專(zhuān)利名稱(chēng)：一種纖維素廢棄物微分式滲濾床低酸水解成可發(fā)酵性糖的方法
一種纖維素廢棄物微分式滲濾床低酸水解成可發(fā)酵性糖的
方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生物質(zhì)化工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種利用纖維素廢棄物微分式滲濾床低酸水解成可發(fā)酵性糖的方法。
技術(shù)背景我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，現(xiàn)存的各種生物質(zhì)資源，包括農(nóng)作物秸稈、玉米秸稈、稻稈、小麥稈、林業(yè)廢棄物，以及由各種富含木質(zhì)纖維素均可適用于該技術(shù)。近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和生活水平的提高，農(nóng)民對(duì)生物質(zhì)直接燃燒的需求逐漸降低，出現(xiàn)了秸稈資源的剩余，以致隨意焚燒，煙氣污染對(duì)交通安全構(gòu)成了嚴(yán)重威脅，“燒荒”引發(fā)的交通事故層出不窮，給人民造成巨大的生命安全和財(cái)產(chǎn)損失，引起各方關(guān)注。將農(nóng)林廢棄物轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)生物化工品和液體燃料，形成產(chǎn)業(yè)化利用，可大量消納秸稈廢棄物，消除秸稈等農(nóng)業(yè)廢棄物燒荒造成的環(huán)境和生態(tài)危害。纖維素類(lèi)廢棄物可通過(guò)生化轉(zhuǎn)化生成乙醇、丁醇等液體燃料或其它化工產(chǎn)品，而水解是關(guān)鍵的核心技術(shù)。分為酸水解和酶水解。酸水解又分為濃酸水解和稀酸水解，它們各自有不同的反應(yīng)機(jī)理。濃酸水解以Arkenol水解工藝為代表，濃酸水解的報(bào)道最早見(jiàn)于1883年，它的原理是結(jié)晶纖維素在較低的溫度下溶解于72 %的硫酸、42 %的鹽酸或77 83 %的磷酸中，導(dǎo)致纖維素的均相水解，轉(zhuǎn)化成含幾個(gè)葡萄糖單元的低聚糖，將此溶液加水稀釋并加熱一定時(shí)間即水解為葡萄糖。濃硫酸水解反應(yīng)溫度和壓力都較稀酸水解低，減少了生成的還原糖繼續(xù)降解量。其主要優(yōu)點(diǎn)是糖的回收率高，可回收約90%的纖維素、半纖維素轉(zhuǎn)化的糖。采用高濃度的酸，對(duì)設(shè)備腐蝕比較嚴(yán)重，需要采用耐強(qiáng)酸腐蝕材料，這大大增加了設(shè)備材料的成本。而且大量高濃度酸廢液污染環(huán)境，其回收再利用較困難，從原料上增加了濃酸水解的成本，制約了濃酸水解的進(jìn)一步發(fā)展。無(wú)酸水解可稱(chēng)高溫液態(tài)水水解，是利用高溫液態(tài)水來(lái)水解生物質(zhì)中的半纖維素獲取木糖或低木聚糖等方法。其原理與稀酸水解類(lèi)似，都是通過(guò)水合氫離子來(lái)水解半纖維素。 其主要過(guò)程是在水解過(guò)程中半纖維素分支結(jié)構(gòu)上的乙?；?lèi)物質(zhì)水解產(chǎn)生乙酸，乙酸離解產(chǎn)生水合氫離子又促進(jìn)水解反應(yīng)的進(jìn)行。高溫液態(tài)水水解的優(yōu)點(diǎn)①可高效率溶解半纖維素(90%以上)，部分去除木質(zhì)率(10% 50%)，纖維素的損失較少。②去除了半纖維素和木質(zhì)素后，提高了生物質(zhì)的酶接觸性，可以顯著提高酶水解的性能。③采用水作為催化劑， 運(yùn)行成本較低，且沒(méi)有酸后繼處理。