一种酸水解液脱毒及制备纤维素乙醇的方法技术

一种酸水解液脱毒及制备纤维素乙醇的方法，属于生物质能源化工领域，具体工艺如下：生物质粉碎、干燥，浓酸水解；醇溶解酸和含抑制剂有机物，析出糖和木质素，实现糖与抑制剂分离；减压蒸馏回收醇，剩余酸和含抑制剂有机物；加水将酸稀释，升温脱水炭化有机物为胶体炭，调整酸浓度，返回水解工序循环利用；糖水解、发酵制备乙醇；胶体炭和木质素炭化、氧化制备活性炭。本发明专利技术用极性溶剂溶解抑制剂与非极性糖分离，脱毒和富集糖同步进行；把所有非糖水解有机物转化为胶体炭，与木质素一起与糖、酸分离并制备活性炭；用一步浓酸水解工序代替酶解法中预处理工序、脱毒工序和酶解工序，简化工艺，降低成本，无三废产生。

A method for detoxification of acid hydrolysate and preparation of cellulosic ethanol

【技术实现步骤摘要】
一种酸水解液脱毒及制备纤维素乙醇的方法
本专利技术属于生物质能源化工领域，具体涉及一种酸水解液脱毒及制备纤维素乙醇的方法。
技术介绍
纤维素燃料乙醇是以玉米芯、玉米秸秆等植物秸秆为原料，与粮食燃料乙醇相比具有不与粮争地、不与人争粮，资源丰富、绿色环保等优势，符合国家产业政策，属国家积极倡导的战略性新兴产业。目前，普遍使用的酶解法是用纤维素酶将纤维素分解为葡萄糖，但是纤维素酶如何与生物质中纤维素接触，既可及性，成为酶解法纤维素乙醇生产的主要制约步骤。木质素的阻隔，半纤维素包裹，纤维素稳定的晶体结构，使酶解法无法将纤维素转化为单糖，因此，必须对生物质进行预处理。目前预处理的主要方法是降解半纤维素、脱出木质素，使纤维素暴露表面，实现纤维素酶可及性。但是，半纤维素、纤维素和木质素在预处理步骤中会产生大量副产物，是抑制纤维素酶和酵母菌作用的毒害物质，如糠醛、5-羟甲基糠醛、羧酸、酚等抑制剂，在酶水解后，减少糖转化率5％～81％，因此，为了使抑制剂在发酵步骤前除去，必须增加的消除抑制剂的脱毒工序。为了脱毒，科学家们研究开发出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种酸水解液脱毒及制备纤维素乙醇的方法，其特征在于：包括如下步骤：/n步骤一、预处理：/n将生物质干燥、粉碎至15mm～25mm，过筛分离粉尘杂质，制备含水10wt％～15wt％的生物质粉；/n步骤二、浓酸水解：/n①按照浓度为98wt％的浓硫酸与生物质粉的投料质量比为(1～3)：1，根据生物质粉的含水量，调整反应体系的酸浓度为72wt％～75wt％，水解温度为45℃～80℃，分批加入酸和生物质粉，水解5min～20min，制备浓酸水解液，所述酸为硫酸或含胶体炭硫酸；/n②按照体积比为(2～5)：1，将无水乙醇加入到①中制备的浓酸水解液，搅拌30min～60min，溶解酸和含抑制剂水解有机...

【技术特征摘要】
1.一种酸水解液脱毒及制备纤维素乙醇的方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一、预处理：
将生物质干燥、粉碎至15mm～25mm，过筛分离粉尘杂质，制备含水10wt％～15wt％的生物质粉；
步骤二、浓酸水解：
①按照浓度为98wt％的浓硫酸与生物质粉的投料质量比为(1～3)：1，根据生物质粉的含水量，调整反应体系的酸浓度为72wt％～75wt％，水解温度为45℃～80℃，分批加入酸和生物质粉，水解5min～20min，制备浓酸水解液，所述酸为硫酸或含胶体炭硫酸；
②按照体积比为(2～5)：1，将无水乙醇加入到①中制备的浓酸水解液，搅拌30min～60min，溶解酸和含抑制剂水解有机物，析出糖、木质素和胶体炭，过滤，分离出醇酸和含抑制剂有机物溶液，得到固相糖、木质素和胶体炭，用等体积的无水乙醇浸渍、抽滤3次，提取残存的酸和抑制剂，净化固相糖、木质素和胶体炭；
③将②中醇酸和含抑制剂有机物溶液经减压蒸馏回收醇，经过处理后循环利用；剩余酸和含抑制剂水解有机物，有机物含量小于5wt％时，直接返回①循环利用，大于5wt％时，进入④水解炭化；
④加水将剩余酸和含抑制剂水解有机物中的酸浓度稀释至50wt％～75wt％，升温50℃～100℃脱水炭化，含抑制剂有机物转化为胶体炭，调整酸浓度为72wt％～75wt％含胶体炭硫酸，返回①水解工序循环利用；
⑤按照固液比1:(2～5)，将去离子水加入到②中的固相糖、木质素和胶体炭中，调节体系硫酸浓度为0.5wt％～1.5wt％，升高温度为100℃，水解60min～120min，降温，过滤分离出混合单糖溶液；滤饼木质素和胶体炭用等重量的去离子水浸渍、抽滤2次，回收残存的糖，溶解残糖的溶液用于溶解②中的固相糖、木质素和胶体炭中的糖；
步骤三...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓峰，杨晓敏，朱燕超，田玉美，王子忱，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22