CN104328225A - 一种以共轭酸碱对为介质的木质纤维素抽提方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及以共轭酸碱对为介质的木质纤维素抽提方法,利用共轭酸碱对缓冲溶液和生物质原料组成的预水解体系在温度100~200℃下,连续水解反应10~300min,将生物质原料中的木质纤维素溶解,得富含低聚糖的预水解液,本发明选用特定的缓冲溶液进行预水解,只作用于木质纤维素中的半纤维素组分,对木质素没有作用,进行水解反应时,将反应器加热至100~200℃并维持所述温度,从而实现水解过程的连续化,促进大量半纤维素的脱除,从而提高了预水解液中低聚糖的得率,能够大量专一的溶解木质纤维素中的半纤维素组分,获取分子量低且均一的半纤维素低聚糖。

Description

一种以共轭酸碱对为介质的木质纤维素抽提方法
技术领域
本发明涉及一种以共轭酸碱对为介质的木质纤维素抽提方法,属于生物质精炼领域。
背景技术
在传统的制浆造纸产业中,生物质原料中大部分半纤维素在蒸煮过程中溶出,在碱回收过程中与黑液中的木素一起燃烧掉。这对于热值只有木素一半的半纤维素来说,造成了资源的严重浪费。结合当今全球范围内的能源危机与资源短缺,与制浆造纸产业相结合的生物质精炼新模式得到世界各国的广泛关注,在蒸煮前对生物质原料进行预处理,将半纤维素预先抽提出来,避免了其在蒸煮中被降解进入黑液中,抽提出的半纤维素可以用来生产高附加值产品,包括保健品、饲料、化学品和材料等;抽提后的植物纤维原料可继续用于纸浆和纸张的生产。这样不仅对半纤维素的充分利用开辟了新的方向,还给造纸企业带来高附加值的经济效益。因此,从木质纤维素中抽提出半纤维素得到低聚糖等高附加值产品对传统制浆造纸工业的转型升级具有重要的意义。
对半纤维素抽提方式的不同影响着半纤维素的溶出情况,目前主要研究的半纤维素预处理方式有酸预处理、碱预处理、自水解预处理等。
华南理工大学唐杰斌等人利用稀硫酸与乙酸分别对龙须草进行了预水解,其中稀硫酸预处理条件为:预处理温度160℃,预处理时间60min,稀硫酸浓度0.2%,液比为1:5(固体的质量和液体的体积比,下同),预处理液中糖的总量为41.39g/L,其中单糖的比例高达88.79%,乙酸含量为5.58g/L,糠醛含量为0.69g/L,羟甲基糠醛含量为0.11g/L;乙酸预处理工艺为:预处理温度160℃,预处理时间60min,乙酸浓度0.5%,液比为1:5,糖的总量为42.70g/L,其中单糖的比例为46.11%。糠醛含量为1.45g/L,羟甲基糠醛的量为0.27g/L。参见唐杰斌等人,基于溶解浆/生物质精炼复合模式的龙须草预处理方法及组分结构的研究[D]。广州:华南理工大学博士学位论文,2012。
中国专利文献CN101514530(申请号:200810042385.2)公开了一种改进后预水解碱法制造蔗渣溶解浆的方法,其预水解工艺为:硫酸或盐酸浓度0.1~10.0wt%,预处理温度80~140℃,液比1:4~1:15,预处理时间30~400min,预水解后的残余原料进行碱法制浆。中国专利文献CN102212974A(申请号:201110141167.6)公开了一种以大麻杆为原料进行混合有机酸预水解生产溶解浆的方法。预水解包括常压或带压预水解,常压预水解的条件为:酒石酸0~2%,醋酸0~5%,液比1:0.5~1:100,时间0.5~100h,温度5~100℃;压力预水解:酒石酸0~2%,醋酸0~5%,液比1:1~1:100,时间2~300min,温度100~180℃。中国专利申请CN103774478A(201410044932.6)公开了一种草酸强化竹材预水解去除半纤维素的方法,竹材经备料后用清水和草酸在蒸煮立锅内进行高温预水解,预水解液中草酸的浓度为5~10wt%。