但高溫液態(tài)水水解溫度和壓力都比較高，副產(chǎn)物也比較多，發(fā)酵抑制物較多，且對(duì)水解設(shè)備提出了較高的要求，此外高溫液態(tài)水水解纖維素效率比較低，纖維素水解糖得率也比較低，最適合于酶水解的預(yù)處理。超低酸水解是指以質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 以下的酸在較高溫度下對(duì)纖維素進(jìn)行水解的方法，由美國(guó)可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)提出。超低酸對(duì)設(shè)備的腐蝕性低，減少酸的后續(xù)處理量，在減少環(huán)境污染和降低生產(chǎn)成本方面較其它工藝有較大的優(yōu)勢(shì)，其缺點(diǎn)是需要高溫、高壓的反應(yīng)條件，對(duì)設(shè)備要求苛刻，難以產(chǎn)業(yè)化，此外半纖維素和纖維素水解性能不同，半纖維素相對(duì)容易水解且木糖在高溫下易分解，造成木質(zhì)纖維素水解糖得率比較低。酶水解工藝反應(yīng)條件溫和、水解副產(chǎn)物少、糖化得率高但其致命的問(wèn)題在于一方面纖維素酶的回收效率低、穩(wěn)定性差，成本居高不下；另一方面酶水解預(yù)處理的工藝以及成本要求很高，難以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。稀酸水解法具有工藝簡(jiǎn)單、可控性強(qiáng)、反應(yīng)周期短、成本低、廢液處理方便、污染少等優(yōu)點(diǎn)，是最有望實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的工藝方法。纖維素稀酸水解過(guò)程中，酸作用使纖維素水解主要轉(zhuǎn)化為葡萄糖；半纖維素則生成多種單糖，主要包括木糖、阿拉伯糖、甘露糖等；木質(zhì)素則降解成多種單環(huán)芳香族化合物。由于在較高溫度以及酸作用下這些產(chǎn)物并不穩(wěn)定，存在多種形式的分解、氧化等復(fù)雜反應(yīng)，這些反應(yīng)不僅降低了可發(fā)酵性糖的收率，還生成了多種副產(chǎn)物，主要有甲酸、乙酸、糠醛、羥甲基糠醛、糖醛酸、己糖酸、酚類(lèi)化合物、丁香酸、羥基苯甲酸、香草醛等，這些物質(zhì)的存在，對(duì)后續(xù)乙醇或丁醇發(fā)酵過(guò)程中能抑制微生物細(xì)胞的生長(zhǎng)中，影響目標(biāo)產(chǎn)品的收率。綜上所述，盡管稀酸水解法具有工藝簡(jiǎn)單、可控性強(qiáng)、反應(yīng)周期短、成本低、廢液處理方便、污染少等優(yōu)點(diǎn)，是最有望實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的工藝方法，但存在水解糖得率低，副產(chǎn)物多，可發(fā)酵糖產(chǎn)率低，增加了很多后續(xù)可發(fā)酵糖利用的困難，需要盡快解決。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明公開(kāi)了一種纖維素廢棄物微分式滲濾床低酸水解制備可發(fā)酵性糖的方法， 以解決現(xiàn)有稀酸水解技術(shù)中水解糖得率低，水解副產(chǎn)物比較高，對(duì)后續(xù)乙醇或丁醇發(fā)酵過(guò)程中微生物細(xì)胞的生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制作用，造成目標(biāo)產(chǎn)品收率低的問(wèn)題。