CN111172217A - 生物质的糖化方法及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及生物领域，公开了一种生物质的糖化方法，该方法包括：1)将预处理后的含生物质的原料与亚硫酸盐和/或亚硫酸氢盐溶液进行第一混合，依次进行热处理和固液分离，得到液相物料和固相物料；2)将步骤1)得到的液相物料和辅料进行第二混合，形成有机肥；3)将步骤1)得到的固相物料、水和酶制剂进行酶解反应，制得糖液；其中，所述生物质原料中含有木质纤维素。利用本发明所述方法，提高了糖浓度，同时能够副产高附加值有机肥。

Description

生物质的糖化方法及其应用
技术领域
本发明涉及生物领域，具体涉及一种生物质的糖化方法及其应用。
背景技术
生物质是地球上来源最丰富的可再生原料之一，包括农林废弃物、谷物残渣、糖业加工残渣、干草、城市有机固体垃圾等，具有来源广泛、价格低廉和可再生性等优点，能够节约粮食资源和化石资源，有巨大的发展潜力。生物质的主要成分是纤维素、半纤维素和木质素。其中纤维素和半纤维素的总含量为约50-80％，二者降解后生成的葡萄糖、木糖和阿拉伯糖等糖类能够作为多种工业的原料，如替代淀粉糖、蔗糖等粮食来源的糖，发酵生产乙醇、丁醇、氨基酸等产品；也可以替代石油基原料，通过化学转化生产乙二醇、丁二醇、丁二酸等化工产品。木质素的含量通常为10-30％，经化学转化后能够制取多种化学品，并能够生产农业腐殖酸肥料等，具有广泛的工业和农业用途。
木质纤维素的主要成分纤维素具有复杂的结晶结构，另外两种大分子半纤维素和木质素通过氢键和酯键与纤维素相互结合，形成严密的结构，难以降解和分离，直接酶解效率很低。因此，含木质纤维素的生物质原料糖化通常需要利用有效的预处理以破坏其结构，使其易于降解成可利用的小分子，然后加入酶制剂降解得到混合糖液。
常用的预处理方法包括酸水解、酸性或中蒸汽爆破、碱处理等。其中，酸水解通常直接采用稀硫酸降解原料，工艺简单，但设备腐蚀严重，酸回收成本高，直接排放则严重污染环境。而且半纤维素直接降解进入酸液中，糖浓度较低，纤维素则需要单独进行酶解，使得工艺复杂，增加了分离和提取的成本。酸性蒸汽爆破的设备腐蚀问题更为突出，特别是温度大于140℃时，金属腐蚀速率会增加10倍以上，大大降低材料的寿命。而中性蒸汽爆破的处理强度高，常常产生大量抑制物，原料利用率低；木质纤维素残渣则难以被有效利用，通常需要额外的处理步骤，或者直接干燥后用作燃料，导致资源浪费和环境污染。碱处理工艺中的碱(主要是NaOH)用量很高，通常是原料干物的10-20％，在去除部分木质素的同时也溶解了部分半纤维素和少量纤维素，导致原料利用率低，并且容易产生大量的高盐浓度的废水，难以有效处理和利用，导致严重的环境污染。
现有的生物质糖化工艺普遍存在总糖浓度低，废水排放量大，木质纤维素残渣无法有效利用等问题。由于木质纤维素转化率较低，导致原料的利用率低，而且，废水中常含有大量未降解的有机质，COD一般在10000以上，污水处理难度大。硫酸的使用会造成废水中硫酸根浓度高，一般都在 3000mg/L以上，中和余酸又会引入金属离子(通常为Na+)或铵根离子，给废水处理带来很大压力。硫酸根在厌氧条件下容易被硫酸盐还原菌还原成硫化氢；而水相中硫化氢存在，可以抑制厌氧产甲烷菌的生长，严重者还会导致其中毒死亡，使得有机物的去除效率明显下降，废水处理难度和成本大大提高。使用氢氧化钠则使得废水中Na+浓度过高，由于Na+难以用化学或生物方法去除，直接排放易造成土壤板结，从而导致严重的环境问题。
