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一种高浓度纤维素的催化水解工艺制造技术

技术编号:46448694 阅读:9 留言:0更新日期:2025-09-19 20:51
一种高浓度纤维素的催化水解工艺,涉及纤维素生物转化领域。针对高浓度纤维素水解难题,创新采用分阶段动态调控、微生物协同及预处理强化策略,实现高效水解与成本降低。在预处理阶段,运用稀酸‑氨水耦合预处理技术,能有效破坏木质素‑半纤维素网络,提升纤维素可及度。与现有技术相比,该发明专利技术优势显著。通过独特的分阶段动态调控,解决了高固体系传质难题。该工艺对多种木质纤维素原料具有良好的兼容性,可与同步糖化发酵耦合,直接生产高浓度乙醇,简化了后续分离流程,在纤维素生物转化领域具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及纤维素生物转化领域,尤其涉及一种高浓度纤维素材料在酶催化下的高效水解工艺,适用于木质纤维素类生物质的糖化处理,为后续生物燃料或化学品生产提供高浓度糖液。


技术介绍

1、现有技术中,高浓度纤维素酶促水解面临诸多挑战:1、传质与混合问题:高固体含量导致体系粘度高,纤维素酶与底物接触效率低,传统持续搅拌能耗高且易导致酶失活。2、酶解效率限制:木质素对酶的无效吸附、产物抑制及表面活性剂效果受浓度和底物结构影响显著,需精准控制反应条件。3、酶成本高:β-葡萄糖苷酶等辅助酶需额外补加,增加成本。

2、现有工艺如两阶段糖化虽降低能耗,但未结合表面活性剂动态调控和酶系优化;表面活性剂应用受限于浓度窗口窄,高浓度易抑制;酶回收技术需复杂操作。因此,亟需一种集成创新工艺,解决高浓度下的传质、酶效和成本问题。


技术实现思路

1、本专利技术的目的在于解决现有技术中的上述问题,提供一种高浓度纤维素的催化水解工艺,通过分阶段调控反应参数、优化酶系及结合预处理协同作用,解决高固体系传质难题,实现高效水解,降低能耗本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种高浓度纤维素的催化水解工艺,其特征在于,包括以下步骤:

2.如权利要求1所述的一种高浓度纤维素的催化水解工艺,其特征在于,还包括产物分离与酶回收阶段:水解结束后进行固液分离,对残渣采用二次重吸附法回收纤维素酶。

3.如权利要求1所述的一种高浓度纤维素的催化水解工艺,其特征在于,步骤1)中,所述稀酸-氨水耦合预处理具体为:将原料与浓度1%~3%的硫酸溶液按质量体积固液比1:5~1:7混合,120~130℃处理30~60 min,水洗后与浓度10%~15%的氨水按质量体积固液比1:5~1:7混合,50~60℃处理12~24h。

4.如权利要求1所述...

【技术特征摘要】

1.一种高浓度纤维素的催化水解工艺,其特征在于,包括以下步骤:

2.如权利要求1所述的一种高浓度纤维素的催化水解工艺,其特征在于,还包括产物分离与酶回收阶段:水解结束后进行固液分离,对残渣采用二次重吸附法回收纤维素酶。

3.如权利要求1所述的一种高浓度纤维素的催化水解工艺,其特征在于,步骤1)中,所述稀酸-氨水耦合预处理具体为:将原料与浓度1%~3%的硫酸溶液按质量体积固液比1:5~1:7混合,120~130℃处理30~60 min,水洗后与浓度10%~15%的氨水按质量体积固液比1:5~1:7混合,50~60℃处理12~24h。

4.如权利要求1所述的一种高浓度纤维素的催化水解工艺,其特征在于:所述第一酶解糖化阶段,在反应温度50~55℃、ph=4.8~5.2条件下反应3~6h,反应器的搅拌速率为200~300rpm,使体系在高剪切环境下快速液化,液化后体系屈服应力小于10 pa·s。

5.如权利要求1所述的一种高浓度纤维素的催化水解工艺,其特征在于:所述非离子表面活性剂为tween-80;步骤2)中,非离子表面活性剂的质量占比为总体系的0.05%~0.1%。

6.如权利要求1所述的一种高浓度纤维素的催...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘健甘礼惠曾宪海林鹿
申请(专利权)人:厦门大学
类型:发明
国别省市:

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