一种脱除木质素的生物质精炼方法技术

本发明专利技术公开了一种脱除木质素的生物质精炼方法，具体按照以下步骤实施：步骤1、将待脱除木质素的生物质原料与DTPA螯合剂混合，进行预处理，即初次分离木素，得到去除部分木素的生物质原料；步骤2、将去除部分木素的生物质原料粗切并与甲磺酸溶液和丙醛的有机混合物反应，之后进行高温膨爆分离，再次分离木素，得到脱除木素后的生物质原料、木素和剩余有机混合物的混合物；步骤3、将所述步骤2得到的混合物进行减压、蒸发，得到潮湿的脱除木质素后的生物质原料；步骤4、将所述步骤3得到的潮湿的生物质原料浓缩、干燥，最终得到干燥的脱除木质素后的生物质原料。本发明专利技术解决了现有技术中存在的木质素分离较为困难的问题。在的木质素分离较为困难的问题。在的木质素分离较为困难的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种脱除木质素的生物质精炼方法


[0001]本专利技术属于生物质精炼
，具体涉及一种脱除木质素的生物质精炼方法。

技术介绍

[0002]生物质精炼可以有效地分离纤维素，半纤维素和木质素，尤其是当前第三代生物质精炼技术，又称为绿色环保生物质精炼技术，注重从源头分离生物质原料中的各个组分，可以最大化的利用生物质资源，将其转化为各种生物质产品和能源。例如纤维素被直接转化为乳酸、甲酸、乙酸等；半纤维素被转化为木糖醇，糠醛等；木素被转化为芳香族化合物，一部分大分子芳烃化合物还可以制备生物乙醇，以及用来生产木素碳纤维。
[0003]木质素由于具有三度空间网状结构，溶解性能差，且其化学性质不稳定等原因，所以分离较为困难，因此研究木质素的有效脱除对生物质精炼技术具有重大意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种脱除木质素的生物质精炼方法，解决了现有技术中存在的木质素分离较为困难的问题。
[0005]本专利技术所采用的技术方案是，一种脱除木质素的生物质精炼方法，具体按照以下步骤实施：
[0006]步骤1、将待脱除木质素的生物质原料与DTPA螯合剂混合，进行预处理，即初次分离木素，得到去除部分木素的生物质原料；
[0007]步骤2、将去除部分木素的生物质原料粗切并与甲磺酸溶液和丙醛的有机混合物反应，之后进行高温膨爆分离，再次分离木素，得到脱除木素后的生物质原料、木素和剩余有机混合物的混合物；
[0008]步骤3、将所述步骤2得到的混合物进行减压、蒸发，得到潮湿的脱除木质素后的生物质原料；
[0009]步骤4、将所述步骤3得到的潮湿的生物质原料浓缩、干燥，最终得到干燥的脱除木质素后的生物质原料。
[0010]本专利技术的特点还在于，
[0011]步骤1中采用预处理的DTPA螯合剂用量为总混合溶液的10％
‑
15％。
[0012]步骤1中生物质原料为桉木。
[0013]步骤2具体如下：
[0014]将去除部分木素的生物质原料粗切至10
‑
40mm与甲磺酸溶液和丙醛的有机混合物反应，蒸汽爆破时蒸汽压力为0.8
‑
2.0MPa，蒸汽爆破时温度为120
‑
130℃，蒸汽爆破时间为3
‑
8min。
[0015]步骤2中有机混合物中甲磺酸溶液和丙醛的质量比为(1
‑
10):1。
[0016]步骤2中甲磺酸溶液的质量浓度为75％
‑
85％。
[0017]步骤2中去除部分木素的生物质原料和有机混合物的质量比为1:4
‑
1:20。
[0018]步骤3中在减压蒸发过程中，采用降膜式蒸发器，在蒸发器内形成45
‑
60kPa的真空度，使得溶液沸点降低至50
‑
70℃。
[0019]步骤4中采用真空干燥箱进行干燥，将所述步骤3得到的潮湿的生物质原料混合液在120℃
‑
130℃温度下减压干燥30min，压力控制在1.67
‑
1.97kPa。
[0020]本专利技术的有益效果是，一种脱除木质素的生物质精炼方法，采用DTPA(二乙三胺五乙酸)螯合剂预处理与有机溶剂以及蒸汽膨爆法结合来脱除木素。即采用DTPA进行预处理，DTPA是一种高效的螯合剂，提高了脱木素选择性。有机溶剂用于协同分离生物质原料，优选为甲磺酸溶液与丙醛溶液的有机混合物。相比目前生物质精炼的方法，本专利技术将主流方法结合起来，使生物质原料能够更有效的脱除木素。
附图说明
[0021]图1是本专利技术一种脱除木质素的生物质精炼方法的流程图。
具体实施方式
[0022]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。
