[發明專利]一種提取甘蔗渣纖維素的方法

在審

• 申請號: 201410189593.0
• 申請日: 2014-04-29
• 公開（公告）號: CN105018546A
• 公開（公告）日: 2015-11-04
• 發明（設計）人: 孫付保;張峰;王亮;張震宇
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: C12P19/14
• 分類號: C12P19/14;C12P19/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種提取甘蔗渣纖維素的方法，屬于農作物秸稈生物質生化工程領域。

背景技術

盡管生物煉制已經成為近年來的研究熱點，但真正的生物質經濟時代尚未到來，由木質纖維類生物質實現生物能源和生物基產品的生物煉制技術仍舊面臨著許多瓶頸問題，其中木質纖維素-糖平臺(預處理、酶解和糖發酵)的預處理和酶解問題尤為突出。Wyman?CE在分析生物煉制纖維素乙醇時認為，纖維素乙醇的過程成本占到總成本的67％，其中原料預處理的成本最高，其次是酶水解以及酶的生產過程，酶解效率偏低。

在木質纖維類生物質預處理方面，目前具有代表性的方法有：稀硫酸法、熱水法、汽爆法和石灰法等，它們在預處理評價方面(經濟性、有效性、處理時間、安全性和環境友好以及對后續工藝影響)都不同程度地存在著問題，尤其是經濟成本方面較高，難以滿足生物煉制的要求，且與理想預處理技術還有一定的距離。作為有希望的新型預處理方法，小分子有機溶劑制漿具有預處理選擇性好和便于回收等特點，在相當一段時間內引起了廣泛的關注，比如ALCELL法和ACETOSOLV法等。然而，它們在工程放大時凸現的缺點，阻礙了其工業化進程，如：溶劑易揮發、易泄漏、易燃易爆甚至有毒等；高壓運行操作。針對此問題，盡管Rezayati-Charani?P?et?al、Rodriguez?A?et?al及國內陳為健和程賢甦的團隊對纖維質進行了高沸點有機溶劑制漿的研究，但仍然存在著加壓、加酸/堿等催化劑以及蒸煮溶劑成本過高的問題。可見，尋找價格便宜的高沸點溶劑是構建經濟高效和環境友好有機溶劑預處理技術的突破點。

另一方面，工業甘油作為生物柴油的副產品(1/4生物柴油量)，產量隨著全球生物柴油的日益劇增而不斷攀升，出現了嚴重的供大于求，而且這些低品級甘油精制到食品和醫藥級(-99.5％)需要先進的技術和高昂的投資成本。雖然國際上Demirbas?A基于可再生林木資源制漿造紙和能源方面的考慮，開展了甘油作為有機溶劑對木材進行制漿脫除木質素和液化汽化方面的研究；Yadhu?NathGuragain團隊利用粗甘油處理麥草和水葫蘆，也得到了理想的處理效果。國內方面我們利用工業甘油作為蒸煮溶劑處理麥草，同樣得到了最佳的預處理條件(處理溫度220℃、處理時間3h、液固比20、70％甘油水溶液)。在此處理條件下，纖維素保留率98％左右，半纖維素脫除率70％左右，木質素脫除率65％左右，粗纖維經過48h酶解，酶解效率達到90％。由此證明工業甘油作為蒸煮溶劑處理木質纖維質原料均可以達到較好的處理效果。

但是，上述利用甘油作為蒸煮溶劑處理木質纖維素原料時甘油需求量較大，液固比達到20，這大大增加了處理木質纖維素原料的成本，從而嚴重阻礙了其大規模工業化生產。因此我們在前人的基礎上，進一步探索研究利用工業甘油作為蒸煮溶劑如何能大大降低成本的方法，經過很多次的實驗和總結，發現采用甘油/水循環預處理的方法來處理甘蔗渣，既達到了良好的處理效果，又大大減少了甘油的用量，顯著降低了處理秸稈類木質纖維素原料的成本并節約了大量用水，減少了環境污染，為今后木質纖維類原料生物煉制的大規模工業化生產奠定了基礎，產生較大的社會效益和經濟效益。

發明內容

本發明提供了一種提取甘蔗渣纖維素的方法。

本發明的技術方案如下：