木质纤维素的预处理方法以及其在提高木质纤维素酶解效率中的应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110747236A(43)申请公布日2020.02.04(21)申请号201810813808.X(22)申请日2018.07.23(71)申请人天津市职业大学地址300421天津市北辰区洛河道2号(72)发明人尚亚平贾文(74)专利代理机构天津创智天诚知识产权代理事务所(普通合伙)12214代理人李蕊(51)Int.Cl.C12P7/10(2006.01)C12P19/14(2006.01)C12P19/02(2006.01)权利要求书1页说明书6页(54)发明名称木质纤维素的预处理方法以及其在提高木质纤维素酶解效率中的应用(57)摘要本发明公开了一种木质纤维素的预处理方法以及其在提高木质纤维素酶解效率中的应用，木质纤维素的预处理方法包括以下步骤：将木质纤维素进行机械粉碎，在室温20～25℃放置至少24小时晾干，过筛，得到粒径为0.18-0.85mm的木质纤维素颗粒，将所述木质纤维素颗粒放入pH<2.5的无机盐溶液中并于100～160℃保温0.5～3h，得到固液混合物，将固液混合物进行固液分离，得到固体，将所述固体洗涤至中性，洗涤后干燥至少24h，得到预处理后木质纤维素，其中，所述无机盐溶液中无机盐的浓度为0.01～2mol/L。本发明预处理方法所使用的无机盐用量很少，成本降低，节约资源；水洗后金属离子残留量较小，对后续酶解过程的抑制作用较小。本发明预处理方法需采用耐腐蚀设备，常压下即可操作。CN110747236ACN110747236A权利要求书1/1页1.一种木质纤维素的预处理方法，其特征在于，包括以下步骤：将木质纤维素进行机械粉碎，在室温20～25℃放置至少24小时晾干，过筛，得到粒径为0.18-0.85mm的木质纤维素颗粒，将所述木质纤维素颗粒放入pH<2.5的无机盐溶液中并于100～160℃保温0.5～3h，得到固液混合物，将固液混合物进行固液分离，得到固体，将所述固体洗涤至中性，洗涤后干燥至少24h，得到预处理后木质纤维素，其中，所述无机盐溶液中无机盐的浓度为0.01～2mol/L。2.根据权利要求1所述的预处理方法，其特征在于，所述无机盐溶液中的无机盐为强酸弱碱盐，所述强酸弱碱盐为三价的铁盐、铝盐、铜盐或镁盐，优选为三价的铁盐和铝盐。3.根据权利要求1或2所述的预处理方法，其特征在于，通过加入与所述无机盐溶液中无机盐同酸根的酸性溶液，以使所述无机盐溶液的pH<2.5，所述无机盐溶液的pH优选为pH1～2。4.根据权利要求3所述的预处理方法，其特征在于，所述粒径为0.18-0.85mm的木质纤维素颗粒的质量份数与所述无机盐溶液的体积份数的比为1：(4～10)，其中，所述质量份数的单位为g，所述体积份数的单位为mL。5.根据权利要求2或4所述的预处理方法，其特征在于，所述干燥的温度为50-80℃。6.根据权利要求5所述的预处理方法，其特征在于，所述木质纤维素为玉米芯。7.根据权利要求4或6所述的预处理方法，其特征在于，所述无机盐溶液中无机盐的浓度为0.01～1mol/L，优选为0.01～0.1mol/L。8.如权利要求2、4或6所述预处理方法所得预处理后木质纤维素。9.如权利要求8所述预处理后木质纤维素在提高木质纤维素酶解效率中的应用。10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述木质纤维素酶解成葡萄糖的酶解率高达91％。2CN110747236A说明书1/6页木质纤维素的预处理方法以及其在提高木质纤维素酶解效率中的应用技术领域[0001]本发明属于纤维素乙醇技术领域，具体来说涉及一种木质纤维素的预处理方法以及其在提高木质纤维素酶解效率中的应用。背景技术[0002]近年来，利用木质纤维素转化为液态燃料、平台化学品和特殊化学材料已成为国际热门课题。通过集成化生物或化学催化转化技术将木质纤维素转化为各种糖类后，经糖平台技术转化为燃料乙醇等液体燃油和高附加值平台化学品(5-羟甲基糠醛、呋喃、乙酰丙酸等)，进一步加工可制得精制化学品、聚合物以及其他能源物质。[0003]通常，木质纤维素的生物催化转化过程主要包括以下四步：预处理、水解、发酵和产物回收。为了增加木质纤维素生物转化的效率，要选择适宜的预处理工艺降低其生物质顽抗性(顽抗性主要源于由交叉连链接的多聚体网络、糖蛋白和木质素组成植物细胞壁的结构)，改变底物的物理结构和化学组成，增大底物可及性表面积，提高后续水解过程中的酶水解反应速率和酶解转化率。木质纤维素的预处理方法包括机械法、物理化学法及生物法等。研究表明，强酸弱碱盐预处理可一定程度强化预处理效果，但需要较高的金属离子浓度，这一方面导致了预处理成本的提高、预处理后物料洗涤的成本增加，另一方面残留的金属离子还将对预处理后底物的酶解过程产