[發明專利]一種基于植物生物質不均一性的分級煉制高值利用方法

無效

• 申請號: 201210125090.8
• 申請日: 2012-04-25
• 公開（公告）號: CN102747633A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 陳洪章;趙軍英
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: D21B1/36
• 分類號: D21B1/36
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

【技術領域】

本發明屬于植物生物質木質纖維素原料資源化應用領域，特別涉及到一種基于植物生物質不均一性的分級煉制高值利用的方法。?

【背景技術】

目前，可用的石油資源日益減少，而人類對石油產品需求量日益上升，并且隨著環境污染問題的突出，以及解決三農問題的迫切需要，木質纖維素生物質的資源轉化已成為亟待解決的問題。?

盡管現在對植物生物質木質纖維素原料轉化的研究和工業化模式比較多，但是多數將整株植物生物質采用同樣的技術路線轉化為一種產品。比如制備成單一的生物燃料：文偉河的“一種木質纖維素類生物質水解重整制備生物汽油的方法”，生物加工過程，2010，8(3)：39-39；Thomas?B.、Garrett?Thomas?W.、Yeung、楊永泰的“石油煉廠加工纖維素/木質纖維素生物質原料的前景”，中外能源，2009，14(11)：68-74，將木質纖維素經過熱解或熱加氫轉化為熱解油后，在經轉化為費-托烴；李世密、魏雅潔、張曉健、趙連臣、張大雷的“秸稈類木質纖維素原料厭氧發酵產沼氣研究”，可再生能源，2008，(1)：50-54；高龍蘭、劉玉環、羅愛香、羅潔、萬益琴、阮榕生的“木質纖維素間接液化制備二甲醚的研究進展”，福建林業科技，2007，34(4)：264-269；何北海、林鹿、孫潤倉、孫勇的“木質纖維素化學水解產生可發酵糖研究”，化學進展，2007，19(7)：1141-1146；Zhu?Zhinan，Shi?Jiping，Zhou?Zhihua的“Photo-fermentation?of?Rhodobacter?sphaeroides?for?hydrogen?production?using?lignocellulose-derived?organic?acids”，PROCESS?BIOCHEMISTRY，45(12)：1894-1898；DE102009040172-A1將木質纖維素轉化為可燃的球體；JP2009173830-A超細粉碎木質纖維素作為燃料；CN101748158-A制備丁醇。?

植物生物質存在結構和組成的不均一性，將整株采用相同的技術路線轉化為?一種產品會導致其中的某些結構成分難以充分利用，從而增加轉化成本，降低原料轉化率，阻礙了植物生物質的工業化應用。?

植物生物質結構和組成的不均一性主要體現在以下幾個方面。?

1)不同組織系統組成結構不同。按照Sachs提出的分類方法，將植物體內的成熟組織分為皮組織系統、維管組織系統、基礎組織系統。其中，皮組織系統可分為表皮、周皮，維管組織系統可分為木質部、韌皮部，基礎組織系統可分為薄壁組織(包括分泌組織)、厚角組織(單子葉植物甚少發現)、厚壁組織。?

表皮組織系統的外表層常含有角質層，由角質和蠟組成，其中角質多為C16和C18兩類單體組成的多聚體。維管組織系統中木質部中的導管壁經過了次生加厚和木質化，因此木質素含量高，而韌皮部中的篩管含有未經木質化的纖維壁。基礎組織系統中薄壁組織細胞的木質化程度低，厚壁組織具有厚的次生壁，壁通常木質化。?

2)不同細胞組成結構不同。照木質纖維素原料中細胞的細胞壁薄厚，可以將其細胞主要分為兩類：一類是只含有初生壁的細胞，比如薄壁組織細胞、篩管分子、伴細胞；另一類是含有初生壁和次生壁的細胞，比如厚壁組織細胞(包括纖維和硬化細胞)、導管、管胞、厚角組織細胞。盡管初生壁和次生壁中都含有的纖維素，但是次生壁中含有大量的木質素，木質素被認為是木質纖維素原料降解過程中的屏障。因此對于木質纖維素原料的生物轉化來說，兩類細胞由于組成結構上的差異性，會導致轉化性能的不均一性。?