专利摘要

专利摘要

本发明公开了属于生物能源和绿色化工领域的一种植物纤维原料温和碱/氧化预处理及对预处理液进行循环利用工艺，以含有碱和H2O2的溶液为预处理液，其中H2O2为氧化剂；植物纤维原料经切削、除尘后以一定的液固比加入预处理池，在预处理池内原料经一定温度的碱氧化水预处理一定时间后，再进入淋洗室，经淋洗室洗涤后的原料进入水解池水解，从原料中洗涤下来的碱氧化水重新收集后再泵入预处理池内循环利用，在一定循环次数内，只需补充清水和溶质，而不外排污水。本工艺设备简单，甘蔗渣处理效果好，反应条件温和、易于控制、成本较低，因此具有很好的工业化前景。

权利要求

1.一种植物纤维原料温和碱/氧化预处理及对预处理液进行循环利用工艺，其特征在于，具体工艺步骤为：

(1)植物纤维原料经切削、粉碎成20～40目的渣，并除尘：

(2)碱氧化水为含有碱和H₂O₂的溶液，其碱浓度为0.1％～5％，H₂O₂的浓度为0.2％～3％，均为质量分数；

(3)预处理温度为15℃～50℃；

(4)预处理时间5～40小时；

(5)碱氧化水与植物纤维原料的液固比为10∶1～45∶1；

(6)预处理液循环利用，碱氧化水的循环次数为2～10次，在一定循环次数内，只需补充清水和溶质，而不外排污水。

2.根据权利要求1所述植物纤维原料温和碱/氧化预处理及对预处理液进行循环利用工艺，其特征在于，所用的植物纤维原料为秸秆、甘蔗渣、麦秆或高粱秆。

3.根据权利要求1所述植物纤维原料温和碱/氧化预处理及对预处理液进行循环利用工艺，其特征在于，所述碱为NaOH、KOH或CaO。

说明书

技术领域

本发明属于生物能源和绿色化工领域，涉及一种植物纤维原料温和碱/氧化预处理及溶剂循环利用工艺。

植物纤维原料是地球上最丰富、最廉价的可再生资源。有资料表明，全世界每年的植物体生成量高达1.55×10¹¹吨干物质，其中纤维素、半纤维素的总量约为8.5×10¹⁰吨。我国是一个农业大国，若能把大量的农业纤维原料及工业纤维废料中的纤维素经济有效地水解成葡萄糖，并进一步用于生物燃料乙醇、有机酸和抗生素等的生产，这将有利于改善目前资源紧张，环境恶化的状况，对人类社会实现可持续发展具有重要的经济和社会意义。

植物纤维原料的预处理是利用纤维素酶解糖化的重要环节，是酶解经济性的重要制约因素之一。通常预处理植物纤维原料的方法主要有物理法(球磨、辐射、汽爆等)、化学法(碱、酸、有机溶剂等)、生物法(白腐菌、褐腐菌、软腐菌等)或者是这些方法的结合等，如文献1)《酿酒，2005，32(3)：41-42》中，刘远洋，申德超，“关于纤维素原料生产燃料酒精预处理工艺的一些探讨”；文献2)SidirasD.，Koukios E..Simulation of acid-catalysed organosolv fractionation of wheat straw.Bioresource Technology，2004，94(1)：91-98；文献3)《可再生能源，2005，(121)：33-35》潘亚杰，张雷的“农作物秸秆生物法降解的研究”等，然而，物理法对植物纤维原料只能起到在一定程度上疏松其结构的作用；化学法如采用酸或碱等虽然预处理效果较好，但酸碱等废液对环境造成了严重的污染；生物法是一种环境友好的处理方式，但处理周期较长，不利于工业化。相比较而言，化学法预处理如果能降低环境污染，将具有工业化应用前景。因此，本发明以甘蔗渣作为植物纤维原料，采用温和碱/氧化法预处理，通过对预处理溶剂的循环利用，可有效提高预处理效果和纤维素的酶解性能，并降低环境污染。以甘蔗渣为原料进行温和碱/氧化法预处理，并对预处理溶剂进行循环利用，尚未见有文献报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种植物纤维原料温和碱/氧化预处理及对预处理液进行循环利用工艺。其特征在于，具体工艺步骤为：