以上酸预处理是目前研究较多的预处理方法,常用的无机酸包括硫酸、盐酸、硝酸和磷酸,在植物纤维原料预水解体系中加入无机酸进行预处理,其预水解液中的pH值较低,提高了预水解反应的强度,在较低温度和较短时间内即可去除原料中大部分半纤维素,但大量的半纤维素严重降解为单糖,并且单糖会进一步发生降解反应生成甲酸、乙酸、糠醛和羟甲基糠醛等产物,大大降低了低聚糖的得率;有机酸预处理包括乙酸、草酸、马来酸和富马酸,在有机酸提供的酸性环境下,脱出的半纤维素也形成了相当量的单糖和糠醛等产物,同时有机酸也参与了脱木素反应,造成预水解液中木素含量较高。此外,酸预处理特别是无机酸会对设备造成一定的腐蚀,对预处理设备的要求较严格,一定程度上增加了预处理过程的投资。
迟聪聪等对桉木木片的碱处理进行了研究,在预处理温度为90℃,预处理时间2h,碱浓为8%时,聚戊糖的提取率为9.9%。参见迟聪聪等人,阔叶木生物质精炼两种利用模式的研究-与碱法制浆相结合/转化制备生物乙醇[D],广州:华南理工大学博士学位论文,2010。
碱预处理对植物纤维原料的作用与酸不同,酸预处理对木质素的降解效果较小,而碱会大量降解木质素,而对半纤维素的作用较小。预处理液中富含木质素及其衍生物,增加了半纤维素分离和提纯的难度,并且其强碱性会对环境造成污染。
中国专利申请CN200910052762.5公开了一种预抽提半纤维素的竹溶解浆制浆方法,通过竹材备料后进行高温自水解,预水解工艺条件为:预水解温度为100~200℃,预水解时间为15~240min,液比为1∶0.4~8.0,水解终点pH值为2~5。预水解完成后进行液固分离和洗涤,残渣碱法制备溶解浆。中国专利申请CN201410039664.9公开了一种化学机械浆制备前对木片热水预处理的方法及利用该方法的制浆方法,自水解预处理的条件为:升温时间控制在20~60min,蒸煮温度为110~180℃,保温时间为10~60min,处理后得预水解液和残余木片。
自水解预处理即自催化预处理,由水和生物质原料组成的预水解体系,在高温下水呈现出一定的酸性,使植物原料中半纤维素逐渐脱出,其中半纤维素脱出的乙酰基会形成乙酸,pH进一步降低,促进半纤维素的脱出。但是自水解中低聚糖溶出的条件不易控制,预水解初期预水解体系接近中性,自水解过程中形成的低聚糖虽不会过量水解为单糖,但半纤维素脱除效率较低,随着预水解反应时间的增加,半纤维素的乙酰基大量脱除,预水解液的pH值迅速降低,导致了大量的聚糖降解为单糖;如果提高自水解预处理的温度,则会造成纤维素的严重降解。
综上所述,在现有生物质预水解体系的研究中,酸预处理的pH值较低,在相对强度较高的情况下,半纤维素的降解产物以单糖为主;碱预处理中半纤维素降解效率较低,原料中有相当一部分聚糖未被脱除,并会造成木质素的大量降解;采用自水解预处理,其预水解过程中pH值的变化不易控制,难以得到高得率低聚糖的预水解液。
中国专利申请CN103201332A(申请号:201180040771)公开了一种溶解木质纤维物质的方法,为含有纤维素的溶液和溶解木质纤维物质的方法,在该方法中,在有利于至少部分溶解木质纤维物质的纤维素组分的条件下,使木质纤维物质与通过强有机碱和较弱的酸形成的共轭酸接触。回收至少部分分解的有机碱和酸,以形成所述回收碱和酸的共轭酸,并将其循环用于该方法的第一步骤中。但在该方法中,酸和碱构成的是离子液体(一种溶剂),是纯粹的溶解作用(氢键的破坏),作用于木质纤维素,使木质素纤维素全溶解,最终变成一种混合液体,获得预水解液低聚糖相对得率较低,大大减弱了半纤维素的提取。