纖維素廢棄物是由纖維素、半纖維素及木質(zhì)素三者組成，結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，不同的原料其結(jié)構(gòu)不同，水解難易程度也不同。微分式滲濾床低酸水解是指針對(duì)原料中的半纖維素和纖維素的結(jié)構(gòu)不同以及水解難易程度不同采用不同的溫度、不同的酸濃度和不同的水解時(shí)間來(lái)進(jìn)行多段的微分式滲濾床水解，得到戊糖、己糖、纖維二糖以及低聚糖等，及時(shí)排除水解產(chǎn)物，減少水解糖在高溫情況下酸作用時(shí)間，從而減少副產(chǎn)物的產(chǎn)生，提高糖的得率。 發(fā)明人結(jié)合滲濾床低酸水解工藝、高溫液態(tài)水、超低酸水解以及酶水解工藝的優(yōu)點(diǎn)和不足首次提出，并進(jìn)行試驗(yàn)，反應(yīng)條件溫和，酸耗低，后處理容易，水解后副產(chǎn)物少，提高了糖的得率以及糖濃度，降低了后續(xù)生物發(fā)酵的抑制物濃度。本發(fā)明公開(kāi)的纖維素廢棄物微分式滲濾床低酸水解成可發(fā)酵性糖的方法，是指根據(jù)不同的原料以及同一原料由于半纖維素、纖維素結(jié)構(gòu)不同水解難易程度也不同，減少水解糖高溫停留時(shí)間，降低水解副產(chǎn)物，提高糖的得率，將纖維素廢棄物水解分成不同溫度、 或不同酸濃度(含不同酸類(lèi))、或不同反應(yīng)時(shí)間的水解工藝，包括如下步驟1)將纖維素廢棄物裝入滲濾床水解反應(yīng)釜中，加入溫度大于50°C的熱水(或加入冷水用蒸汽加熱至50°C以上)，固液比2 12，反應(yīng)10 100分鐘后，將洗水排盡；2)加入酸濃度為0.05 2%的無(wú)機(jī)酸，或0. 1 2. 5%的有機(jī)酸，或0. 05 2. 5% 的無(wú)機(jī)酸和有機(jī)酸混合物，固液比2. 5 12，用蒸汽加熱至85 130°C反應(yīng)30 200分鐘后，將水解液排入水解儲(chǔ)罐；3)加入酸濃度為0. 08 3 %的無(wú)機(jī)酸，或0. 15 3. 5%的有機(jī)酸，或0. 08 3. 5%的無(wú)機(jī)酸和有機(jī)酸混合物，固液比2. 5 12，用蒸汽加熱至90 135°C反應(yīng)30 200 分鐘后，將水解液排入水解儲(chǔ)罐；4)加入酸濃度為0. 1 3. 5%的無(wú)機(jī)酸或0. 2 4%的有機(jī)酸，或0. 1 4%的無(wú)機(jī)酸和有機(jī)酸混合物，固液比2. 5 10，用蒸汽加熱至120 170°C反應(yīng)10 100分鐘后， 將水解液排入水解儲(chǔ)罐；5)加入酸濃度為0. 5 4%的無(wú)機(jī)酸或0. 8 4. 5 %的有機(jī)酸，或0. 5 4. 5 %的無(wú)機(jī)酸和有機(jī)酸混合物，固液比2. 5 12，用蒸汽加熱至130 200°C反應(yīng)10 100分鐘后，將水解液排入水解儲(chǔ)罐；6)加入酸濃度為0. 8 4. 5%的無(wú)機(jī)酸或1. 0 5%的有機(jī)酸，或0. 8 5%的無(wú)機(jī)酸和有機(jī)酸混合物，固液比2. 5 12，用蒸汽加熱至140 210°C反應(yīng)10 100分鐘后， 將水解液排入水解儲(chǔ)罐；7)加入酸濃度為0. 8 5%的無(wú)機(jī)酸或1. 0 5%的有機(jī)酸，或0. 8 5%的無(wú)機(jī)酸和有機(jī)酸混合物，固液比2. 5 10，用蒸汽加熱至140 220°C反應(yīng)10 100分鐘后，將水解液排入水解儲(chǔ)罐；8)加入固液比2. 5 12的水洗滌水解殘?jiān)占匆号湃胨鈨?chǔ)罐，然后排盡水
