本發(fā)明涉及秸稈類纖維原料的預(yù)處理方法，特別是一種從秸稈類纖維原料 得到可發(fā)酵單糖的高效、環(huán)保的秸稈類纖維原料預(yù)處理方法。

背景技術(shù)：

纖維類物質(zhì)是世界上資源最豐富的一類生物質(zhì)，僅我國的秸稈類纖維資源 一年就有5億多噸。

從纖維素、半纖維素得到可發(fā)酵的單糖理論上簡單可行，當(dāng)前的焦點是經(jīng) 濟可行性。通過適當(dāng)?shù)奶幚?，可有效提高酶解得糖率，降低綜合成本，這就是 纖維類原料預(yù)處理的重大意義。

當(dāng)前預(yù)處理方法百花齊放，同時也從測面說明了還沒有一種方法可以很好 的解決所有問題。稀酸預(yù)處理溫度較高，設(shè)備容易腐蝕，同時產(chǎn)生大量的發(fā)酵 抑制物；氫氧化鈉堿預(yù)處理會產(chǎn)生大量的含堿廢水；蒸汽爆破設(shè)備放大困難； 溶劑法面臨溶劑回收難問題，等等舉不勝舉。

在用纖維類原料酶解獲取單糖的過程中，單糖的得率非常有限，使得采用 纖維類原料獲取單糖(主要為葡萄糖和木糖)的經(jīng)濟性很差。所以，采用合適 的方法，在酶解前對纖維類原料進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)處理，可以提高原料的酶解效率， 提高原料得糖率，有效降低成本，提高經(jīng)濟性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供提高原料的酶解效率，提高原料得糖 率，有效降低成本，提高經(jīng)濟性的秸稈類纖維原料預(yù)處理方法。

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種秸稈類纖維原料預(yù)處理方法，包括如下步驟：

a.從田間收獲的作物秸稈，如玉米秸稈、小麥秸稈、水稻秸稈、棉花秸稈、 油菜秸稈等，經(jīng)過日曬風(fēng)吹的自然干燥，然后用通用的工業(yè)化粉碎裝置簡單粉 碎至粒徑大約0.05~2cm的顆粒狀秸稈備用；

b.取步驟a得到的一定量顆粒狀秸稈，與5％~35wt％的固態(tài)Ca(OH)2、重量 比為3~8倍的水混合均勻后，在70℃~125℃條件下處理10~60min；

c.將步驟b得到的物料進(jìn)行濕法粉碎得到漿狀物，在濕法粉碎過程中加重 量比為3~8倍的水；

d將步驟c得到的漿狀物加熱至70℃~125℃，保溫10~60min得物料；

e將步驟d得到的物料用濃酸，如百分比濃度為50％~98％的濃硫酸、百分 比濃度為20％~37.2％的濃鹽酸等，中和，調(diào)pH值到纖維素酶的最適作用條件， 即可進(jìn)行酶解。

在本發(fā)明中，步驟b和步驟d處理的溫度優(yōu)選為100℃~125℃。

在本發(fā)明中，體系氫氧化鈣質(zhì)量百分比控制在1-3％之間。

本方法是氫氧化鈣堿處理法和濕法機械處理相耦合，通過氫氧化鈣處理降 低了秸稈類纖維原料的韌性，有利于降低濕法粉碎的能耗；通過濕法粉碎又促 進(jìn)了體系的混合從而促進(jìn)了氫氧化鈣對纖維的作用，提升作用效果，降低成本。

本方法實現(xiàn)了從預(yù)處理到酶解，再到發(fā)酵過程的閉合體系，既避免了稀酸 預(yù)處理方法產(chǎn)生大量發(fā)酵抑制物的弊端，又避免了氫氧化鈉預(yù)處理方法排放含 堿廢水的弊端，整個預(yù)處理過程清潔環(huán)保。

本發(fā)明的優(yōu)點：①酶解得糖率高，以玉米秸稈為例，可以達(dá)到50g/100g 秸稈；②發(fā)酵抑制物較少，在未經(jīng)脫毒處理的情況下，發(fā)酵水平可以達(dá)到不含 抑制物條件下發(fā)酵水平的85％以上；③整個預(yù)處理過程封閉運行，不排放任何 廢水。

