[发明专利]一种农林纤维素生物质全组份的分级分离方法及利用分离后组份制备燃料酒精和低聚木糖

权利要求书

1.一种农林纤维素生物质全组份的分级分离方法，其特征在于包括如下步骤：

a)农林纤维素生物质的干物质的先经粉碎、清水浸泡和压滤；

b)压滤后的固相部分用碱液浸泡，加入氧化剂，先在中温下抽提，二次压滤后得到二次液相和二次固相两部分；二次固相部分继续浸泡于碱液中，在高温下抽提，三次压滤后得到的三次固相和三次液相两部分；其中三次固相主要成份为纤维素粗品，三次液相主要成份为半纤维素和降解木质素混合液；

c)合并中温碱氧化抽提与高温碱抽提的液相压滤液，经纳滤膜将压滤液浓缩，在浓缩液中加入终浓度为50％以上的酒精，静止后过滤或离心分离，得到沉淀物和上清液；沉淀物就为半纤维素粗品；

d)将步骤c)中得到的上清液调至酸性，静止后过滤或离心分离，沉淀则为木质素粗品。

2.如权利要求1所述的一种农林纤维素生物质全组份的分离方法，其特征在于：所述的农林纤维素生物质采用秸秆、蔗渣、芒草、林业加工废弃物。

3.如权利要求1所述的一种农林纤维素生物质全组份的分离方法，其特征在于：所述的碱液采用浓度为1％～7％的NaOH，KOH，Na₂CO₃中的一种；所述的氧化剂采用浓度为1％～5％的H₂O₂、O₃、KMnO₄中的一种。

4.如权利要求1所述的一种农林纤维素生物质全组份的分离方法，其特征在于：所述的中温抽提采用温度为40～60℃条件下抽提2～4小时；所述的高温抽提采用温度为100～160℃条件下抽提至少1小时以上。

5.如权利要求1所述的一种农林纤维素生物质全组份的分离方法，其特征在于：所述的步骤c)中压滤液浓缩至5倍以上，直到半纤维素与木质素固型物浓度达10％以上，碱液回收80％以上；且步骤c)和步骤d)中的静止时间均为1～5小时；步骤d)中调节酸性至pH为3～4。

6.一种利用权利要求1分离后组份制备燃料酒精，其特征在于：所述的分离得到的纤维素粗品一方面用于制备纤维素酶或半纤维素酶，另一方面利用纤维素酶将纤维素粗品降解为葡萄糖，经酵母发酵后生产酒精；所述的纤维素酶或半纤维素酶的制备方法为：将所述的纤维素粗品，采用固态发酵制曲的方法，分别接种产纤维素酶菌株或产半纤维素酶菌株，固态发酵培养3天后收获纤维素酶或半纤维素酶。

7.如权利要求6所述的利用分离后组份制备燃料酒精，其特征在于：所述的产纤维素酶菌株采用灰绿曲霉或青霉这2种真菌中的一种；产半纤维素酶菌株采用黑曲霉或木霉这2种真菌中的一种。

8.如权利要求6或7所述的利用分离后组份制备燃料酒精，其特征在于：所述的纤维素粗品与纤维素酶与按5∶1-1∶1比例混合，添加适量的水，使固液比为1∶10，在50℃酶解12小时以上得到纤维素酶解后的糖化液，纤维素酶解后的糖化液经纳滤膜浓缩至糖浓度15％以上；浓缩后的糖化液直接用于发酵产酒精。

9.一种利用权利要求1分离后组份制备低聚木糖，其特征在于：所述的分离得到的半纤维素粗品与半纤维素酶按5∶1-1∶1的比例混合后，添加半纤维素粗品5～6倍重量体积的水，在60℃反应5～16小时，加入活性炭脱色剂进行脱色，然后通过过滤除去固体杂质；将脱色过滤后的糖化液通过离子交换树脂脱盐，然后进行膜浓缩；将脱色和脱盐后的糖化液浓缩至15％以上后进行喷雾干燥制成粉末状低聚木糖或通过纳滤膜浓缩为高浓度的低聚木糖液。