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超声波强化碱性过氧化氢预处理木质纤维素的方法技术

技术编号:8128385 阅读:435 留言:0更新日期:2012-12-26 23:41
本发明专利技术涉及一种超声波强化碱性过氧化氢预处理木质纤维素的方法,该方法为:在碱处理木质纤维素的同时进行超声波的强化作用,间隔一段时间后加入过氧化氢进行强氧化作用;预处理结束后,将原料进行固液分离,其中的固体组分烘干后进行纤维素酶酶解和成分分析,液体组分用于回收半纤维素和木质素成分。本发明专利技术旨在利用超声波剧烈的空化作用强化碱性过氧化氢对木质素成分的皂化和强氧化作用,以大幅度降低阻碍木质纤维素原料酶解的木质素,将大部分纤维素和半纤维素降解为可发酵的单糖,从而最大限度地提高木质纤维素的原料利用率。并通过酸析法对预处理液中的半纤维素和木质素进行回收,实现零资源浪费的绿色工艺。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于生物质资源化利用
,涉及超声波强化碱性过氧化氢预处理,具体而言,利用超声波的空化作用来强化碱性过氧化氢对木质素成分的皂化和强氧化作用,以大幅度降低木质素含量,缩短作用时间,提高酶解效率。
技术介绍
以木质纤维素为原料的第二代燃料乙醇一方面能缓解日益严峻的能源短缺和环境污染问题,另一方面还能减少木质纤维素原料的浪费,实现资源化利用。然而,在生产过程中如何提高木质纤维素原料的水解率和利用率仍然是制约第二代燃料乙醇技术发展的瓶颈。 木质纤维素原料主要由纤维素、半纤维素和木质素构成,其中,纤维素是由D-葡萄糖通过β -I, 4糖苷键联结而成的长链分子,长链分子进一步形成一种具有高度结晶区的稳定结构。且纤维素被半纤维素和木质素包裹镶嵌,彼此之间相互缠绕形成复杂紧密的结构,很难使纤维素酶直接降解其中的纤维素成分,因此需通过有效的预处理方式去除其中的木质素,破坏木质纤维素的致密结构,降低结晶度,增加比表面积,这也是成功进行燃料乙醇转化的关键步骤和技术如提。目前应用较多的预处理方法有物理法如机械粉碎、微波处理、超声波处理等,化学法如酸处理、碱处理、湿式氧化处理、臭氧处理等,物理本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声波强化碱性过氧化氢预处理木质纤维素的方法,其特征在于该方法包括下述步骤:1)将风干的木质纤维素进行物理粉碎处理再筛分;2)将筛分后的木质纤维素于105℃烘干至恒重,除去其中水分;3)将烘干后的木质纤维素加入氢氧化钠溶液中进行处理,并同时进行超声波作用,间隔1~50min后加入过氧化氢继续处理,得到预处理后的反应浆料,4)将步骤3)中预处理后的反应浆料进行固液分离,收集液态物料,不断洗涤固态物料至pH值呈中性并将其于105℃下烘干至恒重;5)将步骤4)中收集的液态物料进行半纤维素和木质素的回收:利用HCl溶液将液态物料的pH值调至5~6,加入3倍体积的乙醇,静置2h后过滤,滤渣即为半纤维...

【技术特征摘要】
1.一种超声波強化碱性过氧化氢预处理木质纤维素的方法,其特征在于该方法包括下述步骤 1)将风干的木质纤维素进行物理粉碎处理再筛分; 2)将筛分后的木质纤维素于105°C烘干至恒重,除去其中水分; 3)将烘干后的木质纤维素加入氢氧化钠溶液中进行处理,并同时进行超声波作用,间隔I 50min后加入过氧化氢继续处理,得到预处理后的反应浆料, 4)将步骤3)中预处理后的反应浆料进行固液分离,收集液态物料,不断洗涤固态物料至PH值呈中性并将其于105°C下烘干至恒重; 5)将步骤4)中收集的液态物料进行半纤维素和木质素的回收利用HCl溶液将液态物料的PH值调至5 6,加入3倍体积的こ醇,静置2h后过滤,滤渣即为半纤维素;取其滤液在90°C下减压旋转蒸发浓缩,待こ醇完全蒸出后继续滴加HCl溶液至pH值I. 5 2,静置待沉淀析出,离心后所得固体即为木质素; 6)将步骤4)中烘干后的固态物料在pH值为4.5 4. 8的柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液中用纤维素酶进行水解; 7)将步骤6)中水解后得到的浆料进行固液分离,液态物料主要是葡萄糖等水解糖,固态物料则是部分难降解物质。...

【专利技术属性】
技术研发人员:仲兆平严青张茜芸邓学群艾特玲
申请(专利权)人:东南大学
类型:发明
国别省市:

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