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一种木质纤维素原料的预处理方法

阅读:579发布:2021-09-19

专利汇可以提供一种木质纤维素原料的预处理方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种木质 纤维 素原料的预处理方法,包括以下步骤:(1)将木质 纤维素 原料 粉碎 后放入密闭的反应釜搅拌器中,加入65℃-90℃的 水 ;(2)启动反应釜搅拌器进行搅拌混合和蒸煮, 温度 控制在130℃-170℃,5min-25min之后关闭反应釜搅拌器;(3)等待5min-10min,再次启动反应釜搅拌器进行搅拌混合和蒸煮, 温度控制 在190℃-210℃;(4)向反应釜搅拌器中加入乙二胺,启动反应釜搅拌器进行搅拌混合和加热反应,然后将其中的固体以 乙醇 水溶液萃取和干燥;(5)在恒温条件下,向反应釜搅拌器中通入二 氧 化 碳 ,然后保压4.5h-5.5h后降至常压,降压时间为17-19min,即可获得预处理后的固体。本发明与 现有技术 相比的优点在于:杂质含量低、使用成本低。,下面是一种木质纤维素原料的预处理方法专利的具体信息内容。

1.一种木质纤维素原料的预处理方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将木质纤维素原料进行粉碎后放入密闭的反应釜搅拌器中,向反应釜搅拌器中加入65℃-90℃的
(2)启动反应釜搅拌器对木质纤维素原料和水进行充分搅拌混合和蒸煮,温度控制在
130℃-170℃,5min-25min之后关闭反应釜搅拌器;
(3)等待5min-10min,再次启动反应釜搅拌器对木质纤维素原料和水进行充分搅拌混合和蒸煮,温度控制在190℃-210℃,反应釜搅拌器中的水蒸发之后关闭反应釜搅拌器;
(4)向反应釜搅拌器中加入乙二胺,启动反应釜搅拌器对木质纤维素原料和乙二胺进行搅拌混合和加热反应,然后将其中的固体以乙醇水溶液萃取和干燥;
(5)在恒温条件下,向反应釜搅拌器中通入二,然后保压4.5h-5.5h后降至常压,降压时间为17-19min,即可获得预处理后的固体。
2.根据权利要求1所述的一种木质纤维素原料的预处理方法,其特征在于:所述(1)中的木质纤维素原料为玉米秸秆、水稻秸秆、木屑或玉米芯。
3.根据权利要求1所述的一种木质纤维素原料的预处理方法,其特征在于:所述(4)中的加热温度为70℃-170℃。
4.根据权利要求1所述的一种木质纤维素原料的预处理方法,其特征在于:所述(4)中的反应时间为10min-110min。
5.根据权利要求1所述的一种木质纤维素原料的预处理方法,其特征在于:所述(4)中乙醇水溶液中乙醇的体积百分数为5%-60%。
6.根据权利要求1所述的一种木质纤维素原料的预处理方法,其特征在于:所述(4)中的干燥温度为30℃-150℃。
7.根据权利要求1所述的一种木质纤维素原料的预处理方法,其特征在于:所述(5)中的恒温温度为29℃-31℃中的任一温度。
8.根据权利要求1所述的一种木质纤维素原料的预处理方法,其特征在于:所述(5)中通入二氧化碳至压为6.5Mpa-7.5Mpa。

说明书全文

一种木质纤维素原料的预处理方法

技术领域

[0001] 本发明涉及木质纤维素技术领域,具体是指一种木质纤维素原料的预处理方法。

背景技术

[0002] 木质纤维是天然可再生木材经过化学处理、机械法加工得到的有机絮状纤维物质,广泛用于混凝土砂浆石膏制品、木浆海沥青道路等领域。对防止涂层开裂、提高保性、提高生产的稳定性和施工的合宜性、增加强度、增强对表面的附着等有良好的效果。其技术作用主要是:触变、防护、吸收、载体和填充剂。由于纤维结构的毛细管作用,将系统内部的水分迅速地传输到浆料表面和界面,使得浆料内部的水分均匀分布明显减少结皮现象,并使得粘结强度和表面强度明显提高,这个机理也由于干燥过程中张力的减少而明显起到抗裂的作用。木质纤维素结构复杂,其主要成分为木质素、半纤维素、纤维素,其中半纤维素以共价键的形式与木质素交联并形成网状结构,此结构物再以氢键的形式使纤维素穿插其中,最终形成一种异常稳定的结构,使其对微生物降解及物理化学等因素具有较强抗性,这种结构使后续利用纤维素酶将其转化为可发酵糖的效率极为低下,因此木质纤维素预处理是整个木质纤维素制备乙醇众多技术环节中的重中之重。现有技术中的木质纤维素原料的预处理方法在使用时,不仅含有大量杂质,加大对酶解的抑制作用,而且操作繁琐,提高了使用成本。

