[发明专利]一种基于氨基磺酸的玉米秸秆预处理方法

说明书

一种基于氨基磺酸的玉米秸秆预处理方法，属于玉米秸秆原料生物炼制技术领域。所述方法如下：收集玉米秸秆，烘干至水分含量为0.01vol.％～0.1vol.％，粉碎至60～80目，备用；将粉碎后的玉米秸秆与氨基磺酸混合，控制氨基磺酸的浓度为1wt.％～4wt.％；将处理后的玉米秸秆，经去离子水水洗至中性，烘干至水分含量为0.01vol.％～1vol.％。本发明与传统的液体强酸相比，NH₂SO₃H不仅环境友好，而且反应条件温和、反应后产物可以加以利用，已广泛用于多种类型有机合成反应的催化剂及表面活性剂合成，其在秸秆预处理方面的应用未见报道。综上所述，以氨基磺酸为主要催化剂的绿色、安全、高效的预处理工艺对秸秆资源高值化利用意义重大。

技术领域

本发明属于玉米秸秆原料生物炼制技术领域，具体涉及一种基于氨基磺酸的玉米秸秆预处理方法。

背景技术

玉米秸秆是世界上最丰富的木质纤维素资源之一，主要由纤维素(30％～60％)、半纤维素(20％～40％)、木质素(15％～25％)组成。因其丰富的纤维素含量，被认为是化石能源的最理想替代物质之一。目前我国玉米秸秆应用主要集中在秸秆还田，其顺利实施要依托政府补助、还有部分秸秆应用于饲料，极少量用于生物炼制制备燃料乙醇、乳酸、生物丁醇等。其中，秸秆还田利用，易推广、用量大，但附加值极低，饲料化利用，技术还不成熟、目前只能用于瘤胃动物。秸秆高值化利用严重不足，极大的限制了秸秆资源的可持续性、市场化应用。导致这一现象的主要原因就是缺少高效、价廉、环保的秸秆预处理技术，成为限制秸秆生物转化的瓶颈。

当前常用的秸秆资源预处理方法有：酸处理、碱处理及微生物处理等。首先，酸、碱预处理过程大多需要高温高压，强酸碱性溶液对操作者、设备都有很大的危害。其次，预处理后要经过大量水洗步骤，水洗液无法回收，对环境造成很大的污染。最后，预处理过后的玉米秸秆残渣中含有酚类和糠醛类对后续纤维素酶及发酵微生物有害的物质，无法实现工业化应用。微生物预处理条件温和，但处理时间较长，大多需要2～4周，对温度、湿度、光照、气体等调控条件要求比较苛刻，预处理效果一般。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的秸秆预处理工艺环境污染严重，对反应条件要求严格的问题，提供一种基于氨基磺酸的玉米秸秆预处理方法，该方法能够改善生物质原料糖化性能，为纤维质原料生物炼制提供技术支持。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种基于氨基磺酸的玉米秸秆预处理方法，所述方法具体步骤如下：

步骤一：收集玉米秸秆，烘干至水分含量为0.01vol.％～0.1vol.％，粉碎至60～80目，备用；

步骤二：将步骤一粉碎后的玉米秸秆与氨基磺酸混合，控制氨基磺酸的浓度为1wt.％～4wt.％；

步骤三：将步骤二处理后的玉米秸秆，经去离子水水洗至中性，烘干至水分含量为0.01vol.％～1vol.％。

本发明相对于现有技术的有益效果为：NH₂SO₃H是一种无色无味、水溶液具有与盐酸、硫酸等酸性接近的酸性试剂，具有不挥发以及性质稳定等优点。与传统的液体强酸相比，NH₂SO₃H不仅环境友好，而且反应条件温和、反应后产物可以加以利用，已广泛用于多种类型有机合成反应的催化剂及表面活性剂合成，其在秸秆预处理方面的应用未见报道。综上所述，以氨基磺酸为主要催化剂的绿色、安全、高效的预处理工艺对秸秆资源高值化利用意义重大。

附图说明

图1为氨基磺酸浓度对秸秆预处理影响效果图；

图2为不同辅助预处理试剂对秸秆预处理影响效果图；

图3为处理温度对秸秆预处理影响效果图；