因此,研发一种新的预水解技术,既能使大量半纤维素降解脱除,同时又抑制半纤维素进一步降解为单糖、有机酸及糠醛等,获得高得率的低聚糖预水解液,对于实现生物质资源利用的高值化和产业化具有重要的意义。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供一种以共轭酸碱对为介质,抽提木质纤维素原料,获得高得率低聚糖的方法。
发明概述:
本发明基于对植物纤维原料预水解产物高值化利用的理念,由共轭酸碱对组成的缓冲溶液与生物质原料构成预水解体系,维持了一定的酸度,可促进大量半纤维素的脱除,克服了碱预处理和自水解预处理中半纤维素脱除效率低和脱除不充分等问题,而半纤维素脱羧作用形成的有机酸又会被共轭体系中和,防止预水解体系pH值进一步下降所引起的聚糖的严重降解,从而提高了预水解液中低聚糖的得率。
发明详述:
本发明的技术方案如下:
一种以共轭酸碱对为介质的木质纤维素抽提方法,包括步骤如下:
将生物质原料加入到共轭酸碱对缓冲溶液中,所述的生物质原料与共轭酸碱对缓冲溶液的质量体积比为:1:4~10,单位:g/ml,利用共轭酸碱对缓冲溶液和生物质原料组成的预水解体系在温度100~200℃下,连续水解反应10~300min,将生物质原料中的木质纤维素溶解,固液分离,得富含低聚糖的预水解液,所述共轭酸碱对缓冲溶液的pH为2~6,缓冲强度为10~1000mM。
本发明优选的,所述的共轭酸碱对缓冲溶液为弱酸及其对应的盐缓冲溶液,共轭酸碱对缓冲溶液中的弱酸为甲酸、乙酸、碳酸、磷酸或柠檬酸。
本发明优选的,所述的共轭酸碱对缓冲溶液中的共轭酸盐为甲酸盐、乙酸盐、柠檬酸盐、磷酸盐、磷酸氢盐、磷酸二氢盐、碳酸盐或碳酸氢盐。
进一步优选的,所述的共轭酸碱对缓冲溶液为乙酸-乙酸钠共轭缓冲溶液、磷酸-磷酸氢二钠共轭缓冲溶液、碳酸-碳酸钠共轭缓冲溶液或柠檬酸-柠檬酸钠共轭缓冲溶液;本发明优选的共轭酸碱对缓冲溶液乙酸-乙酸钠共轭缓冲溶液。
本发明优选的,所述的生物质原料包括木质纤维原料和非木质纤维原料;所述的木质纤维原料选自杨木木片、桉木木片、慈竹竹片或柳木木片;所述的非木质纤维原料选自玉米秸秆、小麦秸秆、水稻秸秆、高粱秸秆、棉花秸秆、油菜秆、甘蔗渣、木屑、稻壳、稻草、麦草、玉米芯或伐木枝叶。
进一步优选的,木质纤维原料的长度和宽度各为2.0~4.0厘米,厚度为0.5~1.0厘米。
本发明优选的,共轭酸碱对缓冲溶液的pH优选为4~6,缓冲强度为100~900mM。
本发明优选的,预水解体系中,生物质原料一次性加入共轭酸碱对缓冲溶液中,生物质原料与共轭酸碱对缓冲溶液的质量体积比为:1:6~8;所述生物质原料的质量以干重计。
本发明优选的,水解反应温度为:120~180℃,水解反应时间15~120min。
本发明的共轭酸碱对组成的缓冲溶液,共轭酸碱对缓冲溶液中的弱酸使得半纤维素发生化学反应,也即酸解、糖苷键的断裂,进而使半纤维素溶出,选用的共轭酸碱对缓冲溶液只作用于木质纤维素中的半纤维素组分,对木质素没有作用,只有半纤维素溶出,木质素和纤维素基本不变,处理后的生物质原料还是保持原来的状态,共轭酸碱对缓冲溶液维持了一定的酸度,在pH为2~6,缓冲强度为10~1000mM的共轭酸碱对缓冲溶液中,进行水解反应时,将反应器加热至100~200℃并维持所述温度,从而实现水解过程的连续化,促进大量半纤维素的脱除,使半纤维素的抽提得率提高,克服了碱预处理和自水解预处理中半纤维素脱除效率低和脱除不充分等问题,半纤维素脱羧作用形成的有机酸又会被共轭体系中和,共轭碱稳定体系PH值,阻碍过度酸解,防止预水解体系pH值进一步下降所引起的聚糖的严重降解,从而提高了预水解液中低聚糖的得率,能够大量专一的溶解木质纤维素中的半纤维素组分,获取分子量低且均一的半纤维素低聚糖。
本发明所述的以共轭酸碱对为介质的木质纤维素抽提方法制得得富含低聚糖的预水解液应用于生物质精炼领域。
本发明相对于现有的生物质预处理技术具有如下优点:
(1)本发明所述的以共轭酸碱对为介质抽提生物质制备低聚糖的方法,具有单糖和单糖降解产物含量低,低聚糖相对含量高且得率高的优点,可较好地解决目前预水解方法中存在的半纤维素脱出率低、聚糖降解严重的问题。在相同的预处理条件下,与自水解预处理方法相比,半纤维素的脱出率提高了5~30%,低聚糖的得率提高了20~50%;与酸预处理方法相比,大大减少了聚糖严重降解为单糖、有机酸及糠醛等产物,低聚糖的得率提高了2~10倍。
(2)本发明所述的以共轭酸碱对为介质抽提生物质制备低聚糖的方法,以共轭酸碱对组成的缓冲溶液进行预水解,维持一定的酸度系数下,且不会导致预水解过程中pH的大幅度下降,对纤维素的降解较少,具有较高的预水解选择性。
附图说明
图1.为实施例1与对比例1水解液中糖的分子排阻色谱图;抽提条件:原料和溶剂的固液比均为1:6,单位:g/ml,处理温度170℃,保温时间60min
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明做进一步说明,但不限于此。
实施例1、以乙酸-乙酸钠缓冲溶液为介质抽提杨木半纤维素制备富含低聚糖的预水解液
一种以共轭酸碱对为介质的木质纤维素抽提方法,包括步骤如下:
1)生物质原料:长度、宽度均为2.0厘米、厚度0.5厘米的杨木片,反应在在200ml反应釜中进行,油浴加热。
2)采用乙酸与乙酸钠配制成乙酸-乙酸钠共轭缓冲溶液,缓冲强度为50mM,pH为3.4,即乙酸为2.87g/L,乙酸钠为0.29g/L;
3)称取杨木片20g,加入120ml乙酸-乙酸钠共轭缓冲溶液中,利用共轭酸碱对缓冲溶液和杨木片组成的预水解体系进行连续水解反应,处理温度170℃,保温时间60min,处理完成后,固液分离;固液分离得到的预水解液,经检测低聚木糖含量为20.82g/L、低聚葡萄糖的含量为0.77g/L,聚半乳糖含量为0.3g/L,单糖的主要降解产物甲酸的含量为0.21g/L,乙酸的含量为0.25g/L,糠醛的含量为0.5g/L,相对杨木木片中的半纤维素,预水解液中低聚糖的得率为74%。
实施例2、以乙酸-乙酸钠缓冲溶液为介质抽提杨木半纤维素制备富含低聚糖的预水解液
一种以共轭酸碱对为介质的木质纤维素抽提方法,同实施例1,不同之处在于,
2)采用乙酸与乙酸钠配制成乙酸-乙酸钠共轭缓冲溶液,缓冲强度为100mM,pH为3.8,即乙酸为5.40g/L,乙酸钠为1.37g/L;
固液分离得到的预水解液,经检测低聚木糖含量为18.45g/L、低聚葡萄糖的含量为0.67g/L、聚半乳糖含量为0.24g/L。单糖的主要降解产物甲酸的含量为0.25g/L,乙酸的含量为0.3g/L,糠醛的含量为0.7g/L,相对杨木木片中的半纤维素,预水解液中低聚糖的得率为68%。
实施例3、以乙酸-乙酸钠缓冲溶液为介质抽提桉木半纤维素制备富含低聚糖的预水解液
一种以共轭酸碱对为介质的木质纤维素抽提方法,同实施例1,不同之处在于,
1)生物质原料选自长度5.0厘米、宽度为2.0厘米、厚度0.8厘米的桉木木片,
经检测低聚木糖含量为18.37g/L,低聚糖中以低聚木糖为主,其余为低聚葡萄糖、低聚甘露糖和低聚阿拉伯糖,相对桉木木片中的半纤维素,预水解液中低聚糖的得率为62%。
实施例4、以乙酸-乙酸钠缓冲溶液为介质抽提慈竹竹片半纤维素制备富含低聚糖的预水解液
一种以共轭酸碱对为介质的木质纤维素抽提方法,同实施例1,不同之处在于,
1)生物质原料选自长度3.0厘米、宽度为2.0厘米、厚度1.0厘米的慈竹竹片,
经检测低聚木糖含量为19.55g/L,低聚糖中以低聚木糖为主,其余为低聚葡萄糖、低聚甘露糖和低聚阿拉伯糖,相对慈竹木片中的半纤维素,预水解液中低聚糖的得率为65%。
实施例5、以乙酸-乙酸钠缓冲溶液为介质抽提麦草制备富含低聚糖的预水解液
一种以共轭酸碱对为介质的木质纤维素抽提方法,
麦草经过切料、筛选、除尘备料,麦草预水解反应步骤步骤同实施例1。
固液分离得到的预水解液,经检测低聚木糖含量为32.35g/L,低聚糖中以低聚木糖为主,其余为低聚葡萄糖、低聚甘露糖和低聚阿拉伯糖,相对麦草中的半纤维素,预水解液中低聚糖的得率为83%。
实施例6、以乙酸-乙酸钠缓冲溶液为介质抽提玉米秸秆制备富含低聚糖的预水解液
一种以共轭酸碱对为介质的木质纤维素抽提方法,
玉米秸秆经过切料、筛选、除尘备料,玉米秸秆预水解反应步骤步骤同实施例1。
经检测低聚木糖含量为35.65g/L、低聚糖中以低聚木糖为主,占93%,其余为低聚葡萄糖、低聚甘露糖和低聚阿拉伯糖,相对玉米秸秆中的半纤维素,预水解液中低聚糖的得率为88%。
实施例7:以磷酸-磷酸氢二钠共轭缓冲溶液为介质抽提杨木半纤维素制备含低聚糖的预水解液。
杨木预水解操作步骤同实施例1,不同的是:采用磷酸与磷酸二氢钠配制成磷酸-磷酸二氢钠共轭缓冲溶液,缓冲强度(磷酸根浓度)为100mM,pH为2.0。
固液分离得到的预水解液,经检测低聚木糖含量为25.75g/L、低聚葡萄糖的含量为0.83g/L、聚半乳糖含量为0.51g/L。单糖的主要降解产物甲酸的含量为0.75g/L,乙酸的含量为0.36g/L,糠醛的含量为0.93g/L,相对杨木木片中的半纤维素,预水解液中低聚糖的得率为77%。
实施例8:以碳酸-碳酸钠共轭缓冲溶液为介质抽提杨木半纤维素制备含低聚糖的预水解液。
杨木预水解操作步骤同实施例1,不同的是:采用碳酸与碳酸钠配制成碳酸-碳酸钠共轭缓冲溶液,缓冲强度为200mM,pH为4.0。
实施例9
一种以共轭酸碱对为介质的木质纤维素抽提方法,同实施例1,不同之处在于,
利用共轭酸碱对缓冲溶液和杨木片组成的预水解体系进行连续水解反应,处理温度120℃,保温时间180min,处理完成后,固液分离;固液分离得到的预水解液。
实施例10
一种以共轭酸碱对为介质的木质纤维素抽提方法,同实施例1,不同之处在于,
利用共轭酸碱对缓冲溶液和杨木片组成的预水解体系进行连续水解反应,处理温度150℃,保温时间130min,处理完成后,固液分离;固液分离得到的预水解液。
实施例11
一种以共轭酸碱对为介质的木质纤维素抽提方法,同实施例1,不同之处在于,
称取杨木片20g,加入190ml乙酸-乙酸钠共轭缓冲溶液中。
对比例1、以水为介质抽提杨木木片制备含低聚糖的预水解液
杨木预水解操作步骤同实施例1,不同的是利用去离子水和杨木木片组成预水解体系。
固液分离得到的预水解液,经检测低聚木糖含量为12.45g/L、低聚葡萄糖的含量为0.56g/L、聚半乳糖含量为0.2g/L。单糖的主要降解产物甲酸的含量为0.42g/L,乙酸的含量为0.45g/L,糠醛的含量为1.4g/L,相对杨木木片中的半纤维素,预水解液中低聚糖的得率为42%。
对比试验:
将实施例1以乙酸-乙酸钠缓冲溶液(50mM,pH3.4)为介质抽提杨木半纤维素制备富含低聚糖的预水解液与对比例1以纯水为介质抽提抽提杨木半纤维素制备富含低聚糖的预水解液进行相比,实施例1与对比例1水解液中糖的分子排阻色谱图见图1,从图1中可以看到,采用乙酸乙酸钠抽提,与用纯水抽提相比,糖的分子量分布整体稍微降低,糖的浓度整体提高。通过分析了水解液中半纤维糖的浓度、木素的浓度和乙酸的浓度,结果表明:以乙酸乙酸钠共轭酸碱对抽提杨木,水解液中葡萄糖浓度839.92mg/L,比用水抽提所得的608.90mg/mL提高37.9%,其他如木糖,半乳糖,甘露糖也有相似结果。以乙酸乙酸钠共轭酸碱对抽提杨木,水解液中可溶性木素含量37.92单位(吸光度单位),比用水抽提所得的38.29单位稍低,这说明共轭酸碱对提高了抽提半纤维素的专一性。以乙酸乙酸钠共轭酸碱对抽提杨木,水解液中新生成乙酸浓度1.78g/L,与用水抽提所得的1.80g/L持平,说明没有造成碳水化合物的降解。

Claims (10)

1.一种以共轭酸碱对为介质的木质纤维素抽提方法,包括步骤如下:
将生物质原料加入到共轭酸碱对缓冲溶液中,所述的生物质原料与共轭酸碱对缓冲溶液的质量体积比为:1:4~10,单位:g/ml,利用共轭酸碱对缓冲溶液和生物质原料组成的预水解体系在温度100~200℃下,连续水解反应10~300min,将生物质原料中的木质纤维素溶解,固液分离,得富含低聚糖的预水解液,所述共轭酸碱对缓冲溶液的pH为2~6,缓冲强度为10~1000mM。
2.根据权利要求1所述的以共轭酸碱对为介质的木质纤维素抽提方法,其特征在于,所述的共轭酸碱对缓冲溶液为弱酸及其对应的盐缓冲溶液,共轭酸碱对缓冲溶液中的弱酸为甲酸、乙酸、碳酸、磷酸或柠檬酸。
3.根据权利要求1所述的以共轭酸碱对为介质的木质纤维素抽提方法,其特征在于,所述的共轭酸碱对缓冲溶液中的共轭酸盐为甲酸盐、乙酸盐、柠檬酸盐、磷酸盐、磷酸氢盐、磷酸二氢盐、碳酸盐或碳酸氢盐。
4.根据权利要求1所述的以共轭酸碱对为介质的木质纤维素抽提方法,其特征在于,所述的共轭酸碱对缓冲溶液为乙酸-乙酸钠共轭缓冲溶液、磷酸-磷酸氢二钠共轭缓冲溶液、碳酸-碳酸钠共轭缓冲溶液或柠檬酸-柠檬酸钠共轭缓冲溶液;本发明优选的共轭酸碱对缓冲溶液乙酸-乙酸钠共轭缓冲溶液。
5.根据权利要求1所述的以共轭酸碱对为介质的木质纤维素抽提方法,其特征在于,所述的生物质原料包括木质纤维原料和非木质纤维原料;所述的木质纤维原料选自杨木木片、桉木木片、慈竹竹片或柳木木片;所述的非木质纤维原料选自玉米秸秆、小麦秸秆、水稻秸秆、高粱秸秆、棉花秸秆、油菜秆、甘蔗渣、木屑、稻壳、稻草、麦草、玉米芯或伐木枝叶。
6.根据权利要求1所述的以共轭酸碱对为介质的木质纤维素抽提方法,其特征在于,木质纤维原料的长度和宽度各为2.0~4.0厘米,厚度为0.5~1.0厘米。
7.根据权利要求1所述的以共轭酸碱对为介质的木质纤维素抽提方法,其特征在于,共轭酸碱对缓冲溶液的pH优选为4~6,缓冲强度为100~900mM。
8.根据权利要求1所述的以共轭酸碱对为介质的木质纤维素抽提方法,其特征在于,预水解体系中,生物质原料一次性加入共轭酸碱对缓冲溶液中,生物质原料与共轭酸碱对缓冲溶液的质量体积比为:1:6~8;所述生物质原料的质量以干重计。
