專利名稱：一種糠醛渣預(yù)處理高效糖化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及糠醛渣處理技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種糠醛渣預(yù)處理高效糖化方法。
背景技術(shù)：
糠醛是一種重要的化工原料，以農(nóng)副產(chǎn)品下腳料為原料制備的得到。在糠醛的生產(chǎn)過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量的糠醛廢渣。每生產(chǎn)一噸糠醛約產(chǎn)生十噸以上的廢渣。我國(guó)是糠醛的主要生產(chǎn)國(guó)，每年產(chǎn)生的糠醛廢渣幾千萬(wàn)噸。對(duì)糠醛廢渣的處理成為企業(yè)不小的負(fù)擔(dān)。但糠醛渣中含有大量的纖維素，如對(duì)其進(jìn)行酶解糖化處 理使其糖化可以變廢為寶，產(chǎn)生重大的經(jīng)濟(jì)效益。但現(xiàn)有的對(duì)糠醛渣的處理得到的糖液濃度低，總糖濃度約8%，且雜糖含量多。并且由于木質(zhì)素的存在影響了纖維素酶的效果，造成纖維素酶的用量增加。鑒于上述現(xiàn)有的糠醛渣處理方法中存在的問(wèn)題，本發(fā)明人依靠多年的工作經(jīng)驗(yàn)和豐富的專業(yè)知識(shí)積極加以研究和創(chuàng)新，最終發(fā)明出一種糠醛渣預(yù)處理高效糖化方法，提高了酶解效率。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種糠醛渣預(yù)處理高效糖化方法，提高了酶解效率。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案一種糠醛渣預(yù)處理高效糖化方法，先將糠醛渣在溫和堿性氧基溶液中進(jìn)行預(yù)處理，然后將預(yù)處理后的糠醛渣固體進(jìn)行酶解糖化。進(jìn)一步，所述溫和堿性氧基溶液中H2O2的質(zhì)量百分濃度為O. 2 % -2 %，NaOH的質(zhì)量百分濃度為O. 5% _2%，糠醛渣與溫和堿性氧基溶液的固液比為I :10-20 (g/ml)。進(jìn)一步，其中預(yù)處理的溫度為70°C 90°C，預(yù)處理時(shí)間為2. 5 4小時(shí)。優(yōu)選為預(yù)處理的溫度為80°C，預(yù)處理時(shí)間為3小時(shí)。進(jìn)一步，所述的糠醛渣為玉米芯稀酸水解固液分離后的固體殘?jiān)?。進(jìn)一步，預(yù)處理后的糠醛渣固體通過(guò)固液分離得到，并通過(guò)酸析回收得到濾液中溶解的木質(zhì)素。進(jìn)一步，酸析時(shí)pH值為I. 5-2. O。進(jìn)一步，所述酶解為加入纖維素酶7_35FPU/g底物，在pH值為4. 6-5. O,溫度為46-50° C，酶解時(shí)間為24-72小時(shí)。進(jìn)一步，所述酶解底物質(zhì)量百分濃度為2_8%。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明的糠醛渣預(yù)處理高效糖化方法，先對(duì)糠醛渣用溫和堿性氧基溶液處理，將糠醛渣酶水解的主要抑制物木質(zhì)素進(jìn)行脫除，固液分離后可通過(guò)酸析回收分離木質(zhì)素組分，并將預(yù)處理后的糠醛渣固體進(jìn)行酶解糖化，提高了酶解效率。本發(fā)明方法能夠在溫和條件下高效去除糠醛渣中的木質(zhì)素組分，并使預(yù)處理后糠醛渣中纖維素的比表面積增加，從而提高酶解效率?；厥盏哪举|(zhì)素組分能夠作為原料制備相應(yīng)的高附加值產(chǎn)品。本發(fā)明能夠促進(jìn)對(duì)糠醛渣的工業(yè)化回收和高值化利用，有利于環(huán)境保護(hù)和節(jié)約資源，為糠醛生產(chǎn)企業(yè)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益。


圖I為對(duì)糠醛渣原料的掃描電鏡圖；圖2為對(duì)糠醛渣原料預(yù)處理后的掃描電鏡圖；圖3為對(duì)糠醛渣原料預(yù)處理前后的紅外光譜圖；圖4為實(shí)施例I中的糠醛渣原料預(yù)處理前后分別進(jìn)行酶水解的轉(zhuǎn)化率圖。
