酸法预处理联合离心法的秸秆制备木糖方法技术

本发明专利技术公开了一种酸法预处理联合离心法的秸秆制备木糖方法，包括如下步骤：取秸秆原料，研磨后过筛；烘焙所述研磨过筛后的秸秆粉末，之后，晾至室温，研磨均匀，得100目干燥秸秆粉末，备用；取步骤2)中得到的干燥秸秆粉末，置于反应釜中，并加入酸性催化剂溶液，进行水解，其中，所述酸性催化剂溶液为有机酸溶液或强酸弱碱盐溶液；反应完成后，打开排气阀，迅速冷却反应釜，得处理后秸秆；接着，离心处理后秸秆后分离底渣和液体，之后，过有机滤膜抽滤液体，得木糖为主要溶质的秸秆上清液。该酸法预处理联合离心法的秸秆制备木糖方法可提高木糖得率，提取出的木糖可作为食品添加剂、木糖醇原料等，从而实现农林废弃物的资源化高值利用。

【技术实现步骤摘要】
酸法预处理联合离心法的秸秆制备木糖方法
本专利技术提供了一种酸法预处理联合离心法的秸秆制备木糖方法，是一种农林废弃物资源化高值利用的方法。
技术介绍
我国作为农业大国，玉米种植面积大，玉米是中国三大粮食作物之一，年产量达千亿吨，玉米收获的同时也会有大量的玉米秸秆伴生，实现玉米秸秆的高值化利用会产生较大的经济价值。玉米秸秆由纤维素、半纤维素和木质素等构成，木糖由其中的半纤维素水解生成，但半纤维素会通过一些化学键接作用与纤维素、木质素相互交织，形成结构复杂的天然抗降解屏障，这种复杂结构对半纤维素水解和木糖生成有不利影响。因此，提出一种新的秸秆制备木糖的方法，以促进半纤维素水解、提高木糖提取率成为亟待解决的问题。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种酸法预处理联合离心法的秸秆制备木糖方法，以解决现有秸秆提取木糖方法提取率低、杂质多等问题。本专利技术提供的技术方案是：一种酸法预处理联合离心法的秸秆制备木糖方法，包括如下步骤：1)取秸秆原料，研磨后过筛，得研磨过筛后的秸秆粉末；2)烘焙所述研磨过筛后的秸秆粉末，之后，晾至室温，研磨均匀，得100目干燥秸秆粉末，备用；3)取步骤2)中得到的100目干燥秸秆粉末，置于反应釜中，并加入酸性催化剂溶液，拧紧反应釜，关闭排气阀，其中，所述干燥秸秆粉末与酸性催化剂溶液的固液比为2g/28ml～2g/16ml，所述酸性催化剂溶液为有机酸溶液或强酸弱碱盐溶液，所述酸性催化剂溶液中溶质的含量为5g/L～15g/L；4)设置反应釜中水解反应在130℃～190℃条件下处理15min～30min，反应过程中平衡转子将釜内物质持续混合均匀；5)反应完成后，打开排气阀，迅速冷却反应釜，得处理后秸秆；6)将处理后秸秆在8000g～10000g的条件下离心15min～30min后分离底渣和液体，之后，过有机滤膜抽滤上清液，得秸秆上清液，即：木糖溶液。优选，步骤1)中，研磨后秸秆过100目筛。进一步优选，步骤2)中，烘焙温度为95℃～105℃，烘焙时间6h～8h。进一步优选，步骤3)中，所述有机酸溶液为苯磺酸溶液或甲酸溶液，所述强酸弱碱盐溶液为氯化铝溶液或氯化铁溶液。进一步优选，步骤4)中，反应釜的水解温度为170℃，水解时间为15min。进一步优选，步骤6)中，处理后秸秆在9000g的条件下离心15min。进一步优选，步骤6)中，所述有机滤膜的直径为50mm，孔径为0.45μm。本专利技术提供的酸法预处理联合离心法的秸秆制备木糖方法，利用研磨、烘焙等方法处理秸秆并添加酸性催化剂(有机酸、强酸弱碱盐)辅助水解反应，可提高木糖得率，提取出的木糖可作为食品添加剂、木糖醇原料等，从而实现农林废弃物的资源化高值利用。该方法不限生物质种类，对稻壳、木材等其他生物质原料均适用，另外，酸性催化剂选择有机酸和强酸弱碱盐，在保证木糖产率的基础上，可以进一步减少糠醛生成。具体实施方式下面将结合具体的实施方案对本专利技术进行进一步的解释，但并不局限本专利技术。实施例1酸法预处理联合离心法的秸秆制备木糖方法，包括如下步骤：1)取秸秆原料，研磨后过100目筛，得研磨过筛后的秸秆粉末；2)在105℃的条件下烘焙所述研磨过筛后的秸秆粉末6h，之后，晾至室温，研磨均匀，得100目干燥秸秆粉末，备用；3)取步骤2)中得到的2g100目干燥秸秆粉末，置于50mL反应釜中，并加入24ml酸性催化剂溶液，拧紧反应釜，关闭排气阀，所述酸性催化剂溶液为苯磺酸溶液，所述苯磺酸溶液中溶质的含量为15g/L；4)设置反应釜中水解反应在170℃条件下处理15min，反应过程中平衡转子将釜内物质持续混合均匀；5)反应完成后，打开排气阀，迅速冷却反应釜，得处理后秸秆；6)将处理后秸秆在9000g的条件下离心15min后分离底渣和上清液，之后，抽滤液体，过有机滤膜，得秸秆上清液，其中，所述有机滤膜的直径为50mm，孔径为0.45μm。实施例2～4与实施例1的不同之处分别在于：步骤3)中，所述酸性催化剂溶液分别为氯化铁溶液、氯化铝溶液和甲酸溶液。实施例5酸法预处理联合离心法的秸秆制备木糖方法，包括如下步骤：1)取秸秆原料，研磨后过100目筛，得研磨过筛后的秸秆粉末；2)在95℃的条件下烘焙所述研磨过筛后的秸秆粉末8h，之后，晾至室温，研磨均匀，得100目干燥秸秆粉末，备用；3)取步骤2)中得到的2g100目干燥秸秆粉末，置于50mL反应釜中，并加入16ml酸性催化剂溶液，拧紧反应釜，关闭排气阀，所述酸性催化剂溶液为氯化铁溶液，所述氯化铁溶液中溶质的含量为15g/L；4)设置反应釜中水解反应在130℃条件下处理30min，反应过程中平衡转子将釜内物质持续混合均匀；5)反应完成后，打开排气阀，迅速冷却反应釜，得处理后秸秆；6)将处理后秸秆在8000g的条件下离心30min后分离底渣和上清液，之后，抽滤液体，过有机滤膜，得秸秆上清液，其中，所述有机滤膜的直径为50mm，孔径为0.45μm。实施例6酸法预处理联合离心法的秸秆制备木糖方法，包括如下步骤：1)取秸秆原料，研磨后过100目筛，得研磨过筛后的秸秆粉末；2)在100℃的条件下烘焙所述研磨过筛后的秸秆粉末7h，之后，晾至室温，研磨均匀，得100目干燥秸秆粉末，备用；3)取步骤2)中得到的2g100目干燥秸秆粉末，置于50mL反应釜中，并加入28ml酸性催化剂溶液，拧紧反应釜，关闭排气阀，所述酸性催化剂溶液为氯化铁溶液，所述氯化铁溶液中溶质的含量为5g/L；4)设置反应釜中水解反应在190℃条件下处理20min，反应过程中平衡转子将釜内物质持续混合均匀；5)反应完成后，打开排气阀，迅速冷却反应釜，得处理后秸秆；6)将处理后秸秆在10000g的条件下离心20min后分离底渣和上清液，之后，抽滤液体，过有机滤膜，得秸秆上清液，其中，所述有机滤膜的直径为50mm，孔径为0.45μm。对比例1～6与实施例1～6一一对应，不同之处在于：步骤3)中，未加入酸性催化剂溶液。结果分析：分别对实施例1～6和对比例1～6采用液相色谱法测量木糖含量，结果显示：实施例1～6相比于对比例1～6提取出来的木糖的含量均有所增长，增长幅度为10～20％，另外，强酸弱碱盐(氯化铝、氯化铁)的实施例相比于有机酸(苯磺酸、甲酸)提取出的木糖的含量更高，而氯化铁作为酸性催化剂提取木糖效果最好，得率为22.58％。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.酸法预处理联合离心法的秸秆制备木糖方法，其特征在于，包括如下步骤：/n1)取秸秆原料，研磨后过筛，得研磨过筛后的秸秆粉末；/n2)烘焙所述研磨过筛后的秸秆粉末，之后，晾至室温，研磨均匀，得100目干燥秸秆粉末，备用；/n3)取步骤2)中得到的100目干燥秸秆粉末，置于反应釜中，并加入酸性催化剂溶液，拧紧反应釜，关闭排气阀，其中，所述干燥秸秆粉末与酸性催化剂溶液的固液比为2g/28ml～2g/16ml，所述酸性催化剂溶液为有机酸溶液或强酸弱碱盐溶液，所述酸性催化剂溶液中溶质的含量为5g/L～15g/L；/n4)设置反应釜中水解反应在130℃～190℃条件下处理15min～30min，反应过程中平衡转子将釜内物质持续混合均匀；/n5)反应完成后，打开排气阀，迅速冷却反应釜，得处理后秸秆；/n6)将处理后秸秆在8000g～10000g的条件下离心15min～30min后分离底渣和液体，之后，过有机滤膜抽滤上清液，得秸秆上清液。/n

