CN103088685A - 作为生物能源原料的麻类作物的酶解预处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种作为生物能源原料的麻类作物的酶解预处理方法，包括以下步骤：(a)粗碎：将所述麻类作物的麻皮粉碎成长度≤5cm的麻皮段；(b)磨浆：将所述麻皮段置于磨浆机中得到麻皮浆；(c)预热：将所述麻皮浆加热至50-100℃，保温15-90min；(d)汽爆：将预热后的麻皮浆进行蒸汽爆破。本发明的预处理方法，能够获得低聚合度、高纤维素纯度和高均一性的物料，保证后续酶解乃至整个生产工艺的低成本、低能耗、高效率、高质量的生产要求。

Description

作为生物能源原料的麻类作物的酶解预处理方法

技术领域

本发明涉及生物能源领域，具体涉及一种作为生物能源原料的麻类作物的酶解预处理方法。

背景技术

目前，人类对能源的需求非常大，但石油等资源属于不可再生的资源，因此人们大力开发各种新型能源。

乙醇既可以单独燃烧，又可以作为一种良好的汽油增氧剂和高辛烷值调和组分，已被公认为是最有发展前景的可再生清洁能源之一。它的生产和应用在国际上已呈高速发展趋势，燃料乙醇产业已成为各国政府解决石油资源短缺问题，保护城市大气环境质量和调控农产品供需矛盾的重要政策手段和经济杠杆。据估计，我国燃料乙醇需求量保守估计每年也将达500万吨。

当前的乙醇发酵工业主要以淀粉质的玉米、小麦等粮食作物为原料，与人畜争粮，且原料成本在生产总成本中比例很高。受粮食资源不足的制约，目前，以粮食为原料的生物质燃料生产已不具备再扩大规模的资源条件。而将天然纤维素材料通过生物法转化为燃料乙醇，不仅能为人类提供数量可观、经济可行的新型能源，而且通过种植麻类作物可以对土地进行改良，具有重要的经济和生态意义。

麻类作物具有悠久的种植历史，但其始终被作为纺织品的原料使用。众伟公司经过十数年的努力，成功地利用红麻等麻类作物的高纤维素韧皮部为原料，通过产业化的生产转化技术，可将其转化为燃料乙醇，使麻类作物成为新兴能源作物。

红麻在经过简单机械化分离后，麻皮纤维素含量达约60%，经预处理后进入酶解反应器中经酶解后成为可发酵糖，进一步发酵、浓缩后成为燃料乙醇。由于麻类作物如红麻中存在的纤维素有较高聚合度（通常为5000以上），纤维素之间排列紧密，酶制剂短时间内难以将其完全分解。因此需要提供一种预处理方法，降低聚合度的同时，满足酶解工艺对纤维素纯度等方面的要求，从而提高麻纤维的酶解转化率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种麻类作物的预处理方法，降低麻皮中纤维素的聚合度，提高麻皮纤维素的纯度及均一性。

本发明的第一方面，提供一种麻类作物的预处理方法，所述方法包括以下步骤：

(a)粗碎：将所述麻类作物的麻皮粉碎成长度≤5cm的麻皮段；

(b)磨浆：将所述麻皮段置于磨浆机中得到麻皮浆；

(c)预热：将所述麻皮浆加热至50-100℃，保温15-90min；和

(d)汽爆：将预热后的麻皮浆进行蒸汽爆破得到经预处理的物料。

在另一优选例中，所述步骤(a)中还包括将所述麻皮段进行旋风分离去除杂质的步骤。

在另一优选例中，所述方法还包括步骤：

洗涤：将所述麻皮段置于水中进行洗涤，去除杂质且脱除麻皮上附着的胶体；经洗涤后的麻皮段直接进行步骤(b)磨浆。

在另一优选例中，所述洗涤后的麻皮段的含水量为40-80wt%。

在另一优选例中，所述磨浆机具有两个磨盘，所述两个磨盘之间的间隙为0.01-3mm，磨盘的转述为500-5000rpm。

在另一优选例中，所述步骤(b)获得的麻皮浆的含水量为50-80wt%。

在另一优选例中，所述蒸汽爆破的气压为1.5-3MPa，所述蒸汽爆破的温度为140-200℃，蒸汽释放时间≤1秒。

在另一优选例中，所述步骤(d)中进行蒸汽爆破时，通入蒸汽，当蒸汽压力达到1.5-2MPa时停止通入蒸汽，通入压缩空气，使压力维持在2-3PMa。

在另一优选例中，所述方法还包括将蒸汽爆破得到经预处理的物料进行旋风分离的步骤。

本发明的第二方面，提供一种麻类作物的预处理系统，所述系统包括：

(a)粗碎机，所述粗碎机用于将麻类作物的麻皮粉碎成麻皮段，并且粗碎机还包括将麻皮段输送至磨浆机的第一输送装置；

(b)磨浆机，所述磨浆机用于对所述麻皮段进行磨浆，从而形成麻皮浆；并且所述磨浆机还包括将麻皮浆输送至预热槽的第二输送装置；

(c)预热槽，所述预热槽用于加热所述麻皮浆，并且所述预热槽还包括将预热后的麻皮浆输送至汽爆设备的第三输送装置；和

(d)汽爆设备，所述汽爆设备用于预热后的麻皮浆进行蒸汽爆破，形成经预处理的物料。

本发明的第三方面，提供一种发酵生产乙醇的方法，包括步骤：

(i)将第一方面所述方法获得的经预处理的物料进行酶解，从而产生糖；

(ii)将步骤（ii）产生的所述糖作为原料经发酵生产乙醇。

在另一优选例中，所述酶为酸性纤维素酶。

本发明的预处理方法，能够获得低聚合度、高纤维素纯度和高均一性的物料，保证后续酶解乃至整个生产工艺的低成本、低能耗、高效率、高质量的生产要求。

应理解，在本发明范围内中，本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。

具体实施方式

本申请的发明人经过广泛而深入地研究，首次发现一种具有高聚合度的纤维素的麻类作物的预处理工艺，麻皮经粗碎、磨浆、预热和汽爆后，麻皮中纤维素的聚合度由5000以上（5000-15000）降至4500以下（1000-4500），且纤维素的均匀性和含量得到提高，从而保证后续酶解乃至整个生产工艺成本低、效率高。在此基础上，完成了本发明。

麻类作物

麻类作物主要有苎麻、亚麻、黄麻、红麻等。

如本文所用，“红麻”(学名Hibiscus cannabinus)，又名洋麻、野麻、槿麻等，属双子叶植物纲锦葵科木槿植物。红麻茎杆高约1.5-3.5米，直径约1-3厘米。红麻是一种适应性很强的速生高产作物，5-7个月就可以收获。

预处理步骤

本发明的预处理一般包括步骤：粗碎、磨浆、预热、和汽爆。

在本发明中，可以采用粗碎机对原料麻皮进行粗碎，麻皮经粉碎后成为长度≤5cm（0.5-5cm）的麻皮段。经过粗碎机敲打分切后，麻皮已疏松分离为细长条，且残余粘连在麻皮上的少数麻骨碎屑也与麻皮分离。本发明中使用的粗碎机没有特别的限制，使用本领域已知的能够将麻皮破碎成麻皮段的粗碎机即可。

采用磨浆机对麻皮段进行磨浆。磨浆机上配制有两磨盘，两磨盘之间的间隙为0.01-3mm，磨盘转速500-5000rpm。浸泡软化后的纤维在磨盘的作用下，被揉搓分散成为更纤细的纤维束。由于自然生长的关系，麻皮纤维束粗细不一，而较粗的纤维束，在两磨盘距离固定的情况下，使较粗的纤维束受到更多次作用及更大作用力，揉搓效果更为明显，粗纤维束相较于细纤维束状态改变更为明显，提高了物料的均一性。

麻皮段经过磨浆后成浆状（麻皮浆），水分含量在50-80%。且由于磨浆过程中的摩擦作用，物料温度迅速提高，根据环境温度的不同，磨浆后的物料温度将比进入前提高约15-40℃。将温热的原料置入预热槽容器中继续加热至50-100℃左右，较佳地加热至60-80℃，保温15-90分钟，较佳地，保温20-40分钟，使麻纤维进一步软化疏松，并使水分完全进入麻皮纤维束中的空隙中。本发明中，磨浆步骤能够大大提高后续汽爆工艺的效果、工艺的可控性及酶解原料的稳定性。

预热后的麻皮浆可直接进行蒸汽爆碎。蒸汽爆破条件可参照蒸汽爆破设备的说明书或按常规的蒸汽爆破条件。较佳地，采用低温汽爆，所述蒸汽爆破的气压为1.5-3MPa，所述蒸汽爆破的温度为140-200℃。较佳的，汽爆温度为160-180℃。具体地，进行蒸汽爆破时，通入蒸汽，当蒸汽压力达到1.5-2MPa时停止通入蒸汽，通入压缩空气，使压力维持在2-3MPa，不仅提高了气压，减少蒸汽的用量，同时降低了汽爆温度，避免纤维素因温度过高而碳化。上述低温汽爆工艺相较传统汽爆工艺，汽爆周期短，成本低，能耗低，效果好。

发明人意外发现，将预热的麻皮浆直接进行汽爆，由于麻皮已经浸润水分，在汽爆仓打开的过程中，由于压力瞬间回归至一般大气压，巨大的前后压力差使得麻皮纤维束空隙中饱含的水分瞬间蒸腾为蒸汽，空腔内的水从液态转化为气态后，体积需发生数量级变化，但受限于纤维素空腔体积的限制，这种变化表现为空腔内压力的急剧升高，使得空腔发生爆裂，内部的水分瞬间体积膨胀逃逸，原先紧密的纤维束被打开，聚合度急剧降低。麻皮经过预热后可减少汽爆过程中蒸汽的用量及汽爆保温时间。此外，蒸汽释放时间≤1秒，物料喷放瞬间速度达到或超过音速，水蒸汽膨胀做功能量密度大，有效破坏纤维束的聚合结构。较佳的，汽爆释放空间截面等同于汽爆保温容器直径，使物料在汽爆瞬间全部释放，保证汽爆效果及均一性。

经过汽爆后获得的经预处理物料可以经过旋风分离装置后进入物料收集装置，由于高温而气化的醛类、酯类物质和胶体等对后续酶解、发酵及最终成品质量有影响的物质将得以分离排放。

通常，处理前的麻类作物原料（如红麻皮原料）由机械剥麻分离自然干燥后得到，纤维素含量60-70wt%，含水量10-20wt%，含有部分麻骨碎片及少量沙石等杂质。因此，较佳地，在粗碎后磨浆前，将麻皮段送入旋风分离装置，大部分残余的麻骨碎屑和沙土等细小杂质经旋风分离后被去除，提高了红麻皮原料的纯度。更佳地，在旋风分离之后磨浆之间，将麻皮段置入水槽翻滚洗涤，残余的未被旋风分离去除的麻骨会浮于水面上，极易去除；较大的大密度杂质如沙石等沉于槽底；部分胶体等可溶杂质则溶于水中被排出。麻骨在水槽洗涤浸泡15-45分钟，经过充分浸泡，麻皮纤维内部已基本被水分浸润，含水量从10-20wt%升至40-80wt%，纤维软化膨胀，有利于提高磨浆的效果，节约磨浆时所需添加的水分。浸洗后，原料纤维素干物质含量提高至70-80wt%。

在本发明的一个优选例中，所述方法包括：粗碎、旋风分离、浸洗、磨浆、预热、汽爆和旋风分离等工序：

(a)粗碎：将所述麻类作物的麻皮粉碎成长度≤5cm的麻皮段；

(b)旋风分离：将所述麻皮段进行旋风分离，去除麻骨碎屑和沙土等杂质；

(c)浸洗：将步骤（b）获得的麻皮段进入水中洗涤，去除残存的未被旋风分离的麻骨碎屑和沙石以及附着在麻皮上的胶体；

(d)磨浆：将浸洗的麻皮段直接置于磨浆机中得到麻皮浆；

(e)预热：将所述麻皮浆加热至50-100℃，保温15-90min；

(f)汽爆：将预热后的麻皮浆进行蒸汽爆破得到经预处理的物料；和

(g)旋风分离：将预处理的物料经旋风分离后进行收集。

预处理系统

本发明的麻类作物的预处理系统包括：

(a)粗碎机，所述粗碎机用于将麻类作物的麻皮粉碎成麻皮段，并且粗碎机还包括将麻皮段输送至磨浆机的第一输送装置；

(b)磨浆机，所述磨浆机用于对所述麻皮段进行磨浆，从而形成麻皮浆；并且所述磨浆机还包括将麻皮浆输送至预热槽的第二输送装置；

(c)预热槽，所述预热槽用于加热所述麻皮浆，并且所述预热槽还包括将预热后的麻皮浆输送至汽爆设备的第三输送装置；和

(d)汽爆设备，所述汽爆设备用于预热后的麻皮浆进行蒸汽爆破，形成经预处理的物料。

在另一优选例中，所述系统还包括第一旋风分离装置，用于将经粗碎机粉碎的麻皮段进行旋风分离，再经所述第一输送装置进行输送至所述磨浆机。

在另一优选例中，所述系统还包括内装有水的洗涤槽，所述第一输送装置将麻皮段输送至所述洗涤槽，所述洗涤槽用于洗涤麻皮段，并且所述洗涤槽还包括将洗涤后的麻皮段输送至磨浆机的第四输送装置。

在另一优选例中，所述系统还包括第一旋风分离装置和洗涤槽，用于将经粗碎机粉碎的麻皮段进行旋风分离，再经所述第一输送装置进行输送至所述洗涤槽；所述洗涤槽内装有水，用于洗涤经第一旋风分离装置旋风分离的麻皮段，并且所述洗涤槽还包括将洗涤后的麻皮段输送至磨浆机的第四输送装置。

在另一优选例中，所述系统还包括第二旋风分离装置，用于将经蒸汽爆破的经预处理的物料进行旋风分离。

酶解步骤

经本发明预处理步骤所获得的物料，可用酶解法生产可用于发酵的糖。

可用于本发明的纤维素酶没有特别限制，可以是本领域中常规使用的各种纤维素酶。

纤维素酶(cellulase)又称纤维素酶系，是由多种组分组成的一个复杂酶系，是水解纤维素及其衍生物的一组酶的总称。典型的并得到广泛研究的纤维素酶生产菌株主要集中在丝状真菌，其中酶系较全且活性较高的纤维素酶菌株主要包括：木霉(Trichoderma sp.)、青霉(Penicillium sp.)和担子菌(Basidiomycetes)，如木霉属中的瑞氏木霉(T.reesei)、康氏木霉(T.Koningii)、绿色木霉(T.viride)以及青霉属中的斜卧青霉(P.decumbens)、微紫青霉(P.janthinellum)和绳状青霉(P.funiculosum)等。

酶的用量没有特别限制，通常可以是100-5000IU/ml，较佳地为500-2000IU/ml。

一种特别优选的酶是酸性纤维素酶。其用量通常为100-5000IU/ml,较佳地为200-3000IU/ml，更佳地为500-1500IU/ml。

发酵生产乙醇

经本发明预处理步骤所获得的物料，经酶解法获得糖，可被用作各种发酵工艺的原料，尤其是用作生产乙醇的发酵工业的糖原料。

利用各种工程菌，通过发酵生产乙醇的工艺是众所周知的。在这些工艺中，都可使用本发明方法预处理的物料酶解后所产生的糖。简而言之，就是在发酵工艺中部分或全部使用本发明方法预处理的物料酶解后所产生的糖。

可以看出，本发明的主要优点在于：

(a)本发明提供了一种新型的麻类作物的预处理工艺，有效降低了纤维素的聚合度（5000-15000降低至1000-4500，本发明中纤维素的聚合物采用GB5888-1986进行检测），提高纤维素的含量（提高3%-10%，采用硝酸乙醇法测试）。

(b)本发明方法操作简便，经本发明方法处理的物料用于酶解，可大大减少酶制剂用量，缩短酶解时间，提高酶解率、酶解效率及酶解均一性，降低了酶解成本，是适应产业化发展的工艺。

(c)本发明方法整体效率高，成本低，能耗低。

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。

实施例1：

原料麻皮纤维素含量65%，聚合度为8720。

使用粗碎机将红麻麻皮粉碎，调节分筛网使出料为长度为1-2cm的麻皮段，经过旋风分离后放入水槽中翻滚洗涤。浸泡20分钟左右，经过粗洗后将浮于水面的麻骨碎屑去除，捞出清洗后的麻皮，送入磨浆机。

磨浆机具有两个磨盘，磨盘之间的间隙为0.6mm，转速为1200rpm，磨浆后的麻皮浆液送入加热预热槽内，65摄氏度加热保温30分钟后送入汽爆设备中进行蒸汽爆破。

蒸汽爆破：当蒸汽压力达到1.6MPa时停止通入蒸汽，通入压缩空气，使压力维持在2.5MPa，温度为180℃。汽爆装置直接连接旋风分离装置，爆破后的物料经旋风分离后收集待用。

经过该预处理工艺后，纤维素含量提高至73%，聚合度降为1914。

使用酸性纤维素酶水解糖化，酸性纤维素酶用量为600IU/ml，酶解反应体系的pH值为4.8，酶催化反应温度为55℃，从而获得由纤维素降解而得的还原糖。经测定，该原料经酶解72个小时后，酶解转化率为92%。

实施例2：

原料麻皮纤维素含量65%，聚合度为8720。

使用粗碎机将红麻麻皮粉碎，调节分筛网使出料为长度为1-3cm的麻皮段，经过粗碎后将麻皮段，送入磨浆机。

磨浆机具有两个磨盘，两磨盘之间的间隙为1.8mm，转速为800rpm，磨浆后，调整两磨盘之间的间隙至0.02mm，，转速为4000rpm，进行二次磨浆。随后将二次磨浆后的麻皮浆液送入加热预热槽内，70摄氏度加热保温20分钟后送入汽爆设备中进行蒸汽爆破。

蒸汽爆破：当蒸汽压力达到1.5MPa时停止通入蒸汽，通入压缩空气，使压力维持在2.2MPa，温度为170℃。汽爆装置直接连接旋风分离装置，爆破后的物料经旋风分离后收集待用。

经过该预处理工艺后，纤维素含量提高至67%，聚合度降为2058。

采用与实施例1相同工艺酶解，经酶解72个小时后，酶解转化率为88%。

实施例3：

原料麻皮纤维素含量65%，聚合度为8720。

使用粗碎机将红麻麻皮粉碎，调节分筛网使出料为长度为2-4cm的麻皮段，经过旋风分离后将麻皮段，送入磨浆机。

磨浆机具有两个磨盘，磨盘之间的间隙为0.8mm，转速为1000rpm，磨浆后的麻皮浆液送入加热预热槽内，60摄氏度加热保温40分钟后送入汽爆设备中进行蒸汽爆破。

蒸汽爆破：当蒸汽压力达到1.8MPa时停止通入蒸汽，通入压缩空气，使压力维持在2.8MPa，温度为160℃。

经过汽爆装置处理后，纤维素含量提高至67%，聚合度降为2466。

采用与实施例1相同工艺酶解，经酶解72个小时后，酶解转化率为82%。

实施例4：

原料麻皮纤维素含量65%，聚合度为8720。

使用粗碎机将红麻麻皮粉碎，调节分筛网使出料为长度为1-3cm的麻皮段，经过旋风分离后放入水槽中翻滚洗涤。浸泡40分钟左右，经过粗洗后将浮于水面的麻骨碎屑去除，捞出清洗后的麻皮，送入磨浆机。

磨浆机具有两个磨盘，磨盘之间的间隙为0.2mm，转速为2000rpm，磨浆后的麻皮浆液送入加热保温槽内，80摄氏度加热保温20分钟后送入汽爆设备中进行蒸汽爆破。

蒸汽爆破：当蒸汽压力达到1.9MPa时停止通入蒸汽，通入压缩空气，使压力维持在3MPa，温度为180℃。汽爆装置直接连接旋风分离装置，爆破后的物料经旋风分离后收集待用。

经过该预处理工艺后，酶解纤维素含量提高至73%，聚合度降为1896。

采用与实施例1相同工艺酶解，酶解60个小时后，酶解转化率为86%。

对照例1：

原料麻皮纤维素含量65%，聚合度为8720。

使用粗碎机将红麻皮粉碎，调节分筛网使出料为长度为1-2cm的麻皮段，经过旋风分离后放入水槽中翻滚洗涤。浸泡20分钟左右，经过粗洗后将浮于水面的麻骨碎屑去除，捞出清洗后的麻皮送入加热保温槽内，65摄氏度加热保温30分钟后送入汽爆设备中进行蒸汽爆破。

蒸汽爆破：通当蒸汽压力达到3MPa时进行爆破，温度为220℃。爆破后的物料经旋风分离后进入酶解设备。汽爆后的物料肉眼明显可见较多粗糙未汽爆充分的麻皮纤维，显微镜下可见部分麻皮纤维，特别是细化的纤维已被高温碳化。

经过该预处理工艺后，纤维素含量为70%，聚合度降为5923，各纤维束聚合度分布不均。

采用与实施例1相同的工艺酶解，72个小时后，酶解转化率为74%，部分纤维碳化不可酶解。

对照例2：

原料麻皮纤维素含量65%，聚合度为8720。

使用粗碎机将红麻皮粉碎，调节分筛网使出料为长度为1-2cm的麻皮段，经过旋风分离后放入水槽中翻滚洗涤。浸泡20分钟左右，经过粗洗后将浮于水面的麻骨碎屑去除，捞出清洗后的麻皮，送入磨浆机。

磨浆机具有两个磨盘，磨盘之间的间隙为0.6mm，转速为1200rpm，磨浆后的麻皮浆液收集待用。

经过该预处理工艺后，纤维素含量为71%，聚合度降为6314。

采用与实施例1相同的工艺对麻皮浆进行酶解，酶解72个小时后，酶解转化率为62%。

对照例3：

原料麻皮纤维素含量65%，聚合度为8720。

使用粗碎机将红麻皮粉碎，调节分筛网使出料为长度为1-2cm的麻皮段，经过旋风分离后放入水槽中翻滚洗涤。浸泡20分钟左右，经过粗洗后将浮于水面的麻骨碎屑去除，捞出清洗后的麻皮进行磨浆。

磨浆机具有两个磨盘，磨盘之间的间隙为0.6mm，转速为1200rpm，磨浆后的麻皮浆液送入汽爆机进行蒸汽爆破。

蒸汽爆破：当蒸汽压力达到3MPa时进行爆破，温度为220℃。汽爆后的物料肉眼明显可见较多麻皮纤维未被完全气爆分散，呈较粗糙状态，显微镜下可见部分麻皮纤维，特别是细化的纤维已被高温碳化。

经过该预处理工艺后，纤维素含量为70%，聚合度降为5322，各纤维束聚合度分布不均。

采用与实施例1相同的工艺酶解72个小时后，酶解转化率为64%，部分纤维碳化不可酶解。

在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种麻类作物的预处理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(a)粗碎：将所述麻类作物的麻皮粉碎成长度≤5cm的麻皮段；

(b)磨浆：将所述麻皮段置于磨浆机中得到麻皮浆；

(c)预热：将所述麻皮浆加热至50-100℃，保温15-90min；和

(d)汽爆：将预热后的麻皮浆进行蒸汽爆破得到经预处理的物料。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(a)中还包括将所述麻皮段进行旋风分离去除杂质的步骤。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括步骤：

洗涤：将所述麻皮段置于水中进行洗涤，去除杂质且脱除麻皮上附着的胶体；经洗涤后的麻皮段直接进行步骤(b)磨浆。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述磨浆机具有两个磨盘，所述两个磨盘之间的间隙为0.01-3mm，磨盘的转述为500-5000rpm。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述蒸汽爆破的气压为1.5-3MPa，所述蒸汽爆破的温度为140-200℃，蒸汽释放时间≤1秒。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(d)中进行蒸汽爆破时，通入蒸汽，当蒸汽压力达到1.5-2MPa时停止通入蒸汽，通入压缩空气，使压力维持在2-3PMa。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括将蒸汽爆破得到经预处理的物料进行旋风分离的步骤。

8.一种麻类作物的预处理系统，其特征在于，所述系统包括：

(a)粗碎机，所述粗碎机用于将麻类作物的麻皮粉碎成麻皮段，并且粗碎机还包括将麻皮段输送至磨浆机的第一输送装置；

(b)磨浆机，所述磨浆机用于对所述麻皮段进行磨浆，从而形成麻皮浆；并且所述磨浆机还包括将麻皮浆输送至预热槽的第二输送装置；

(c)预热槽，所述预热槽用于加热所述麻皮浆，并且所述预热槽还包括将预热后的麻皮浆输送至汽爆设备的第三输送装置；和

(d)汽爆设备，所述汽爆设备用于预热后的麻皮浆进行蒸汽爆破，形成经预处理的物料。

9.一种发酵生产乙醇的方法，其特征在于，包括步骤：

(i)将如权利要求1所述方法获得的经预处理的物料进行酶解，从而产生糖；

(ii)将步骤（ii）产生的所述糖作为原料经发酵生产乙醇。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述酶为酸性纤维素酶。