发明内容

[0003] 本发明要解决的技术问题是克服以上技术缺陷,提供一种杂质含量低、使用成本低的一种木质纤维素原料的预处理方法。
[0004] 为解决上述技术问题,本发明提供的技术方案为:一种木质纤维素原料的预处理方法,包括以下步骤:
[0005] (1)将木质纤维素原料进行粉碎后放入密闭的反应釜搅拌器中,向反应釜搅拌器中加入65℃-90℃的水;
[0006] (2)启动反应釜搅拌器对木质纤维素原料和水进行充分搅拌混合和蒸煮,温度控制在130℃-170℃,5min-25min之后关闭反应釜搅拌器;
[0007] (3)等待5min-10min,再次启动反应釜搅拌器对木质纤维素原料和水进行充分搅拌混合和蒸煮,温度控制在190℃-210℃,反应釜搅拌器中的水蒸发之后关闭反应釜搅拌器;
[0008] (4)向反应釜搅拌器中加入乙二胺,启动反应釜搅拌器对木质纤维素原料和乙二胺进行搅拌混合和加热反应,然后将其中的固体以乙醇水溶液萃取和干燥;
[0009] (5)在恒温条件下,向反应釜搅拌器中通入二,然后保压4.5h-5.5h后降至常压,降压时间为17-19min,即可获得预处理后的固体。
[0010] 本发明与现有技术相比的优点在于:本发明的一种木质纤维素原料的预处理方法利用水进行两次蒸煮后,可以去除木质纤维素原料中含有的杂质,在水解木糖时可以减少抑制物的产生,减小对酶解的抑制作用;利用乙二胺和乙醇水溶液的配合,不仅可以在酶解糖化阶段中提高纤维素转化为葡萄糖的转化率,而且可以再次有效去除木质纤维素原料中含有的杂质,减小对酶解的抑制作用;利用反应釜搅拌器可对木质纤维素原料进行预处理的连续进料、搅拌混合、蒸煮、加热、萃取、干燥和降压分离的一体化过程,操作简单,节省了大量的使用成本。
[0011] 作为改进,所述(1)中的木质纤维素原料为玉米秸秆、水稻秸秆、木屑或玉米芯。
[0012] 作为改进,所述(4)中的加热温度为70℃-170℃。
[0013] 作为改进,所述(4)中的反应时间为10min-110min。
[0014] 作为改进,所述(4)中乙醇水溶液中乙醇的体积百分数为5%-60%。
[0015] 作为改进,所述(4)中的干燥温度为30℃-150℃。
[0016] 作为改进,所述(5)中的恒温温度为29℃-31℃中的任一温度。
[0017] 作为改进,所述(5)中通入二氧化碳至压力为6.5Mpa-7.5Mpa。

具体实施方式

[0018] 下面通过具体实施例对本发明作进一步详述,以下实施例只是描述性的,不是限定性的,不能一次限定本发明的保护范围。
[0019] 实施例1
[0020] 一种木质纤维素原料的预处理方法,其特征在于,包括以下步骤:
[0021] (1)将木质纤维素原料进行粉碎后放入密闭的反应釜搅拌器中,向反应釜搅拌器中加入65℃的水;
[0022] (2)启动反应釜搅拌器对木质纤维素原料和水进行充分搅拌混合和蒸煮,温度控制在130℃,5min之后关闭反应釜搅拌器;
[0023] (3)等待5min,再次启动反应釜搅拌器对木质纤维素原料和水进行充分搅拌混合和蒸煮,温度控制在190℃,反应釜搅拌器中的水蒸发之后关闭反应釜搅拌器;
[0024] (4)向反应釜搅拌器中加入乙二胺,启动反应釜搅拌器对木质纤维素原料和乙二胺进行搅拌混合和加热反应,然后将其中的固体以乙醇水溶液萃取和干燥;
[0025] (5)在恒温条件下,向反应釜搅拌器中通入二氧化碳,然后保压4.5h后降至常压,降压时间为17min,即可获得预处理后的固体。
[0026] 实施例2
[0027] 一种木质纤维素原料的预处理方法,其特征在于,包括以下步骤:
[0028] (1)将木质纤维素原料进行粉碎后放入密闭的反应釜搅拌器中,向反应釜搅拌器中加入78℃的水;
[0029] (2)启动反应釜搅拌器对木质纤维素原料和水进行充分搅拌混合和蒸煮,温度控制在150℃,15min之后关闭反应釜搅拌器;
[0030] (3)等待7min,再次启动反应釜搅拌器对木质纤维素原料和水进行充分搅拌混合和蒸煮,温度控制在200℃,反应釜搅拌器中的水蒸发之后关闭反应釜搅拌器;
[0031] (4)向反应釜搅拌器中加入乙二胺,启动反应釜搅拌器对木质纤维素原料和乙二胺进行搅拌混合和加热反应,然后将其中的固体以乙醇水溶液萃取和干燥;
[0032] (5)在恒温条件下,向反应釜搅拌器中通入二氧化碳,然后保压5h后降至常压,降压时间为18min,即可获得预处理后的固体。
[0033] 实施例3
[0034] 一种木质纤维素原料的预处理方法,其特征在于,包括以下步骤:
[0035] (1)将木质纤维素原料进行粉碎后放入密闭的反应釜搅拌器中,向反应釜搅拌器中加入90℃的水;
[0036] (2)启动反应釜搅拌器对木质纤维素原料和水进行充分搅拌混合和蒸煮,温度控制在170℃,25min之后关闭反应釜搅拌器;
[0037] (3)等待10min,再次启动反应釜搅拌器对木质纤维素原料和水进行充分搅拌混合和蒸煮,温度控制在210℃,反应釜搅拌器中的水蒸发之后关闭反应釜搅拌器;
[0038] (4)向反应釜搅拌器中加入乙二胺,启动反应釜搅拌器对木质纤维素原料和乙二胺进行搅拌混合和加热反应,然后将其中的固体以乙醇水溶液萃取和干燥;
[0039] (5)在恒温条件下,向反应釜搅拌器中通入二氧化碳,然后保压5.5h后降至常压,降压时间为19min,即可获得预处理后的固体。
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