另一方面，现有生物质糖化工艺得到的糖浓度往往比较低，采用硫酸或者NaOH处理时，硫酸根或者钠离子的浓度则比较高，需要经过离子交换、膜过滤等过程进行纯化，工艺复杂，生产成本高。而且，由于木质纤维素降解性差，通常使用的水解体系底物浓度较低，一般为10-15％，相应的糖化液中总糖浓度也比较低，通常<120g/L。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的含木质纤维素生物质原料糖化过程中，制备得到的糖液浓度低，废水排放量大，木质纤维素残渣无法有效利用等问题，提供一种生物质的糖化方法。该方法一方面能够大幅度提高糖浓度，另一方面解决了目前生物质糖化工艺过程中产生的废水废渣问题，将废水废渣转化为高附加值有机肥。
本发明人在研究中发现，使用亚硫酸盐和/或亚硫酸氢盐溶液对预处理后的含生物质的原料进行热处理，能够有效地破坏生物质原料中木质纤维素的结构，形成并富集大量的可用于酶制剂降解的物质，从而提高糖液的浓度。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种生物质的糖化方法，该方法包括：
1)将预处理后的生物质原料与亚硫酸盐和/或亚硫酸氢盐溶液进行第一混合，依次进行热处理和固液分离，得到液相物料和固相物料；
2)将步骤1)得到的液相物料和辅料进行第二混合，形成有机肥；
3)将步骤1)得到的固相物料、水和酶制剂进行酶解反应，制得糖液；
其中，所述生物质原料中含有木质纤维素。
本发明第二方面提供本发明第一方面所述方法在制备高浓度糖和/或有机肥中的应用。
通过上述技术方案，本发明具有以下有益效果：
(1)同时生产高浓度糖和高附加值的有机肥；
(2)获得高浓度糖液(糖液浓度达到230g/L)，明显高于现有行业工业化技术，大大提高了生物质制糖的经济性；
(3)使用亚硫酸盐或亚硫酸氢盐处理生物质原料，将原有工艺中的污染源转化以获得高附加值的黄腐酸有机肥，降低污染，本发明所述技术方案使生物质制糖冲减后具有竞争力，规模化生产可行；
(4)本工艺使用更少的化学品、更短的反应时间，得到更高收率的糖。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明第一方面提供一种生物质的糖化方法，该方法包括：
1)将预处理后的生物质原料与亚硫酸盐和/或亚硫酸氢盐溶液进行第一混合，依次进行热处理和固液分离，得到液相物料和固相物料；
2)将步骤1)得到的液相物料和辅料进行第二混合，形成有机肥；
3)将步骤1)得到的固相物料、水和酶制剂进行酶解反应，制得糖液；
其中，所述生物质原料中含有木质纤维素。
本发明中，对所述预处理过程没有特别限定，可以为机械粉碎，也可以为碱液处理。优选为使用碱液处理生物质原料得到所述预处理后的生物质原料，所述碱液的质量浓度为0.1-9.5％，优选为1-5％，所述碱液处理可以在 70-100℃的温度下处理35-55min。
本发明中，对所述碱液没有特别的限定，优选地，所述碱液选自氢氧化钾溶液、氢氧化钠溶液和氨水中的至少一种。
根据本发明，所述生物质原料为含有木质纤维素的任何生物质原料。具体地，所述生物质原料可以为稻秆、玉米秸秆、玉米皮、麦秆、玉米芯、棉杆、木片、锯末和蔗渣中的一种或多种。
根据本发明，为进一步提高所制备得到的糖液浓度，优选地，以第一混合后溶液的总重量为基准，所述预处理后生物质原料的含量为10重量％-45 重量％，所述亚硫酸盐和/或亚硫酸氢盐的含量为0.1重量％-15重量％；进一步优选地，所述亚硫酸盐和/或亚硫酸氢盐的含量为0.5重量％-10重量％，更优选为1重量％-5重量％。
根据本发明，所述第一混合后溶液是指将所述预处理后的生物质原料、亚硫酸盐和/或亚硫酸氢盐溶液进行混合后所得到的溶液。
