CN1109100A - 一种酸水解植物纤维素的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于用双糖或多糖合成糖，特别是指一种 酸水解植物纤维素的方法，该工艺以富含纤维素的农 业废弃物为主要原料，主要工艺步骤包括混合、稀释、 糖化去酸等工艺，反应终产物可调整pH值并加入微 生物生长所需的营养物质用于细胞扩大培养和作为 工业发酵底物，解决了现有传统工艺中反应条件偏 高，转化率低等技术问题，具有耗酸量低，工艺简单， 转糖率高等优点。

Description

本发明属于用双糖或多糖合成糖，特别是指一种酸水解植物纤维素的方法。

传统的酸水解工艺一般为浓酸水解或稀酸水解，稀酸水解对工艺条件较高（一般须经高温、高压等条件），存在反应中能耗过大，糖转化率低（约为25%），反应过程中易产生大量对微生物细胞正常生长有害的中间产物（如糖醛、有机酸），而浓酸水解虽然糖的转化率较高（一般在90%以上）但生产中酸为一次性使用，耗酸量大，成本投入很高，申请号为85105752中公开的水解分解木质纤维素和淀粉物质的有机溶胶化方法主要利用丙酮和少量酸性化合物的混合物把含纤维素或淀粉水解或糖化，存在着因丙酮属易挥发、低燃点有机物，造成原材料易损失，且对生产设备要求高等不足，近年来虽然酶工艺有较快发展，但对纤维素有较强降解作用并经过分离提纯后的纤维素酶尚无报道。

本发明的目的在于提供一种低能耗，高转糖率，反应中有害物质产生和积累较少的酸水解植物纤维素工艺，以植物秸杆等富含纤维素的农业废弃物为原料，采用该工艺生产可供工业发酵及细胞培养的底物以克服已有技术存在的不足。

本发明的整体反应步骤是：

一种酸水解植物纤维素的方法，把富含纤维素的农业废弃物在酸的作用下水解，糖化，并加碱中和反应终产物中过剩的酸，作为供微生物培养和工业发酵的底物，其特征在于：

a、将粉碎处理后的含纤维素的农业废弃物按一定比例加入无机矿物性浓酸进行混溶;

b、混溶均匀后的上述物料用水保温稀释，糖化后形成糖酸混合液;

c、采用化学、物理提纯方法（如中性萃取剂萃取法，扩散渗析法，电渗析法）分离上述混合液中的糖、酸，将剩余的糖液作为底物以供利用。

本发明的各反应步骤中所需的工艺条件及其用途：

粉碎后的纤维质物料和无机矿物性浓酸的混溶比为1∶0.3-2.8。

稀释后混溶物料中的酸当量浓度是2N-6N，稀释过程中反应物应保温在75℃-95℃;糖化过程在常温常压条件下进行反应。

分离提纯后的糖液加稀氨水中和调PH值，并补加供微生物生长所需的各种营养物质。

附图是本发明的生产工艺流程图，结合附图对本发明的实施例作进一步详述。

本实施例中水解所用的酸为75%-78%的浓硫酸，将2000克玉米秸杆粉碎成小于1厘米长的段后与浓硫酸按1∶1的比例混合均匀，采用冷水将上述混合均匀后的反应液稀释，使反应液中的酸当量浓度为30%，并将反应液在稀释过程中加热保温在85℃至反应液中的低聚糖较完全地转化为各种单糖，反应中可采用菲林试剂定糖法检测糖化反应程度，上述反应液经压滤得糖酸混合液2.7升，以磷酸三丁酯（TBP）为萃取剂，在混合澄清器中，以上述混合酸中萃取出硫酸以供循环使用，所得糖液用2N的氨液中和至PH值为5.4，然后添加80%H₃PO₄20ml，固体MgCl21.5克，调整糖液中的还原糖浓度以供培养单细胞蛋白使用。

本发明的实质性特点及所取得的技术进步在于：

本发明的反应步骤大都在常温，常压下进行，对生产设备要求条件低，反应过程中有害物产生积累少，转糖率高，水解过程中的酸可循环使用，避免了对环境的污染，同时降低生产成本。

Claims (4)

1、一种酸水解植物纤维素的方法，把富含纤维素的农业废弃物在酸的作用下水解，糖化，并加碱中和反应终产物中过剩的酸，作为供微生物培养和工业发酵的底物，其特征在于：

a、将粉碎处理后的含纤维素的农业废弃物按一定比例加入无机矿物性浓酸进行混溶；

b、混溶均匀后的上述物料用水保温稀释，糖化后形成糖酸混合液；

c、采用化学、物理提纯方法(如中性萃取剂萃取法，扩散渗析法，电渗析法)分离上述混合液中的糖、酸，将剩余的糖液作为底物以供利用。

2、根据权利要求1所述的酸水解植物纤维素的方法，其特征在于粉碎后的纤维质物料和无机矿物性浓酸的混溶比为1∶0.3-2.8。

3、根据权利要求1所述的酸水解植物纤维素的方法，其特征在于稀释后混溶物料中的酸当量浓度是2N-6N，稀释过程中反应物应保温在75℃-95℃;糖化过程在常温常压条件下进行反应。

4、根据权利要求1所述的酸水解植物纤维素的方法，其特征在于分离提纯后的糖液加稀氨水中和调PH值，并补加供微生物生长所需的各种营养物质。