一種利用生物油熱解糖組分水解制備可發(fā)酵糖的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種利用生物油熱解糖組分水解制備可發(fā)酵糖的方法，屬于生物質能源【技術領域】。首先，在生物油中加入水，利用超聲水浴鍋混合處理，再離心分離，對濾液進行過濾，得到生物油水相組分；在生物油水相組分加入乙醚，去除乙醚相，得到水相，用二氯甲烷對水相萃取，得到熱解糖水溶液，蒸發(fā)得到熱解糖組分，將其溶于稀硫酸溶液中，得到可發(fā)酵糖組分的水解液；對其用活性炭進行脫毒處理，最后在水解糖溶液中加入固體氫氧化鋇調pH值，去除固體硫酸鋇沉淀物，得到可發(fā)酵糖液。本方法將生物油中未被充分利用的糖類組分進行深加工處理，高效制備可發(fā)酵糖，提高了生物油的附加值，拓展了生物油的市場應用前景；而且反應條件溫和，工藝過程簡單可靠。
【專利說明】—種利用生物油熱解糖組分水解制備可發(fā)酵糖的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用生物油熱解糖組分水解制備可發(fā)酵糖的方法，屬于生物質能源【技術領域】。
【背景技術】
[0002] 近年來，隨著化石能源的日益減少和全球氣候變暖等生態(tài)環(huán)境問題逐漸突出，生物質資源轉化為清潔可再生的能源和化學品引起了人們越來越多的關注。其中，以快速熱解手段獲得的生物油被認為是最有希望的石油替代品之一。生物油富含酚、醛、酮、醇、酸、糖等多種組分，由原料生物質的組成單元-纖維素、半纖維素以及木質素等熱降解而生成。
[0003]生物油的利用途徑主要包括制備燃料和化工產品。生物油制備液體燃料往往需要脫氧加氫，反應過程復雜，催化劑昂貴，且產率有效，目前經濟性不佳。生物油的另外一個利用途徑是制備化工產品，如制備木材膠黏劑、防腐劑等。然而，生物油制備化工產品往往只是利用部分組分，如制備木材膠黏劑主要是利用生物油中的多元酚組分，制備防腐劑主要是利用生物油中的醛和酮類等組分。生物油當中還有許多未被充分開發(fā)和利用的組分，熱解糖，如左旋葡聚糖、纖維二塘等，就是生物油中沒有充分利用的重要組分之一。這些組分反應活性低，且含氧量高，直接用作能源中間品不太理想。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的是提出一種利用生物油熱解糖組分水解制備可發(fā)酵糖的方法，為克服現(xiàn)有生物油高值組分未被充分利用的不足，通過相對簡潔的方法將生物油中的熱解糖組分分離富集出來，并在優(yōu)化的條件下快速水解得到可發(fā)酵糖，用于制備生物乙醇等能源化
工產品。
[0005]本發(fā)明提出的利用生物油熱解糖組分水解制備可發(fā)酵糖的方法，包括以下步驟:
[0006](I)在1份生物油中加入5~15份水，在20~30kHz超聲頻率下利用超聲水浴鍋混合處理15~30分鐘，在3000~5000轉/分鐘的轉速下離心分離5~10分鐘，對離心分離的濾液進行過濾，得到生物油水相組分；
[0007](2)取10份上述生物油水相組分，加入10份乙醚，混合5~10分鐘，用分液漏斗去除乙醚相，保留得到水相，用10份二氯甲烷對水相萃取5~10分鐘，得到熱解糖水溶液，將得到的熱解糖水溶液在30~40°C蒸發(fā)，使得熱解糖中含水率低于5%，得到熱解糖組分；
[0008](3)將步驟(2)中得到的1份熱解糖組分溶于5~10份摩爾濃度為0.6~1.2mol/L的稀硫酸溶液中，在120~160°C的條件下水解I~2小時，得到含有可發(fā)酵糖組分的水解液；