[0023]本专利技术一种脱除木质素的生物质精炼方法，流程图如图1所示，具体按照以下步骤实施：
[0024]步骤1、将待脱除木质素的生物质原料与DTPA螯合剂混合，进行预处理，即初次分离木素，得到去除部分木素的生物质原料；
[0025]步骤1中采用预处理的DTPA螯合剂用量为总混合溶液的10％
‑
15％。
[0026]步骤1中生物质原料为桉木。
[0027]步骤2、将去除部分木素的生物质原料粗切并与甲磺酸溶液和丙醛的有机混合物反应，之后进行高温膨爆分离，再次分离木素，得到脱除木素后的生物质原料、木素和剩余有机混合物的混合物；
[0028]步骤2具体如下：
[0029]将去除部分木素的生物质原料粗切至10
‑
40mm与甲磺酸溶液和丙醛的有机混合物反应，蒸汽爆破时蒸汽压力为0.8
‑
2.0MPa，蒸汽爆破时温度为120
‑
130℃，蒸汽爆破时间为3
‑
8min。
[0030]步骤2中有机混合物中甲磺酸溶液和丙醛的质量比为(1
‑
10):1。
[0031]步骤2中甲磺酸溶液的质量浓度为75％
‑
85％。
[0032]步骤2中去除部分木素的生物质原料和有机混合物的质量比为1:4
‑
1:20。
[0033]步骤3、将所述步骤2得到的混合物进行减压、蒸发，得到潮湿的脱除木质素后的生物质原料；
[0034]步骤3中在减压蒸发过程中，采用降膜式蒸发器，在蒸发器内形成45
‑
60kPa的真空度，使得溶液沸点降低至50
‑
70℃，有利于蒸发。
[0035]步骤4、将所述步骤3得到的潮湿的生物质原料浓缩、干燥，最终得到干燥的脱除木质素后的生物质原料。
[0036]步骤4中采用真空干燥箱进行干燥，将所述步骤3得到的潮湿的生物质原料混合液在120℃
‑
130℃温度下减压干燥30min，压力控制在1.67
‑
1.97kPa。
[0037]实施例1
[0038]本专利技术一种脱除木质素的生物质精炼方法，流程图如图1所示，具体按照以下步骤实施：
[0039]步骤1、将待脱除木质素的生物质原料与DTPA螯合剂混合，进行预处理，即初次分离木素，得到去除部分木素的生物质原料；
[0040]步骤1中采用预处理的DTPA螯合剂用量为总混合溶液的10％。
[0041]步骤1中生物质原料为桉木。
[0042]步骤2、将去除部分木素的生物质原料粗切并与甲磺酸溶液和丙醛的有机混合物反应，之后进行高温膨爆分离，再次分离木素，得到脱除木素后的生物质原料、木素和剩余有机混合物的混合物；
[0043]步骤2具体如下：
[0044]将去除部分木素的生物质原料粗切至10mm与甲磺酸溶液和丙醛的有机混合物反应，蒸汽爆破时蒸汽压力为0.8MPa，蒸汽爆破时温度为120℃，蒸汽爆破时间为3min。
[0045]步骤2中有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种脱除木质素的生物质精炼方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤1、将待脱除木质素的生物质原料与DTPA螯合剂混合，进行预处理，即初次分离木素，得到去除部分木素的生物质原料；步骤2、将去除部分木素的生物质原料粗切并与甲磺酸溶液和丙醛的有机混合物反应，之后进行高温膨爆分离，再次分离木素，得到脱除木素后的生物质原料、木素和剩余有机混合物的混合物；步骤3、将所述步骤2得到的混合物进行减压、蒸发，得到潮湿的脱除木质素后的生物质原料；步骤4、将所述步骤3得到的潮湿的生物质原料浓缩、干燥，最终得到干燥的脱除木质素后的生物质原料。2.根据权利要求1所述的一种脱除木质素的生物质精炼方法，其特征在于，所述步骤1中采用预处理的DTPA螯合剂用量为总混合溶液的10％
‑
15％。3.根据权利要求1所述的一种脱除木质素的生物质精炼方法，其特征在于，所述步骤1中生物质原料为桉木。4.根据权利要求1所述的一种脱除木质素的生物质精炼方法，其特征在于，所述步骤2具体如下：将去除部分木素的生物质原料粗切至10
‑
40mm与甲磺酸溶液和丙醛的有机混合物反应，蒸汽爆破时蒸汽压力为0.8
‑
2.0MPa，蒸汽爆破时温度为120
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【专利技术属性】
技术研发人员：栾飞，郭子瞻，袁宝龙，董佳玥，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：