The present invention provides a biomass treatment method. When ammonia water is used to separate lignin from cellulose and hemicellulose, a certain amount of environmental friendly additives is added to improve the lignin removal rate and the subsequent conversion efficiency of the obtained solid matrix. The pretreated solid matrix is rich in cellulose and hemicellulose, which can be hydrolyzed into monosaccharides for fermentation of ethanol and other products. The pretreatment solution is rich in lignin degradation products and a small amount of hemicellulose degradation products, which can be recycled by acidification, centrifugation or membrane separation technology. Most ammonia water and additives used in pretreatment can be separated from the pretreatment liquor by waste steam recovery and vacuum distillation, and can be reused for biomass pretreatment. By adding a small amount of low-cost additives, this pretreatment method can obviously improve the effect of ammonia water pretreatment of biomass, and has good application prospects.
【技术实现步骤摘要】
一种生物质处理方法
本专利技术涉及氨水预处理
,尤其是一种生物质处理方法。
技术介绍
在木质纤维素中,纤维素由木素和半纤维素包裹着,纤维素与半纤维素和木素分子间的结合主要依赖氢键连接,半纤维素与木素之间还存在化学键,形成木素碳水化合物复合体(LCC),木质纤维素的这种结构会对纤维素的水解糖化会产生影响,使得纤维素直接降解比较困难。生物质预处理可以破坏纤维素、半纤维素和木素间的这种致密结构,同时除去部分或全部的木素,或是改变原料的物理化学结构,如降低纤维素的结晶度、聚合度、增加原料的孔隙率和比表面积等,从而提高生物质后续转化的效率和效果。目前,生物质预处理技术可分为物理预处理、化学预处理、物理化学预处理和生物预处理四类。化学预处理是目前最常用的生物质预处理方法,通常采用酸、碱和氧化剂等一种或几种共同用于预处理。氨水预处理主要包括氨水浸渍预处理、氨纤维爆破预处理(AFEX)等。其中氨水浸渍预处理一般包括两种模式:低强度长时间预处理(Soakinginammoniaaqueous,SAA)和高强度短时间预处理(Ammoniarecyclepercolation,ARP)。氨水预处理在脱除木素的同时,可增加木质纤维原料的多孔性、纤维润胀性以及内比表面积,降低纤维素的聚合度和结晶度,从而提高后续酶解效率。ARP是用5-15%氨水溶液在连续式反应器中对木质纤维原料进行高温处理。氨水在处理过程中可循环使用。ARP可除去70%以上的木素、50-60%的半纤维素,但保留了92%以上的纤维素。典型的ARP工艺为:氨水浓度15wt%,流速5mL/min,温度170℃,压力 ...
【技术保护点】
1.一种生物质处理方法,其特征在于:具体步骤如下:(1)将生物质原料粉碎成颗粒状或长条状;(2)将步骤(1)中处理后的生物质原料、氨水、助剂、水置于反应器内混合,进行预处理,反应器内的混合溶液在60‑170℃的条件下浸渍处理0.5‑12h,反应器内压力设置为0‑3MPa;(3)反应结束后,立即对反应器进行放气处理,并用水吸收反应器内释放的氨气蒸汽和部分环保助剂;将步骤(2)中反应器内的固体及液体进行过筛分离,得到预处理液和固体残渣,对预处理液进行减压蒸馏,回收氨和助剂;(4)将步骤(3)中的固体残渣进行洗涤处理,至洗涤液呈中性,滤水后得到的固体残渣即为固体基质,可用于后续的生物质转化处理;(5)向步骤(3)中的预处理液中加入无机酸或有机酸,调节pH值小于或等于3,析出黄色沉淀,将沉淀与预处理液离心并膜过滤分离,得到木素产品。
【技术特征摘要】
1.一种生物质处理方法,其特征在于:具体步骤如下:(1)将生物质原料粉碎成颗粒状或长条状;(2)将步骤(1)中处理后的生物质原料、氨水、助剂、水置于反应器内混合,进行预处理,反应器内的混合溶液在60-170℃的条件下浸渍处理0.5-12h,反应器内压力设置为0-3MPa;(3)反应结束后,立即对反应器进行放气处理,并用水吸收反应器内释放的氨气蒸汽和部分环保助剂;将步骤(2)中反应器内的固体及液体进行过筛分离,得到预处理液和固体残渣,对预处理液进行减压蒸馏,回收氨和助剂;(4)将步骤(3)中的固体残渣进行洗涤处理,至洗涤液呈中性,滤水后得到的固体残渣即为固体基质,可用于后续的生物质转化处理;(5)向步骤(3)中的预处理液中加入无机酸或有机酸,调节pH值小于或等于3,析出黄色沉淀,将沉淀与预处理液离心并膜过滤分离,得到木素产品。2.根据权利要求1所述生物质处理方法,其特征在于:将步骤(5)中除去木素的预处理液进行蒸发浓缩、膜过滤或层析处理,得到各种聚糖和单糖。3.根据权利要求1所述生物质处理方法,其特征在于:所述步骤(1)中...
【专利技术属性】
技术研发人员:杨秋林,王东升,霍丹,刘秋娟,张凤山,
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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