解殘?jiān)?。上述步驟中的濃度均為質(zhì)量百分比濃度。上述步驟中，也可以采取以下簡(jiǎn)化的辦法步驟幻和3)可以替換為以下一個(gè)步驟，為加入酸濃度為0.05 3%的無(wú)機(jī)酸， 或0. 1 3. 5%的有機(jī)酸，或0. 05 3. 5%的無(wú)機(jī)酸和有機(jī)酸混合物，固液比2. 5 12，用蒸汽加熱至85 145°C反應(yīng)30 200分鐘后，將水解液排入水解儲(chǔ)罐。或，步驟4) ,5),6)和7)可以替換為以下兩個(gè)步驟，為加入酸濃度為0. 1 4%的無(wú)機(jī)酸或0. 2 4. 5%的有機(jī)酸，或0. 1 4. 5%的無(wú)機(jī)酸和有機(jī)酸混合物，固液比2. 5 12，用蒸汽加熱至120 200°C反應(yīng)10 200分鐘后，將水解液排入水解儲(chǔ)罐。加入酸濃度為0. 8 5%的無(wú)機(jī)酸或1. 0 5%的有機(jī)酸，或0. 8 5%的無(wú)機(jī)酸和有機(jī)酸混合物，固液比2. 5 12，用蒸汽加熱至140 220°C反應(yīng)10 200分鐘后，將水解液排入水解儲(chǔ)罐。通過(guò)上述簡(jiǎn)化，本發(fā)明可以最少簡(jiǎn)化為三段式水解工藝。所述纖維素廢棄物包括農(nóng)業(yè)廢棄物，如秸稈，果殼，果核，玉米芯等農(nóng)副產(chǎn)品的廢棄物；林業(yè)廢棄物，如薪柴，落葉、樹(shù)皮、樹(shù)根及林業(yè)加工廢棄物；水生植物，如藻類(lèi)、浮萍、水葫蘆、風(fēng)信子等；能源作物，如油料作物和富含碳?xì)浠衔锏闹参镆约吧镔|(zhì)的其它類(lèi)生物。在上述步驟中，稀酸溶液可以用蒸汽加熱也可以用其它熱媒加熱，加熱可以在反應(yīng)釜內(nèi)直接加熱，也可以先加熱到反應(yīng)溫度后然后再加入反應(yīng)釜中。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)是微分式滲濾床低酸水解是指針對(duì)原料中的半纖維素和纖維素的結(jié)構(gòu)不同以及水解難易程度不同采用不同的溫度、不同的酸濃度進(jìn)行分步的微分式滲濾床水解，得到戊糖、 己糖、纖維二糖以及低聚糖等，及時(shí)排除水解產(chǎn)物，減少水解糖在高溫情況下酸作用時(shí)間， 減少副產(chǎn)物的產(chǎn)生，提高了糖的得率，而且工藝簡(jiǎn)單、可控性強(qiáng)、反應(yīng)周期短、成本低、廢液
6處理方便、污染少等優(yōu)點(diǎn)，易于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
具體實(shí)施方式
下列通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)的說(shuō)明。實(shí)施例11)選取200L的滲濾床水解反應(yīng)釜，將切成2 3cm長(zhǎng)含水10%的15公斤的稻草裝入反應(yīng)釜中；加入固液比2、計(jì)27公斤溫度為70°C的熱水，反應(yīng)100分鐘后，將洗水排盡；2)加入固液比為12、酸濃度為0.6%的鹽酸水溶液162公斤，用蒸汽加熱至100 105°C反應(yīng)100分鐘后，將水解液排入水解儲(chǔ)罐；3)加入酸濃度為0. 8%的鹽酸水溶液50公斤用蒸汽加熱至120 130°C反應(yīng)100 分鐘后，將水解液排入水解儲(chǔ)罐；4)加入酸濃度為1. 8%的硫酸水溶液40公斤用蒸汽加熱至160°C反應(yīng)30分鐘后， 將水解液排入水解儲(chǔ)罐；5)加入酸濃度為2%的硫酸水溶液30公斤，用蒸汽加熱至180°C反應(yīng)40分鐘后， 將水解液排入水解儲(chǔ)罐；6)加入酸濃度為2. 