一种生物质废弃物的预处理方法技术

本发明专利技术涉及工业生物技术领域，特别涉及一种生物质废弃物的预处理方法。本发明专利技术方法为：向粉碎处理后的生物质废弃物中依次加水、二价铁离子和过氧化氢溶液，搅拌均匀，处理至少5min，获得生物质废弃物的预处理液；其中，每1g所述生物质废弃物需加入的所述二价铁离子的物质的量为2.63-52.6mM，每1g所述生物质废弃物需加入的所述过氧化氢的物质的量为3.5-7.1mM。发明专利技术所述生物质废弃物的预处理方法工艺简单，条件温和、环境友好、能源节约并且与木薯酒糟为代表的生物质废弃物结构相适应的新型预处理方式，为实现木薯酒糟为代表的生物质废弃物低成本、高效转化提供了一条新的途径。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及工业生物
，特别涉及一种生物质废弃物的预处理方法。
技术介绍
木薯具有较广的分布，相对便宜，等高产值，淀粉含量高等优点，被用于生物乙醇的生产。而木薯酒糟是以木薯为原料生产乙醇过程中产生的固体废弃物。一些企业将木薯酒糟用做牲畜饲料，锅炉的燃料，还有一些企业直接将木薯酒糟当做丢弃的垃圾。每年，超过360万吨酒糟是从中国木薯燃料乙醇生产过程中产生的。这样大量固体残留物会造成严重的环境污染。木薯酒糟的主要成分是木质纤维素，纤维素含量大约20％左右，木质素的含量可以高达24％。大量木质素的存在成为了限制木薯酒糟利用的严重的屏障。为了去除木质素，现在针对木薯酒糟的预处理方式沿用了酸碱传统预处理，传统预处理方式普遍存在反应过于强烈，碳水化合物回收率低，副产物多，能耗大、设备要求高等诸多弊端，从而制约了木薯酒糟为代表的生物质废弃物的大规模综合炼制。所以亟待专利技术一种条件温和、环境友好、能源节约并且与木薯酒糟为代表的生物质废弃物结构相适应的新型预处理方式，为实现木薯酒糟为代表的生物质废弃物低成本、高效转化提供了一条新的途径。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种生物质废弃物的预处理方法。本专利技术所述生物质废弃物的预处理方法的反应条件温和，并且实现了对生物质废弃物低成本和高效率的转化处理，提高了纤维素的转化率和生产葡萄糖的得率，生产成本低，更利于实现工业化生产。为实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案为：一种生物质废弃物的预处理方法，其特征在于，向粉碎处理后的生物质废弃物中依次加水、二价铁离子和过氧化氢溶液，搅拌均匀，处理至少5min，获得生物质废弃物的预处理液；其中，每1g所述生物质废弃物需加入的所述二价铁离子的物质的量为2.63-52.6mM，每1g所述生物质废弃物需加入的所述过氧化氢的物质的量为3.5-7.1mM。优选的是，每1g所述生物质废弃物需加入所述二价铁离子的物质的量为11.9～15.8mM。优选的是，每1g所述生物质废弃物需加入过氧化氢溶液的物质的量为5.3～7.1mM。二价铁离子与过氧化氢在溶液中反应，瞬间产生很多自由基，自由基轰击生物质废弃物的结构，使得生物质结晶区和氢键网络结构破坏，生物质废弃物结构松散，有利于后期其与酶充分混合，提高反应的效率和纤维素的转化率。这一反应在常温下也可以顺利进行，无需加热过程，不过，如果进行适当加热会加速自由基的运动，增强自由基预处理程度，因此，本专利技术申请人还对加热温度做了进一步的试验，获得比较合适的加热温度。优选的是，还包括以下步骤：将粉碎处理后的生物质废弃物、水、二价铁离子和过氧化氢溶液混合后进行加热处理，加热处理的温度为80-120℃，加热时间为5-60min。优选的是，将粉碎处理后的生物质废弃物、水、二价铁离子和过氧化氢溶液混合后进行加热处理，加热处理的温度为95～105℃，加热时间为20-40min。优选的是，将粉碎处理后的生物质废弃物、水、二价铁离子和过氧化氢溶液混合后进行加热处理，加热处理的温度为100℃，加热时间为30min。优选的是，所述二价铁离子来源于硫酸亚铁或者氯化亚铁中的一种铁盐水解。优选的是，将生物质废弃物烘干并粉碎处理，过40-100目的标准筛。本专利技术的有益效果是：二价铁离子与过氧化氢在溶液中反应，瞬间产生很多自由基，自由基攻击生物质废弃物的结构，使得生物质结晶区和氢键网络结构破坏，生物质废弃物结构松散，有利于后期其与酶充分混合，提高反应的效率和纤维素的转化率。