从木质纤维素原料中去除木质素的方法技术

本发明专利技术提供了一种从木质纤维素原料中去除木质素的方法。该方法包括步骤S1，用含磷酸盐的预处理液对木质纤维素原料进行蒸煮处理，得到蒸煮处理后液；步骤S2，将蒸煮处理后液进行固液分离，得到液体和固体；步骤S3，对固体进行洗涤处理，得到洗涤液；以及步骤S4，将液体和洗涤液进行混合，得到混合液，并使混合液的pH值≥9.0，将混合液作为新的预处理液，并对木质纤维素原料重复进行步骤S1至S3的处理，其中，磷酸盐为磷酸三钠或磷酸三钾。本申请控制液体和洗涤液混合得到的混合液的pH值≥9.0，并将混合液作为新的预处理液来处理木质纤维素原料，提高了木质纤维素原料的综合利用率，降低了成本，减少了环境污染。减少了环境污染。

【技术实现步骤摘要】
从木质纤维素原料中去除木质素的方法


[0001]本专利技术涉及木质纤维素处理
，具体而言，涉及一种从木质纤维素原料中去除木质素的方法。

技术介绍

[0002]在生物质原料预处理中，碱性盐可以有效地破坏细胞壁基质中的酯键和糖苷键，从而引起木质素的结构改变，使得纤维素溶胀，从而去除木质素。与此同时，随着组分的分离和降解，预处理液中的木质素等抑制物浓度逐渐升高，给预处理液的回收和再生增加了难度，成为目前碱法预处理最大的应用限制。此外，由于无法实现对处理废液的再生循环，过程中产生的废碱液将造成严重的环境污染，阻碍该技术的发展和规模化应用。
[0003]酸性的或者是碱性的盐类也可以用于木质纤维素类的预处理，比如亚硫酸盐、磷酸盐、碳酸盐等。专利申请公开号为CN 105063100 A的中国专利申请公开了一种碱性盐结合双氧水预处理非木材纤维原料的方法：将非木材纤维原料浸泡在混合溶剂中，底物浓度5～20g/L，在50～120℃处理1～6h，反应结束后加0.5～2倍体积的去离子水室温搅拌10～30min，得到再生纤维素原料，固体残渣用水洗涤，即完成预处理过程。预处理后的固体回收率为40～80％，木质素去除率为20～90％，纤维素保留率为75～95％，半纤维素保留率为70～90％。该预处理方法有效的去除了木质素，大量保留了纤维素和半纤维素，从而提高了酶水解糖化效率。虽然该方法取得了较好的处理效果，但是碱性盐的使用量大，处理时间长，处理过程中预处理液消耗量大，并且加入氧化性较强的双氧水，在一定程度上增加了过程的复杂性，并且也给预处理液的处理带来了很多的问题，并且产生大量的废水，极大地增加了成本。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的在于提供一种从木质纤维素原料中去除木质素的方法，以解决现有技术中的从木质纤维素原料中去除木质素的成本较高的问题。
[0005]为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种从木质纤维素原料中去除木质素的方法，该方法包括步骤S1，用含磷酸盐的预处理液对木质纤维素原料进行蒸煮处理，得到蒸煮处理后液；步骤S2，将蒸煮处理后液进行固液分离，得到液体和固体；步骤S3，对固体进行洗涤处理，得到洗涤液；以及步骤S4，将液体和洗涤液进行混合，得到混合液，并使混合液的pH值≥9.0，将混合液作为新的预处理液，并对木质纤维素原料重复进行步骤S1至S3的处理，其中，磷酸盐为磷酸三钠或磷酸三钾。
[0006]进一步地，采用磷酸盐调节混合液的pH值，使得pH值≥11，优选pH值为12～14。
[0007]进一步地，上述混合液的溶质的质量百分比≤23％，优选为≤17％。
[0008]进一步地，重复进行1～4次步骤S4，优选重复进行2～3次步骤S4。
[0009]进一步地，上述磷酸盐与木质纤维素原料的质量比为2.5～4.5:10。
[0010]进一步地，上述预处理液为磷酸盐水溶液，优选预处理液的溶质质量浓度为25～
45g/L。
[0011]进一步地，上述蒸煮处理的温度为160～190℃。
[0012]进一步地，上述蒸煮处理的时间为0.2～1h。
[0013]进一步地，上述固液分离为离心分离。
[0014]进一步地，上述木质纤维素原料来源于农作物秸秆或林木残留物，优选木质纤维素原料选自玉米秸秆、小麦秸秆、稻草秸秆中的任一种或多种。