1 %的硫酸水溶液30公斤，用蒸汽加熱至190°C反應(yīng)50分鐘后，將水解液排入水解儲(chǔ)罐；7)加入酸濃度為2. 2%的硫酸水溶液25公斤，用蒸汽加熱至200°C反應(yīng)50分鐘后，將水解液排入水解儲(chǔ)罐；8)加入20公斤的清水洗滌水解殘?jiān)占匆号湃胨鈨?chǔ)罐，然后排盡水解殘?jiān)?。最后得到含?0%的水解殘?jiān)s3. 8公斤，水解液357公斤，總糖濃度為2. 42%, 水解糖得率為85%，大于常規(guī)稀酸水解糖的得率60%，提高了 25%。實(shí)施例21)選取2001的滲濾床水解反應(yīng)釜，將含水12. 5%的10公斤的甘蔗渣裝入反應(yīng)釜中；加入120公斤溫度為50°C的熱水，反應(yīng)10分鐘后，將洗水排盡；2)加入酸濃度為2. 5%的甲酸水溶液120公斤，用蒸汽加熱至85°C反應(yīng)200分鐘后，將水解液排入水解儲(chǔ)罐；3)加入酸濃度為0. 15%的乙酸水溶液25公斤用蒸汽加熱至135°C反應(yīng)30分鐘后，將水解液排入水解儲(chǔ)罐；4)加入酸濃度為0. 的硫酸水溶液80公斤，固液比約為12，用蒸汽加熱至 170°C反應(yīng)200分鐘后，將水解液排入水解儲(chǔ)罐；5)加入酸濃度為4. 5%的乙酸水溶液20公斤，用蒸汽加熱至200°C反應(yīng)10分鐘后，將水解液排入水解儲(chǔ)罐；6)加入酸濃度為0. 8%的硫酸水溶液20公斤，用蒸汽加熱至210°C反應(yīng)100分鐘后，將水解液排入水解儲(chǔ)罐；7)加入酸濃度為1. 0%的硫酸水溶液20公斤，用蒸汽加熱至220°C反應(yīng)10分鐘后，將水解液排入水解儲(chǔ)罐；8)加入10公斤的清水洗滌水解殘?jiān)?，收集洗液排入水解?chǔ)罐，然后排盡水解殘?jiān)?。最后得到含?0%的水解殘?jiān)s2. 2公斤，水解液290公斤，總糖濃度為2. 0%, 水解糖得率為86%，大于常規(guī)稀酸水解糖得率60%，提高了沈％。實(shí)施例31)選取2001的滲濾床水解反應(yīng)釜，將含水12. 5%的觀公斤的甘蔗渣裝入反應(yīng)釜中；加入100公斤溫度為50°C的熱水，反應(yīng)10分鐘后，將洗水排盡；2)加入酸濃度為0. 的鹽酸水溶液100公斤，用蒸汽加熱至110°C反應(yīng)100分鐘后，將水解液排入水解儲(chǔ)罐；3)加入酸濃度為0. 3%的鹽酸水溶液70公斤用蒸汽加熱至130°C反應(yīng)80分鐘后， 將水解液排入水解儲(chǔ)罐；4)加入酸濃度為0. 8%的硫酸水溶液60公斤用蒸汽加熱至160°C反應(yīng)40分鐘后， 將水解液排入水解儲(chǔ)罐；5)加入酸濃度為0.8%的鹽酸酸水溶液50公斤，用蒸汽加熱至170°C反應(yīng)35分鐘后，將水解液排入水解儲(chǔ)罐；6)加入酸濃度為1. 0%的硫酸水溶液40公斤，用蒸汽加熱至180°C反應(yīng)30分鐘后，將水解液排入水解儲(chǔ)罐；7)加入酸濃度為1. 2%的鹽酸酸水溶液30公斤，用蒸汽加熱至180°C反應(yīng)20分鐘后，將水解液排入水解儲(chǔ)罐；8)加入30公斤的清水洗滌水解殘?jiān)?，收集洗液排入水解?chǔ)罐，然后排盡水解殘?jiān)?。最后得到含?0%的水解殘?jiān)s7. 6公斤，水解液405公斤，總糖濃度為4. 0%， 水解糖得率為87%，大于常規(guī)稀酸水解糖的得率60%，提高了 27%。實(shí)施例41)、選取2001的滲濾床水解反應(yīng)釜，將含水12. 5%的觀公斤的甘蔗渣裝入反應(yīng)釜中；加入100公斤溫度為50°C的熱水，反應(yīng)10分鐘后，將洗水排盡；2)、加入酸濃度為0. 的鹽酸水溶液100公斤，用蒸汽加熱至130°C反應(yīng)100分鐘后，將水解液排入水解儲(chǔ)罐；3)加入酸濃度為1. 