[發明專利]一種木質纖維素的預處理方法

有效

• 申請號: 201410557159.3
• 申請日: 2014-10-20
• 公開（公告）號: CN105586364B
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發明（設計）人: 元英進;秦磊;李炳志;李文超;朱家慶;徐暉
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: C12P7/10
• 分類號: C12P7/10
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 趙青朵

本發明提供了一種木質纖維素的預處理方法，包括以下步驟：將木質纖維素原料與包括乙二胺的液體混合，得到固液混合物；將所述固液混合物干燥，完成對所述木質纖維素原料的預處理。本發明提供的方法以乙二胺作為木質纖維素預處理的堿性試劑，在對固液混合物料進行干燥的過程中，既實現了對木質纖維素的預處理過程，也實現了固液分離過程，分離出乙二胺和預處理后的木質纖維素；在本發明中，木質纖維素的預處理和固液分離過程同時進行，得到的固體物料可直接用于酶解反應，無需再進行水洗。而且固液分離后的乙二胺可回收后循環使用。節約了資源，且不會對環境造成破壞。

技術領域

本發明涉及纖維素乙醇技術領域，尤其涉及一種木質纖維素的預處理方法。

背景技術

隨著石油資源的逐漸枯竭和環境的日益惡化，大力推廣使用可再生能源技術成為我國能源發展戰略的重要組成部分，以減少對石化能源的需求依賴和溫室氣體的排放。生物燃料可以替代石油制取的汽油和柴油，是可再生能源開發利用的重要方向，具有良好的可貯藏性和可運輸性，提供可替代的液體燃料。生物質燃料泛指由生物質組成或萃取的固體、液體或氣體燃料。現有的生物燃料主要包括纖維素乙醇、生物柴油和航空生物燃料等。纖維素乙醇是從木材、草或農作物不可使用部分之木質纖維素生產的一種生物燃料。

纖維素乙醇即是由纖維素生產得到的乙醇，用生物方法生產乙醇包括預處理階段、纖維素水解出糖溶液，糖溶液的微生物發酵、蒸餾產生大約95％的純酒精、脫水分子篩得到濃度超過99.5％的乙醇。如何提高從農業廢棄物到乙醇的轉化效率并且降低成本，是制約纖維素乙醇產業化的關鍵因素。對木質纖維素原料進行預處理可以有效破壞植物纖維素的結晶結構，降低木質素的聚合度，提高木質纖維素材料的多孔性，增加酶與底物的接觸面積，從而提高纖維素的酶解效率，達到節約時間和降低成本的目的。

現有技術中，木質纖維素的預處理可分為以下幾種：物理方法，主要是機械粉碎法、蒸汽爆破、超臨界水處理和濕氧法；化學方法，主要包括堿處理、稀酸處理、濃酸處理、氧化劑處理以及有機溶劑處理；生物方法。在這些預處理方法中，堿處理是現在人們普遍采用的方法，即采用堿性物質對木質纖維素進行處理，利用堿性物質中的氫氧根陰離子消弱半纖維素、纖維素之間的氫鍵，打開木質素和半纖維素之間的醚鍵，皂化木質素和半纖維素之間的酯鍵。現有技術中常用的堿性物質有氨水、液氨、氫氧化鈉、生石灰等。但是，以氨水或液氨進行預處理時需要采用高壓設備進行，條件苛刻；采用氫氧化鈉或生石灰雖然可以在常壓下進行，但是預處理后需要大量水進行洗滌，除去堿性試劑。這些都不利于木質纖維素預處理的工業化生產。

發明內容

本發明的目的在于提供一種木質纖維素的預處理方法，本發明提供的方法無需對預處理得到的固體物料進行水洗。

本發明提供了一種木質纖維素的預處理方法，包括以下步驟：

將木質纖維素原料與包括乙二胺的液體混合，得到固液混合物；

將所述固液混合物干燥。

優選的，所述包括乙二胺的液體中乙二胺的體積濃度為20％～100％。

優選的，所述包括乙二胺的液體中乙二胺的體積濃度為30％～90％。

優選的，所述木質纖維素原料的質量與所述包括乙二胺的液體的體積比為1g:(0.1～8)mL。

優選的，所述干燥為烘干；

所述烘干的溫度為100℃～160℃。

優選的，所述木質纖維素原料的長度小于10cm。

本發明提供了一種木質纖維素的酶解方法，包括以下步驟：

將按照上述技術方案所述方法完成預處理后得到的固體物料與纖維素酶、半纖維素酶和水混合后，進行酶解。

優選的，所述固體物料的質量與所述纖維素酶的體積比為1g:(0.05～0.5)mL；