[发明专利]一种木质纤维素原料联产聚羟基脂肪酸酯和木质素的方法

说明书

本发明公开了一种木质纤维素原料联产聚羟基脂肪酸酯和木质素的方法，利用木质纤维素原料联产聚羟基脂肪酸酯和木质素，有利于保障粮食安全，有利于实现绿色低碳发展，有利于解决秸秆焚烧带来的环境问题，还可以增加农民收入，具有良好的社会效益和环境效益。

技术领域

本发明涉及聚羟基脂肪酸酯和木质素生产技术领域，尤其涉及一种木质纤维素原料联产聚羟基脂肪酸酯和木质素的方法。

背景技术

在各种生物降解塑料中，聚羟基脂肪酸酯尤其受到关注。聚羟基脂肪酸酯具有高分子化合物的基本特性外，其独特优点是还具有生物可降解性和生物可相容性，因此，用聚羟基脂肪酸酯制作各种容器、袋和薄膜等，可大大减少这些废弃物对环境的污染。此外，聚羟基脂肪酸酯还可用作医药方面的骨骼替代品、骨板和长效药物的生物可降解载体等。

木质素可广泛应用于制备酚醛树脂、聚氨酯等材料，可作为填料改性橡胶等，也可应用于碳纤维素材料、表面活性剂、絮凝剂等，具有很好的应用价值。

目前，聚羟基脂肪酸酯的原料主要来自粮食作物，若大规模发展，可能会对我国的粮食安全造成一定威胁。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种木质纤维素原料联产聚羟基脂肪酸酯和木质素的方法。

为了实现上述的目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种木质纤维素原料联产聚羟基脂肪酸酯和木质素的方法，包括如下步骤：

步骤一，对木质纤维素原料进行预处理，得到预处理物料；

步骤二，对步骤一所得的预处理物料进行酶解，得到含葡萄糖、木糖和木质素的酶解液；

步骤三，对步骤二所得的酶解液进行固液分离，得到含木质素的固相，以及含葡萄糖和木糖的液相；

步骤四，对步骤三所得的含木质素的固相进行提纯得到木质素；

步骤五，对步骤三所得的含葡萄糖和木糖的液相进行发酵得到含聚羟基脂肪酸酯的发酵液；

步骤六，对步骤五所得的含聚羟基脂肪酸酯的发酵液进行提纯得到聚羟基脂肪酸酯。

进一步地，所述木质纤维素原料为玉米秸秆、稻秸秆、麦秸秆、芦苇和豆秸中的一种或几种。

进一步地，步骤一中，所述预处理为酸法处理、碱法处理、氨处理、蒸汽爆破处理和螺杆造压瞬间膨化处理中的一种或几种；所述螺杆造压瞬间膨化处理的温度150℃～230℃，压力0.6MPaG～1.2MPaG，处理20min～40min。

进一步地，步骤二中，所述酶解采用里氏木霉和/或黑曲霉所产的酶，酶的用量为0.01～0.3g/g纤维素；酶解干物浓度10wt％～30wt％，优选15wt％～25wt％；酶解pH至4～6，优选pH至4.5～5.5；酶解时间48h～144h，优选72h～96h。

进一步地，步骤三中，所述固液分离为板框过滤、离心分离中的一种。

进一步地，步骤四中，所述提纯选自酸、碱、有机溶剂、固液分离、水洗、干燥中的一种或几种。

进一步地，步骤四中，所述提纯具体步骤如下：(1)采用氢氧化钠使含木质素的固相溶解，温度20℃-80℃，时间1h～4h，pH9～13；(2)采用离心分离得到含有木质素的溶液；(3)加入硫酸在常温下使木质素析出，然后采用离心分离得到木质素渣；(4)对木质素渣进行水洗，然后采用离心分离得到经水洗的木质素渣；(5)对经水洗的木质素渣的进行气流干燥得到木质素。

进一步地，步骤五中，所述发酵采用聚羟基脂肪酸酯微生物菌群，厌氧-好氧二级发酵工艺。