[發明專利]一種預處理分離木質纖維素類生物質的方法

有效

• 申請號: 201610133959.1
• 申請日: 2016-03-09
• 公開（公告）號: CN105625075B
• 公開（公告）日: 2018-07-27
• 發明（設計）人: 李濱;龔文博;牟新東;劉超;張躍冬;于光
• 申請（專利權）人: 中國科學院青島生物能源與過程研究所
• 主分類號: D21C1/02
• 分類號: D21C1/02;D21C3/06
• 代理公司: 北京金信知識產權代理有限公司 11225
• 代理人: 張皓;黃威

1.一種水熱與磺化聯合預處理分離木質纖維素類生物質的方法，所述方法包括以下步驟：

1）先將木質纖維素類生物質機械破碎到合適的粒徑大小0.18mm至5cm，然后用水清洗生物質物料，經清洗后的物料在20-90℃下在水中進行預浸漬0.5-5小時，預浸漬的液固質量比為5:1至20:1；預浸漬后的物料經固液分離，分離的液體循環用于后續物料的預浸漬，或者經沉降、過濾將水凈化后回用；分離的固體用水清洗至中性，待用；

2）將步驟1）中得到的清洗后的固體與水或水蒸氣混合，在120-180℃下進行15-120min，液固質量比為6:1-10:1；水熱預處理后進行固液分離，水解液用來制備低聚木糖，固體物料用水清洗至中性，待用；

3）將步驟2）中得到的經水熱預處理并清洗后的固體物料與磺化預處理藥液混合，在100-180℃下對固體物料進行磺化預處理30-90min，液固質量比為6:1-10:1；預處理后的物料經黑液擠出、洗滌和磨漿處理后用于酶水解糖化；擠出的黑液經濃縮改性可直接生產木質素基有機復合肥還田；

其中，步驟1中所述木質纖維類生物質來源于農業廢棄物，林業廢棄物、工業廢棄物、城市廢棄物或其組合，

步驟2中所述水熱預處理不使用額外的化學試劑，所述化學試劑包括無機酸、有機酸、無機堿和有機堿；在該步驟2中僅采用來自步驟1中得到的清洗后的固體和水或水蒸氣，

其中，所述農業廢棄物為玉米秸稈、麥草秸稈、稻草秸稈、蘆葦和甘蔗渣；所述林業廢棄物為木片、鋸木屑、樹皮、竹子或能源植物；所述工業廢棄物為制漿造紙廠的纖維渣，釀酒后的麥糟；所述城市廢棄物為廢紙、廢紙箱。

2.根據權利要求1所述的水熱與磺化聯合預處理分離木質纖維素類生物質的方法，其特征在于，步驟1中的所述預浸漬可以在40-80℃下進行1-3小時，所述液固質量比為6:1-10:1。

3.根據權利要求1所述的水熱與磺化聯合預處理分離木質纖維素類生物質的方法，其特征在于，步驟3中所述的磺化預處理藥液為亞硫酸鹽或亞硫酸氫鹽的溶液，其中，亞硫酸鹽或亞硫酸氫鹽選自亞硫酸鎂、亞硫酸氫鎂、亞硫酸銨、亞硫酸氫銨、亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、亞硫酸鈣、亞硫酸氫鈣、亞硫酸鉀、亞硫酸氫鉀中的一種或多種，相對于步驟1中原始原料的絕干質量，所述亞硫酸鹽或亞硫酸氫鹽用量為5-30wt%。

4.根據權利要求1所述的水熱與磺化聯合預處理分離木質纖維素類生物質的方法，其特征在于，所述磺化預處理藥液為亞硫酸鹽的溶液，所述亞硫酸鹽為亞硫酸銨或亞硫酸鉀，相對于步驟1中原始原料的絕干質量，所述亞硫酸鹽用量為8-10wt%。

5.根據權利要求1所述的水熱與磺化聯合預處理分離木質纖維素類生物質的方法，其特征在于，步驟3中所述的磨漿處理是PFI磨漿機或盤磨機，磨漿的重量百分比濃度為5-20%，磨漿機磨盤間隙為0.1-0.4 mm，磨漿壓力為0-0.6 MPa。

6.根據權利要求1所述的水熱與磺化聯合預處理分離木質纖維素類生物質的方法，其特征在于，步驟3中所述的磺化預處理中除了磺化預處理藥液以外，不使用額外的化學試劑，所述化學試劑包括無機酸、有機酸、無機堿和有機堿；在該步驟3中僅采用來自步驟2）的固體物料與磺化預處理藥液。