[0015]应用本专利技术的技术方案，由于在木质素的分子结构上含有羟基，在碱性条件下，木质素易于转变为木质素盐而溶于水中，从而实现对木质纤维素原料中的木质素的去除，但是在酸性条件下的木质素盐也易于重新变回木质素，因此，本申请控制液体和洗涤液混合得到的混合液的pH值≥9.0，从而使混合液中的木质素等不至于在后续蒸煮处理过程中从混合液中析出并重新吸附于木质纤维素原料中，进而实现对混合液的循环利用。因此，将混合液作为新的预处理液来处理木质纤维素原料，不仅可以将混合液中的木质素进行富集回收，还提高了混合液中磷酸盐的再生利用率，极大地降低了预处理液的用量，提高了碱法预处理的实用性以及木质纤维素原料的综合利用率，从而极大地降低了成本，同时通过对混合液的再生循环减少了环境污染。
具体实施方式
[0016]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本专利技术。
[0017]如
技术介绍
所分析的，现有技术中存在从木质纤维素原料中去除木质素的成本较高的问题，为解决该问题，本专利技术提供了一种从木质纤维素原料中去除木质素的方法。
[0018]在本申请的一种典型的实施方式中，提供了一种从木质纤维素原料中去除木质素的方法，该方法包括：步骤S1，用含磷酸盐的预处理液对木质纤维素原料进行蒸煮处理，得到蒸煮处理后液；步骤S2，将蒸煮处理后液进行固液分离，得到液体和固体；步骤S3，对固体进行洗涤处理，得到洗涤液；步骤S4，将液体和洗涤液进行混合，得到混合液，并使混合液的pH值≥9.0，将混合液作为新的预处理液，并对木质纤维素原料重复进行步骤S1至S3的处理，其中，磷酸盐为磷酸三钠或磷酸三钾。
[0019]由于在木质素的分子结构上含有羟基，在碱性条件下，木质素易于转变为木质素盐而溶于水中，从而实现对木质纤维素原料中的木质素的去除，但是在酸性条件下的木质素盐也易于重新变回木质素，因此，本申请控制液体和洗涤液混合得到的混合液的pH值≥9.0，从而使混合液中的木质素等不至于在后续蒸煮处理过程中从混合液中析出并重新吸附于木质纤维素原料中，进而实现对混合液的循环利用。因此，将混合液作为新的预处理液来处理木质纤维素原料，不仅可以将混合液中的木质素进行富集回收，还提高了混合液中磷酸盐的再生利用率，极大地降低了预处理液的用量，提高了碱法预处理的实用性以及木质纤维素原料的综合利用率，从而极大地降低了成本，同时通过对混合液的再生循环减少了环境污染。
[0020]本申请为了进一步地确保将混合液作为新的预处理液时对木质纤维素原料中木质素的去除效率避免引入过多的其它杂质，优选采用磷酸盐调节混合液的pH值，使得pH值≥11，优选pH值为12～14。
[0021]为尽可能的降低混合液中的木质素的含量，以降低混合液中的木质素重新吸附于新的木质纤维素原料中的几率，从而保证对新的木质纤维素原料中木质素的提取效率，优选上述混合液的溶质的质量百分比≤23％，优选为≤17％。
[0022]在对处理废液的重新利用以降低成本的基础上，又不至于因处理废液的循环使用次数过多而导致处理废液中的木质素含量过高，从而使得对新的木质纤维素原料中木质素的提取效率太低，优选重复进行1～4次步骤S4，优选重复进行2～3次步骤S4。
[0023]为使含磷酸盐的预处理液中有足够量的磷酸盐，从而使得预处理液的pH值有利于木质纤维素原料中木质素的析出，优选上述磷酸盐与木质纤维素原料的质量比为2.5～4.5:10。
[0024]为使木质素更好的析出并溶于预处理液中，优选上述预处理液为磷酸盐水溶液，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种从木质纤维素原料中去除木质素的方法，其特征在于，所述方法包括：步骤S1，用含磷酸盐的预处理液对木质纤维素原料进行蒸煮处理，得到蒸煮处理后液；步骤S2，将所述蒸煮处理后液进行固液分离，得到液体和固体；步骤S3，对所述固体进行洗涤处理，得到洗涤液；以及步骤S4，将所述液体和所述洗涤液进行混合，得到混合液，并使所述混合液的pH值≥9.0，将所述混合液作为新的预处理液，并对木质纤维素原料重复进行所述步骤S1至S3的处理，其中，所述磷酸盐为磷酸三钠或磷酸三钾。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用所述磷酸盐调节所述混合液的pH值，使得所述pH值≥11，优选所述pH值为12～14。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述混合液的溶质的质量百分比≤23％，优选为≤17％。4.根据权利要求1至3中任一项...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳军，宁艳春，徐友海，王硕，屈海峰，胡世洋，惠继星，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：