[发明专利]一种可实现麦草秸秆高效酶水解转化的预处理方法

摘要

本发明涉及一种可实现麦草秸秆高效酶水解转化的预处理方法，步骤如下：将麦草秸秆浸泡后进行螺旋挤压，加入H2SO4或氢氧化钠，然后加入蒸馏水，蒸煮、螺旋挤压机挤压、恒温水浴后，进行两段磨解处理、筛选、酶水解，无菌条件下加入酶液恒温培养酶解，酶解后即得麦草秸秆水解液。本发明方法充分利用了制浆工业中现有的部分设备，不需要额外投资即可完成预处理工艺，节省了大量的经济成本，同时也有利于现有工厂与生物质精炼工业的有效融合以发展复合型生物质精炼工业，有利于制浆造纸工业的可持续发展。

主权项

一种可实现麦草秸秆高效酶水解转化的预处理方法，其特征在于，步骤如下：⑴将麦草秸秆置于90‑100℃的热水中浸泡20‑30分钟，然后将热水浸泡过的麦草秸秆进行螺旋挤压，螺旋挤压的压缩比为3:1‑5:1；⑵向经过螺旋挤压处理后的麦草秸秆中加入相对于绝干麦草秸秆质量1.0%‑3.0%的H2SO4，该H2SO4的质量浓度为98%，或相对于绝干麦草质量10%‑20%的氢氧化钠，然后加入蒸馏水，绝干麦草秸秆质量与加入蒸馏水后的总液体体积比为1:4‑1:10，进行蒸煮，蒸煮温度为100‑170℃，蒸煮过程中的升温时间控制在40‑60分钟，保温时间为10‑60分钟；⑶将经过稀硫酸或碱预处理后的麦草秸秆置于螺旋挤压机中挤压1‑2次，并收集预提取液，挤压处理后的麦草秸秆经过水充分洗涤至pH值呈中性，再经过螺旋挤压机挤压1‑2次，螺旋挤压机的压缩比均为3:1‑5:1，得经过平衡水分处理后的麦草秸杆；⑷将相对于绝干麦草质量1.0%‑5.0%的氢氧化钠和相对于绝干麦草质量1.0%‑5.0%的亚硫酸钠溶解在蒸馏水中，然后将该药品混合液加入步骤⑶中提及的经过平衡水分处理后的麦草秸杆中，通过加入蒸馏水，最终配成麦草秸秆质量浓度为10‑30%的体系，密封后在恒温水浴中进行化学预浸渍处理，处理温度为60‑90℃，处理时间20‑40分钟，得化学预浸渍处理后的麦草；⑸将步骤⑷中化学预浸渍处理后的麦草进行两段磨解处理：第一段为压力磨解，具体条件为：温度120‑170℃，压力0.1‑0.7MPa，麦草浆料的质量浓度为10%‑30%，磨解2‑7分钟；第二段为常压磨解，具体条件为：盘磨间隙0.08‑0.10mm，麦草浆料的质量浓度10%‑30%，得磨解后麦草浆料纤维；⑹将步骤⑸中磨解后麦草浆料纤维经过筛选并收集通过0.15mm筛缝的级分，将收集到的麦草浆料纤维级分脱水至浓度为15%‑25%，然后经过磨浆至打浆度为30‑70°SR，收集得打浆后麦草浆料级分，用于后续的生物酶水解；⑺在无菌条件下，向打浆后麦草浆料级分中按打浆后麦草浆料级分：pH=4.5乙酸—乙酸钠缓冲液的比例g：mL为1：25加入pH=4.5乙酸—乙酸钠缓冲液，充分搅拌后加入酶液，然后加入蒸馏水使底物的质量浓度为1.0%‑5.0%，无菌条件下进行恒温培养酶解，酶解后即得麦草秸秆水解液；其中，恒温培养酶解的条件为：反应温度45‑65℃，反应时间2‑72小时；pH4‑6；转速100‑160rpm。