优选地，所述亚硫酸盐和/或亚硫酸氢盐为一价和/或二价可溶性盐，例如，所述二价可溶性盐可以为Mg(HSO3)2和/或Ca(HSO3)2。
为进一步提高制备得到的糖液浓度，所述亚硫酸盐和/或亚硫酸氢盐优选为一价可溶性盐，进一步优选为Na2SO3、K2SO3、(NH4)2SO3、NaHSO3、 KHSO3和NH4HSO3中的一种或多种。
根据本发明，优选情况下，步骤1)中所述热处理的条件包括：反应温度140-200℃，反应时间15-200min。使用亚硫酸盐和/或亚硫酸氢盐溶液对预处理后的生物质原料进行热处理能够有效破坏生物质原料中的木质纤维素，得到并富集易于与酶制剂结合的物质，从而提高糖液的浓度。本发明中使用亚硫酸盐和/或亚硫酸氢盐溶液进行热处理，而不使用硫酸，解决了设备腐蚀问题，同时大大降低了污水处理成本。
本发明中，对步骤1)所述的固液分离没有特别限定。只要能将热处理后的物料进行固液分离即可。优选情况下，所述固液分离可以为多次固液分离，然后将多次固液分离得到的固体和液体收集，作为后续处理所需要的固相和液相。
优选情况下，从简化操作流程和经济效益的角度考虑，所述固液分离包括：第一固液分离和第二固液分离，经所述第一固液分离得到第一固相和第一液相；所述第一固相和70-120℃的水进行混合后进行所述第二固液分离得到第二固相和第二液相；其中，所述第一液相和第二液相合并为所述液相物料，所述第一固相和第二固相合并为所述固相物料。其中，对所加入的水的量没有特别限定，只要能将第一次固液分离得到的固相浸没，实现充分搅拌的目的即可。将第一次固液分离所得到的液相和第二次固液分离所得到的液相混合，得到用于后续处理的液相。
根据本发明，步骤3)所述酶解反应可以为本领域的常规操作。优选情况下，所述酶解反应的过程包括：首先将所述固相物料和水配制为溶液，然后调节所述溶液的pH为4-6，再加入酶制剂；
优选地，步骤3)所述酶解反应的条件包括：反应温度40-60℃，反应时间24-72h；
优选地，所述酶制剂选自纤维素酶、半纤维酶和β-葡萄糖苷酶中的至少一种。
根据本发明，优选地，步骤3)中以所述固相物料、水和酶制剂的总重量为基准，所述固相物料的含量为15重量％-35重量％。
本发明中，优选地，所述酶制剂选自纤维素酶、半纤维酶和β-葡萄糖苷酶中的至少一种；进一步优选为纤维素酶、半纤维酶和β-葡萄糖苷酶的复合酶制剂。所述半纤维素酶可以为木聚糖酶、半乳糖苷酶、甘露糖苷酶、阿拉伯呋喃糖苷酶和/或β-木糖苷酶。以上酶制剂均可商购获得。
根据本发明，所述固液分离后得到的液相能够用于副产有机肥。将固液分离后得到的液相蒸发浓缩后，与辅料进行第二混合，生产高附加值产品黄腐酸有机肥，其中，黄腐酸是一种小分子的腐植酸，主要用作生产叶面肥、冲施肥、农用肥料增效剂、植物生长调节剂等。此外，蒸发凝液还可以回用，节省了水耗，更重要的是大大降低了污水处理成本。
本发明中，所述辅料是指加入到预处理的废液中以制取有机肥的固体物质。优选情况下，用于副产有机肥的辅料和液相物料的重量比为(0.1-10)： 1，进一步优选为(1-5)：1。
本发明中，对所述辅料的选择没有特别的限定，包括但不限于a)糖化残渣继续处理后的物料，b)生物质发酵残渣，c)生物质备料、粉碎、除杂、清洗阶段的可用筛下物或分离物或洗渣，或d)腐植酸，其中，发酵残渣可以为生物液体燃料提取后的剩余物，腐植酸为有机物质经微生物一系列分解和合成而形成的一种多种类分子有机物，广泛存在于土壤、褐煤、泥炭、风化煤、河流、湖泊、海洋和沼泽中，经加工处理后可作为有机肥广泛用于农业和林业中。以上辅料为本领域的常规选择，均可通过商购获得。
