【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生物资源化，具体涉及一种木质纤维素的预处理方法。
技术介绍
1、木质纤维素是普遍存在于自然界中的可再生资源，具有分布广、产量大等特点。该类物质的高效利用对于完善生物炼制技术，实现可持续发展和缓解能源短缺问题至关重要。木质纤维素可以通过生物、化学、物理等手段转化为可发酵糖，再通过微生物进一步转化为各种化学物质。整个过程包括预处理、酶解、发酵。其中，预处理是提高木质纤维素酶解转化率的关键步骤，能够破坏木质纤维素的细胞壁结构，提高纤维素的可及性。
2、生物法、化学法和物理法是常用的预处理方法，生物法因为处理周期长且效率低，并不适用大规模工业生产应用；物理法虽然能够有效增加原料的比表面积和孔径尺寸，但存在能耗高、脱除木质素效果不明显的缺点。以酸预处理、碱预处理、离子液态预处理等为主的化学法因具有高效的木质素降解效果和良好的经济性被广泛研究。现有技术中，碱预处理去除木质素常常使用氢氧化钠、氢氧化钾等强碱，其去除木质素效果显著，但是这类化学试剂的使用造成了严重的环境污染和设备腐蚀。由于氨的可回收性，使用其作为催化剂的预处理受到关注。乙二胺是一种典型碱性脂肪二胺，拥有优越的木质素去除能力，可以在不加水的前提下进行高固含量预处理，能有效降低操作成本，且相对于氢氧化钠、氢氧化钾等强碱，乙二胺的污染率相对较小。因此，乙二胺是用于预处理木质素的优良试剂。但是目前，关于乙二胺预处理的研究是有限的，大部分处理方法的温度较高，一定程度上增加了能耗；因此，所以寻求条件温和、效果明显的预处理方法是关键的。现有技术中有采用氨水和乙二胺联
技术实现思路
1、本专利技术目的在于提供一种木质纤维素的预处理方法。该方法在中温常压下进行，有效提高了葡萄糖得率的同时，降低了能耗，且减少了试剂对环境的污染。
2、本专利技术目的通过如下技术方案实现：
3、一种木质纤维素的预处理方法，其特征在于：在秸秆中加入乙二胺和碳酸钠溶液，在75~85℃下预处理2~6 h。
4、进一步优选地，所述预处理温度为80℃，预处理时间为4 h。
5、进一步，所述乙二胺的添加量为0.5~2 ml/g秸秆，碳酸钠质量百分浓度为1~10%，添加量为0.4~0.6 ml/g秸秆。
6、进一步优选地，所述乙二胺的添加量为1 ml/g秸秆，碳酸钠质量百分浓度为5%，添加量为0.5 ml/g秸秆。
7、一种提高秸秆酶解制备葡萄糖效率的方法，其特征在于：包括秸秆预处理和酶解，所述预处理是在秸秆中加入乙二胺和碳酸钠溶液，在75~85℃下预处理2~6 h。
8、进一步优选地，所述预处理温度为80℃，预处理时间为4 h。
9、进一步，所述乙二胺的添加量为0.5~2 ml/g秸秆，碳酸钠质量百分浓度为1~10%，添加量为0.4~0.6 ml/g秸秆。
10、进一步优选地，所述乙二胺的添加量为1 ml/g秸秆，碳酸钠质量百分浓度为5%，添加量为0.5 ml/g秸秆。
11、相比单独碳酸钠和单独乙二胺试剂的预处理，两者联合预处理后的玉米秸秆表面出现严重的碎片化结构，纤维束之间的连接出现明显的松散结构，并有孔洞的出现。这些形态结构的变化，极大程度上破坏了玉米秸秆表面的物理结构屏障，增加了纤维素的比表面积和孔结构，有助于提高后续玉米秸秆的酶解转化率，其中乙二胺和碳酸钠之间的协同作用切断了木质素与纤维素及半纤维之间的连接，有效破坏了木质素结构。木质素的芳香骨架在乙二胺-碳酸钠试剂的作用下破裂。多聚体被降解成二聚体，木质素间单体之间的主要连接键发生断裂。单体侧链上的cα-cβ键发生断裂，苯环聚合物的分裂成更多的单体结构，在中间产物的作用下进一步发生开环反应，致使木质素结构破碎成长链的脂肪烃，使得更多酶作用位点暴露出来，提高了后续酶促水解反应的效率，而该作用是单一碳酸钠、单一乙二胺预处理时达不到的。
