專利名稱：一種低強(qiáng)度蒸汽爆破灌木莖桿分離主成分的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生物質(zhì)化學(xué)化工領(lǐng)域，特別涉及一種將含木質(zhì)纖維素 的生物質(zhì)(特別是來(lái)自灌木莖桿的)經(jīng)低強(qiáng)度蒸汽爆破預(yù)處理后分離 為木質(zhì)素、半纖維素和纖維素等基本成分的方法。
背景技術(shù)：
隨著世界工業(yè)化的發(fā)展，石油作為主體燃料及化學(xué)品的原料，其 需求量急劇增加，能源的短缺問題日益加劇，同時(shí)化石能源對(duì)環(huán)境造 成了嚴(yán)重的破壞。所以，研究與尋找環(huán)境友好的石油能源替代品成為 世界技術(shù)開發(fā)的重要方向之一。與燃燒化石燃料所產(chǎn)生的能量相比， 生物質(zhì)能源被稱為"二氧化碳中和燃料"，因?yàn)橄囊欢康纳镔|(zhì) 能源所排放的二氧化碳量與這些生物在最初形成的時(shí)候從大氣中所 吸收的二氧化碳的量是相同的，這對(duì)減少對(duì)大氣的污染及抑制溫室效 應(yīng)意義重大。
燃料乙醇由于其成熟的生產(chǎn)應(yīng)用技術(shù)和豐富的原料來(lái)源成為世 界各國(guó)首選的生物質(zhì)能源，但傳統(tǒng)的燃料乙醇生產(chǎn)以糧食為原料，雖 屬可再生資源，但其生產(chǎn)受到糧食產(chǎn)量的限制，難以長(zhǎng)期滿足能源需 求。產(chǎn)量大、來(lái)源廣的木質(zhì)纖維質(zhì)原料就成了人們關(guān)注的焦點(diǎn)。
我國(guó)沙區(qū)面積大，沙區(qū)灌木資源十分豐富，但目前實(shí)際利用率僅
為5%。灌木樹種具有造林技術(shù)簡(jiǎn)單，成活率高，生物量大，防風(fēng)固 沙效益顯著等優(yōu)點(diǎn)，因此其人工造林比例逐年上升，然而這些灌木樹 種的平茬周期為3-5年，生長(zhǎng)5年后不進(jìn)行平茬的沙柳出現(xiàn)灌叢上部部 分枯死的現(xiàn)象，生長(zhǎng)衰退，多年不平茬的則會(huì)整株枯死，平茬后，可 獲得最大生物量，平均每畝可達(dá)1。屯以上。因此，灌木資源開發(fā)利用 將成為今后重要的木質(zhì)纖維原料之一。
由于木質(zhì)纖維素具有木質(zhì)素、纖維素、半纖維素相互包裹的復(fù)雜 結(jié)構(gòu)，并且纖維素本身具有穩(wěn)定的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，直接利用纖維素酶催化 降解纖維素生產(chǎn)乙醇時(shí)難于分解，纖維素酶的作用效率低，因此必須 對(duì)原料進(jìn)行預(yù)處理再降解，纖維素酶的作用效率與預(yù)處理工藝密切相 關(guān)。
蒸汽爆破法作為一種物理化學(xué)方法，是近年來(lái)發(fā)展較快、較有效、 低成本的木質(zhì)纖維高效預(yù)處理技術(shù)，蒸汽爆破過程是使纖維素先受水 膨潤(rùn)并且水浸入到纖維深處，再在密閉的容器中受到高溫加熱，形成 水蒸氣產(chǎn)生蒸汽壓，再急劇下降到一個(gè)大氣壓，從而導(dǎo)致纖維素超分 子結(jié)構(gòu)的破壞，增加分子內(nèi)氫鍵的斷裂程度。蒸汽爆破法制漿已實(shí)現(xiàn)
工業(yè)化。蒸汽爆破處理秸稈原料的壓力為1.0-1.7MPa，處理時(shí)間 5min-10min (CN200610000997.6、 CN99111449.3、 CN00106032.5 ); Negro在處理白楊木片時(shí)蒸汽爆破條件為壓力1.92MPa，處理時(shí)間4 min ( Negro M J, Manzanates P， Ballesteros I, et al. Hydrothermal pretreatment conditions to enhance ethanol production from poplar biomass [J]. Applied Biochemistry and Biotechnology, Part A, Enzyme Engineering and Biotechnology, 2003(105): 87-100.)。研究表明秸稈比 木材更易水解或降解，因此木材蒸汽爆破強(qiáng)度一般要高于秸稈。