0%的鹽酸水溶液90公斤用蒸汽加熱至150°C反應(yīng)80分鐘后， 將水解液排入水解儲(chǔ)罐；4)加入酸濃度為1. 5%的硫酸水溶液80公斤用蒸汽加熱至180°C反應(yīng)40分鐘后， 將水解液排入水解儲(chǔ)罐；5)、加入30公斤的清水洗滌水解殘?jiān)占匆号湃胨鈨?chǔ)罐，然后排盡水解殘?jiān)?。最后得到含?0%的水解殘?jiān)s7. 8公斤，水解液340公斤，總糖濃度為4. 6%， 水解糖得率為84%，大于常規(guī)稀酸水解糖的得率60%，提高了 M%。
權(quán)利要求
1.一種纖維素廢棄物微分式滲濾床低酸水解成可發(fā)酵性糖的方法，其特征在于，將水解分成不同溫度、或不同酸及酸濃度、或不同反應(yīng)時(shí)間的多段水解工藝，包括如下步驟1)將纖維素廢棄物裝入滲濾床水解反應(yīng)釜中，加入溫度為50 140°C的熱水，或加入冷水用蒸汽加熱，固液比2 12，反應(yīng)10 100分鐘后，將洗水排盡；2)加入酸濃度為0.05 2%的無(wú)機(jī)酸，或0. 1 2. 5%的有機(jī)酸，或0. 05 2. 5%的無(wú)機(jī)酸和有機(jī)酸混合物，固液比2. 5 12，用蒸汽加熱至85 130°C反應(yīng)30 200分鐘后， 將水解液排入水解儲(chǔ)罐；3)加入酸濃度為0.08 3%的無(wú)機(jī)酸，或0. 15 3. 5%的有機(jī)酸，或0. 08 3. 5%的無(wú)機(jī)酸和有機(jī)酸混合物，固液比2. 5 12，用蒸汽加熱至90 135°C反應(yīng)30 200分鐘后， 將水解液排入水解儲(chǔ)罐；4)加入酸濃度為0.1 3. 5%的無(wú)機(jī)酸或0.2 4%的有機(jī)酸，或0. 1 4%的無(wú)機(jī)酸和有機(jī)酸混合物，固液比2. 5 10，用蒸汽加熱至120 170°C反應(yīng)10 100分鐘后，將水解液排入水解儲(chǔ)罐；5)加入酸濃度為0.5 4%的無(wú)機(jī)酸或0. 8 4. 5%的有機(jī)酸，或0. 5 4. 5%的無(wú)機(jī)酸和有機(jī)酸混合物，固液比2. 5 12，用蒸汽加熱至130 200°C反應(yīng)10 100分鐘后，將水解液排入水解儲(chǔ)罐；6)加入酸濃度為0.8 4. 5%的無(wú)機(jī)酸或1. 0 5%的有機(jī)酸，或0. 8 5%的無(wú)機(jī)酸和有機(jī)酸混合物，固液比2. 5 12，用蒸汽加熱至140 210°C反應(yīng)10 100分鐘后，將水解液排入水解儲(chǔ)罐；7)加入酸濃度為0.8 5%的無(wú)機(jī)酸或1. 0 5%的有機(jī)酸，或0. 8 5%的無(wú)機(jī)酸和有機(jī)酸混合物，固液比2. 5 10，用蒸汽加熱至140 220°C反應(yīng)10 100分鐘后，將水解液排入水解儲(chǔ)罐；8)加入固液比2.5 12的水洗滌水解殘?jiān)?，收集洗液排入水解?chǔ)罐，然后排盡水解殘?jiān)?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維素廢棄物微分式滲濾床低酸水解成可發(fā)酵性糖的方法， 其特征在于，無(wú)機(jī)酸為硫酸、鹽酸或磷酸、或不同的無(wú)機(jī)酸的混合，有機(jī)酸為甲酸、乙酸、丙酸和馬來(lái)酸或不同有機(jī)酸的混合。
3.—種纖維素廢棄物微分式滲濾床低酸水解成可發(fā)酵性糖的方法，其特征在于，將權(quán)利要求1中的步驟2)和3)替換為以下一個(gè)步驟，為加入酸濃度為0. 05 3%的無(wú)機(jī)酸， 或0. 1 3. 5%的有機(jī)酸，或0. 05 3. 5%的無(wú)機(jī)酸和有機(jī)酸混合物，固液比2. 5 12，用蒸汽加熱至85 145°C反應(yīng)30 200分鐘后，將水解液排入水解儲(chǔ)罐。
