[發明專利]一種木質纖維素生物質的綜合利用方法

有效

• 申請號: 201110306699.0
• 申請日: 2011-10-11
• 公開（公告）號: CN103045681A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 唐一林;高紹豐;張恩選;韓文斌;崔建麗;栗昭爭;馬軍強;劉潔;江成真
• 申請（專利權）人: 濟南圣泉集團股份有限公司
• 主分類號: C12P19/14
• 分類號: C12P19/14;C08H7/00
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 劉守憲

1.一種木質纖維素生物質的綜合利用方法，其特征在于包括以下步驟：

(a)對木質纖維素生物質進行N級酸水解，N級酸水解的反應釜首尾相接，將其中一個反應釜設為第一級，最后一個設為第N級，新配制的酸溶液加入第一級酸水解反應釜，第一級酸水解反應釜排出的酸溶液加入第二級酸水解反應釜內，第二級酸水解反應釜內排出的酸溶液加入第三級酸水解反應釜內，依次順序，直到第N-1級酸水解反應釜排出的酸溶液加入第N級酸水解反應釜，第N級酸水解反應釜排出的酸溶液為最終的戊糖溶液，然后取出第一級酸水解反應釜內的酸水解殘渣，裝入新的木質纖維素生物質原料，再將第一級酸水解反應釜作為第N級酸水解反應釜，將第二級酸水解級反應釜作為第一級酸水解反應釜，第三級酸水解反應釜作為第二級酸水解反應釜，直到第N級酸水解反應釜作為第N-1級酸水解反應釜，再進行水解反應，如此水解循環往復可以實現木質纖維素生物質的連續水解；

其中，第一級水解反應的時間為1-4小時，隨后各級水解反應的時間逐級減少0.25-1.5小時，N為大于等于2的整數；

(b)使用纖維素酶對所述酸水解殘渣進行酶解，得到葡萄糖溶液和酶解殘渣；

(c)用堿溶液處理所述酶解殘渣，提取其中的木質素并得到堿解殘渣；

(d)將所述堿解殘渣返回步驟(b)進行酶解處理或將所述堿解殘渣與新的酸水解殘渣合并后再進行步驟(b)的酶解處理，然后依次進行步驟(c)和(d)，如此循環，從而進一步提取木質素和進行纖維素酶解。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述第一級水解反應的時間為1.5-3小時，隨后各級水解反應的時間逐級減少0.5-1小時。

3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述N為3-5的整數。

4.根據權利要求1-3中任意一項所述的方法，其特征在于：所述纖維素酶為由一株青霉菌培養得到的纖維素酶，該青霉菌分類命名為Penicillium?decumbens?PD-G3-08，已保藏于武漢大學中國典型培養物保藏中心，其保藏編號是CCTCC?M?2011195。

5.根據權利要求1-4中任意一項所述的方法，其特征在于：所述纖維素酶解的條件為：底物用量為80-150g/L，纖維素酶的添加量為10-15FPU/g纖維素，溫度為45-55℃、pH為4-6、攪拌轉速為50-200rpm，酶解轉化時間為2-7天。

6.根據權利要求1-5中任意一項所述的方法，其特征在于：所述步驟(c)的具體步驟為：

(i)用堿溶液處理所述酶解殘渣使其中的木質素溶解于堿溶液；

(ii)然后進行過濾、洗滌得到固體和液體；

(iii)將所得液體經過膜設備分離、濃縮得到堿木質素溶液。

7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于：所述步驟(iii)中還包括將所述濃縮得到的堿木質素溶液再用水稀釋，然后再次濃縮的步驟。

8.根據權利要求6或7所述的方法，其特征在于：所述步驟(iii)中還包括將得到的堿木質素溶液經過中和、過濾和干燥，得到堿木質素固體的步驟。

9.根據權利要求6-8中任意一項所述的方法，其特征在于：所述步驟(iii)中還包括在濃縮得到所述堿木質素溶液之后或同時回收利用其中的堿溶液的步驟。

10.根據權利要求6-9中任意一項所述的方法，其特征在于：在所步驟(i)中所述堿溶液處理在40-100℃下進行。

11.根據權利要求6-10中任意一項所述的方法，其特征在于：在所步驟(i)中所述堿溶液處理中液固體積比為5∶1-20∶1。

12.根據權利要求6-11中任意一項所述的方法，其特征在于：在所步驟(i)中所述堿溶液處理的時間為1-6小時。

13.根據權利要求1-12中任意一項所述的方法，其特征在于：所述堿溶液處理中堿溶液的濃度為0.8-5重量％。