在目前報(bào)道的蒸汽爆破條件下，過高的蒸汽壓力以及過長(zhǎng)的蒸煮 時(shí)間不僅能耗高，而且在此過程中，秸稈和木材中的大部分半纖維素 和木質(zhì)素已降解成單糖或進(jìn)一步轉(zhuǎn)變?yōu)榭啡⒁宜?、酚類等物質(zhì)，這 些降解產(chǎn)物對(duì)后續(xù)的酶解糖化纖維素生產(chǎn)生物乙醇起到了明顯的抑 制作用，使木質(zhì)纖維素原料的利用率不到50%,無(wú)法充分利用；而且 較高的蒸汽壓和較長(zhǎng)的維壓時(shí)間對(duì)設(shè)備的耐壓和其它性能要求較高， 對(duì)能源需求也較大，增加了資金投入。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種低強(qiáng)度蒸汽爆破灌木莖桿、分離主成分
的方法。
本發(fā)明將除雜切片后的灌木莖桿進(jìn)行低強(qiáng)度蒸汽爆破，產(chǎn)物經(jīng)盤 磨機(jī)磨碎，以水作溶劑釆用增壓快速萃取方法分離半纖維素，再將分 離半纖維素后的固體渣，以乙醇作溶劑釆用增壓快速萃取方法分離木 質(zhì)素，最后將分離出半纖維素和木質(zhì)素的灌木莖桿纖維素用于酶解糖 化發(fā)酵轉(zhuǎn)化生物乙醇。
本發(fā)明的工藝流程圖見圖l，其中萃取分離半纖維素和木質(zhì)素的 溶劑都可以回收利用。
具體的說，本發(fā)明的低強(qiáng)度蒸汽爆破灌木莖桿、分離主成分的方
法為
1 )削片灌木莖桿經(jīng)削片機(jī)削片后，物料尺寸小于 30mmxl0mmxl0mm (長(zhǎng)、寬、厚)，優(yōu)選小于30mmx5mmx5mm (長(zhǎng)、
寬、厚)；
2) 低強(qiáng)度蒸汽爆破預(yù)處理蒸汽爆破壓力為0.5 L2MPa，最佳 壓力為0.8~ l.OMPa;維壓時(shí)間為20 150秒，最佳維壓時(shí)間為60 120 秒；
3) 研磨將蒸汽爆破物料釆用盤磨機(jī)磨碎，磨碎物料烘干后可 全部通過20目篩；
4) 萃取半纖維素用快速增壓水萃取法，半纖維素水與爆破物 料的重量配比為10:1 40:1，最佳配比為15:1;萃取溫度為30—(TC， 最佳萃取溫度為60 80。C;萃取時(shí)增壓5 10分鐘，停止增壓5 10分鐘， 增壓最高壓力O.l 0.3MPa，以此循環(huán)1 1.5小時(shí)；
5) 過濾萃取液釆用截留分子量為1000 4000的聚砜超濾膜過濾 半纖維素萃取液，超濾產(chǎn)生的水可作為萃取劑循環(huán)使用，半纖維素烘 干后用作食品添加劑、藥物中間體或造紙助劑，半纖維素成分得到高 值化利用；
6) 萃取木質(zhì)素用增壓快速乙醇萃取法，乙醇與固體物料的重
量配比為15:1 60:1，最佳配比為20:1;萃取溫度為30 15(TC，最佳萃 取溫度為70-140°C;萃取時(shí)增壓10 20分鐘，停止增壓5 10分鐘，增 壓最高壓力0.3-0.6MPa，以此循環(huán)2 3小時(shí)；
7) 減壓蒸餾將木質(zhì)素萃取液進(jìn)行減壓蒸僧，蒸餾壓力 0.03 0.08MPa,乙醇冷凝后可作為萃取劑循環(huán)使用，高純度木質(zhì)素適 宜制備木質(zhì)素改性產(chǎn)品，木質(zhì)素成分得到高值化利用；
8) 酶解按每克纖維素16單位(濾紙酶活)纖維素酶的量加入 纖維素酶進(jìn)行酶解，分離半纖維素和木質(zhì)素的蒸汽爆破灌木物料中纖 維素含量大于85%，酶解時(shí)，纖維素的酶解糖化率為96-100%。
本方法釆用的灌木莖桿原料，應(yīng)滿足以下要求莖桿水份35%, 清理去雜后，樹葉含量$0.2%，不含鐵器雜質(zhì)。
