[发明专利]一种秸秆汽爆分级利用降低纤维素酶解用酶量的方法

说明书

本发明提供一种秸秆汽爆分级利用降低纤维素酶解用酶量的方法，所述方法包括以下步骤：（1）将秸秆进行细化处理后，进行复水处理，对复水后的秸秆进行汽爆处理得到汽爆秸秆；（2）将步骤（1）所述汽爆秸秆浸泡于水中并搅拌，之后通过水流筛分实现对原料中长短纤维的分级，得到短纤维；（3）对步骤（2）所述短纤维进行高固酶解处理。所述方法将预处理与分级处理耦合，提高了秸秆原料的均一性，有效降低了秸秆高固酶解过程的用酶量。

技术领域

本发明属于秸秆应用领域，涉及一种秸秆酶解的方法，尤其涉及一种秸秆汽爆分级利用降低纤维素酶解用酶量的方法。

背景技术

目前葡萄糖、蔗糖、淀粉等粮食碳源依旧是发酵产业所采用的主要碳源。然而粮食碳源的使用不可避免的存在与人争粮的问题，这与我国现行的产业政策相违背。利用廉价碳源如秸秆糖进行生产能够有效降低发酵产业成本，解决发酵行业碳源供应难题。我国是农业大国，秸秆产量基本稳定在 8 亿吨/年左右，因此利用秸秆制备可发酵糖极具潜力。

尽管秸秆可发酵糖能够有效解决发酵产业碳源供应问题，但目前仍未实现大规模产业化。这主要是由于秸秆可发酵糖的制备过程中纤维素酶用量过高，降低了其经济可行性。现有的秸秆酶解工艺主要利用全秸秆进行酶解，由于秸秆本身异质性极强，不同组织间抗降解屏障差异巨大，为保证酶解效率只能增大预处理强度和酶解过程用酶量，降低了秸秆高值化炼制过程的经济性。现有的研究已经证明将秸秆原料进行分级利用能够有效降低用酶量进行秸秆可发酵糖的制备。

目前秸秆分级方法主要采用机械法，CN102261007A公开了一种农林纤维素生物质全组份的分级分离方法及利用分离后组份制备燃料酒精和低聚木糖的方法，通过粉碎、浸泡、添加氧化剂等步骤实现对原料中纤维素、半纤维素和木质素的分级。然而该方法步骤繁琐，成本高昂且产生大量污染物，难以适用于工业规模木质纤维素原料的处理。同时将木质纤维素原料进行组成成分水平的分级难度高、收益低，难以实现稳定的产业规模。CN109056400A提供了一种秸秆综合利用方法，采用秸秆切断机系统、辊式除尘机系统、水膜除尘系统、洗涤除沙装置系统、连续蒸煮系统、泄压接收仓系统、螺旋挤浆机系统、熟化塔系统、高浓磨浆机系统、纤维分级系统实现了秸秆原料长短纤维的分级，并将秸秆短纤维应用酶解。然而该方法步骤繁多、分级效率低、分级成本高难以大规模推广使用。同时机械法进行分级不可避免的存在随心与外皮共同被粉碎的可能，从而降低了分离效率。此外机械分离仅涉及物理作用难以对原料化学组成和组织结构造成影响，因此仍需与其他预处理方法结合，提高了原料的处理成本。

CN102268833A公开了一种农作物秸秆蒸汽爆破预水解硫酸盐法制备溶解浆的方法采用蒸汽爆破和机械梳分装置富集了长纤维用于制浆，而短纤维用于沼气发酵，但是该方法分离效果难以保证，汽爆后长纤维将短纤维紧紧包裹机械梳分难以将短纤维有效分离，同时该专利提供的机械梳分装置处理量较低，难以应用于工业级原料的制备，并且在以分级过程中缺乏脱毒工序较高的抑制物浓度将对发酵工艺产生极大影响。

因此，在实现秸秆物料的高效分级降低可发酵糖制备用酶量的同时，降低抑制物对后续发酵的影响成为目前迫切需要解决的问题。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种秸秆汽爆分级利用降低纤维素酶解用酶量的方法，所述方法将预处理与分级处理耦合，提高了秸秆原料的均一性，有效降低了秸秆高固酶解过程的用酶量。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种秸秆汽爆分级利用降低纤维素酶解用酶量的方法，所述方法包括以下步骤：

（1）将秸秆进行细化处理后，进行复水处理，对复水后的秸秆进行汽爆处理得到汽爆秸秆；

（2）将步骤（1）所述汽爆秸秆浸泡于水中并搅拌，之后通过水流筛分实现对原料中长短纤维的分级，得到短纤维；

（3）对步骤（2）所述短纤维进行高固酶解处理。