(1)植物纤维原料经切削、粉碎成20～40目的渣，并除尘，：

(2)碱氧化水为含有碱和H₂O₂的溶液，其浓度为0.1％～5％，H₂O₂的浓度为0.2％～3％，均为质量分数。

(3)预处理温度为15℃～50℃。

(4)预处理时间5～40小时。

(5)碱氧化水与植物纤维原料的液固比为10∶1～45∶1；

(6)预处理液循环利用，碱氧化水的循环次数为2～10次，在一定循环次数内，只需补充清水和溶质，而不外排污水。

所用的植物纤维原料为秸秆、甘蔗渣、麦秆或高粱秆。

所述碱为NaOH、KOH或CaO。

本发明的有益效果是：该预处理工艺与传统的化学法预处理相比，工艺设备简单，处理效果好，不但能使原料在碱氧化水中浸渍均匀、充分，可除去大部分的木质素和半纤维素，同时纤维素损失很小，大幅度提高原料的酶解性能。另外，本工艺条件温和，易于控制、减少了生产成本，而且，预处理液可以重复利用，降低环境污染。易于工业化应用。

具体实施方式

本发明提供一种植物纤维原料温和碱/氧化预处理及对预处理液进行循环利用工艺。下面结合实施例对本发明进一步说明。

实施例1

以质量分数为1.0％的NaOH和0.6％H₂O₂为预处理液，以20～40目的甘蔗渣为原料，液固比为20∶1，30℃下处理16小时，甘蔗渣木质素去除率为64.3％，半纤维素去除率为29.8％.

实施例2

以质量分数为1.0％的NaOH和0.9％H₂O₂为预处理液，20～40目的甘蔗渣为原料，液固比为15∶1，30℃下处理24小时，甘蔗渣木质素去除率为66.6％，半纤维素去除率为19.8％。

实施例3

以质量分数为1.0％的NaOH和0.6％H₂O₂为预处理液，20～40目的甘蔗渣为原料，液固比为25∶1，35℃下处理24小时，甘蔗渣木质素去除率为81.6％，半纤维素去除率为30.6％。

实施例4

以质量分数为1.0％的KOH和0.8％H₂O₂为预处理液，20～40目的甘蔗渣为原料，液固比为35∶1，40℃下处理24小时，甘蔗渣木质素去除率为85.7％，半纤维素去除率为29.4％。

实施例5

以质量分数为1.0％的CaO和0.8％H₂O₂为预处理液，20～40目的甘蔗渣为原料，液固比为45∶1，40℃下处理24小时，甘蔗渣木质素去除率为84.7％，半纤维素去除率为24.4％。

实施例6

以质量分数为1.0％的NaOH和0.6％H₂O₂为预处理液，20～40目的麦秆渣为原料，液固比为25∶1，30℃下处理20小时，滤液回用3次，麦秆渣木质素去除率为79.5％，半纤维素去除率为28.7％。

实施例7

以质量分数为1.0％的NaOH和0.6％H₂O₂为预处理液，20～40目的秸秆渣为原料，液固比为25∶1，35℃下处理24小时，秸秆渣木质素去除率为81.6％，半纤维素去除率为30.6％。

实施例8

以质量分数为1.0％的NaOH和0.6％H₂O₂为预处理液，20～40目的高粱秆渣为原料，液固比为25∶1，30℃下处理20小时，滤液回用5次，高粱秆渣木质素去除率为76.6％，半纤维素去除率为18.4％。

植物纤维原料温和碱/氧化法预处理及溶剂循环利用工艺专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

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Q:专利著录项目变更费用如何缴交

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