具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。實(shí)施例一糠醛渣為玉米芯稀酸水解固液分離后的固體殘?jiān)?。溫和堿性氧基溶液中H2O2的濃度為1%，NaOH的濃度為1%，固液比為I :20 (g/ml)。在80°C下對(duì)糠醛渣預(yù)處理3小時(shí)。通過(guò)固液分離得到預(yù)處理后的糠醛渣固體和含有木質(zhì)素的濾液，通過(guò)酸析回收得到濾液中溶解的木質(zhì)素。酸析時(shí)PH值為I. 5。對(duì)固液分離得到預(yù)處理后的糠醛渣固體進(jìn)行酶解糖化，其中酶解條件為纖維素酶濃度35FPU/g底物，底物濃度2%，pH值為4. 6，溫度為50° C，酶解時(shí)間為24小時(shí)。原料的葡萄糖轉(zhuǎn)化率為84. 8%，預(yù)處理后樣品的葡萄糖轉(zhuǎn)化率為98%。實(shí)施例二 糠醛渣為玉米芯稀酸水解固液分離后的固體殘?jiān)?。溫和堿性氧基溶液中H2O2的濃度為l%，NaOH的濃度為1%，固液比為I :20 (g/ml)。在90°C下對(duì)糠醛渣預(yù)處理2. 5小時(shí)。通過(guò)固液分離得到預(yù)處理后的糠醛渣固體和含有木質(zhì)素的濾液，通過(guò)酸析回收得到濾液中溶解的木質(zhì)素。酸析時(shí)PH值為1.5-2. O。對(duì)固液分離得到預(yù)處理后的糠醛渣固體進(jìn)行酶解糖化，其中酶解條件為纖維素酶濃度7FPU/g底物，底物濃度2%，pH值為5，溫度為46° C，酶解時(shí)間為48小時(shí)。原料的葡萄糖轉(zhuǎn)化率為13.6%，預(yù)處理后樣品的葡萄糖轉(zhuǎn)化率為54. 8%o實(shí)施例三糠醛渣為玉米芯稀酸水解固液分離后的固體殘?jiān)睾蛪A性氧基溶液中H2O2的濃度為l%，NaOH的濃度為1%，固液比為I :20(g/ml)。在75°C下對(duì)糠醛渣預(yù)處理4小時(shí)。通過(guò)固液分離得到預(yù)處理后的糠醛渣固體和含有木質(zhì)素的濾液，通過(guò)酸析回收得到濾液中溶解的木質(zhì)素。酸析時(shí)PH值為2. O。對(duì)固液分離得到預(yù)處理后的糠醛渣固體進(jìn)行酶解糖化，其中酶解條件為纖維素酶濃度14FPU/g底物，底物濃度2%，pH值為4. 8，溫度為50° C，酶解時(shí)間為72小時(shí)。原料的葡萄糖轉(zhuǎn)化率為28. 1%，預(yù)處理后樣品的葡萄糖轉(zhuǎn)化率為77. 7%。實(shí)施例四糠醛渣為玉米芯稀酸水解固液分離后的固體殘?jiān)?。溫和堿性氧基溶液中H2O2的濃度為1%，NaOH的濃度為1%，固液比為I :20 (g/ml)。在70°C下對(duì)糠醛渣預(yù)處理3小時(shí)。通過(guò)固液分離得到預(yù)處理后的糠醛渣固體和含有木質(zhì)素的濾液，通過(guò)酸析回收得到濾液中溶解的木質(zhì)素。酸析時(shí)PH值為I. 5-2. O。對(duì)固液分離得到預(yù)處理后的糠醛渣固體進(jìn)行酶解糖化，其中酶解條件為纖維素酶濃度35FPU/g底物，底物濃度8%，pH值為4. 6，溫度為50° C，酶解時(shí)間為72小時(shí)。原料的葡萄糖轉(zhuǎn)化率為18. 2%，預(yù)處理后樣品的葡萄糖轉(zhuǎn)化率為39. 5%。實(shí)施例五糠醛渣為玉米芯稀酸水解固液分離后的固體殘?jiān)?。溫和堿性氧基溶液中H2O2的濃度為O. 2%，Na0H的濃度為O. 5%，固液比為I :10 (g/ml)。在85°C下對(duì)糠醛渣預(yù)處理3小時(shí)。通過(guò)固液分離得到預(yù)處理后的糠醛渣固體和含有木質(zhì)素的濾液，通過(guò)酸析回收得到濾液中溶解的木質(zhì)素。酸析時(shí)PH值為I. 5-2. O。對(duì)固液分離得到預(yù)處理后的糠醛渣固體進(jìn)行酶解糖化，其中酶解條件為纖維素酶濃度35FPU/g底物，底物濃度2%，pH值為4. 6，溫度為50° C，酶解時(shí)間為72小時(shí)。原料的葡萄糖轉(zhuǎn)化率為58. 2%，預(yù)處理后樣品的葡萄糖轉(zhuǎn)化 率為79. 5%。實(shí)施例六糠醛渣為玉米芯稀酸水解固液分離后的固體殘?jiān)?。