[0009](4)取10份步驟(3)得到的可發(fā)酵糖組分的水解液，在水解液中放置4~8份活性炭進行脫毒處理，在室溫30°C條件下吸附反應12~16小時，之后進行過濾，除去活性炭后得到無色的水解糖溶液；在無色的水解糖溶液中加入固體氫氧化鋇進行中和處理，至PH為7.0，之后進行過濾，去除固體硫酸鋇沉淀物，得到可發(fā)酵糖液。[0010]本發(fā)明提出的利用生物油熱解糖組分水解制備可發(fā)酵糖的方法，具有以下優(yōu)點:[0011 ] 1、本發(fā)明提出的利用生物油熱解糖組分水解制備可發(fā)酵糖的方法，將生物油中未被充分利用的糖類組分進行深加工處理，高效制備可發(fā)酵糖，拓展了生物油的市場應用前
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[0012]2、本發(fā)明方法的所有過程均為常壓，其中每個操作步驟中，對反應容器的耐壓、耐高溫等要求低，反應條件溫和，工藝過程簡單可靠。
[0013]3、本發(fā)明方法將生物質熱化學轉化和后續(xù)生物轉化有機地結合起來，提高了不同工藝過程之間的匹配性，而且生物油原料來源廣泛、成本低廉，生產的可發(fā)酵糖可以用于制酒及制藥原料，大大提高了生物油的附加值。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明方法的流程框圖。
【具體實施方式】
[0015]本發(fā)明提出的利用生物油熱解糖組分水解制備可發(fā)酵糖的方法，其流程框圖如圖1所示，包括以下步驟:
[0016](I)在1份生物油中加入5~15份水，在20~30kHz超聲頻率下利用超聲水浴鍋混合處理15~30分鐘，在3000~5000轉/分鐘的轉速下離心分離5~10分鐘，對離心分離的濾液進行過濾，得到生物油水相組分；
[0017](2)取10份上述生物 油水相組分，加入10份乙醚，混合5~10分鐘，用分液漏斗去除乙醚相，保留得到水相，用10份二氯甲烷對水相萃取5~10分鐘，得到熱解糖水溶液，將得到的熱解糖水溶液在30~40°C蒸發(fā)，使得熱解糖中含水率低于5%，得到熱解糖組分；
[0018](3)將步驟(2)中得到的1份熱解糖組分溶于5~10份摩爾濃度為0.6~1.2mol/L的稀硫酸溶液中，在120~160°C的條件下水解I~2小時，得到含有可發(fā)酵糖組分的水解液；
[0019](4)取10份步驟(3)得到的可發(fā)酵糖組分的水解液，在水解液中放置4~8份活性炭進行脫毒處理，在室溫30°C條件下吸附反應12~16小時，之后進行過濾，除去活性炭后得到無色的水解糖溶液；在無色的水解糖溶液中加入固體氫氧化鋇進行中和處理，至PH為7.0，之后進行過濾，去除固體硫酸鋇沉淀物，得到可發(fā)酵糖液。
[0020]以下介紹本發(fā)明方法的實施例:
[0021]實施例1
[0022]以用火炬松木材在550°C條件下快速熱解得到的生物油為例，介紹本發(fā)明的實施過程如下:
[0023]取10克生物油，加入100克水，在20kHz條件下超聲處理15分鐘，之后在3000轉/分鐘轉速下離心5分鐘，之后過濾濾除不溶物后，得到水相組分；取IOg上述的生物油水相組分，加入等量的乙醚，混合5分鐘，用分液漏斗去掉乙醚相，保留水相，繼續(xù)用等量的二氯甲烷萃取5分鐘，得到熱解糖水溶液；將得到的熱解糖水溶液在30°C條件下蒸發(fā)得到含水率為3%的熱解糖組分1.5g ;將1.5g熱解糖溶于12g濃度為lmol/L的稀硫酸溶液中，在140°C的條件下水解1.5h，即可以得到富含可發(fā)酵糖組分的水解液；取IOg富含可發(fā)酵糖組分的水解液，放置3g活性炭進行脫毒處理，在室溫30°C條件下吸附反應12小時，之后進行過濾，除去活性炭得到無色的水解糖溶液6g ;在6g無色的水解糖溶液中加入固體氫氧化鋇進行中和處理至PH為7.0，之后過濾掉固體鹽沉淀物即得到可發(fā)酵糖液。經過液相色譜儀分析檢測(內標校正)發(fā)現(xiàn)可發(fā)酵糖液中總糖濃度為120g/L。
