本发明专利技术涉及一种生物质选择性拆分-本征功能利用的多联产炼制方法，属于木质纤维素资源化应用领域。主要步骤包括分析原料纤维细胞和组分的本征特点，包括结构和含量；确定能够利用此本征特点的相应产品，包括燃料、材料、饲料、肥料和化学品；建立选择性地拆分其不同组织结构和成分的工艺路线，以实现其组成结构的功能性应用。本发明专利技术确定的木质纤维素炼制工艺路线能耗低、组分结构充分利用、原子经济性高、产品成本低、性能高。
【技术实现步骤摘要】
ー种生物质选择性拆分-本征功能利用的多联产炼制方法
本专利技术属于木质纤维素生物质原料资源化应用领域，特别涉及到ー种生物质选择性拆分-本征功能利用的多联产炼制方法。背景技木目前，可用石油资源日益減少，而人类对石油产品需求量的日益上升，并且随着环境污染问题的突出，以及解决三农问题的迫切需要，木质纤维素生物质的资源转化已成为亟待解决的问题。尽管现在对木质纤维素资源转化的生物质炼制技术研究较多，然而木质纤维素炼制技术仍然难以产业化发展。主要是因为现有的技术体系难以突破木质纤维素产业化的经济关，即产品的价格缺乏市场竞争力。 从组分利用情况看，现有技术主要是针对木质纤维素中的単一成分转化转化为单ー产品。比如制备成单一的生物燃料文伟河的“ー种木质纤维素类生物质水解重整制备生物汽油的方法”，生物加工过程，2010,8(3) :39-39 ； Thomas B.、Garrett ThomasW.、Yeung、杨永泰的“石油炼厂加工纤维素/木质纤维素生物质原料的前景”，中外能源，2009,14(11) :68-74,将木质纤维素经过热解或热加氢转化为热解油后,在经转化为费-托烃；李世密、魏雅洁、张晓健、赵连臣、张大雷的“秸杆类木质纤维素原料厌氧发酵产沼气研究”，可再生能源，2008，(I) :50-54;高龙兰、刘玉环、罗爱香、罗洁、万益琴、阮榕生的“木质纤维素间接液化制备ニ甲醚的研究进展”，福建林业科技，2007，34(4) =264-269 ;何北海、林鹿、孙润仓、孙勇的“木质纤维素化学水解产生可发酵糖研究”，化学进展，2007，19(7) :1141-1146 ；Zhu Zhinan, Shi Jiping, Zhou Zhihua 的“Photo-fermentation ofRhodobacter sphaeroides for hydrogen proauction using 丄ignoceilulose—derivedorganic acids”， PROCESS BIOCHEMISTRY，45(12) : 1894-1898 ;DE102009040172_A1将木质纤维素转化为可燃的球体JP2009173830-A超细粉碎木质纤维素作为燃料；CN101748158-A 制备丁醇；比如制备成单一的材料汪志臣、叶娜、廖刚的“木质纤维素共聚物吸水树脂的合成研究”，精细石油化工进展，2009，(11) :12-15 ;张景强、林鹿、孙勇、庞春生的“木质纤维素发酵乳酸制备生物质塑料的研究”，橡塑资源利用，2009，(I) :3-8;刁均艳、潘志娟的“木质纤维素纤维交织物增强聚酯基体复合材料的热性能”，国外丝绸，2007,22(2) :7-9 ;范建云、王鹏、杨志勇、杨海涛、谢益民的“木质纤维素-聚氨酯共聚型高強度功能纸张的研究”，包装工程，2006，27 (I) 4-6, 27程永悦的“Santoweb木质纤维素短纤维的性能及其在轮胎中的应用”，轮胎エ业，2004,24(1) :18-29 ；US6179905-B2将木质纤维素转换为热固树胶；W02011018373-A1将木质纤维素与发泡剂和粘合剂结合制备轻质木质纤维素材料；W02010136106-A1将木质纤维素与甲醛结合制备木材产品；CN101691698_A制备纳米纤维；RU2370362-C1 制备复合材料；DE102006013016-A1 制备车用复合材料；DE102006027540-B4制备纤维板；李坚的“生物基复合材料学”，北京科学出版社，2008。