[发明专利]一种用磷酸钠和过氧化氢预处理甘蔗渣的方法

说明书

本发明涉及生物工程技术领域，公开了一种用磷酸钠和过氧化氢预处理甘蔗渣的方法，包括如下步骤：将甘蔗渣风干后进行粉碎，筛选密封干燥保存；将处理好的甘蔗渣放入磷酸钠和过氧化氢混合溶液中进行一步或分步预处理；待反应结束后，冷却至室温，进行固液分离，固体部分用热水洗至中性，收集固体残渣，烘干至恒重；过氧化氢与磷酸钠组成的预处理液，能够显著提高酶解效率和木质素去除率，且混合预处理液中过氧化氢的负载量更低，加入过氧化氢不会明显降低体系的pH，能更好的改变甘蔗渣的表面形态。

技术领域

本发明涉及生物工程技术领域，更具体地，涉及一种用磷酸钠和过氧化氢预处理甘蔗渣的方法。

背景技术

由于石油持续性供应的不确定性增加，化石燃料对环境的不利影响，特别是温室气体的排放，导致了对可再生燃料替代品的广泛探索。当前最常见的可再生燃料是乙醇，它可以由木质纤维素通过预处理，随后的酶促水解和发酵产生。木质纤维素农业残留物是一种绿色、廉价、丰富且富含碳水化合物的可持续原料，甘蔗渣是我国最常见的农业副产品，在天然甘蔗渣中，纤维素被木质素和半纤维素保护和包裹，木质素也可以与碳水化合物共价连接，并且甘蔗渣的顽强结构使其难以进行酶水解。一些研究表明，木质素和半纤维素是影响酶消化率的主要因素。而预处理可以破坏木质素和半纤维素的结构，增加纤维素酶的可及性。

中国专利“一种甘蔗渣的预处理方法”(申请号：201310131157.3，公开日：2013-07-17)公开了一种甘蔗渣的预处理方法，该方法将甘蔗渣干燥，粉碎，筛分后，用氢氧化钠和双氧水对甘蔗渣进行预处理，即得到预处理后甘蔗渣，经该方法预处理后的甘蔗渣材料半纤维素和木质素的最大脱除率分别达到78.18％和94.56％，纤维素最高酶水解率为64.37％，相比未处理蔗渣原材料的酶解效率提高了60.67％。由此可见，该方法打破了半纤维素和木质素对纤维素的包裹，提高了纤维素水解率，改善了蔗渣的抗酶解特性，所得到的蔗渣材料被酶解后可用于微生物发酵转化乙醇等高附加值产品，实现蔗渣等生物质资源的有效利用。

但上述发明预处理采用了强碱，容易腐蚀机器；且上述预处理时间长。

发明内容

本发明旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷(不足)，提供一种用磷酸钠和过氧化氢预处理甘蔗渣的方法，预处理时间短、预处理液不具有腐蚀性、能有效提高木质素去除率和酶解效率。

本发明采取的技术方案是，一种用磷酸钠和过氧化氢预处理甘蔗渣的方法，包括如下步骤：

A.将甘蔗渣风干后进行粉碎，筛选密封干燥保存；

B.将步骤A处理好的甘蔗渣放入预处理溶液中进行一步或分步预处理；

C.待反应结束后，冷却至室温，进行固液分离，固体部分用热水洗至中性，收集固体残渣，烘干至恒重；

所述步骤B中预处理溶液包括磷酸钠溶液及过氧化氢溶液。

进一步地，所述步骤B具体为：将步骤A中处理好的甘蔗渣放入磷酸钠溶液与过氧化氢溶液的混合溶液中，混合均匀后升温至60～140℃预处理20～100min。

进一步地，所述步骤B具体为：将步骤A中处理好的甘蔗渣放入磷酸钠溶液中升温至60～140℃预处理20～100min，结束后将样品冷却至室温，过滤收集甘蔗渣，用去离子水洗涤，烘干；再放入过氧化氢溶液中，在60～100℃水浴条件下进一步预处理20～100min，结束后将样品冷却、过滤、洗涤后烘干。

进一步地，所述步骤B具体为：将步骤A中处理好的甘蔗渣放入过氧化氢溶液中，在60～100℃水浴条件下进一步预处理20～100min，预处理结束后将样品冷却至室温，过滤收集甘蔗渣，用去离子水洗涤，烘干；再放入磷酸钠溶液中升温至60～140℃预处理20～100min，结束后将样品冷却、过滤、洗涤后烘干。