The invention relates to a steam explosion pretreatment shortcomings in steam explosion pretreatment before with a certain concentration of NaOH solution according to a certain ratio of material to liquid pretreatment of raw materials, raw materials can destroy part of lignin, improve steam explosion pretreatment effect, also can reduce the generation of steam explosion suppression process, thereby eliminating steam explosion after the treatment of material washing process. NaOH solution in the process of straw water content is less than 100%, the material is moist without flow of water and wastewater treatment process does not produce, this method has the advantages of simple equipment, convenient operation, no environmental pollution, with the steam explosion after the material without washing.
【技术实现步骤摘要】
一种无废液产生的秸秆预处理方法
本专利技术属于木质纤维素预处理领域,主要涉及一种采用NaOH溶液结合蒸汽爆破处理木质纤维素原料的方法,处理过程中无废液产生,并可提高蒸汽爆破预处理效果并降低蒸汽爆破预处理后抑制物的形成,从而提高木质纤维素生物质酶解效率。
技术介绍
能源危机与环境压力一直迫使着人类寻求一种新的可再生能源,中国是农业大国,农作物秸秆年产生量有约7亿吨,其中稻草秸秆约有1.8亿吨,这些木质纤维素生物质是一种极具开发潜力的可再生能源,寻找一种先进实用的技术将秸秆原料降解,使其能用于微生物发酵生产乙醇,对解决能源危机有着重大意义。但天然的木质纤维素是一种具有高度结晶区,结构非常稳定的超分子。在植物细胞壁中,木质素填充于纤维素和半纤维素之间的空间,通过氢键和共价键将等糖类聚合物连接在一起,并维持整个系统结构的稳定性与刚性。这种结构对木质纤维素的降解利用具有很高的抗性,合适的预处理过程,是打破这种抗性的有效手段。蒸汽爆破是一种有效的物理化学预处理方法,主要是利用高温高压水蒸汽处理纤维原料,通过瞬间释压过程实现原料的组分分离和结构变化。在蒸汽爆破过程中,水蒸气在高温高压的作用下渗入木质纤维素原料内部,使原料中的乙酰基和一些其它功能基团在高温作用下形成有机酸,将半纤维素水解成低聚糖,同时软化并部分降解木质素,然后瞬间泄压,蒸汽迅速膨胀,对外做功,使纤维断裂,增加原料比表面积,提高酶的吸附性,破坏纤维素结晶区,提高酶解效率。但蒸汽爆破的的缺点在于对木质素的去除效果不显著,同时由于在高温作用下产生的有机酸会将半纤维素过度水解为糠醛等酶解抑制物。在蒸汽爆破预处理前 ...
【技术保护点】
一种无废液产生的秸秆预处理方法,采用自然风干的柠条,水稻,小麦秸秆为原料,用NaOH溶液和蒸汽爆破相结合处理的工艺方法,其工艺特征在于以下步骤:(1)将自然风干的柠条,水稻,小麦秸秆切割为长度小于3cm的小段;(2)分别将上述秸秆原料与一定浓度的NaOH溶液以一定的料液比混合均匀,室温下密闭放置4~30天。(3)将上述经NaOH处理后的物料进行蒸汽爆破处理,蒸汽压力1.0~2.5MPa,保压时间5~20min。(4)上述蒸汽爆破处理后的物料于40℃真空干燥。(5)将干燥后的物料用植物样品粉碎机粉碎,过20~80目筛。(6)参照NREL上的实验规程对粉碎后的物料进行成分分析和酶解,计算葡聚糖和木聚糖转化率。
【技术特征摘要】
1.一种无废液产生的秸秆预处理方法,采用自然风干的柠条,水稻,小麦秸秆为原料,用NaOH溶液和蒸汽爆破相结合处理的工艺方法,其工艺特征在于以下步骤:(1)将自然风干的柠条,水稻,小麦秸秆切割为长度小于3cm的小段;(2)分别将上述秸秆原料与一定浓度的NaOH溶液以一定的料液比混合均匀,室温下密闭放置4~30天。(3)将上述经NaOH处理后的物料进行蒸汽爆破处理,蒸汽压力1.0~2.5MPa,保压时间5~20min。(4)上述蒸汽爆破处理后的物料于40℃真空干燥。(5)将干燥后的物料用植物样品粉碎机粉碎,过20~80目筛。(6)参照NREL上的实验规程对粉碎后的物料进行成分分析和酶解,...
【专利技术属性】
技术研发人员:钟成,彭太兵,贾士儒,何士成,孙曼钰,张玉明,谭之磊,韩培培,
申请(专利权)人:天津科技大学,
类型:发明
国别省市:天津,12
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