[发明专利]一种秸秆固态酸解的预处理方法

权利要求书

1.一种秸秆固态酸解的预处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）秸秆的固态酸解：含水量≤75%（w/w）的秸秆与少量的可气化酸在密闭的容器中于15-100℃进行固态酸解0.25-3h，半纤维素被酸解原位生成木糖和寡木聚糖等的可溶性混糖，其中纤维素二糖不超过混糖的2%（w/w）；

（2）可溶性糖的浸提与过滤分离：向经固态酸解的秸秆加适量的碱进行中和，然后，加水洗涤压滤分离，得半纤维素剥离的含湿秸秆，其中半纤维素残留量≤5%（w/w），滤液为可溶性混糖液；

（3）木质素的剥离：将半纤维素剥离的含湿秸秆与加有适量还原性盐的1-10%（w/v）NaOH或KOH水溶液按固液比1：4-1：8(w/v)混合，于15-100℃、搅拌处理1-3.5h，木质素生成为碱木质素而溶于稀碱水溶液中，然后，经挤压过滤洗涤分离，得含湿的秸秆纤维素固体物，其干品中纤维素含量≥95%（w/w），纤维素折百收率≥95%（w/w），滤液为碱木质素的稀碱水溶液；

（4）滤液分离纯化：来自步骤2的可溶性糖化液，经离子交换树脂脱盐脱色，得寡木聚糖和/或木糖混糖液，其干品中半纤维素糖含量≥90%（w/w），半纤维素混糖折百收率≥90%（w/w）；来自步骤3的滤液经膜分离、浓相酸沉、分离得木质素，其干品中木质素含量≥90%（w/w），木质素折百收率≥95%（w/w）；膜滤液循环回至步骤3配制稀碱套用。

2.根据权利要求1所述的秸秆固态酸解的预处理方法，其特征在于，所述步骤1中可气化的酸包括卤化氢类无机酸、低级有机酸以及它们之间按任意比例构成的混合物，其中，无机酸既可以是气体，也可以是其水溶液，酸用量为100g干秸秆重的0.01-0.2mol。

3.根据权利要求1所述的秸秆固态酸解的预处理方法，其特征在于，所述步骤1中可气化的酸选自氟化氢、氯化氢、溴化氢、甲酸、乙酸中的任意一种或几种任意比例的组合。

4.根据权利要求1所述的秸秆固态酸解的预处理方法，其特征在于，所述步骤1中，含湿秸秆的含湿量包含来自秸秆自身保有水量，外加水量以及通过稀酸带入水量，总量不大于秸秆自身重量的3倍。

5.根据权利要求1所述的秸秆固态酸解的预处理方法，其特征在于，所述步骤1中秸秆包括：稻草、麦秸秆、玉米秸秆、高粱杆和棉秆等农作物秸秆，农作物的根皮，农产品加工过程产生的果壳，以及牧草和碎木屑等林木生物质，或者是在增湿处理之前，经过SO₃微热爆处理的上述生物质。

6.根据权利要求4所述的秸秆固态酸解的预处理方法，其特征在于，所述秸秆含湿量中外加水量，可以是通过通入蒸汽、喷液等外加方式控制，也可以用水溶液浸泡后挤压或加热蒸发脱除多余的水，以满足固态酸解的含湿要求。

7.根据权利要求1所述的秸秆固态酸解的预处理方法，其特征在于，所述步骤2中固态酸解后秸秆的中和采用的是弱酸强碱盐，可根据工艺要求投加其固体或水溶液，弱酸强碱盐的添加量以pH达6-7.5为准。

8.根据权利要求7所述的秸秆固态酸解的预处理方法，其特征在于，所述弱酸强碱盐包括K₂CO₃、Na₂CO₃、KHCO₃、NaHCO₃、K₂SO₃、Na₂SO₃、KHSO₃、NaHSO₃。

9.根据权利要求1所述的秸秆固态酸解的预处理方法，其特征在于，所述步骤3中在液碱中添加的还原性盐包括无机盐、有机酸盐以及抗氧剂，添加量为原干秸秆重的0-1%（w/w）。

10.根据权利要求9所述的秸秆固态酸解的预处理方法，其特征在于，所述无机盐包括K₂SO₃、Na₂SO₃、KHSO₃、NaHSO₃、K₂S、Na₂S、KHS、NaHS，所述有机酸盐包括甲酸盐、草酸盐，所述抗氧剂包括2，4-二叔丁基苯酚、2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚。