超声波强化碱性过氧化氢预处理木质纤维素的方法

摘要

本发明涉及一种超声波强化碱性过氧化氢预处理木质纤维素的方法，该方法为：在碱处理木质纤维素的同时进行超声波的强化作用，间隔一段时间后加入过氧化氢进行强氧化作用；预处理结束后，将原料进行固液分离，其中的固体组分烘干后进行纤维素酶酶解和成分分析，液体组分用于回收半纤维素和木质素成分。本发明旨在利用超声波剧烈的空化作用强化碱性过氧化氢对木质素成分的皂化和强氧化作用，以大幅度降低阻碍木质纤维素原料酶解的木质素，将大部分纤维素和半纤维素降解为可发酵的单糖，从而最大限度地提高木质纤维素的原料利用率。并通过酸析法对预处理液中的半纤维素和木质素进行回收，实现零资源浪费的绿色工艺。

主权项

一种超声波强化碱性过氧化氢预处理木质纤维素的方法，其特征在于该方法包括下述步骤：1）将风干的木质纤维素进行物理粉碎处理再筛分；2）将筛分后的木质纤维素于105℃烘干至恒重，除去其中水分；3）将烘干后的木质纤维素加入氢氧化钠溶液中进行处理，并同时进行超声波作用，间隔10～30min后加入过氧化氢继续处理，得到预处理后的反应浆料，其中超声波和NaOH溶液共同作用的总时间为40～60min，超声波的作用功率为120w，温度为25℃；4）将步骤3）中预处理后的反应浆料进行固液分离，收集液态物料，不断洗涤固态物料至pH值呈中性并将其于105℃下烘干至恒重；5）将步骤4）中收集的液态物料进行半纤维素和木质素的回收：利用HCl溶液将液态物料的pH值调至5～6，加入3倍体积的乙醇，静置2h后过滤，滤渣即为半纤维素；取其滤液在90℃下减压旋转蒸发浓缩，待乙醇完全蒸出后继续滴加HCl溶液至pH值1.5～2，静置待沉淀析出，离心后所得固体即为木质素；6）将步骤4）中烘干后的固态物料在pH值为4.5～4.8的柠檬酸‑柠檬酸钠缓冲液中用纤维素酶进行水解；7）将步骤6）中水解后得到的浆料进行固液分离，液态物料主要是葡萄糖等水解糖，固态物料则是部分难降解物质。