溫和堿性氧基溶液中H2O2的濃度為2%，NaOH的濃度為2%，固液比為I :20 (g/ml)。在80°C下對(duì)糠醛渣預(yù)處理3小時(shí)。通過(guò)固液分離得到預(yù)處理后的糠醛渣固體和含有木質(zhì)素的濾液，通過(guò)酸析回收得到濾液中溶解的木質(zhì)素。酸析時(shí)PH值為I. 5-2. O。對(duì)固液分離得到預(yù)處理后的糠醛渣固體進(jìn)行酶解糖化，其中酶解條件為纖維素酶濃度35FPU/g底物，底物濃度8%，pH值為4. 6，溫度為50° C，酶解時(shí)間為72小時(shí)。原料的葡萄糖轉(zhuǎn)化率為38. 7%，預(yù)處理后樣品的葡萄糖轉(zhuǎn)化率為67. 6%。圖I為對(duì)糠醛渣原料的掃描電鏡圖；圖2為實(shí)施例I中對(duì)糠醛渣原料預(yù)處理后的掃描電鏡圖。通過(guò)圖I和圖2對(duì)比可以看出，預(yù)處理后糠醛渣中纖維素的比表面積增加，從而提高酶解效率。圖3為對(duì)糠醛渣原料預(yù)處理前后的紅外光譜圖，其中FR為預(yù)處理前的糠醛渣，R為預(yù)處理后的糠醛渣。從圖中可以看出糠醛渣中大部分木質(zhì)素已經(jīng)被去除(實(shí)施例I)。表I為糠醛渣預(yù)處理前后的組分質(zhì)量百分含量(％)的分析(實(shí)施例I)。表I
權(quán)利要求
1.一種糠醛渣預(yù)處理高效糖化方法，其特征在干，先將糠醛渣在溫和堿性氧基溶液中進(jìn)行預(yù)處理，然后將預(yù)處理后的糠醛渣固體進(jìn)行酶解糖化。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的糠醛渣預(yù)處理高效糖化方法，其特征在于，所述溫和堿性氧基溶液中H2O2的質(zhì)量百分濃度為0. 2% -2%，NaOH的質(zhì)量百分濃度為0. 5% _2%，糠醛渣與溫和堿性氧基溶液的固液比為I :10-20 (g/ml)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的糠醛渣預(yù)處理高效糖化方法，其特征在于，其中預(yù)處理的溫度為70°C 90°C，預(yù)處理時(shí)間為2. 5 4小時(shí)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的糠醛渣預(yù)處理高效糖化方法，其特征在于，所述的糠醛渣為玉米芯稀酸水解固液分離后的固體殘?jiān)?br> 5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的糠醛渣預(yù)處理高效糖化方法，其特征在干，預(yù)處理后的糠醛渣固體通過(guò)固液分離得到，并通過(guò)酸析回收得到濾液中溶解的木質(zhì)素。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的糠醛渣預(yù)處理高效糖化方法，其特征在干，酸析時(shí)pH值為I.5_2. O。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的糠醛渣預(yù)處理高效糖化方法，其特征在于，所述酶解為加入纖維素酶7-35FPU/g底物，在pH值為4. 6-5. 0，溫度為46-50° C，酶解時(shí)間為24-72小吋。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的糠醛渣預(yù)處理高效糖化方法，其特征在于，所述酶解底物質(zhì)量百分濃度為2-8%。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種糠醛渣預(yù)處理高效糖化方法，先將糠醛渣在溫和堿性氧基溶液中進(jìn)行預(yù)處理，然后將預(yù)處理后的糠醛渣固體進(jìn)行酶解糖化。本發(fā)明方法提高了酶解效率。
文檔編號(hào)C08H7/00GK102816813SQ20121033243
公開(kāi)日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2012年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月10日
發(fā)明者孫少妮, 孫少龍, 袁同琦, 許鳳, 孫潤(rùn)倉(cāng) 申請(qǐng)人:北京林業(yè)大學(xué)