9.根据权利要求1所述的以共轭酸碱对为介质的木质纤维素抽提方法,其特征在于,水解反应温度为:120~180℃,水解反应时间15~120min。
10.权利要求所述的以共轭酸碱对为介质的木质纤维素抽提方法制得得富含低聚糖的预水解液的应用,应用于生物质精炼领域。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110669807A (zh) * 2019-11-11 2020-01-10 齐鲁工业大学 一种提高纤维素酶解得率的方法
EP3710460A4 (en) * 2017-11-13 2021-08-25 Sweetwater Energy, Inc. PROCESSES FOR MANUFACTURING SPECIALTY CELLULOSE AND OTHER PRODUCTS FROM BIOMASS

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102153763A (zh) * 2010-09-27 2011-08-17 天津大学 一种木质纤维素酸碱耦合预处理方法
CN103045677A (zh) * 2011-10-11 2013-04-17 济南圣泉集团股份有限公司 一种木质纤维素生物质的综合利用方法
CN103201332A (zh) * 2010-06-23 2013-07-10 斯托拉恩索公司 溶解木质纤维物质的方法
KR20140080620A (ko) * 2012-12-12 2014-07-01 한국세라믹기술원 리그노셀룰로스계 바이오매스의 전처리 방법 및 이를 이용한 당화합물과 바이오연료의 제조방법
CN103896992A (zh) * 2014-04-17 2014-07-02 齐鲁工业大学 一种从木质纤维素水解液中制取低聚糖的方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103201332A (zh) * 2010-06-23 2013-07-10 斯托拉恩索公司 溶解木质纤维物质的方法
CN102153763A (zh) * 2010-09-27 2011-08-17 天津大学 一种木质纤维素酸碱耦合预处理方法
CN103045677A (zh) * 2011-10-11 2013-04-17 济南圣泉集团股份有限公司 一种木质纤维素生物质的综合利用方法
KR20140080620A (ko) * 2012-12-12 2014-07-01 한국세라믹기술원 리그노셀룰로스계 바이오매스의 전처리 방법 및 이를 이용한 당화합물과 바이오연료의 제조방법
CN103896992A (zh) * 2014-04-17 2014-07-02 齐鲁工业大学 一种从木质纤维素水解液中制取低聚糖的方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3710460A4 (en) * 2017-11-13 2021-08-25 Sweetwater Energy, Inc. PROCESSES FOR MANUFACTURING SPECIALTY CELLULOSE AND OTHER PRODUCTS FROM BIOMASS
CN110669807A (zh) * 2019-11-11 2020-01-10 齐鲁工业大学 一种提高纤维素酶解得率的方法

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