應(yīng)用低強(qiáng)度蒸汽爆破預(yù)處理后，灌木莖桿半纖維素提取率可達(dá) 85%-93%,木質(zhì)素提取率為82%-90%，分離半纖維素和木質(zhì)素的蒸汽 爆破灌木物料中纖維素含量大于85%，酶解時(shí)，纖維素的酶解糖化率 為96-100% (上述組分的提取率是指分離提取所獲得組分的質(zhì)量占原 料中該組分質(zhì)量的百分比)，實(shí)驗(yàn)證明分別以灌木原料、低強(qiáng)度蒸 汽爆破灌木原料、分離出半纖維素和木質(zhì)素的灌木莖桿纖維原料為酶 解反應(yīng)底物(酶解時(shí)都按每克纖維素加入16濾紙酶活單位纖維素酶)， 各底物酶解糖化率分別為31-35%、 68-75%、 96-100%,顯然應(yīng)用本方 法可大大提高木質(zhì)纖維素的使用率。
本發(fā)明提供的低強(qiáng)度蒸汽爆破預(yù)處理灌木莖桿、分離主成分工 藝，最大限度地把起始于木質(zhì)生物質(zhì)中的碳轉(zhuǎn)化為有用的產(chǎn)品，進(jìn)一 步提高纖維素酶解轉(zhuǎn)化率和降低轉(zhuǎn)化成本，使木質(zhì)纖維素資源得到充 分地利用，而且處理過程中不使用酸、堿或含硫、氯的化學(xué)品，是綠 色無(wú)污染分離工藝，其優(yōu)點(diǎn)是
1)提出低強(qiáng)度蒸汽爆破預(yù)處理工藝，降低了設(shè)備要求，并在大 幅度降低能耗的同時(shí)最大限度的保持了半纖維素和木質(zhì)素的成分，使
半纖維素和木質(zhì)素的進(jìn)一步利用成為可能；
2) 釆用增壓快速溶劑萃取方法分離半纖維素和木質(zhì)素，增壓快 速溶劑萃取循環(huán)在由程序變壓獲得的動(dòng)態(tài)體系與靜態(tài)體系間交替進(jìn)
行，基于對(duì)萃取物料進(jìn)行增壓、減壓的雙效及強(qiáng)制等滲從而實(shí)現(xiàn)萃取 物遷移到溶劑相，萃取效率高、溶劑用量少，可大幅度降低萃取分離
成本；
3) 提出將灌木纖維原料的主成分先行分離，半纖維素和木質(zhì)素 產(chǎn)品分離富集后用于醫(yī)藥、食品和精細(xì)化學(xué)品等高附加值產(chǎn)品的加 工，實(shí)現(xiàn)木質(zhì)纖維資源高值化利用，解決木質(zhì)纖維資源生物轉(zhuǎn)化乙醇 成本高、難以工業(yè)化的問題；
4) 基于灌木纖維原料先分離后轉(zhuǎn)化的思路，纖維素酶解糖化率 95%以上，較未預(yù)處理原料或主成分未分離蒸汽爆破原料的糖化率有 顯著提高；此外，由于原料中半纖維素和木質(zhì)素的分離，還可降低纖 維素糖化發(fā)酵過程中抑制物的影響，提高發(fā)酵效率；
5) 本方法中只使用水和乙醇，易于回收利用，可實(shí)現(xiàn)零排放， 對(duì)環(huán)境保護(hù)具有十分積極的意義。


圖l低強(qiáng)度蒸汽爆破灌木莖桿、分離主成分的方法。
圖2胡枝子半纖維素的熱重分析圖，其中實(shí)線為原料直接提取的 半纖維素，虛線為經(jīng)低強(qiáng)度蒸汽爆破處理后提取的半纖維素。
圖3胡枝子木質(zhì)素的熱重分析圖，其中實(shí)線為原料直接提取的木 質(zhì)素，虛線為經(jīng)低強(qiáng)度蒸汽爆破處理后提取的木質(zhì)素。
圖4胡枝子半纖維素紅外光譜圖，其中上線為原料直接提取的半 纖維素，下線為經(jīng)低強(qiáng)度蒸汽爆破處理后提取的半纖維素。
圖5胡枝子木質(zhì)素紅外光譜圖，其中上線為原料直接提取的木質(zhì) 素，下線為經(jīng)低強(qiáng)度蒸汽爆破處理后提取的木質(zhì)素。
具體實(shí)施例方式
以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。 實(shí)施例l
