具有高效发酵能力的木质纤维素制浆预水解液的制备工艺制造技术

针对现有技术在木质纤维素水解液脱毒方面存在的问题，本发明专利技术提供了一种基于高级氧化法和电渗析处理的具有高效发酵能力的制浆预水解液的制备方法，包括以下步骤：①制备制浆预水解液；②浓缩及除沉淀；③高级氧化处理；④电渗析处理。本发明专利技术以制浆造纸工业化学机械浆和溶解浆生产过程所产生的预水解液为处理对象，首先应用高级氧化试剂降解有机抑制剂分子，接着使用电渗析法去除预水解液中的电解质抑制剂，二者形成了显著地协同效应。根据上述方法制备的预水解液，可以作为发酵碳源用于发酵生产单细胞蛋白质或制备高附加值化合物。本发明专利技术的脱毒方法可以在不损失可发酵糖的情况下，既可以去除酚类等小分子抑制剂又可以除去可电离的抑制剂。

【技术实现步骤摘要】
具有高效发酵能力的木质纤维素制浆预水解液的制备工艺
本专利技术属于生物能源和制浆造纸领域，具体涉及一种木质纤维素制浆预水解液的制备工艺，尤其涉及一种采用高级氧化法和电渗析法制备具有高效发酵能力的木质纤维素制浆预水解液的工艺方法。
技术介绍
由于优良制浆造纸原料短缺、传统资源价格持续上涨、劳动力成本上升以及全球化竞争所带来的巨大压力，目前传统制浆造纸企业面临着前所未有的困难。单纯将木质纤维素转化成纸浆和纸张产品的旧有商业模式已经难以适用现有市场。将制浆造纸工业与生物质精炼相结合，在制浆之前，对植物纤维资源进行预水解，不仅能够降低蒸煮过程中的能耗，减少漂白过程中漂液的用量，同时提高纸浆质量，还可降低制浆造纸过程废水的BOD和COD，减少温室气体排放量，而且预处理得到的半纤维素和木素还可以用于生产高附加值的生物质燃料和生物质化学品等。研究人员已开发了预水解-化学机械浆和预水解亚硫酸盐溶解浆的制造工艺，应用酸预水解、热水预水解或蒸汽预水解的方法对制浆物料先行预水解以抽提半纤维素。制浆预水解液及其酸水解产物中，除了降解的半纤维素、木糖、葡萄糖外，还不可避免的会产生阻碍生物利用的抑制剂，例如纤维本文档来自技高网...

【技术保护点】
具有高效发酵能力的木质纤维素制浆预水解液的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：①制备制浆预水解液；②浓缩及除沉淀；③高级氧化处理；④电渗析处理；所述步骤①制备制浆预水解液采用的物料为造纸制浆原料；所述③高级氧化处理的具体步骤为：将一定浓度的高级氧化试剂加入②浓缩及除沉淀后的预水解液中，在一定的pH值及温度条件下处理一段时间，过滤，收集液相预水解液；所述④电渗析处理的具体步骤为：调节③高级氧化处理得到的预水解液的pH值，然后注入电渗析器的淡室中进行电渗析处理，处理后收集淡室中的预水解液，即得具有低发酵抑制性的制浆预水解液。

【技术特征摘要】
1.具有高效发酵能力的木质纤维素制浆预水解液的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：①制备制浆预水解液；②浓缩及除沉淀；③高级氧化处理；④电渗析处理；所述步骤①制备制浆预水解液采用的物料为造纸制浆原料；所述③高级氧化处理的具体步骤为：将一定浓度的高级氧化试剂加入②浓缩及除沉淀后的预水解液中，在一定的pH值及温度条件下处理一段时间，过滤，收集液相预水解液；所述④电渗析处理的具体步骤为：调节③高级氧化处理得到的预水解液的pH值，然后注入电渗析器的淡室中进行电渗析处理，处理后收集淡室中的预水解液，即得具有高效发酵能力的木质纤维素制浆预水解液；其中,所述③高级氧化处理中的高级氧化试剂为双氧水、臭氧、双氧水/臭氧混合物或双氧水/硫酸亚铁混合物；所述双氧水的浓度为1-10g/L，所述臭氧的浓度为0.5-2g/L，所述硫酸亚铁的浓度为0.1-2g/L；双氧水/臭氧混合物和双氧水/硫酸亚铁混合物中各组分的浓度范围与单独使用相同；所述高级氧化的pH值为2-10，温度为20-60℃，处理时间为0.5-24小时。2.根据权利要求1所述的具有高效发酵能力的木质纤维素制浆预水解液的制备工艺，其特征在于：所述步骤④中注入淡室的预水解液pH值为2-9；所述电渗析处理采用的电压为0.5-300V，采用的电流为0.1-50A，采用的阴离子交换膜和阳离子交换膜为1-500对；所述阴离子交换膜和阳离子交换膜的面积分别为50×50-1000×2000mm2。3.根据权利要求2所述的具有高效发酵能力的木质纤维素制浆预水解液的制备工艺，其特征在于：所述双氧水的浓度为2-8g/L，所述臭氧的浓度为1-2g/L，所述硫酸亚铁的浓度为0.2-1g/L；所述高级氧化的pH值为5-9，温度为25-50℃，处理时间为2-7小时。4.根据权利要求2...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙志杰，杜娟，张杨，崔球，王丹丹，
申请(专利权)人：中国科学院青岛生物能源与过程研究所，
类型：发明
国别省市：山东;37