4.一種纖維素廢棄物微分式滲濾床低酸水解成可發(fā)酵性糖的方法，其特征在于，將權(quán)利要求1中的步驟4)、5)、6)和7)替換為以下一個(gè)步驟，為加入酸濃度為0. 1 5%的無(wú)機(jī)酸或0. 2 5%的有機(jī)酸，或0. 1 5%的無(wú)機(jī)酸和有機(jī)酸混合物，固液比2. 5 12，用蒸汽加熱至120 220°C反應(yīng)10 200分鐘后，將水解液排入水解儲(chǔ)罐。
5.一種纖維素廢棄物微分式滲濾床低酸水解成可發(fā)酵性糖的方法，其特征在于將權(quán)利要求1中的步驟2)和3)替換為以下一個(gè)步驟，為加入酸濃度為0. 05 3%的無(wú)機(jī)酸， 或0. 1 3. 5%的有機(jī)酸，或0. 05 3. 5%的無(wú)機(jī)酸和有機(jī)酸混合物，固液比2. 5 12，用蒸汽加熱至85 145°C反應(yīng)30 200分鐘后，將水解液排入水解儲(chǔ)罐；將權(quán)利要求1中的步驟4)、5)替換為以下一個(gè)步驟，為加入酸濃度為0. 1 4%的無(wú)機(jī)酸或0. 2 4. 5%的有機(jī)酸，或0. 1 4. 5%的無(wú)機(jī)酸和有機(jī)酸混合物，固液比2. 5 12， 用蒸汽加熱至120 200°C反應(yīng)10 200分鐘后，將水解液排入水解儲(chǔ)罐。將權(quán)利要求1中的步驟6)和7)替換為以下一個(gè)步驟，為加入酸濃度為0. 8 5%的無(wú)機(jī)酸或1. 0 5%的有機(jī)酸，或0. 8 5%的無(wú)機(jī)酸和有機(jī)酸混合物，固液比2. 5 12，用蒸汽加熱至140 220°C反應(yīng)10 200分鐘后，將水解液排入水解儲(chǔ)罐。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種纖維素廢棄物微分式滲濾床低酸水解制備可發(fā)酵性糖的方法，以解決現(xiàn)有稀酸水解技術(shù)中水解糖得率低，水解副產(chǎn)物比較高，對(duì)后續(xù)乙醇或丁醇發(fā)酵過(guò)程中微生物細(xì)胞的生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制作用，造成目標(biāo)產(chǎn)品收率低的問(wèn)題。是指針對(duì)纖維素廢棄物原料中的半纖維素和纖維素的不同結(jié)構(gòu)以及水解難易程度不同而采取的不同的水解溫度、不同的酸濃度和不同的反應(yīng)時(shí)間進(jìn)行多段的微分式滲濾床低酸水解，得到戊糖、己糖、纖維二糖以及低聚糖等，及時(shí)排除水解產(chǎn)物，減少水解糖在高溫情況下酸作用時(shí)間，減少副產(chǎn)物的產(chǎn)生，從而提高糖的得率，該工藝簡(jiǎn)單、可控性強(qiáng)、反應(yīng)周期短、成本低、廢液處理方便、污染少等優(yōu)點(diǎn)，易于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C13K13/00GK102260754SQ201110169958
公開(kāi)日2011年11月30日 申請(qǐng)日期2011年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月22日
發(fā)明者丁飛, 徐忠斌, 潘微, 熊蓮, 羅彩容, 陳新德 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院廣州能源研究所