[0024]實施例2
[0025]以玉米秸桿在500°C條件下快速熱解得到的生物油為例，介紹本發(fā)明的實施過程如下:
[0026]取20克生物油，加入100克水，在30kHz條件下超聲處理30分鐘，之后在5000轉/分鐘轉速下離心10分鐘，之后過濾濾除不溶物后，得到水相組分；取IOg上述的生物油水相組分，加入等量的乙醚，混合10分鐘，用分液漏斗去掉乙醚相，保留水相，繼續(xù)用等量的二氯甲烷萃取10分鐘，得到熱解糖水溶液；將得到的熱解糖水溶液在在30°c條件下蒸發(fā)得到含水率為2%的熱解糖組分4g ;將4g熱解糖溶于濃度為0.8mol/L的稀硫酸溶液中，在130°C的條件下水解2h，即可以得到富含可發(fā)酵糖組分的水解液；取12g富含可發(fā)酵糖組分的水解液，放置4g活性炭進行脫毒處理，在室溫30°C條件下吸附反應13小時，之后進行過濾，除去活性炭得到無色的水解糖溶液Sg ;在Sg無色的水解糖溶液中加入固體氫氧化鋇進行中和處理至PH為7.0，之后過濾掉固體鹽沉淀物即得到可發(fā)酵糖液。經過液相色譜儀分析檢測(內標校正)發(fā)現(xiàn)可發(fā)酵糖液中總糖濃度為95g/L。
[0027]以上僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所 作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種利用生物油熱解糖組分水解制備可發(fā)酵糖的方法，其特征在于該方法包括以下步驟: (1)在1份生物油中加入5~15份水，在20~30kHz超聲頻率下利用超聲水浴鍋混合處理15~30分鐘，在3000~5000轉/分鐘的轉速下離心分離5~10分鐘，對離心分離的濾液進行過濾，得到生物油水相組分； (2)取10份上述生物油水相組分，加入10份乙醚，混合5~10分鐘，用分液漏斗去除乙醚相，保留得到水相，用10份二氯甲烷對水相萃取5~10分鐘，得到熱解糖水溶液，將得到的熱解糖水溶液在30~40°C蒸發(fā)，使得熱解糖中含水率低于5%，得到熱解糖組分； (3)將步驟(2)中得到的1份熱解糖組分溶于5~10份摩爾濃度為0.6~1.2mol/L的稀硫酸溶液中，在120~160°C的條件下水解I~2小時，得到含有可發(fā)酵糖組分的水解液； (4)取10份步驟(3)得到的可發(fā)酵糖組分的水解液，在水解液中放置4~8份活性炭進行脫毒處理，在室溫30°C條件下吸附反應12~16小時，之后進行過濾，除去活性炭后得到無色的水解糖溶液；在無色的水解糖溶液中加入固體氫氧化鋇進行中和處理，至PH為7.0，之后進行過濾，去除固體硫酸鋇沉 淀物，得到可發(fā)酵糖液。
【文檔編號】C13K13/00GK103484575SQ201310400242
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月5日 優(yōu)先權日:2013年9月5日
【發(fā)明者】常建民, 任學勇, 王文亮, 茍進勝, 司慧, 張忠濤 申請人:北京林業(yè)大學