[发明专利]一种麦草秸秆酶解的预处理方法

说明书

技术领域

本发明属于麦草秸秆水解后的资源化利用等技术领域，提供一种高效的水解预处理技术。

背景技术

生物质是地球上最丰富的有机能源，是一种取之不尽、用之不竭的可再生能源，是地球上仅次于煤炭、石油和天然气资源的第四大能源。生物质是人类社会最重要的能量来源，每年的产量达到1700亿吨，这些丰富的生物质资源对实现世界经济的可持续发展、实现环境保护和资源的有效利用具有重要的意义。目前，国内外对生物质资源的利用主要体现在燃料乙醇、生物柴油、生物质电能、沼气、生物质材料等方面。

制浆造纸工业是最早的利用天然纤维素的工业，也是唯一一个集大规模采集、加工和利用生物质原料的工业。传统的制浆造纸工业与现代的生物质精炼相结合，把原料中的半纤维素和木素转化为新的生物质产品，使传统的纸浆厂变成一个现代的纸浆生物质精炼联合加工厂，做到半纤维素、木质素、纤维素和挥发性抽出物的分离，除了生产纸浆以外，从废液或预处理液中提取半纤维素和木素等生物质成分，通过转化进一步生产高附加值的产品，如乙醇、碳纤维、聚合物和生物柴油等，就可以大大拓展产业链，使生物质资源的利用和效益最大化，提高造纸行业的盈利水平，因此，生物质精炼为造纸工业的复苏和发展提供了新的机遇和方向。将制浆造纸与生物质能源结合，在造纸企业获得纸浆和纸的同时，还可以生产高附加值的燃料和化学品，如乙醇、碳纤维、聚合物、煤油和生物柴油，这也有利于实现制浆造纸工业的可持续发展。

CN102230288A秸秆降解技术领域一种秸秆生物酶降解助剂，包括纤维素酶8-10%、脂肪酶6-11%、α-1,4-葡萄糖水解酶6-10%、过氧化氢酶4-10%、尿素6-20%、硫酸镁6-16%、脂肪醇聚氧乙烯醚8-15%、烷基酚聚氧乙烯醚OP-1011-15%，余量为赋形剂。将秸秆洗净切段，投入快速制浆机中，加入水和秸秆生物酶降解助剂，混合均匀，在快速制浆机中加热至50-60℃搓磨、反应1-1.5小时；然后加入双氧水漂白，白度大于70%ISO时，终止反应得纸浆。本发明不用高温蒸煮，不用强碱强酸、无污染，满足环保制浆的要求，制浆无废水排放，且在可节约大量生产用水，节约能源，降低生产成本，加快制浆速度。该专利虽然能够充分的实现无污染排放，满足了环保制浆的要求，但是并不能提高秸秆的多项利用，实现生物质的重复利用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种可有效实现麦草秸秆酶水解的预处理方法。

一种可实现麦草秸秆高效酶解的预处理方法，步骤如下：

(1)将麦草秸秆放在90-120℃左右的水中浸泡30-60分钟，然后将浸泡过的秸秆用挤压机进行挤压，去除秸秆中的水分；向挤压过后的麦草秸秆中依次加入H₂O₂、NaOH、蒸馏水，然后进行蒸煮，温度控制在90-120℃，蒸煮时间为1-3h。

(2)将经过步骤（1）预处理后的麦草秸秆置于挤压机中再次挤压，挤压处理后的麦草秸秆经过水洗涤至中性，然后再进行挤压脱水，得到处理后的麦草秸秆。

(3)将NaOH和Na₂SO₃混合液加入步骤(2)中所述的经过处理后的麦草秸秆中，然后再恒温条件下进行处理，处理温度为90℃-120℃，处理时间1-2h，得到碱处理后的麦草。

(4) 将步骤(3)中处理后的麦草进行疏解处理：依次经过压力磨解、常压磨解，得疏解后麦草浆料。

(5)将步骤(4)中磨解后麦草浆料经过筛选并收集通过80-100目的筛子进行分离，将收集到的麦草浆料纤维级分脱水至浓度为15%-25%，然后经过磨浆至打浆度为40 ^oSR -60 ^oSR；收集打浆后的麦草浆料，用于后续的酶解。

(6) 酶解：

向打浆后麦草浆料中加入pH在4-5的乙酸一乙酸钠缓冲液，麦草浆料和缓冲液的质量体积比例为g:mL为1:15-1:20，充分搅拌后加入酶液，无菌条件下进行恒温培养酶解，培养反应温度40℃-50℃，反应时间36-40h，pH=5-6左右；转速100-120 rpm。

优选的，步骤（1）中，首先对秸秆进行筛选，筛选长度在5-10cm左右的秸秆。

优选的，步骤（1）中所述的把秸秆剪成段，可以使用任何工具将秸秆剪至1~10cm的段。所述秸秆段的长度没有限制，本领域技术人员可以根据需要进行选择。