一种实现木质纤维类生物质组分分离的常压脱脂粗甘油预处理方法VIP免费

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利说明书(10)申请公布号CN101440108A(43)申请公布日2009.05.27(21)申请号CN200710177982.1(22)申请日2007.11.23(71)申请人中国科学院过程工程研究所地址100080北京市海淀区中关村北二条1号(72)发明人陈洪章孙付保(74)专利代理机构代理人(51)Int.CIC07G1/00D21C1/00D21C3/00权利要求说明书说明书幅图(54)发明名称一种实现木质纤维类生物质组分分离的常压脱脂粗甘油预处理方法(57)摘要本发明涉及一种实现木质纤维类生物质组分分离的常压脱脂粗甘油预处理方法。木质纤维类生物质和脱脂粗甘油混匀后，在大气压或微压下，通过甘油自催化或外加催化剂，进行加热蒸煮，蒸煮完毕降温并进行组分充分溶解。过滤洗涤即可获得甘油纤维素，它具有很好的可酶解特性；滤液调至弱酸性浓缩后在乙醇中沉淀，二次过滤得到半纤维素组分；二次滤液通过乙醇回收，调强酸性后沉淀、离心，最终获得甘油木质素组分。该方法不但有利于低品级粗甘油的经济利用，而且有助于解决低沸点乙醇等有机溶剂制浆工艺放大过程中的潜在危害，如高压操作和挥发性气体易燃易爆。法律状态法律状态公告日法律状态信息法律状态权利要求说明书1.一种用于木质纤维类生物质组分分离的常压脱脂粗甘油预处理方法，其特征在于：脱脂甘油溶液和木质纤维素类生物质混合，常压加热升温预处理并保温蒸煮后降温；通过过滤洗涤获得的水不溶性固体纤维，即为纤维素部分；洗涤过滤液通过调pH、浓缩和乙醇沉淀，再次过滤得到半纤维素组分；滤液通过回收乙醇，调pH静置沉淀，经离心后可获得木质素组分。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述脱脂甘油溶液特征为：浓度，20-90％；酸碱度，中性、碱性或酸性。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述脱脂甘油溶液和木质纤维素类生物质混合特征为：混合比例，6:1-80:1。4.根据权利要求1所述的方法，其保温蒸煮特征为：保温蒸煮液固比，5:1-20:1；蒸煮温度，160-260℃；保温时间，1-10h。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述的纤维素组分特征为：产量为原木质纤维类生物质干重的48-85％；提取率为80-100％。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述的半纤维素组分特征为：产量为原木质纤维类生物质干重的10-47％；提取率为30-85％。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述的木质素组分特征为：产量为原木质纤维类生物质干重的10-20％；提取率达到40-80％。8.根据权利要求1所述的方法，其中纤维素组分的酶解特征为：24h酶解率可达到50-80％；96h酶解率为70-100％。9.根据权利要求1所述的方法，所述的和预处理的特征分别为：常压，大气压或微加压，0-0.5MPa；预处理，不加催化剂或加催化剂。10.根据权利要求1所述的方法，所述的木质纤维类生物质包括：麦秸杆、玉米杆和水稻杆等禾本类生物质以及硬木、软木等木本类生物质。说明书技术领域本发明是一种木质纤维类生物质组分分离和分级利用的方法，属于木质纤维类生物质生化工程领域，它涉及到利用脱脂粗甘油预处理木质纤维类生物质实现组分分离的工业和配方。背景技术天然木质纤维中的碳水化合物千差万别，结构极其复杂，表现在以下几个方面：不同种属来源的木质纤维类生物质中纤维素和半纤维素的含量是不同的；不同种属来源的纤维素和半纤维素的结构是不同的；同一木质纤维内部由众多的大分子以复杂紧密的结构形式存在着。这些导致了木质纤维类生物质复杂致密的结构，并且难以直接高值化利用，尤其木质素作为细胞之间的粘合剂和刚性原料，严重阻碍了木质纤维素中碳水化合物的释放。很难被微生物或酶水解，主要影响因素有：结晶度、聚合度、表面积和乙酰基以及木质素-半纤维素复合结构，它们影响酶与纤维素分子的接触，致使酶对纤维素的攻击变得困难，阻碍了纤维素的水解。另一方面，传统意义上的木质纤维类生物质的利用，比如制浆造纸，仅仅关注纤维素和部分半纤维素的利用，导致了木质纤维很多组分的浪费，而且未被利用的组分，如木质素，形成黑液污染了环境，对生态环境形成了严重的威胁。为了使目前来自天然可再生资源的生物基产品具有传统的石化产品的经济优势，在构建经济高效、环境友好的预处理方法的同时，...