The invention discloses a method for pretreating biomass by ultrasonic wave assisted ionic liquid, belonging to the technical field of biomass utilization. The first anionic imidazole ionic liquid 1 butyl 3 imidazolium chloride salt and 1 butyl 3 methyl imidazole acetate pretreatment on biomass, ultrasonic frequency five were applied to assisted pretreatment, then distilled dissolved, filtered and dried to obtain the regeneration of biomass, followed by enzymatic hydrolysis and the acid hydrolysis of recycled biomass under certain conditions. The invention can remarkably increase the yield of reducing sugar hydrolysis of biomass, including the yield of enzyme hydrolysis and the yield of acid hydrolysis, and the yield of reducing sugar is increased by 27.5%~38.1%. The utility model has the advantages of regeneration and reuse of ionic liquids, ultrasonic wave, green physics field, low energy consumption, low cost, simple operation, environmental friendliness and the like.
【技术实现步骤摘要】
一种利用超声波辅助离子液预处理生物质的方法
本专利技术属于生物质利用
,具体涉及一种利用超声波辅助离子液体预处理生物质提高其水解率的方法。
技术介绍
随着经济的迅速发展,人口的快速增长,人类对能源的需求日趋增大,不可再生的石化资源正消耗殆尽并且面临日益严重的环境问题,已经严重制约了全世界可持续发展,开发清洁替代石油资源的可再生资源已经迫在眉睫。生物质是由太阳能转化的地球上唯一的一种储量丰富的可储存和运输的可再生资源。木质纤维素是生物质的主要组成部分,其广泛存在于农作物秸秆中,产量大,易得到以及价格低廉等优势使其成为最具有利用潜力的生物质资源之一,近年来利用秸秆制取还原糖也成为世界各国生物质利用的一个重要研究方向。离子液体因其具有溶解能力强,对有机及无机化合物都有良好的溶解性能;液体状态温度范围宽,热稳定性高;易回收,可循环使用;具有可设计性,可通过调节阴离子组成来改变本身的物理及化学性质等特点成为近年来作为纤维素的最主要预处理剂,但是由于离子液体较昂贵,具有一定毒性,在溶解纤维素和回收过程中均会有所损耗,且预处理后对纤维素水解率提高有限,所以在此基础上引入超声波辅助离子液体预处理生物质以增加离子液体作为预处理剂的溶解效应,减少离子液体的使用量,节省成本。超声波是声波的一种,因其在传播过程中可以产生空化效应、热效应、机械效应等效应,也逐渐运用于大分子物质的降解,如多糖降解和蛋白水解等方面。目前在生物质降解领域已经有一定程度的研究。超声波对生物质预处理的作用表现在溶液中产生的空化及机械效应可以对生物质表面进行冲击和剪切,能够有效破坏纤维素分子中氢键,降低 ...
【技术保护点】
一种利用超声波辅助离子液预处理生物质的方法,其特征在于按照下述步骤进行:(1)以离子液体为溶剂,,按照1:10~1:20的固液比(g/mL)将生物质与离子液体相混合,在70~80℃下磁力搅拌,并施加不同频率的超声波20~30 min使生物质完全溶解于离子液体中;(2)待反应结束后,将蒸馏水按照离子液体3~5倍体积的量加入到反应溶液中,离子液体溶解到蒸馏水中并析出沉淀,过滤出沉淀并用蒸馏水洗涤3~5次后于烘箱80℃烘干,得到预处理再生生物质;(3)采用减压蒸馏的方法对离子液体进行回收;生物质沉淀析出后,得到的溶液为水和离子液体混合液体,在60℃,100 rpm条件下旋转蒸发去除水分,直至水分不再蒸发,并在80℃条件下干燥12~24 h以除去剩余水分;(4)称取一定质量的预处理再生生物质,按照固液比1:300~1:500 (g/ml)加入到以醋酸‑醋酸钠缓冲物的纤维素酶溶液中,至于摇床中,在50~60℃,80~150 rpm下反应12~24 h,得到酶水解液;(5)称取一定质量的预处理再生生物质,按照固液比1:20 (g/mL)与质量分数为2%的稀硫酸混合以后在160~180℃下反应60~ ...
【技术特征摘要】
1.一种利用超声波辅助离子液预处理生物质的方法,其特征在于按照下述步骤进行:(1)以离子液体为溶剂,,按照1:10~1:20的固液比(g/mL)将生物质与离子液体相混合,在70~80℃下磁力搅拌,并施加不同频率的超声波20~30min使生物质完全溶解于离子液体中;(2)待反应结束后,将蒸馏水按照离子液体3~5倍体积的量加入到反应溶液中,离子液体溶解到蒸馏水中并析出沉淀,过滤出沉淀并用蒸馏水洗涤3~5次后于烘箱80℃烘干,得到预处理再生生物质;(3)采用减压蒸馏的方法对离子液体进行回收;生物质沉淀析出后,得到的溶液为水和离子液体混合液体,在60℃,100rpm条件下旋转蒸发去除水分,直至水分不再蒸发,并在80℃条件下干燥12~24h以除去剩余水分;(4)称取一定质量的预处理再生生物质,按照固液比1:300~1:500(g/ml)加入到以醋酸-醋酸钠缓冲物的纤维素酶溶液中,至于摇床中,在50~60℃,80~150rpm下反应12~24h,得到酶水解液;(5)称取一定质量的预处理再生生物质,按照固液比1:20(g/mL)与质量分数为2%的稀硫酸混合以后在160~180℃下反应60~90min,反应结束后将反应液经过滤除去沉淀,将滤液定容至一定量,获得酸水解溶液;(6)水解反应结束后分别测定酶水解液和酸水解液中单糖糖以及还原糖含量并计算出各自的得率。2.根据权利要求1所述的一种利用超声波辅助离子液预处理生物质的方法,其特征在于使用的离子液体为阴离子咪唑离子液体1-丁基-...
【专利技术属性】
技术研发人员:周存山,鲍鑫捷,马海乐,余筱洁,张磊,江昊南,
申请(专利权)人:江苏大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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