[發(fā)明專利]一種木質(zhì)素解聚劑及其應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910053416.2
• 申請日: 2019-01-21
• 公開（公告）號: CN109735577A
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張少敏;婁源民;方云姣
• 申請（專利權(quán)）人: 河南恒天久大實業(yè)有限公司
• 主分類號: C12P5/02
• 分類號: C12P5/02
• 代理公司: 鄭州德勤知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41128
• 代理人: 蘇志洋;莊振乾

本發(fā)明提供一種木質(zhì)素解聚劑，包括以下質(zhì)量份的組分：甘油50～70份、脂肪酸皂10～16份、脂肪酸甲酯12～25份和無機堿0.2～1.5份，其中，所述無機堿是氫氧化鉀或氫氧化鈉。同時，本發(fā)明還提供所述木質(zhì)素解聚劑的應(yīng)用方法，其包括以下步驟：將木質(zhì)纖維物料與生物柴油副產(chǎn)物甘油混合，在常溫常壓條件下反應(yīng)1～24 h。該木質(zhì)素解聚，可以在常溫常壓條件下，通過生物柴油副產(chǎn)物甘油對木質(zhì)纖維物料中的木質(zhì)素進行解聚，處理成本低，對設(shè)備無高壓要求，適于工業(yè)應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于沼氣工程領(lǐng)域，具體地，涉及一種木質(zhì)素解聚劑及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

木質(zhì)纖維物料是常見的沼氣發(fā)酵原料，它主要包含纖維素、半纖維素和木質(zhì)素，各組分之間不僅互相纏繞而且通過共價鍵或非共價鍵錯綜復(fù)雜地交聯(lián)在一起，形成三維立體結(jié)構(gòu)。木質(zhì)素和多聚糖以酯鍵和醚鍵相連，木質(zhì)素緊緊地包裹住多聚糖，阻礙外界對多聚糖的化學和生物降解，不利于進行厭氧發(fā)酵生產(chǎn)沼氣。所以，在木質(zhì)纖維物料進行厭氧發(fā)酵之前通常需要選擇適當?shù)念A(yù)處理方法對木質(zhì)纖維素物料進行預(yù)處理，對木質(zhì)素進行解聚處理，以打破木質(zhì)纖維物料高度致密的不均一結(jié)構(gòu)，降低纖維素物料的聚合度和結(jié)晶度，減小晶體尺寸，使得處理后基質(zhì)具有更高的比表面積及粗糙度，從而高效提高微生物降解效率。因此，如何對木質(zhì)纖維物料的預(yù)處理，是利用木質(zhì)纖維物料生產(chǎn)沼氣工藝研究的重點方向之一。

在木質(zhì)纖維物料的預(yù)處理方面，目前具有代表性的方法有蒸汽爆破預(yù)處理、液態(tài)熱水預(yù)處理、稀硫酸預(yù)處理、稀堿預(yù)處理、生石灰預(yù)處理、氨爆預(yù)處理、離子液體預(yù)處理和有機溶劑法等等，然而，這些常見的預(yù)處理方法在處理時間、經(jīng)濟性、安全性、有效性和環(huán)境友好以及對后續(xù)降解工藝影響等預(yù)處理評價方面都不同程度地存在著諸多問題，尤其是經(jīng)濟性方面，難以滿足目前生物降解的要求，與理想的預(yù)處理技術(shù)還有相當遠的距離。

甘油是一種高級多元醇，它的結(jié)構(gòu)特征導(dǎo)致它可以嵌入纖維組織內(nèi)部，完成對木質(zhì)素的解聚，所以，利用甘油對木質(zhì)素進行解聚，成為木質(zhì)纖維物料進行預(yù)處理的選擇。例如，中國專利CN104862344A使用甘油預(yù)處理生物質(zhì)廢棄物，但是其使用純度較高的甘油，原料價格較高，會極大的增加生產(chǎn)成本，很難大規(guī)模推廣，工業(yè)化的可行性比較低；另外，該專利預(yù)處理采用150℃～240℃的高溫蒸煮，雖然，在常壓下，純甘油的沸點高達290℃，但是該專利預(yù)處理采用甘油水溶液，在常壓下，10％甘油水溶液沸點為100.9℃，90％甘油水溶液沸點為138℃，因此，要想將處理溫度提高到150℃甚至更高，必須是在加壓條件下操作，加壓對設(shè)備的耐壓等級要求高，安全性差。因此，如何研究一種簡單、成本低、安全的木質(zhì)素解聚方法，是目前亟需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供一種木質(zhì)素解聚劑及其應(yīng)用，以解決上述問題。

具體地，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：

一種木質(zhì)素解聚劑，包括以下質(zhì)量份的組分：甘油50～70份、脂肪酸皂10～16份、脂肪酸甲酯12～25份和無機堿0.2～1.5份，其中，所述無機堿是氫氧化鉀或氫氧化鈉。

基于上述木質(zhì)素解聚劑，還包括草木灰1～100份。

一種木質(zhì)素解聚劑，包括生物柴油副產(chǎn)物甘油。

基于上述木質(zhì)素解聚劑，包括質(zhì)量比為(1～100):1的生物柴油副產(chǎn)物甘油和草木灰。

其中，以質(zhì)量分數(shù)計，所述生物柴油副產(chǎn)甘油主要包括：甘油50％～70％、脂肪酸皂10％～16％、脂肪酸甲酯12％～25％、氫氧化鉀/氫氧化鈉0.2％～1.5％、余量為酯；以元素質(zhì)量分數(shù)計，所述草木灰主要包括：K₂O 10％～14％、P₂O₅ 0.3％～0.6％、CaO 5％～6％、余量為碳。

一種所述木質(zhì)素解聚劑的應(yīng)用方法，其包括以下步驟：