本发明第二方面提供本发明第一方面所述方法在制备高浓度糖和/或有机肥中的应用。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
以下实施例和对比例中，糖含量采用HPLC方法进行测定，具体条件为：
BIO-RAD分析柱HPX-87H
进样体积：20μL
流动相：0.005M硫酸，经过0.2μm过滤膜过滤并脱气
流速：0.5mL/min
柱温：55-65℃
检测器温度：尽量接近柱温
检测器：折光率检测器
运行时间：30min。
黄腐酸含量依据HG/T 3276-2012《腐植酸铵肥料分析方法》中容量法进行测定。
纤维素酶购自尤特尔；半纤维酶购自诺维信；β-葡萄糖苷酶产品购自诺维信；β-半乳糖苷酶购自尤特尔；甘露糖酶购自夏盛；阿拉伯呋喃糖苷酶购自尤特尔；β-木糖苷酶购自诺维信；木聚糖酶购自尤特尔。
实施例1
(一)预处理
将玉米秸秆粉用锤片式粉碎机碎至1-3cm。
(二)Na2SO3热处理
在预处理后的玉米秸秆中加入Na2SO3溶液进行热处理，以混合后溶液的总重量为基准，预处理后玉米秸秆的含量为20重量％，Na2SO3含量为2 重量％，充分混合，密封后进行热处理，热处理条件为：温度180℃，时间 90min。待热处理结束后，将物料进行挤压，固液分离。固体中加入80℃热水，充分搅拌混合后，进行第二次固液分离。
(三)制取有机肥
将两次分离得到的液相合并，得到液相物料，蒸发浓缩，加入辅料生物质筛下物，充分混合后，得到固态黄腐酸肥料。液相物料和加入的辅料的重量比为1:1。结果见表1。
(四)酶解制糖液
将两次分离得到的固相合并，得到固相物料，加入水，调节pH至5，然后加入纤维素酶、木聚糖酶和β-葡萄糖苷酶的复合酶制剂，得到的溶液中固相物料含量为20重量％，复合酶制剂为含量为4(干固)重量％，然后进行酶解反应，所述酶解反应在50℃摇床中，酶解72h得到糖液。结果见表1。
实施例2
(一)预处理
将粉碎玉米秸秆和氢氧化钠溶液混合进行热预处理，以混合后溶液的总重量为基准，粉碎玉米秸秆的含量为20重量％，氢氧化钠含量为2重量％，热处理条件为：温度70℃，时间50min。
(二)Na2SO3热处理
在预处理后的玉米秸秆中加入Na2SO3溶液进行热处理，以混合后溶液的总重量为基准，预处理后玉米秸秆的含量为20重量％，Na2SO3含量为2 重量％，充分混合，密封后进行热处理，热处理条件为：温度180℃，时间 90min。待热处理结束后，将物料进行挤压，固液分离。固体中加入80℃热水，充分搅拌混合后，进行第二次固液分离。
(三)制取有机肥
将两次分离得到的液相合并，得到液相物料，加入辅料生物质发酵残渣，充分混合后，蒸发浓缩，得到固态黄腐酸肥料。液相物料和加入的辅料的重量比为1:1。结果见表1。
(四)酶解制糖液
将两次分离得到的固相合并，得到固相物料，加入水，调节pH至5，然后加入纤维素酶、木聚糖酶和β-葡萄糖苷酶的复合酶制剂，得到的溶液中固相物料含量为20重量％，复合酶制剂为含量为4(干固)重量％，然后进行酶解反应，所述酶解反应在50℃摇床中，酶解72h，得到糖液，结果见表 1。
实施例3
按照实施例2的方法，不同的是步骤(二)中，在预处理后的玉米秸秆中加入K2SO3溶液进行热处理，以混合后溶液的总重量为基准，预处理后玉米秸秆的含量为10重量％，K2SO3含量为2重量％，充分混合，密封后进行热处理，热处理条件为：温度180℃，时间90min。待热处理结束后，将物料进行挤压，固液分离。固体中加入80℃热水，充分搅拌混合后，进行第二次固液分离。结果见表1。
实施例4