比如制备成饲料马旭光、张宗舟的“混菌固态发酵玉米秸杆生产单细胞蛋白”，中国酿造，2010，(I) :26-28 ;马光、郭继平的“米曲霉发酵玉米秸杆产纤维素酶饲料的条件优化”，生物技术，2010，20 (6) :8ト85。比如制备成化学品王军的“生物质化学产品”，北京化学エ业出版社，2008;US2002123636-A1，将木质纤维素中的纤维素成分转化为羟甲基糠醛。比如制备成肥料DE2401878-A和 CN1807362-A。比如制备成其他单ー产品梁慧玲、张伟、王晶的“碱处理强度对木质纤维素吸附茶儿茶素类和咖啡碱的影响”，中国茶叶，2009，(7) : 19-21。其中纤维素こ醇研究转化较多，但由于纤维素只占原料的30%左右，因此即使转化率达到100%，约70%的原料成本都会计入到こ醇中，从而导致产品的价格高，缺乏市场竞争力。其他纤维素产品，如结晶纤维素、纤维素酶、纺织纤维等；木质素产品，如减水剂、分 散剤、香兰素等；半纤维素产品主要是糠醛，如果只是走单ー产品的技术路线，都存在同样 的问题。在单ー产品理念的引导下，充分利用其中ー种组分时，其他组分作为废弃物甚至成为污染物排放，是不符合原子经济性原则的。从组分的转化方式看，现有的技术首先需将木质纤维素进行完全组分分离，然后彻底降解后再转化为化工产品，比如酶解发酵エ艺及热解エ艺，这样的拆分与合成过程耗能高，从而也导致了木质纤维素产业的成本较高而难以エ业化。而实际上，木质纤维素作为功能大分子体，含有一定的功能性成分和功能结构。其中，功能性成分现在已经开发的主要是纤维素、半纤维素和木质素，而功能性结构中，比如纤维素的结晶与非结晶结构，木质素和半纤维素中的功能性官能团，在木质纤维素转化中还没有得到相应的重视。针对以上木质纤维素组分利用単一，功能性结构没有充分利用的问题，本课题组提出生物质选择性拆分-本征功能利用的多联产炼制方法，充分力利用其组成结构特点，提高木质纤维素转化的价值，以突破木质纤维素产业的经济关。
技术实现思路
本专利技术的首要目的是通过选择性拆分，降低木质纤维素转化过程中的能耗，并通过功能组分和结构的利用，提高木质纤维素的转化价值，从节能和高值转化的的角度提高木质纤维素产业的经济性。本专利技术同时解决的第二个技术问题是走出传统的木质纤维素エ业的固有思路，遵循原子经济性原则，将木质纤维素中的多种组分转化为相应的产品，从而减少废弃物的排放，从清洁生产的角度提高木质纤维素产业的可行性。本专利技术的主要步骤如下(I)分析各种原料的特点的组成结构特点。组成主要是测定其中纤维素、半纤维素、木质素、灰分的含量，以及其中水抽提物、酸抽提物、碱抽提物和有机溶剂抽提物，灰分中根据具体特点，測定其中各元素的含量。结构特点，主要是分析其中纤维长度，半纤维素和木质素组成的结构特点。(2)根据原料的组成结构，确定原料的最适产品。主要是根据纤维的长短，特殊功能性成分的含量及应用开发价值，确定最适产品。部分原料适合的产品有多种，可以设计不同的エ艺路线，满足不同产业链的需求。(3)据原料特点及确定的产品，设计预处理及转化工艺路线。エ艺路线的设计首先要适合原料和产品的要求；其次是，能够充分发挥原料中多种功能性成分和结构的转化要求，即ー种产品开发的同时最大限度地保留其他组成结构的转化价值；最后转化工艺的清洁、高效、经济、可操作。采用本专利技术所提供的生物质选择性拆分-功能利用的多联产炼制方法，其优点在于I、能耗低，与其他生物质炼制方式相比，不是将生物质大分子完全组分分离并降解为小分子物质，然后再转化为相应的生物基产品，而是根据原料特性和最适产品的要求，进行选择性的拆分；2、本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种生物质选择性拆分？本征功能利用的多联产炼制方法。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈洪章，赵军英，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：
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