風(fēng)干胡枝子莖桿除雜質(zhì)、削片，物料尺寸小于30mmx5mmx5mm (長(zhǎng)、寬、厚)；然后分成兩組實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組，實(shí)驗(yàn)組進(jìn)行低強(qiáng) 度蒸汽爆破，蒸汽爆破壓力0.8MPa、維壓時(shí)間為60秒；對(duì)照組不進(jìn)行 蒸汽爆破，將實(shí)驗(yàn)組的蒸汽爆破產(chǎn)物和對(duì)照組物料分別經(jīng)盤磨機(jī)磨 碎；分別進(jìn)行下述實(shí)驗(yàn)以50'C溫水作溶劑對(duì)半纖維素成分進(jìn)行增壓 快速萃取分離，水與爆破物料的重量配比15:1，萃取時(shí)增壓5分鐘， 停止增壓5分鐘，增壓最高壓力0，2MPa，循環(huán)l小時(shí)，萃取液釆用有截 留分子量為2000的聚砜膜超濾截留分離半纖維素，超濾濃縮后水循環(huán) 使用，濃縮物烘干得到半纖維，實(shí)驗(yàn)組半纖維素提取率為90.3%,對(duì) 照組的半纖維素提取率為51.6 %。
分離半纖維素后的固體渣，再以乙醇作溶劑釆用增壓快速萃取方 法進(jìn)行木質(zhì)素萃取分離，乙醇與固體物料的重量配比為20:1，萃取溫 度12(TC,萃取時(shí)增壓10分鐘，停止增壓5分鐘，增壓最高壓力0.5MPa, 循環(huán)3小時(shí)，萃取液在0.05Mpa下減壓蒸餾獲得木質(zhì)素產(chǎn)品，實(shí)驗(yàn)組木 質(zhì)素提取率為87.5%,對(duì)照組木質(zhì)素提取率為62.4%，乙醇回收循環(huán)使 用。
分離出半纖維素和木質(zhì)素的胡枝子莖桿纖維素用于酶解糖化發(fā) 酵轉(zhuǎn)化乙醇，酶解時(shí)按每克纖維素加入16濾紙酶活單位的纖維素酶， 實(shí)驗(yàn)組纖維素酶解糖化率為98.6%，對(duì)照組纖維素酶解糖化率為 32.5%。
低(溫)強(qiáng)度蒸汽爆破處理對(duì)半纖維素和木質(zhì)素的影響不同，圖 2是胡技子半纖維素的熱重分析圖，其中實(shí)線為原料直接提取的半纖 維素，虛線為經(jīng)低強(qiáng)度蒸汽爆破處理后提取的半纖維素。經(jīng)蒸汽爆破 處理后分離出的半纖維素初始降解溫度為240'C ,略高于未處理原料 的225。C，說明經(jīng)蒸汽爆破處理后纖維素的熱穩(wěn)定性更強(qiáng)，主要是由
于預(yù)處理過程中半纖維素的降解產(chǎn)物聚合生成較難熱降解的產(chǎn)物。但
是，在60(TC下，經(jīng)蒸汽爆破處理后的半纖維素有85%降解，而原料 中的半纖維素只有78%降解，說明蒸汽爆破處理同時(shí)對(duì)半纖維素又有 一定的降解作用，經(jīng)分離后更適用于進(jìn)一步處理生產(chǎn)高附加值的醫(yī)藥 產(chǎn)品。
圖3是胡枝子木質(zhì)素的熱重分析圖，其中實(shí)線為原料直接提取的 木質(zhì)素，虛線為經(jīng)低強(qiáng)度蒸汽爆破處理后提取的木質(zhì)素。經(jīng)蒸汽爆破 處理后分離出的木質(zhì)素初始降解溫度為20(TC ,略高于未處理原料的 19(TC,而且降解速度明顯小于未處理原料分離出的木質(zhì)素，最終的 剩余物為54%，也大于原料的46%，說明在蒸汽爆破預(yù)處理過程中， 木質(zhì)素單體之間的聚合反應(yīng)增加了木質(zhì)素的熱穩(wěn)定性。
圖4是胡枝子半纖維素紅外光譜圖，其中上線為原料直接提取的 半纖維素，下線為經(jīng)低強(qiáng)度蒸汽爆破處理后提取的半纖維素。897cm" 處為糖單元P-糖苷健連接的特征峰，經(jīng)蒸汽爆破處理后該吸收峰強(qiáng)度 有所降低，說明該健有一定程度的斷裂。此外，1059 cm"處為木聚糖 特征峰，從圖中可以看出蒸汽爆破處理后分離的半纖維素中木聚糖含 量有所提高。
