[发明专利]一种强化四氢糠醇预处理木质纤维素的方法

说明书

本发明涉及生物质预处理和农业废弃物综合利用技术领域，具体涉及一种强化四氢糠醇预处理木质纤维素的方法，包括以下步骤：(1)首先，选取生物质原料，并依次对生物质原料进行粉碎、过筛；(2)向粉碎、过筛后的生物质原料中，按4～15％的固液比加入经酸化或碱化的四氢糠醇，在100～160℃的温度条件下处理30‑60min，处理结束后再依次进行浸泡、洗涤、抽滤，最后将抽滤后的滤渣烘干并进行酶解发酵试验；本发明利用酸或碱复合四氢糠醇对生物质进行预处理，缩短了生物质预处理的时间，极大地提高了生物质酶解发酵的效率。

技术领域

本发明涉及生物质预处理和农业废弃物综合利用技术领域，特别涉及一种强化四氢糠醇预处理木质纤维素的方法。

背景技术

生物质能作为新兴的可再生能源，用它来替代石化资源，是解决今后人类环境、资源和能源问题的必然手段。生物炼制，以生物能源的生产为例，其基本流程为：生物质收集、预处理、组分分离、发酵或化学转化、产品回收和副产品综合利用。其中，生物质预处理占据着重要的地位，而寻找一种高效便捷的预处理方法，需要我们不断地进行研究和试验。

木质纤维素主要是由纤维素、半纤维和木质素组成，它在自然界中广泛存在，储量丰富，然而，虽然木质纤维生物质一直被认为是糖化发酵生产制备生物燃料和其他化学品的可持续资源，但是在没有经过处理之前的纤维素的转化率非常低，主要原因就是其结构的复杂性。木质素纤维素结构异常复杂，其中最为典型的就是纤维素和半纤维素之间的氢键联接，木质素与半纤维素之间通过醚键、缩醛键、酯键、碳-碳键等化学键的连接从而形成的木素-碳水化合物复合体(LCC)。这种结构的普遍存在使得我们再分离和利用木质纤维素时常常遇到阻碍。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种强化四氢糠醇预处理木质纤维素的方法，主要是利用廉价易得的硫酸、氢氧化钠、氢氧化钾等酸化或碱化四氢糠醇，从而更好的打破木质纤维素本身复杂的交联结构，破坏木质素和半纤维之间的化学键，使得生物质的木质素和半纤维素更好的脱除，从而增加纤维素酶与纤维素的结合位点，大大提升纤维素酶的酶解效率。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种强化四氢糠醇预处理木质纤维素的方法，步骤如下：

(1)首先，选取生物质原料，并依次对生物质原料进行粉碎、过筛；

(2)向粉碎、过筛后的生物质原料中，按4～15％的固液比加入经酸化或碱化的四氢糠醇，在100～160℃的温度条件下处理30-60min，处理结束后再依次进行浸泡、洗涤、抽滤，最后将抽滤后的滤渣烘干并进行酶解发酵。

优选的，所述步骤(1)中生物质原料为玉米秸秆、水稻秸秆、小麦秸秆、豆秸秆、高粱秸秆、甜高粱秸秆、苜蓿、皇竹草、芒草、柳枝稷、速生柳中任意一种。

优选的，所述步骤(1)中生物质原料粉碎后的粒径为20～100目。

优选的，所述步骤(2)中四氢糠醇经酸化的酸添加量和经碱化的碱添加量为均为40～100mM/L，所用的酸为硫酸、盐酸、醋酸中任意一种，所用的碱为氢氧化钠或氢氧化钾。

优选的，所述步骤(2)中浸泡所用的溶液为80～160mM/L的氢氧化钠或氢氧化钾溶液，对滤渣烘干的温度为30～50℃。

优选的，预处理后的生物质原料主要应用于酶解产糖，生产液体燃料或化工产品，固态发酵基质，生产动物饲料，厌氧发酵。

(三)有益效果