具體實施方式

為使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解， 下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。

實施例1

a.取經(jīng)過干燥、粉碎至0.05~2cm顆粒狀玉米秸稈100g；

b.取5g固態(tài)Ca(OH)2、400g自來水，與顆粒狀玉米秸稈混勻；在110℃條 件下保溫40min；

c.將步驟b得到的物料進(jìn)行濕法粉碎得到漿狀物，同時加800g的水，保 持混合均勻；

d.將步驟c得到的漿狀物在105℃條件下保溫30min；

e.將步驟d得到的物料用百分比濃度為50％的濃硫酸中和，調(diào)pH值到纖維 素酶的最適作用條件，即可進(jìn)行酶解。

實施例2

a.取經(jīng)過干燥、粉碎至0.05~2cm顆粒狀小麥秸稈100g

b.取7g固態(tài)Ca(OH)2、450g自來水，與顆粒狀小麥秸稈混勻。在105℃條 件下保溫50min。

c將步驟b得到的物料進(jìn)行濕法粉碎得到漿狀物，同時加600g的水，保持 混合均勻。

d將步驟c得到的漿狀物在115℃條件下保溫25min。

e將步驟d得到的物料用百分比濃度為60％的濃硫酸中和，調(diào)pH值到纖維 素酶的最適作用條件，即可進(jìn)行酶解。

實施例3

a.取經(jīng)過干燥、粉碎至0.05~2cm顆粒狀小麥秸稈100g；

b.取10g固態(tài)Ca(OH)2、500g自來水，與顆粒狀小麥秸稈混勻；在70℃條 件下處理60min；

c.將步驟b得到的物料進(jìn)行濕法粉碎得到漿狀物，同時加550g的水，保 持混合均勻；

d.將步驟c得到的漿狀物在125℃條件下處理15min；

e.將步驟d得到的物料用百分比濃度為20％的鹽酸中和，調(diào)pH值到纖維素 酶的最適作用條件，即可進(jìn)行酶解。

實施例4

a.取經(jīng)過干燥、粉碎至0.05~2cm顆粒狀棉花秸稈100g

b.取15g固態(tài)Ca(OH)2、550g自來水，與顆粒狀棉花秸稈混勻。在95℃條 件下處理55min。

c將步驟b得到的物料進(jìn)行濕法粉碎得到漿狀物，同時加500g的水，保持 混合均勻。

d將步驟c得到的漿狀物在110℃條件下處理27min。

e將步驟d得到的物料用百分比濃度為80％的濃硫酸中和，調(diào)pH值到纖維 素酶的最適作用條件，即可進(jìn)行酶解。

實施例5

a.取經(jīng)過干燥、粉碎至0.05~2cm顆粒狀油菜秸稈100g；

b.取25g固態(tài)Ca(OH)2、700g自來水，與顆粒狀油菜秸稈混勻；在120℃ 條件下處理18min；

c.將步驟b得到的物料進(jìn)行濕法粉碎得到漿狀物，同時加450g的水，保 持混合均勻；

d.將步驟c得到的漿狀物在85℃條件下處理52min；

e.將步驟d得到的物料用百分比濃度為85％的濃硫酸中和，調(diào)pH值到纖維 素酶的最適作用條件，即可進(jìn)行酶解。

實施例6

a.取經(jīng)過干燥、粉碎至0.05~2cm顆粒狀玉米秸稈100g

b.取35g固態(tài)Ca(OH)2、800g自來水，與顆粒狀玉米秸稈混勻。在125℃ 條件下處理15min。

c將步驟b得到的物料進(jìn)行濕法粉碎得到漿狀物，同時加350g的水，保持 混合均勻。

d將步驟c得到的漿狀物在70℃條件下處理60min。

e將步驟d得到的物料用百分比濃度為98％的濃硫酸中和，調(diào)pH值到纖維 素酶的最適作用條件，即可進(jìn)行酶解。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。