按照实施例2的方法，不同的是步骤(二)中，在预处理后的玉米秸秆中加入K2SO3溶液进行热处理，以混合后溶液的总重量为基准，预处理后玉米秸秆的含量为20重量％，K2SO3含量为2重量％，充分混合，密封后进行热处理，热处理条件为：温度180℃，时间90min。待热处理结束后，将物料进行挤压，固液分离。固体中加入80℃热水，充分搅拌混合后，进行第二次固液分离。结果见表1。
实施例5
按照实施例2的方法，不同的是步骤(二)中，在预处理后的玉米秸秆中加入K2SO3溶液进行热处理，以混合后溶液的总重量为基准，预处理后玉米秸秆的含量为45重量％，K2SO3含量为2重量％，充分混合，密封后进行热处理，热处理条件为：温度180℃，时间90min。待热处理结束后，将物料进行挤压，固液分离。固体中加入80℃热水，充分搅拌混合后，进行第二次固液分离。结果见表1。
表1
有机肥中黄腐酸含量(重量％) 糖液浓度(g/L)
实施例1 25.8 130.2
实施例2 33.4 153.6
实施例3 37.1 150.8
实施例4 32.3 125.7
实施例5 26.4 85.8
实施例6
(一)预处理
将玉米秸秆和氢氧化钾溶液混合进行热预处理，以混合后溶液的总重量为基准，玉米秸秆的含量为20重量％，氢氧化钾含量为4重量％，热处理条件为：温度100℃，时间50min。
(二)亚硫酸盐或亚硫酸氢盐热处理
在预处理后的玉米秸秆中用不同的亚硫酸盐或亚硫酸氢盐溶液进行热处理，以混合后溶液的总重量为基准，预处理玉米秸秆的含量为20重量％，亚硫酸盐或亚硫酸氢盐的含量为3重量％，充分混合，密封后进行热处理，热处理条件为：温度165℃，时间100min。待热处理结束后，将物料进行挤压，固液分离。固体中加入90℃热水，充分搅拌混合后，进行第二次固液分离。
(三)酶解制糖液
按照实施例1的方法。结果见表2。
表2
亚硫酸盐或亚硫酸氢盐 糖液浓度(g/L)
Na<sub>2</sub>SO<sub>3</sub> 174.2
K<sub>2</sub>SO<sub>3</sub> 168.5
NaHSO<sub>3</sub> 141.3
(NH<sub>4</sub>)<sub>2</sub>SO<sub>3</sub> 132.4
KHSO<sub>3</sub> 136.7
NH<sub>4</sub>HSO<sub>3</sub> 121.5
实施例7
(一)预处理
将蔗渣和氢氧化钾溶液混合进行热预处理，以混合后溶液的总重量为基准，蔗渣含量为17重量％，氢氧化钾含量为1重量％，热处理条件为：温度 80℃，时间70min。
(二)亚硫酸铵热处理
在预处理后的蔗渣中加入(NH4)2SO3溶液进行热处理，以混合后溶液的总重量为基准，预处理后蔗渣的含量为17重量％，(NH4)2SO3含量按照表3 所述进行调节，充分混合，密封后进行热处理，热处理条件为：温度165℃，时间50min。待热处理结束后，将物料进行挤压，固液分离。固体中加入90℃热水，充分搅拌混合后，进行第二次固液分离。
(三)制取有机肥
按照实施例2。结果见表3。
(四)酶解制糖液
按照实施例2。结果见表3。
表3
Figure RE-GDA0001946912910000121
实施例8
(一)预处理
将玉米秸秆和氢氧化钠溶液混合进行热预处理，以混合后溶液的总重量为基准，玉米秸秆的含量为25重量％，氢氧化钠含量为2重量％，热处理条件为：温度90℃，时间50min。
(二)K2SO3热处理
在预处理后的玉米秸秆中加入K2SO3溶液进行热处理，以混合后溶液的总重量为基准，预处理后玉米秸秆的含量为25重量％，K2SO3含量为5重量％，充分混合，密封后进行热处理，热处理条件为：温度按照表4所示，时间30min。待热处理结束后，将物料进行挤压，固液分离。固体中加入80℃热水，充分搅拌混合后，进行第二次固液分离。
