一种木质纤维素酸碱耦合预处理方法

摘要

本发明涉及一种木质纤维素酸碱耦合预处理方法，利用酸碱耦合预处理分离木质纤维素为纤维素、半纤维素和木质素，同时实现木质纤维素组分分离和高效酶解糖化。步骤包括木质纤维素预处理、组分分离、纤维素酶解、溶剂回收利用等步骤。木质纤维素原料经甲酸或稀硫酸预处理后进行固液分离，其中，液体组分用于回收半纤维素水解糖和部分木质素；固体组分进行氨水或氢氧化钠溶液再处理，固液分离后液体组分用于回收木质素，固体组分(纤维素)进行酶解糖化。本发明将木质纤维素转化成纤维素水解糖(葡萄糖)、半纤维素水解糖(木糖、木寡糖)和木质素，为全生物量利用提供了基础，并可实现预处理溶剂回收再用的绿色工艺路线。

主权项

一种木质纤维素酸碱耦合预处理方法，其特征在于它包括下述步骤：(1)将风干的木质纤维素进行机械粉碎处理，粒径为100目～1cm之间；(2)粉碎后的木质纤维素加入酸溶液进行处理，酸溶液为含少量盐酸的甲酸溶液或稀硫酸溶液；(3)酸处理后的反应浆料进行固液分离，得液态物料和固态物料；(4)对步骤(3)获得的液态物料进行溶剂回收a.甲酸处理：通过减压蒸馏、萃取精馏或共沸精馏方法对液态物料中的甲酸进行回收，甲酸溶液回收后，木质素和半纤维素水解糖发生沉淀。加水溶解可溶性糖，水不溶性木质素经固液分离方法进行收集；b.稀硫酸处理：液态物料进行酸碱中和处理，加入氢氧化钠溶液，直到体系pH值为6.5～7.5。(5)对步骤(3)获得的固态物料再进行碱处理，碱溶液为氨水溶液或氢氧化钠溶液；(6)碱处理后的料液进行固液分离，得液态物料和固态物料；(7)对步骤(6)获得的液态物料进行溶剂回收a.氨水处理：进行氨水回收，收集产生的木质素沉淀，或用步骤(4b)的稀硫酸溶液进行中和处理，固液分离后收集木质素沉淀，液态物料为木糖、木寡糖等半纤维素水解糖；b.氢氧化钠处理：加入98wt％浓硫酸溶液进行中和处理，固液分离后收集木质素沉淀，或用步骤(4b)的稀硫酸溶液进行中和处理，固液分离后收集木质素沉淀，液态物料为木糖、木寡糖等半纤维素水解糖；(8)步骤(6)获得的固态物料经水洗、干燥后在pH为4.8的柠檬酸缓冲液中用纤维素酶和β‑葡萄糖苷酶进行水解；(9)酶解反应结束后物料进行固液分离，液态物料主要成分是葡萄糖等纤维素水解糖，少量的固态物料为木质素等难降解物质。