圖5胡技子木質(zhì)素紅外光譜圖，其中上線為原料直接提取的木質(zhì) 素，下線為經(jīng)低強(qiáng)度蒸汽爆破處理后提取的木質(zhì)素。1712cm"處為非 共軛羰基的特征峰，經(jīng)蒸汽爆破預(yù)處理后峰強(qiáng)度有所增加，說明預(yù)處 理使木質(zhì)素發(fā)生降解生成非共軛的酮或醛。與此同時(shí)，共軛的羰基 (1666 cm"處)經(jīng)蒸汽爆破后有所增加。
顯然，經(jīng)過低強(qiáng)度蒸汽爆破處理后，胡枝子中的半纖維素和木質(zhì) 素的提取率都有提高，提取的半纖維素和木質(zhì)素也更適用于生產(chǎn)高附 加值的產(chǎn)品。特別是，經(jīng)低強(qiáng)度蒸汽爆破處理后，纖維素的酶解糖化 率大大提高，顯然在后續(xù)制備生物乙醇的工藝中，乙醇的轉(zhuǎn)化率也將 大大高于未進(jìn)行低強(qiáng)度蒸汽爆破的灌木莖桿，從而大大提高了起始于 灌木莖桿的各種木質(zhì)生物質(zhì)的利用率。
實(shí)施例2
風(fēng)干沙柳莖桿除雜質(zhì)削片，物料尺寸小于30mmx 10mmx 10mm (長(zhǎng)、寬、厚)，蒸汽爆破壓力0.9MPa、維壓時(shí)間為120秒進(jìn)行蒸汽爆 破；蒸汽爆破產(chǎn)物經(jīng)盤磨機(jī)磨碎；以55'C溫水作溶劑對(duì)半纖維素成分 進(jìn)行增壓快速萃取分離，水與爆破物料的重量配比15:1，萃取時(shí)增壓 IO分鐘，停止增壓10分鐘，增壓最高壓力0.3MPa，循環(huán)1.5小時(shí)，萃 取液釆用有截留分子量為2000的聚砜膜超濾截留分離半纖維素，超濾 濃縮后水循環(huán)使用，濃縮物烘干得到半纖維，半纖維素提取率為 89.6%。
分離半纖維素后的固體渣，再以乙醇作溶劑釆用增壓快速萃取方 法進(jìn)行木質(zhì)素萃取分離，乙醇與固體物料的重量配比為20:1，萃取溫 度140。C,萃取時(shí)增壓15分鐘，停止增壓10分鐘，增壓最高壓力0.6MPa， 循環(huán)2小時(shí)，萃取液減壓蒸餾獲得木質(zhì)素產(chǎn)品，木質(zhì)素提取率為89.4%, 乙醇回收循環(huán)使用。
分離出半纖維素和木質(zhì)素的沙柳莖桿纖維素用于酶解糖化發(fā)酵 轉(zhuǎn)化乙醇，酶解時(shí)按每克纖維素加入16濾紙酶活單位的纖維素酶，纖 維素酶解糖化率為99.2%。 實(shí)施例3
風(fēng)干檸條莖桿除雜質(zhì)削片，物料尺寸小于30mmxl0mmxl0mm (長(zhǎng)、寬、厚)；蒸汽爆破壓力0.7MPa、維壓時(shí)間為60秒進(jìn)行蒸汽爆 破；蒸汽爆破產(chǎn)物經(jīng)盤磨機(jī)磨碎；以5(TC溫水作溶劑對(duì)半纖維素成分 進(jìn)行增壓快速萃取分離，水與爆破物料的重量配比15:1，萃取時(shí)增壓 5分鐘，停止增壓5分鐘，增壓最高壓力0.1MPa，循環(huán)1小時(shí)，萃取液 采用有截留分子量為2000的聚砜膜超濾截留分離半纖維素，超濾濃縮 后水循環(huán)使用，濃縮物烘干得到半纖維，半纖維素提取率為85.7%。
分離半纖維素后的固體渣，再以乙醇作溶劑釆用增壓快速萃取方 法進(jìn)行木質(zhì)素萃取分離，乙醇與固體物料的重量配比為20:1，萃取溫
度90。C，萃取時(shí)增壓10分鐘，停止增壓5分鐘，增壓最高壓力0.3MPa， 循環(huán)2小時(shí)，萃取液減壓蒸餾獲得木質(zhì)素產(chǎn)品，木質(zhì)素提取率為82.9%， 乙醇回收循環(huán)使用。
分離出半纖維素和木質(zhì)素的獰條莖桿纖維素用于酶解糖化發(fā)酵 轉(zhuǎn)化乙醇，酶解時(shí)按每克纖維素加入16濾紙酶活單位的纖維素酶，纖 維素酶解糖化率為96.5%。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng) 域的普通技術(shù)人員來(lái)說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以 做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1、一種低強(qiáng)度蒸汽爆破灌木莖桿、分離主成分的方法，其包括以下步驟1)低強(qiáng)度蒸汽爆破預(yù)處理蒸汽爆破壓力為0.5～1.2MPa，維壓時(shí)間為20～150秒；2)萃取分離半纖維素；3)萃取分離木質(zhì)素；4)纖維素酶酶解糖化。