(三)制取有机肥
将两次分离得到的液相合并，得到液相物料，加入辅料生物质筛下物，充分混合后，蒸发浓缩，得到固态黄腐酸肥料。液相物料和加入的辅料的重量比为4:1。结果见表4。
(四)酶解制糖液
将两次分离得到的固相合并，得到固相物料，加入水，调节pH至5，然后加入纤维素酶、木聚糖酶和β-葡萄糖苷酶的复合酶制剂，得到的溶液中固相物料含量为20重量％，复合酶制剂为含量为4(干固)重量％，然后进行酶解反应，所述酶解反应在50℃摇床中，酶解72h得到糖液。结果见表4。
表4
Figure RE-GDA0001946912910000131
实施例9
(一)预处理
将玉米芯和氢氧化钠溶液混合进行热预处理，以混合后溶液的总重量为基准，玉米芯的含量为30重量％，氢氧化钠含量为1重量％，热处理条件为：温度100℃，时间50min。
(二)(NH4)2SO3热处理
在预处理后的玉米芯中加入(NH4)2SO3溶液进行热处理，以混合后溶液的总重量为基准，预处理后玉米芯的含量为20重量％，(NH4)2SO3含量为7 重量％，充分混合，密封后进行热处理，热处理条件为：温度150℃，时间按照表5所示。待热处理结束后，将物料进行挤压，固液分离。固体中加入 60℃热水，充分搅拌混合后，进行第二次固液分离。
(三)制取有机肥
按照实施例2。结果见表5。
(四)酶解制糖液
按照实施例2。结果见表5。
表5
Figure RE-GDA0001946912910000141
实施例10
(一)预处理
将麦秆秸秆和氢氧化钠溶液混合进行热预处理，以混合后溶液的总重量为基准，麦秆秸秆的含量为17重量％，氢氧化钠含量为4.5重量％，热处理条件为：温度80℃，时间50min。
(二)Na2SO3热处理
在预处理后的麦秆秸秆中加入Na2SO3溶液进行热处理，以混合后溶液的总重量为基准，预处理后麦秆秸秆的含量为17重量％，Na2SO3含量为4 重量％，充分混合，密封后进行热处理，热处理条件为：温度190℃，时间30min。待热处理结束后，将物料进行挤压，固液分离。固体中加入80℃热水，充分搅拌混合后，进行第二次固液分离。
(三)酶解制糖液
将两次分离得到的固相合并，得到固相物料，加入水，调节pH至4.8，然后加入纤维素酶、半纤维素酶和β-葡萄糖苷酶的复合酶制剂，调节溶液中固相物料含量如表6所示，复合酶制剂为含量为5(干固)重量％，然后进行酶解反应，所述酶解反应在50℃摇床中，酶解60h，得到糖液，结果见表 6。
表6
溶液中固相物料含量(重量％) 糖液浓度(g/L)
10 76.7
15 112.7
17 127.9
20 157.4
25 193.4
30 230.9
对比例1
1)将麦秆秸秆置于80℃的氢氧化钠溶液中进行处理55min，其中，所述溶液中，氢氧化钠的含量为4.5重量％，麦秆秸秆的含量为17重量％。待热处理结束后，进行第一次固液分离，然后在固相中加入80℃的水，充分搅拌混合后进行第二次固液分离，将第一次固液分离得到的液相与第二次固液分离得到的液相进行混合待用。
2)将生物质发酵残渣与步骤1)得到的液相按重量比为1:1混合，经直接浓缩蒸发，制得高附加值产品黄腐酸有机肥，有机肥中黄腐酸的含量15.8 重量％。
3)将步骤1)得到的固相物料和水混合，调节pH至5，然后加入纤维素酶、木聚糖酶和β-葡萄糖苷酶的复合酶制剂，使得溶液中固相物料为20 重量％，复合酶制剂为5(干固)重量％，进行酶解反应，所述酶解反应为在50℃的摇床中酶解65h，制得糖液，糖液浓度110.3g/L。
