[发明专利]一种EDTA预洗提高木质纤维素酶解转化率的处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种EDTA预洗提高木质纤维素酶解转化率的处理方法，属于生物质资源转化利用技术领域。

背景技术

木质纤维素是地球上最丰富廉价的可再生资源，蕴储着巨大的生物质能。主要来源于农业废弃物，森林废弃物和城市废弃物。随着化石燃料的枯竭和环境的日益恶化，将木质纤维素糖转化成葡萄糖和木糖等，并进一步用于生物基化学品如燃料乙醇等能源产物的生产，受到日益关注。我国是农业大国，农作物秸秆资源相当丰富，年产近8亿吨，然而长期以来，大部分秸秆被丢弃或焚烧，既浪费了资源又污染了环境，秸秆资源的合理综合利用对于保护环境、缓解能源危机和促进农业可持续发展具有重要意义。

利用木质纤维素生产重要的生物基化学品如燃料乙醇等主要包括预处理、酶解转化和发酵等步骤。其中预处理技术是木质纤维素转化的关键步骤，通过破坏纤维素-木质素-半纤维素之间的连接，降低纤维素的结晶度，去除木质素，以使纤维素酶及半纤维素酶有效接触纤维素和半纤维素，从而提高酶解效率。

但是酸法预处理木质纤维素容易产生抑制微生物生长的糠醛和羟甲基糠醛等物质；汽爆法成本高，产物复杂，有焦油形成。

中国专利文献CN102758028A(申请号201110104494.4)公开了一种预处理木质纤维素原料，再转化为还原糖的方法。它采用液固比5-50，将木质纤维素在质量分数0-5％氢氧化钠和质量分数0-5％的双氧水的混合溶液中处理1-10小时，处理后所得固体残留物用水洗涤烘干。然后在酸解时间10-120min，酸解温度30-150℃，硫酸质量浓度0-10％，液固比5-50处理得固体残留物，调节pH值至7，然后烘干。该处理工艺可使木质素有效去除，而且半纤维素在稀酸条件下水解得五碳糖，经进一步反应可得高附加值产品。

但上述方法用于木质纤维素酶法水解的预处理过程中，酶解转化率相对较低，无法满足相关要求。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种EDTA预洗提高木质纤维素酶解转化率的处理方法。

本发明的技术方案如下：

一种EDTA预洗提高木质纤维素酶解转化率的处理方法，包括步骤如下：

(1)将预处理后的木质纤维素原料与EDTA-2Na混合，然后加入去离子水搅拌均匀，于25～35℃条件下，保温搅拌反应1～3小时，反应后固液分离，固体用去离子水洗涤、干燥，制得预洗后的木质纤维素；

EDTA-2Na的添加量为0.001～0.003mol/g木质纤维素原料，离子水的加入量使木质纤维素原料的质量浓度达到5-20％(g/100ml)；

(2)将预洗后的木质纤维素与NaOH，然后加入H₂O₂，搅拌均匀，制得混合反应液，混合反应液于28～35℃下，保温搅拌反应20～30小时，反应后固液分离，固体用去离子水洗涤、干燥，得处理后的木质纤维素；

所述混合反应液中，NaOH加量为0.025-0.15g/g预洗后的木质纤维素，H₂O₂加量为0.025～0.125g/g预洗后的木质纤维素。

根据本发明优选的，步骤(1)中预处理后的木质纤维素原料为原料清除杂物，然后将木质素纤维素经风干、粉碎、过5mm孔径的筛子，得预处理后的木质纤维素原料。

根据本发明优选的，步骤(1)中，木质纤维素原料选自玉米秸秆、麦秆、棉秆、稻草、油菜秆、甜高粱茎秆、甘蔗渣、木屑、废纸和/或柳枝稷。

根据本发明优选的，步骤(1)中，EDTA-2Na的添加量为0.0025mol/g木质纤维素原料。

根据本发明优选的，步骤(1)、步骤(2)搅拌反应的搅拌速度为100～200rpm。

根据本发明优选的，步骤(2)中，NaOH加量为0.08-0.15g/g预洗后的木质纤维素。

根据本发明优选的，步骤(2)中，先将NaOH加入溶解量的去离子水中溶解后，再与预洗后的木质纤维素混合。

根据本发明优选的，步骤(2)中，在加入H₂O₂后，再加入激活剂氰胺，氰胺的加量为0.008～0.01g/g预洗后的木质纤维素。

一种利用上述处理后的木质纤维素生产木糖和葡萄糖的方法，包括如下：