[發明專利]一種聯合降解木質纖維素的方法

無效

• 申請號: 201110364864.8
• 申請日: 2011-11-17
• 公開（公告）號: CN102517355A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 謝君;羅思施;張愛萍;徐曉立;葉廣英
• 申請（專利權）人: 華南農業大學
• 主分類號: C12P19/14
• 分類號: C12P19/14
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

技術領域

本發明涉及生物質能源開發與產業化技術領域，具體涉及一種聯合降解木質纖維素的方法。

背景技術

????木質纖維素是地球上最豐富的可再生資源，其可再生性和環境友好性使其成為制備生物質能源的理想原料。我國是農業大國，每年有大量生物質廢棄物產生，僅農作物秸稈每年產量就達7億噸。這些生物質資源富含纖維素和半纖維素，若加以合理利用，可以作為生產生物質能源，如燃料乙醇、生物丁醇、生物柴油的原料，創造一定的經濟效益。

在木質纖維素結構中，木質素一般以襯質包囊著纖維素和半纖維素，且沉積或填充于纖維素構成的微晶纖維中，其結構復雜、穩定、多樣，難以降解，極大地制約了纖維素的轉化和利用。木質纖維素的利用關鍵在于木質素的去除和半纖維素、纖維素的有效降解。

發明內容

本發明的目的在于根據現有技術中存在的上述不足，提供了一種有效的、可以減少環境污染的降解木質纖維素的方法。

本發明上述方法通過以下技術方案予以實現：

一種聯合降解木質纖維素的方法，依次包括稀酸酸解、木質素酶酶解和纖維素酶酶解三個環節。

作為一種優選方案，上述方法中，所述木質素酶酶解包括漆酶、錳過氧化物酶、木質素過氧化物酶中的一種或幾種。

作為一種優選方案，上述方法中，所述木質素酶的用量為50~1000U/g原料，酶解溫度為30~60℃，pH為2.0~7.0，酶解時間為24~80h。

作為一種優選方案，上述方法中，所述纖維素酶的用量為5~40U/g原料，酶解溫度為40~70℃，pH為3.0~7.0，酶解時間為24~80h。

作為一種優選方案，上述方法中，所述稀酸為稀硫酸溶液，酸濃度為0.1~5%；

所述稀酸酸解的處理溫度為100~150℃，處理時間為5~30min。

稀酸酸解是一種有效去除半纖維的方法，該法能降解生物質材料中大部分的半纖維素，提高材料中纖維素的相對含量，并且大大增加了酶液對木質素和纖維素的可及度。木質素酶主要包括漆酶、錳過氧化物酶和木質素過氧化物酶，三者對木質素的降解機理及降解效率各不相同。木質素的有效脫除可以顯著提高纖維素酶對纖維素的水解效率，從而提高木質纖維素的利用率。

稀酸酸解和酶解法有別于傳統的化學處理法，極大地減少處理過程中對環境的污染，是生物質能源開發的首選方法。本發明結合稀酸酸解和酶解的方法，對木質纖維素材料進行分步處理，依次降解半纖維素、木質素和纖維素，提高纖維素的降解率。

與現有技術相比，本發明具有如下有益效果：

1.?針對木質纖維素的結構特點，采用稀酸酸解和酶解相結合的方式，確保高木質纖維素降解率。

2．采用本發明所涉及的一種聯合降解木質纖維素的方法處理的木質纖維素，其降解液糖含量高，可用于發酵生產生物質能源。

3.?稀酸酸解聯合酶解的方式降解木質纖維素，清潔、環保，具有環境友好性。

具體實施方式

以下結合具體實施例來進一步解釋本發明，但實施例并不對本發明做任何形式的限定。

實施例

1.?稱取20~80目的甘蔗渣，按固液比1:20加入酸濃度為1%的稀硫酸溶液，117℃高溫處理20分鐘，分別收集濾液與甘蔗渣。

2.?收集的甘蔗渣按200?U/g原料的比例，加入木質素酶，于pH?4.0，40℃的條件下處理72小時，收集甘蔗渣。

3.?收集的甘蔗渣按15?U/g原料的比例，加入纖維素酶，于pH4.8，50℃的條件下處理72小時，收集濾液。

4.?經過上述處理甘蔗渣半纖維降解率為98%，木質素去除率38%，纖維素降解率為76%。

5.?將收集的濾液合并，經過脫毒處理，即可用于生產生物質能源。

6．處理過程廢液可直接排放。