这一反应中在常温下也可以顺利进行，无需加热过程；如果进行适当加热会加速自由基的运动，增强自由基预处理程度，因此，本专利技术申请人还对加热温度做了进一步的试验，获得比较合适的加热温度。专利技术所述生物质废弃物的预处理方法工艺简单，条件温和、环境友好、能源节约并且与木薯酒糟为代表的生物质废弃物结构相适应的新型预处理方式，为实现木薯酒糟为代表的生物质废弃物低成本、高效转化提供了一条新的途径。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。实施例1一种生物质废弃物的预处理方法，包括以下步骤：步骤一、将生物质废弃物烘干并粉碎处理，过40-100目的标准筛；步骤二、向粉碎处理后的生物质废弃物中依次加水、二价铁离子和过氧化氢溶液，搅拌均匀，处理60min，获得生物质废弃物的预处理液；其中，每1g所述生物质废弃物需加入的所述二价铁离子的物质的量为2.63-52.6mM，每1g所述生物质废弃物需加入的所述过氧化氢的物质的量为3.5-7.1mM。实施例2一种生物质废弃物的预处理方法，包括以下步骤：步骤一、将生物质废弃物烘干并粉碎处理，过40-100目的标准筛；步骤二、向粉碎处理后的生物质废弃物中依次加水、二价铁离子和过氧化氢溶液，搅拌均匀；其中，每1g所述生物质废弃物需加入的所述二价铁离子的物质的量为2.63mM，每1g所述生物质废弃物需加入的所述过氧化氢的物质的量为3.5mM；步骤三、将粉碎处理后的生物质废弃物、水、二价铁离子和过氧化氢溶液混合后进行加热处理，加热处理的温度为80℃，加热时间为5min，获得预处理液。其中，二价铁离子来源于硫酸亚铁或者氯化亚铁中的一种铁盐水解。实施例3一种生物质废弃物的预处理方法，包括以下步骤：步骤一、将生物质废弃物烘干并粉碎处理，过40-100目的标准筛；步骤二、向粉碎处理后的生物质废弃物中依次加水、二价铁离子和过氧化氢溶液，搅拌均匀；其中，每1g所述生物质废弃物需加入的所述二价铁离子的物质的量为11.9mM，每1g所述生物质废弃物需加入的所述过氧化氢的物质的量为5.3mM；步骤三、将粉碎处理后的生物质废弃物、水、二价铁离子和过氧化氢溶液混合后进行加热处理，加热处理的温度为95℃，加热时间为20min，获得预处理液。其中，二价铁离子来源于硫酸亚铁或者氯化亚铁中的一种铁盐水解。实施例4一种生物质废弃物的预处理方法，包括以下步骤：步骤一、将生物质废弃物烘干并粉碎处理，过40-100目的标准筛；步骤二、向粉碎处理后的生物质废弃物中依次加水、二价铁离子和过氧化氢溶液，搅拌均匀；其中，每1g所述生物质废弃物需加入的所述二价铁离子的物质的量为15.8mM，每1g所述生物质废弃物需加入的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物质废弃物的预处理方法，其特征在于，向粉碎处理后的生物质废弃物中依次加水、二价铁离子和过氧化氢溶液，搅拌均匀，处理至少5min，获得生物质废弃物的预处理液；其中，每1g所述生物质废弃物需加入的所述二价铁离子的物质的量为2.63‑52.6mM，每1g所述生物质废弃物需加入的所述过氧化氢的物质的量为3.5‑7.1mM。

【技术特征摘要】
1.一种生物质废弃物的预处理方法，其特征在于，向粉碎处理后的生物
质废弃物中依次加水、二价铁离子和过氧化氢溶液，搅拌均匀，处理至少5
min，获得生物质废弃物的预处理液；
其中，每1g所述生物质废弃物需加入的所述二价铁离子的物质的量为
2.63-52.6mM，每1g所述生物质废弃物需加入的所述过氧化氢的物质的量为
3.5-7.1mM。
2.如权利要求1所述的生物质废弃物的预处理方法，其特征在于，每
1g所述生物质废弃物需加入所述二价铁离子的物质的量为11.9～15.8mM。
3.如权利要求2所述的生物质废弃物的预处理方法，其特征在于，每
1g所述生物质废弃物需加入过氧化氢溶液的物质的量为5.3～7.1mM。
4.如权利要求1所述的生物质废弃物的预处理方法，其特征在于，还包
括以下步骤：
将粉碎处理后的生物质废弃物、水、二价铁离子和...

【专利技术属性】
技术研发人员：高乐，李晨，张东远，陈树林，
申请(专利权)人：中国科学院天津工业生物技术研究所，
类型：发明
国别省市：天津;12