筛对稻谷副产品进行筛选，将筛选后的筛上物、筛下物及沉降物分别收集，备用；
B)二级筛选：采用二级多层振动筛对上述一级筛选后的筛上物进行筛选，将筛选后的筛上物、筛下物及沉降物分别收集，备用；
C)重力分离：采用重力分离机对上述二级筛选后的筛上物进行重力分离，将分离后的筛上物、筛下物及沉降物分别收集，备用；
D)制成营养食品及食品添加剂：将上述三个步骤收集到的筛下物制成营养食品及食品添加剂；
E)碾压打碎：将上述重力分离后的筛上物采用砂辊碾压机进行碾压，并采用高速滚筒打碎机进行打碎；
F)三级筛选：采用三级多层振动筛对上述碾压打碎后的筛上物进行筛选，将筛选后的筛上物、筛下物及沉降物分别收集，备用；
G)煅烧碳化：将上述三级筛选后的筛上物进行煅烧碳化，得到碳化物、煤焦油及热能，碳化物制作成建筑材料及吸附剂，煤焦油分馏后得到糠醛及混合物；
H)制成饲料：将上述各步骤收集的沉降物及三级筛选后收集的筛下物全部放入酸性水解池进行酸性水解，经过36小时酸性水解后PH值降至2.5，再加入碱进行中和反应，中和后PH值为7.5-8，最后进行筛选并干燥处理，干燥后进行包装制成饲料；
所述的沉降物为筛选后的漂浮物采用吸尘器吸入绒布袋后收集而成。
2.根据权利要求1所述的一种稻壳再加工的工艺，其特征在于：所述的一级多层振动筛为四层，功率2000W，振动频率360次/min，第一层为半径4mm圆孔筛，第二层为3×6mm长方孔筛，第三层为3mm等边三角形筛，第四层为半径1mm圆孔筛。
3.根据权利要求1所述的一种稻壳再加工的工艺，其特征在于：所述的二级多层振动筛和三级多层振动筛均为四层，功率2000W，振动频率360次/min，第一层为3×6mm长方孔筛，第二层为3×5mm方孔筛，第三层为2.2mm等边三角形筛，第四层为半径1.2mm圆孔筛。
4.根据权利要求1所述的一种稻壳再加工的工艺，其特征在于：所述的重力分离机采用的功率为1000W。
5.根据权利要求1所述的一种稻壳再加工的工艺，其特征在于：所述的砂辊碾压机和高速滚筒打碎机采用的功率分别为1000W和2000W。
6.根据权利要求1所述的一种稻壳再加工的工艺，其特征在于：所述的各级筛选采用直流、旋流或涡流风动分离，风速、风量、风压均可控制；采用回转式、往复式、滚动式或涡流式筛选方式；采用永磁式圆筛以滚动式筛选方式去除磁性物质。 
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