[發(fā)明專利]一種木質(zhì)纖維素原料制備水解糖的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310537875.0
• 申請日: 2013-11-05
• 公開（公告）號: CN104611391B
• 公開（公告）日: 2018-08-14
• 發(fā)明（設計）人: 張全;關浩;唐開宇
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院
• 主分類號: C12P19/14
• 分類號: C12P19/14;C12P19/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及一種木質(zhì)纖維素原料制備水解糖的方法，包括如下內(nèi)容：（1）將木質(zhì)纖維素原料顆粒裝填到柱式反應器中，反應器頂部設有液壓活塞式結(jié)構(gòu)，可將原料壓實；（2）將稀酸洗脫液加熱至60?99℃，從反應器頂部加入進行洗脫，脫除部分抑制物；（3）將稀酸水解液加熱至60?99℃，通過循環(huán)泵從反應器頂部加入進行循環(huán)水解，得到濃縮水解糖液；（4）調(diào)節(jié)濃縮水解糖液的pH值為4.5?5.5，然后將纖維素酶加入到水解糖液中進行循環(huán)酶解，得到含木糖和葡萄糖的濃縮糖液。本發(fā)明制備的濃縮糖液中抑制物少，糖濃度高，解決了稀酸水解過程中產(chǎn)生的抑制物對纖維素酶解以及酶解的葡萄糖發(fā)酵產(chǎn)乙醇的負面影響，省略了水解糖濃縮過程。

技術領域

本發(fā)明涉及一種木質(zhì)纖維原料制備水解糖的方法，具體涉及一種兩步法水解木質(zhì)纖維素原料制備木糖和葡萄糖的方法。

背景技術

全球每年經(jīng)光合作用產(chǎn)生的生物質(zhì)約1700億噸，其能量相當于全球能量年消耗總量的10倍，作為能源的利用量還不到總量的l%。由于國家限制糧食作物用于生物能源原料，木質(zhì)纖維原料的利用途徑顯得越來越重要。我國每年農(nóng)作物秸稈產(chǎn)量即可達到7億噸，除部分作為造紙原料、炊事燃料、飼料肥料和秸稈還田之外，可作為能源用途的秸稈約3.5億噸，折合1.8億噸標準煤，可以轉(zhuǎn)化為1億噸燃料酒精或5000萬噸生物柴油。

目前木質(zhì)纖維原料的主要利用途徑為半纖維素或/和纖維素水解產(chǎn)生水解糖，水解糖經(jīng)過發(fā)酵產(chǎn)生乙醇和丁醇等生物能源產(chǎn)品，或/和乳酸、檸檬酸和丁二酸等。木質(zhì)纖維素原料制備水解糖過程主要包括稀酸預處理與酶解兩個步驟。中國專利CN201010221149.4公開了一種生物質(zhì)制取糖的方法，該方法包括如下內(nèi)容：生物質(zhì)原料、無機金屬鹽和表面活性劑組成的原料漿液在120～180℃反應5～30min，反應結(jié)束后固液混合物不經(jīng)分離，直接將其作為酶水解的原料，酶水解后得到含有糖的水解液。中國專利CN200710121557.0公開了一種蒸汽爆破含纖維素的原料的方法，該方法包括蒸汽爆破含纖維素的原料，其中，該方法包括將含纖維素的原料連續(xù)輸送至保溫壓力裝置中，使含纖維素的原料在該保溫壓力裝置中保持3-10分鐘后，每隔5-12秒使所述保溫壓力裝置中的部分含纖維素的原料釋放到常壓，利用該裝置達到破壞含纖維素原料中包埋纖維素和半纖維素的木質(zhì)素，以增加含纖維素原料中能與酶接觸的纖維素比例，提高制備單糖的產(chǎn)率。

雖然利用木質(zhì)纖維素原料制備水解糖已經(jīng)有了較大的進展，但是還存在一些問題：（1）酸水解過程產(chǎn)生的抑制物影響纖維素酶解和乙醇發(fā)酵效果，需要進行水洗脫毒；（2）水解糖濃度低，糖液發(fā)酵前需經(jīng)過濃縮，否則影響乙醇精餾能耗等。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供一種木質(zhì)纖維素原料制備水解糖的方法。本發(fā)明方法制備的水解糖液中抑制物少，糖濃度高，解決了稀酸水解過程中產(chǎn)生的抑制物對纖維素酶解以及酶解的葡萄糖發(fā)酵產(chǎn)乙醇的負面影響，省略了水解糖濃縮過程，提高了最終乙醇發(fā)酵濃度。

本發(fā)明木質(zhì)纖維素原料制備水解糖的方法，包括如下內(nèi)容：

（1）裝填：將木質(zhì)纖維素原料顆粒裝填到柱式反應器中，柱式反應器頂部設有液壓活塞式結(jié)構(gòu)，可將木質(zhì)纖維素原料壓實；

（2）洗脫：將稀酸洗脫液加熱至60-99℃，優(yōu)選為70-90℃，從柱式反應器頂部加入進行洗脫，脫除部分抑制物；

（3）酸解：將稀酸水解液加熱至60-99℃，通過循環(huán)泵從柱式反應器頂部加入進行循環(huán)水解，得到濃縮水解糖液；

（4）酶解：調(diào)節(jié)濃縮水解糖液的pH值4.5-5.5，然后將纖維素酶加入到水解糖液中進行循環(huán)酶解，得到含木糖和葡萄糖的濃縮糖液。