[發明專利]一種連續分離木質纖維素組分的方法

有效

• 申請號: 201810323651.2
• 申請日: 2018-04-12
• 公開（公告）號: CN108517707B
• 公開（公告）日: 2019-10-29
• 發明（設計）人: 應漢杰;唐成倫;朱晨杰;陳勇;單軍強;張宇;李明
• 申請（專利權）人: 南京高新工大生物技術研究院有限公司
• 主分類號: D21C1/06
• 分類號: D21C1/06;C08H7/00;C08B37/14
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 肖明芳

本發明公開了一種連續分離木質纖維素組分的方法，通過采用多種不同的螺旋組合，連續分離木質素、半纖維素和纖維素。具體方法步驟為：步驟一，采用鍘草機將秸稈切成段。步驟二，將切好的秸稈輸送到鼓式水洗機中熱水清洗泥沙及秸稈中可溶性物質，洗滌水過濾泥沙后循環使用多批次后進行厭氧處理。步驟三，將清洗好的秸稈輸送到雙螺旋擠壓機，同時通入堿液，擠出物料保溫反應。步驟四，將反應后的物料輸送到螺旋置換洗滌脫堿機中進行擠壓脫木素脫堿，獲得木質素堿性黑液和殘渣，并回收黑液中細小纖維。步驟五，將獲得殘渣輸送到連續蒸煮反應器中，進行高溫連續蒸煮并噴放爆破。步驟六，將噴放物料輸送到螺旋擠壓機中，擠壓清洗殘渣獲得半纖維素的水解液和富含纖維素的殘渣。最終實現木質素、半纖維素和纖維素的連續分離。

技術領域

本發明屬于生物化工與生物能源領域，具體涉及一種連續分離木質纖維素組分的方法。

背景技術

由于石化能源(煤炭、石油、天然氣等)的開發和利用，人類社會得到快速的發展。然而，隨著人口的增長和和社會生產力的發展，能源短缺與環境惡化已成為二十一世紀人類面臨和亟待解決的重大問題，也是制約我國社會與經濟可持續發展的主要因素。因此，開發利用綠色、可再生的代替資源關乎人類未來命運，引起各國政府和科技界的普遍關注。作為可再生資源重要組成部分的木質纖維素資源是綠色植物通過光合作用將太陽能轉化為化學能的載體。它可以通過物理、化學或生物手段轉化為固態、液態、氣態燃料，也可轉化為多種化工原料。同時，生物質也是唯一的可再生碳源，它的有效利用可以實現由“石化碳”經濟向“光合碳”經濟的轉變，對維持生態環境的碳平衡有積極意義

木質纖維素構成了植物的細胞壁，對細胞起著保護作用，它主要由纖維素、半纖維素和木質素3部分組成。目前，纖維素、半纖維素和木質素的利用已經做了深入的研究并取得了很多產業化的成果。但目前利用方式只是將木質纖維素的單一組分分離并進行高效利用。例如典型的纖維素乙醇行業中，專利CN101509018和CN101525636采用蒸汽爆破預處理木質纖維素原料，提高了纖維素與半纖維素的酶解效率，但忽視了木質素的分離提取會更有利于纖維素的酶解糖化，同時木質素也未得到高效利用。專利CN103898788A采用單螺桿蒸汽爆破設備進行木質纖維素的預處理，相對于罐式蒸爆，極大的提高了預處理的效率和酶解糖化效率，但該技術只是單純破壞植物纖維結構同時水解半纖維素，依然沒有有效分離木質素。專利CN103790056A采用雙螺旋擠壓機預處理木質纖維素，僅僅是分離木質纖維素的單一組分，提高了酶解糖化效率，但是纖維素與半纖維素同時存在的條件下，纖維素酶解效率下降，酶解時間延長。所以，目前木質纖維素預處理技術多為單一組分的分離，雖然實現了纖維素酶解效率的提升，但并未實現三大組分高效利用。

因此，能夠實現木質纖維素三大組分的有效分離，將對木質纖維素的全值化利用產生重大意義。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種連續分離木質纖維素組分的方法，以解決現有技術存在的效果不佳等問題。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案如下：

一種連續分離木質纖維素組分的方法，包括如下步驟：

(1)將將秸稈切碎，用熱水清洗后，將木質纖維素輸送到雙螺旋擠壓機中，通入堿性試劑，充分混合反應后輸送至保溫倉中，進行保溫反應，洗滌水過濾泥沙后循環利用多批次后進行厭氧處理；

(2)將步驟(1)中反應后的物料輸送到螺旋置換洗滌脫堿機中，漂洗后分離得到木質素堿性黑液和脫堿物料，并回收黑液中的細小纖維；

(3)將步驟(2)中所得的脫堿物料輸送到連續蒸煮反應器中，通入水蒸汽進行蒸煮并噴放爆破，收集物料。

(4)將步驟(3)中所得的噴放物料輸送到螺旋擠壓機中，擠壓清洗殘渣獲得半纖維素的水解液和富含纖維素的殘渣。