通过上述实施例及对比例的结果可以看出，利用本发明所述方法，与只用氢氧化钠处理相比，显著提高了所制备得到的糖液浓度。在本发明所述方法下制备得到的糖液浓度可达到230g/L，副产有机肥中黄腐酸的质量浓度达到61.4％。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种生物质的糖化方法，该方法包括：
1)将预处理后的生物质原料与亚硫酸盐和/或亚硫酸氢盐溶液进行第一混合，依次进行热处理和固液分离，得到液相物料和固相物料；
2)将步骤1)得到的液相物料和辅料进行第二混合，形成有机肥；
3)将步骤1)得到的固相物料、水和酶制剂进行酶解反应，制得糖液；
其中，所述生物质原料中含有木质纤维素。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，以第一混合后溶液的总重量为基准，所述预处理后的生物质原料的含量为10重量％-45重量％，所述亚硫酸盐和/或亚硫酸氢盐的含量为0.1重量％-15重量％；
优选地，所述亚硫酸盐和/或亚硫酸氢盐的含量为0.5重量％-10重量％，进一步优选为1重量％-5重量％。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述热处理的条件包括：反应温度130-200℃，反应时间15-200min。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述酶解反应的过程包括：首先将所述固相物料和水配制为溶液，然后调节所述溶液的pH为4-6，再加入酶制剂；
优选地，步骤3)所述酶解反应的条件包括：反应温度40-60℃，反应时间24-72h；
优选地，所述酶制剂选自纤维素酶、半纤维酶和β-葡萄糖苷酶中的至少一种。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的方法，其中，步骤3)中以所述固相物料、水和酶制剂的总重量为基准，所述固相物料的含量为15重量％-35重量％。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的方法，其中，所述预处理包括使用碱液处理生物质原料得到所述预处理后的生物质原料，所述碱液的质量浓度为0.1-9.5％；
优选地，所述碱液选自氢氧化钾溶液、氢氧化钠溶液和氨水中的至少一种。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的方法，其中，步骤2)中所述辅料和液相物料的重量比为(0.1-10)：1。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的方法，其中，所述亚硫酸盐和/或亚硫酸氢盐为一价和/或二价可溶性盐，优选为一价可溶性盐；
优选地，所述一价可溶性盐选自Na2SO3、K2SO3、(NH4)2SO3、NaHSO3、KHSO3和NH4HSO3中的至少一种。
9.根据权利要求1-8任意一项所述的方法，其中，所述生物质原料选自稻秆、玉米秸秆、玉米皮、麦秆、玉米芯、棉杆、木片、锯末和蔗渣中的至少一种。
10.根据权利要求1-9任意一项所述的方法，其中，所述固液分离包括：第一固液分离和第二固液分离，经所述第一固液分离得到第一固相和第一液相；所述第一固相和70-120℃的水进行混合后进行所述第二固液分离得到第二固相和第二液相；其中，所述第一液相和第二液相合并为所述液相物料，所述第一固相和第二固相合并为所述固相物料。
11.权利要求1-10所述的方法在制备高浓度糖和/或有机肥中的应用。
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