【技术特征摘要】
1.酸法预处理联合离心法的秸秆制备木糖方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)取秸秆原料，研磨后过筛，得研磨过筛后的秸秆粉末；
2)烘焙所述研磨过筛后的秸秆粉末，之后，晾至室温，研磨均匀，得100目干燥秸秆粉末，备用；
3)取步骤2)中得到的100目干燥秸秆粉末，置于反应釜中，并加入酸性催化剂溶液，拧紧反应釜，关闭排气阀，其中，所述干燥秸秆粉末与酸性催化剂溶液的固液比为2g/28ml～2g/16ml，所述酸性催化剂溶液为有机酸溶液或强酸弱碱盐溶液，所述酸性催化剂溶液中溶质的含量为5g/L～15g/L；
4)设置反应釜中水解反应在130℃～190℃条件下处理15min～30min，反应过程中平衡转子将釜内物质持续混合均匀；
5)反应完成后，打开排气阀，迅速冷却反应釜，得处理后秸秆；
6)将处理后秸秆在8000g～10000g的条件下离心15min～30min后分离底渣和液体，之后，过有机滤膜抽滤上清液，得秸秆上清液。


2.按照权利要求1所述酸法...

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟云，王康妮，黄圣钊，李润东，
申请(专利权)人：沈阳航空航天大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21