2、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述灌木莖桿的水 份<15%，葉含量《0.2%,不含鐵器雜質(zhì)。
3、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟1)前還包 括切片。
4、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟1)之后， 步驟2)前，還包括研磨。
5、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟1)蒸汽 爆破壓力為0.8~1.0 MPa,維壓時(shí)間為60~120秒。。
6、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟2)萃取 是增壓溶劑萃取，其中溶劑為水，水與爆破物料的重量配比為 10:1 40:1，萃取溫度為30~90°C,萃取時(shí)增壓5 10分鐘，停止增壓 5 10分鐘，增壓最高壓力0.1 0.3MPa,以此循環(huán)1 1.5小時(shí)。
7、 如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述水與爆破物料 的重量配比為15:1，萃取溫度為為60 80°C。
8、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟2)還包 括用超濾膜過濾萃取液，回收利用水，所述超濾膜是截留分子量為 1000~4000的聚砜超濾膜。
9、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟3)萃取 是增壓溶劑萃取，其中溶劑為乙醇，乙醇與固體物料的重量配比為 15:1 60:1，萃取溫度為30~150°C ，萃取時(shí)增壓10~20分鐘，停止增 壓5 10分鐘，增壓最高壓力0.3 0.6MPa,以此循環(huán)2~3小時(shí)，減 壓蒸餾，回收乙醇。
10、如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于乙醇與固體物料的重 量配比為20:1，萃取溫度為70 140°C。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種將含木質(zhì)纖維素的灌木莖桿經(jīng)預(yù)處理后分離為木質(zhì)素、半纖維素和纖維素等基本成分的方法，該方法包括1)低強(qiáng)度蒸汽爆破預(yù)處理蒸汽爆破壓力為0.5～1.2MPa，維壓時(shí)間為20～150秒；2)萃取分離半纖維素；3)萃取分離木質(zhì)素；4)纖維素酶酶解糖化。本發(fā)明利用低強(qiáng)度蒸汽爆破預(yù)處理，再萃取分離出半纖維素和木質(zhì)素，然后得到纖維素酶解制備生物乙醇，可最大限度地把起始于灌木莖桿木質(zhì)生物質(zhì)中的碳轉(zhuǎn)化為有用的產(chǎn)品，特別是大幅提高了纖維素轉(zhuǎn)化為乙醇的轉(zhuǎn)化率，并降低了轉(zhuǎn)化成本，使木質(zhì)纖維素資源得到充分地利用，而且處理過程中不使用酸、堿或含硫、氯的化學(xué)品，是綠色無(wú)污染的分離工藝。
文檔編號(hào)C12P7/10GK101348804SQ20081022249
公開日2009年1月21日 申請(qǐng)日期2008年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月17日
發(fā)明者劉圣英, 孫潤(rùn)倉(cāng), 朱莉偉, 堃 王, 蔣建新, 馬雅奇 申請(qǐng)人:北京林業(yè)大學(xué)