[发明专利]一种利用玉米芯制备糠醛的方法

说明书

一种利用玉米芯制备糠醛的方法，属于生物炼制技术领域。其特征在于，制备步骤包括：1）将玉米芯微粉碎；粉碎的玉米芯进行加热灭菌；2）然后玉米芯加入到密闭的水解罐，水解罐接种分解菌，水解罐内保温分解；3）分解完成后进行固液分离，分离的液相中同时加入甲苯和质量浓度3%~10%的稀硫酸；搅拌并加热至70℃~95℃反应1h~2h；分离油相和水相，油相蒸馏回收甲苯后即得糠醛。本发明中环化的过程中利用甲苯不断地将生成的糠醛分离，还促进水解正向进行，半纤维素的水解利用微生物快速进行，大大的提高了收率。所用的甲苯能够蒸馏回收，重复利用。

技术领域

一种利用玉米芯制备糠醛的方法，属于生物炼制技术领域。

背景技术

目前利用玉米芯生产糠醛的流程为：玉米芯粉碎、在混酸机中进行水解、蒸馏、中和、精制，可见传统的制备工艺较复杂，酸解、水解过程中消耗大量的酸，不但生产成本较高、而且在生产过程中会产生大量的废酸、废液。另外因为制备过程酸的加入，导致固体排弃物的酸性过大，再利用成本较高，成为无用的废渣，造成环境污染、生产成本增加。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种酸耗低、中性固体排弃物的利用玉米芯制备糠醛的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该利用玉米芯制备糠醛的方法，其特征在于，制备步骤包括：

1）将玉米芯微粉碎至粒径小于300目；粉碎的玉米芯进行加热灭菌；

2）然后玉米芯加入到密闭的水解罐进行微生物水解，水解罐接种有半纤维素至单糖的分解菌，水解罐内初始的分解菌的浓度为1×10⁷个/mL~8×10⁷个/mL；水解罐内保持20℃~32℃恒温，水解时间为100 min~300min；

3）分解完成后进行固液分离，分离的液相中同时加入甲苯和质量浓度3%~10%的稀硫酸；搅拌并加热至70℃~95℃反应1h~2h；分离油相和水相，油相蒸馏回收甲苯后即得糠醛。

本发明在先将玉米芯微粉碎后，利用微生物将半纤维素分解为溶于水的单糖，与固体分离；单糖再在酸性条件下脱水环化转化为糠醛，生成的糠醛在搅拌条件下转入甲苯中，避免发生副反应，蒸馏回收甲苯后即得糠醛。本发明中出现的固体未经过酸处理，容易处理，不影响后续的使用。环化的过程中利用甲苯不断地将生成的糠醛分离，还促进水解正向进行，半纤维素的水解利用微生物快速进行，大大的提高了收率。所用的甲苯能够蒸馏回收，重复利用。

优选的，步骤1）中所述的玉米芯微粉碎为将玉米芯微粉碎至粒径小于350目。将玉米芯微粉碎后能够较容易的利用甲醇实现将半纤维素快速微生物。

优选的，步骤3）中所述的稀硫酸、甲苯与步骤1）的玉米芯的质量比为10~20:12~30:10。优选的质量比环化反应更完全。

优选的，步骤3）中所述的水相进行蒸馏调节至稀硫酸的所需浓度重复使用。酸重复使用，降低酸耗。

优选的，步骤1）中所述的玉米芯微粉碎为将玉米芯利用甲醇浸泡后进行湿粉碎。

优选的，步骤2）中所述的半纤维素至单糖的分解菌为枯草芽孢杆菌。枯草芽孢杆菌可实现仅分解半纤维素，而不分解纤维素。

优选的，步骤2）中所述的半纤维素至单糖的分解菌的培养过程为：

a）将采集的菌种充分稀释后采用半纤维素培养基培养得到若干菌落，标记为1、2、3~n；

b）将标记的菌落分别接种至纤维素培养基培养，记录未成活的菌落的标记；

c）按步骤b）中未成活的菌落对应的标记重新在步骤1）所得的菌落上取种，接种到戊糖培养基培养，记录未成活的菌落的标记即为所需菌种。