CN100516228C - 一种生物质预处理的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种生物质预处理的方法，其可代替氢氧化钠、硫酸和汽爆，减少成本和环境污染。本发明采用的技术方案为：粉碎农作物秸秆、草和木材等纤维素类生物质，除去异物，酸水解，分离提取纤维素，纤维素酶水解纤维素，酵母菌发酵生产乙醇和回收氟化硅，酸为氟氢酸，氟氢酸的使用浓度范围为0.1%-100%，添加量根据秸秆的硅含量、硬度确定。

Description

一种生物质预处理的方法

一、技术领域：

本发明涉及一种生物质能源的方法，尤其是涉及一种生物质预处理的方法。

二、背景技术：

目前，能够直接分解木质素和半纤维素的微生物作用很慢。纤维素酶不能有效的直接水解秸秆。通过加热、加入无机酸、碱等将秸秆中的木质素、半纤维素首先除去的预处理是目前生物质发酵生产乙醇的关键。碱法预处理可以除去木质素，但废水污染严重，酸法可以除去半纤维素，但容易产生抑制酵母菌生长的呋喃、小分子酸等物质，汽爆法成本高，产物复杂。找到一种廉价、不增加钠、硫和其它生色元素，不需要高压、高温条件的预处理方法，无疑会大大促进燃料乙醇的生产。

三、发明内容：

本发明为了解决上述背景技术中的不足之处，提供一种生物质预处理的方法，其可代替氢氧化钠、硫酸和汽爆，减少成本和环境污染。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种生物质预处理的方法，其特殊之处在于：粉碎农作物秸秆、草和木材等纤维素类生物质，除去异物，酸水解，分离提取纤维素，纤维素酶水解纤维素，酵母菌发酵生产乙醇和回收氟化硅。

上述酸可以是氟氢酸。

上述氟氢酸的使用浓度范围可以是0.1％-100％(V/V)，添加量根据秸秆的硅含量、硬度确定。

上述工艺过程包括以下操作步骤：将小麦秸秆切割成为0.5厘米的碎片，放入到耐受高温的塑料桶中，加入1∶1-1.5(V/V)氟氢酸后，将塑料桶放入到配有气体回收管道的沸水浴中加热，直到看到秸秆转向透明、可以看到平行分布排列的纤维素后停止加热，捞出纤维素，淋洗或者风干后再放入到另一塑料桶中，进行纤维素的酶解，直至纤维素水解完全，也可以一边水解，一边进行乙醇发酵，挥发出来的氟化硅气体全部收集、纯化后销售。

与现有技术相比，本发明具有的优点和效果如下：

1、本发明可代替其它所有的酸、碱、盐和溶剂，以及汽爆方法，不需要高压高温，成本低，不加入钠、硫等生色元素，无残留污染物。

2、本发明不产生抑制酵母菌的次生物质。

3、本发明的获得的纤维素得率高、容易被纤维素酶水解。

四、具体实施方式：

本发明的生产工艺包括：粉碎秸秆、草和木材等纤维素类生物质、除去异物、酸水解、分离提取纤维素、纤维素酶水解纤维素、酵母菌发酵生产乙醇和回收氟化硅。

本发明的原理是：植物秸秆、叶中含有硅，通过氟氢酸和植物中的硅生成气态氟化硅，除去植物中的硅，使得植物茎叶软化，氟氢酸中的H⁺随着氟化硅的逐步生成和排除而增加，H⁺是催化剂和还原剂，进而加速原本已经松动了的、纤维素、半纤维素和木质素为主的三者的交联。氟氢酸中的氟以氟化硅形式蒸发，留下的仅仅是H⁺，全部预处理过程不增加任何生色和多余的元素。经常用作玻璃腐蚀剂的氟氢酸具有很好溶剂作用，虽然向大气中释放氟，但本发明将产生的、具有一定纯度的氟化硅回收，既减少了环境污染，又带来新的经济效益。

实施例：

将小麦秸秆切割粉碎成为小于0.5cm的碎片，放入到耐受高温的塑料桶中压实，加入1∶1-1.5(V/V)的40％(V/V)氟氢酸后，将塑料桶放入到配有气体回收管道的沸水浴中加热，边加热边搅拌，直到看到秸秆转向透明、可以看到平行分布排列的纤维素后停止加热，捞出纤维素，淋洗或者风干后再放入到另一塑料桶中，再进行纤维素的酶解，直至纤维素水解完全。

Claims (1)

1、一种生物质预处理的方法，其特征在于包括以下操作步骤：将小麦秸秆切割成为0.5厘米的碎片，放入到耐受高温的塑料桶中，加入1∶1-1.5(V/V)氟氢酸，氟氢酸的使用浓度范围为0.1％-100％(V/V)，将塑料桶放入到配有气体回收管道的沸水浴中加热，直到看到秸秆转向透明、能够看到平行分布排列的纤维素后停止加热，捞出纤维素，淋洗或者风干后再放入到另一塑料桶中，进行纤维素的酶解，直至纤维素水解完全，酵母菌发酵生产乙醇，或一边水解，一边进行酵母菌乙醇发酵，挥发出来的氟化硅气体全部收集、纯化。