[发明专利]一种烟草废弃物的处理方法及其应用

说明书

一种烟草废弃物的处理方法及其应用，属于生物质废物资源利用技术领域。本发明为了实现烟草废弃物合理有效利用的目的，将烟草废弃物经烘干、粉碎、酸碱处理后，加入纤维素酶、β‑葡萄糖苷酶和木聚糖酶进行酶解，获得烟草废弃物酶解液，该酶解液可用于培养菌株发酵生产化合物。本发明适用于烟草废弃物的回收与利用。

技术领域

本发明属于生物质废物资源利用技术领域，具体涉及一种烟草废弃物的处理方法及其应用。

背景技术

烟草废弃物，是指未能用于制烟的烟草组成部分(制烟过程中用下脚料制造的膨胀烟丝与薄片等)，包括烟茎(又称烟杆、烟秆、烟梗)、无法进行卷烟加工的低等级或者等级外烟草、烟草植株的上部烟草、烟花、烟种、叶脉(烟筋)、腋芽、卷烟企业积存的烟末、烟根、根出条。我国是烟草种植和生产大国，烟草种植面积和产量居世界首位。然而，在烟草种植和生产过程中，全国每年大约有百万吨废次烟草、烟灰、烟末、烟梗等烟草固体废物产生。这些废弃物中含有大量可供利用的蛋白质、糖、脂和烟碱等物质，现今阶段合理利用这些废弃资源具有重要意义。

烟草中含有很多高价值的成分，废弃烟叶合理有效的利用，不仅可以缓解环境的污染，而且可能成为我国宝贵的植物资源，促进我国生物产业的发展。目前对烟草废弃的应用主要是：一是当肥料，填埋在土地上作肥料；也可用作沼气原料。二是当饲料，烟草中蛋白质含量高达15％～17％，废弃烟叶可青贮作饲料。三是当杀虫剂，烟碱(尼古丁)是烟叶主要化学成分，烟碱在农业上常用做家兽寄生虫驱除剂。四是当燃料，烟叶烘烤需要消耗大量燃煤，用烟杆制成生物质燃料，代替烤煤，点火容易，燃烧稳定，烧火易调控，完全能够满足烟叶烘烤要求。第五是提取茄尼醇、烟碱以及植物蛋白等高价值的化合物。这些处理方法虽可以处理部分烟草废弃物，但存在利用范围窄，利用率低等问题。而且，目前我国废弃物利用我国的新技术开发不力，技术单一，其它技术的发展缓慢，设备落后。所以新的生物质废弃资源应用技术的开发就有着重要的价值和意义。

发明内容

为了实现烟草废弃物合理有效利用的目的，本发明提供了一种烟草废弃物的处理方法，包括如下步骤：

(1)将烟草废弃物进行预处理，获得预处理液；

(2)然后加入纤维素酶、β-葡萄糖苷酶和木聚糖酶进行酶解，获得烟草废弃物酶解液。

进一步地限定，步骤1)所述烟草废弃物是指烤烟及雪茄烟草种植、生产以及加工过程中所产生的废弃物，包括烟茎、无法进行卷烟加工的低等级烟草、烟花、烟种、叶脉、腋芽、卷烟企业积存的烟末、烟根和根出条。

进一步地限定，步骤1)所述预处理包括烟草废弃物收集、烘干、粉碎以及酸碱处理。

更进一步地限定，所述粉碎，其时间为0.5min～2min，粉碎后过40目筛。

更进一步地限定，所述酸碱处理是指按照1g:2mL的料液比向粉碎后的烟草废弃物中加入质量分数为85％磷酸溶液，获得的混合液经100℃煮沸15min～30min，然后调节混合液pH为7.0或6.0，经100℃煮沸15min～30min，获得预处理液。

优选地，所述调节混合液pH所用的试剂为碱性过氧化氢。

进一步地限定，步骤2)所述酶解是指每克烟草废弃物经预处理后，预处理液冷却至室温后，加入1.44U/mg纤维素酶8mg～12mg、7.7U/mg半纤维素酶2mg～5mg、60U/mgβ-葡萄糖苷酶10mg～15mg，30～40℃酶解36h～48h，获得烟草废弃物酶解液。

本发明还提供了上述处理方法获得的烟草废弃物酶解液在培养菌株发酵生产化合物中的应用。

进一步地限定，是将获得的烟草废弃物酶解液离心，获得的上清液作为碳源和氮源添加到大肠杆菌发酵培养基中，培养大肠杆菌发酵生产化合物。