12、进一步，所述酶解是采用复合酶cellic ctec 3对预处理后的秸秆进行酶促水解，酶解温度为50℃，ph为5.4，2~2.5%葡聚糖负载，按照10 fpu/g葡聚糖的酶添加量并酶解72h。
13、最具体地，一种提高秸秆酶解制备葡萄糖效率的方法，其特征在于，包括如下步骤：
14、（1）预处理
15、在秸秆中加入乙二胺和碳酸钠溶液，在75~85℃下预处理2~6 h，其中乙二胺的添加量为0.5~2 ml/g秸秆，碳酸钠质量百分浓度为1~10%，添加量为0.4~0.6 ml/g秸秆；
16、（2）酶解
17、在预处理后的秸秆中加入柠檬酸盐缓冲液，调节ph至5.4，加入复合酶cellicctec 3，2.5%葡聚糖负载、10 fpu/g葡聚糖的酶添加量，在50℃下酶解72 h，酶解结束后，在12000 rpm离心10分钟，收集上清液。
18、本专利技术具有如下技术效果：
19、本专利技术通过乙二胺和碳酸钠复合中温常压下预处理秸秆，促进秸秆中木质素高效降解，增加纤维素与纤维素酶、半纤维素酶等的可及性，从而提高了秸秆酶解效率，提高葡萄糖的得率，葡萄糖的得率较单一乙二胺高温预处理秸秆的葡萄糖得率提高，达到92.57%。此外，该预处理在中温常压下进行，减少了环境污染的同时，降低了处理能耗，简化预处理步骤。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1. 一种木质纤维素的预处理方法，其特征在于：在秸秆中加入乙二胺和碳酸钠溶液，在75~85℃下预处理2~6 h。
2.如权利要求1所述的一种木质纤维素的预处理方法，其特征在于：所述乙二胺的添加量为0.5~2mL/g秸秆，碳酸钠质量百分浓度为1~10%，添加量为0.4~0.6mL/g秸秆。
3.一种提高秸秆酶解制备葡萄糖效率的方法，其特征在于：包括秸秆预处理和酶解，所述预处理是在秸秆中加入乙二胺和碳酸钠溶液，在75~85℃下预处理2~6 h。
4.如权利要求3所述的一种提高秸秆酶解制备葡萄糖效率的方法，其特征在于：所述乙二胺的添加量为0.5~2 mL/g秸秆，碳酸钠质量百分浓度为1~10%，添加量为0.4~0.6 mL/g秸秆。
5.如权利要求3或4所述的一种提高秸秆酶解制备葡萄糖效率的方法，其特征在于：所述乙二胺的添加量为1 mL/g秸秆，碳酸钠质量百分浓度为5%，添加量为0.5 mL/g秸秆。
6.如权利要求3-5任一项所述的一种提高秸秆酶解制备葡萄糖效率的方法，其特征在于：所述酶解是对预处理后的秸秆进行酶促水解，酶解
...【技术特征摘要】
1. 一种木质纤维素的预处理方法，其特征在于：在秸秆中加入乙二胺和碳酸钠溶液，在75~85℃下预处理2~6 h。
2.如权利要求1所述的一种木质纤维素的预处理方法，其特征在于：所述乙二胺的添加量为0.5~2ml/g秸秆，碳酸钠质量百分浓度为1~10%，添加量为0.4~0.6ml/g秸秆。
3.一种提高秸秆酶解制备葡萄糖效率的方法，其特征在于：包括秸秆预处理和酶解，所述预处理是在秸秆中加入乙二胺和碳酸钠溶液，在75~85℃下预处理2~6 h。
4.如权利要求3所述的一种提高秸秆酶解制备葡萄糖效率的方法，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：张斯童，孙诗响，吴雪瑶，杨诚睿，王刚，包昌杰，钟荣珍，
申请(专利权)人：吉林农业大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。