專利名稱：一種生物質(zhì)預(yù)處理的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生物質(zhì)能源的方法，尤其是涉及一種生物質(zhì)預(yù)處理的方法。
背景技術(shù)：
目前，能夠直接分解木質(zhì)素和半纖維素的微生物作用很慢。纖維素酶不能有效的直接水解秸稈。通過加熱、加入無機酸、堿等將秸稈中的木質(zhì)素、半纖維素首先除去的預(yù)處理是目前生物質(zhì)發(fā)酵生產(chǎn)乙醇的關(guān)鍵。堿法預(yù)處理可以除去木質(zhì)素，但廢水污染嚴(yán)重，酸法可以除去半纖維素，但容易產(chǎn)生抑制酵母菌生長的呋喃、小分子酸等物質(zhì)，汽爆法成本高，產(chǎn)物復(fù)雜。找到一種廉價、不增加鈉、硫和其它生色元素，不需要高壓、高溫條件的預(yù)處理方法，無疑會大大促進(jìn)燃料乙醇的生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決上述背景技術(shù)中的不足之處，提供一種生物質(zhì)預(yù)處理的方法，其可代替氫氧化鈉、硫酸和汽爆，減少成本和環(huán)境污染。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種生物質(zhì)預(yù)處理的方法，其特殊之處在于粉碎農(nóng)作物秸稈、草和木材等纖維素類生物質(zhì)，除去異物，酸水解，分離提取纖維素，纖維素酶水解纖維素，酵母菌發(fā)酵生產(chǎn)乙醇和回收氟化硅。
上述酸可以是氟氫酸。
上述氟氫酸的使用濃度范圍可以是0.1％-100％(V/V)，添加量根據(jù)秸稈的硅含量、硬度確定。
上述工藝過程包括以下操作步驟將小麥秸稈切割成為0.5厘米的碎片，放入到耐受高溫的塑料桶中，加入1∶1-1.5(V/V)氟氫酸后，將塑料桶放入到配有氣體回收管道的沸水浴中加熱，直到看到秸稈轉(zhuǎn)向透明、可以看到平行分布排列的纖維素后停止加熱，撈出纖維素，淋洗或者風(fēng)干后再放入到另一塑料桶中，進(jìn)行纖維素的酶解，直至纖維素水解完全，也可以一邊水解，一邊進(jìn)行乙醇發(fā)酵，揮發(fā)出來的氟化硅氣體全部收集、純化后銷售。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的優(yōu)點和效果如下1、本發(fā)明可代替其它所有的酸、堿、鹽和溶劑，以及汽爆方法，不需要高壓高溫，成本低，不加入鈉、硫等生色元素，無殘留污染物。
2、本發(fā)明不產(chǎn)生抑制酵母菌的次生物質(zhì)。
3、本發(fā)明的獲得的纖維素得率高、容易被纖維素酶水解。
具體實施例方式本發(fā)明的生產(chǎn)工藝包括粉碎秸稈、草和木材等纖維素類生物質(zhì)、除去異物、酸水解、分離提取纖維素、纖維素酶水解纖維素、酵母菌發(fā)酵生產(chǎn)乙醇和回收氟化硅。
本發(fā)明的原理是植物秸稈、葉中含有硅，通過氟氫酸和植物中的硅生成氣態(tài)氟化硅，除去植物中的硅，使得植物莖葉軟化，氟氫酸中的H+隨著氟化硅的逐步生成和排除而增加，H+是催化劑和還原劑，進(jìn)而加速原本已經(jīng)松動了的、纖維素、半纖維素和木質(zhì)素為主的三者的交聯(lián)。氟氫酸中的氟以氟化硅形式蒸發(fā)，留下的僅僅是H+，全部預(yù)處理過程不增加任何生色和多余的元素。經(jīng)常用作玻璃腐蝕劑的氟氫酸具有很好溶劑作用，雖然向大氣中釋放氟，但本發(fā)明將產(chǎn)生的、具有一定純度的氟化硅回收，既減少了環(huán)境污染，又帶來新的經(jīng)濟效益。
實施例將小麥秸稈切割粉碎成為小于0.5cm的碎片，放入到耐受高溫的塑料桶中壓實，加入1∶1-1.5(V/V)的40％(V/V)氟氫酸后，將塑料桶放入到配有氣體回收管道的沸水浴中加熱，邊加熱邊攪拌，直到看到秸稈轉(zhuǎn)向透明、可以看到平行分布排列的纖維素后停止加熱，撈出纖維素，淋洗或者風(fēng)干后再放入到另一塑料桶中，再進(jìn)行纖維素的酶解，直至纖維素水解完全。
權(quán)利要求
1.一種生物質(zhì)預(yù)處理的方法，其特征在于粉碎農(nóng)作物秸稈、草和木材等纖維素類生物質(zhì)，除去異物，酸水解，分離提取纖維素，纖維素酶水解纖維素，酵母菌發(fā)酵生產(chǎn)乙醇和回收氟化硅。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物質(zhì)預(yù)處理的方法，其特征在于所述酸為氟氫酸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種生物質(zhì)預(yù)處理的方法，其特征在于所述氟氫酸的使用濃度范圍為0.1％-100％(V/V)，添加量根據(jù)秸稈的硅含量、硬度確定。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種生物質(zhì)預(yù)處理的方法，其特征在于包括以下操作步驟將小麥秸稈切割成為0.5厘米的碎片，放入到耐受高溫的塑料桶中，加入1∶1-1.5(V/V)氟氫酸后，將塑料桶放入到配有氣體回收管道的沸水浴中加熱，直到看到秸稈轉(zhuǎn)向透明、可以看到平行分布排列的纖維素后停止加熱，撈出纖維素，淋洗或者風(fēng)干后再放入到另一塑料桶中，進(jìn)行纖維素的酶解，直至纖維素水解完全，也可以一邊水解，一邊進(jìn)行乙醇發(fā)酵，揮發(fā)出來的氟化硅氣體全部收集、純化后銷售。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生物質(zhì)預(yù)處理的方法，其可代替氫氧化鈉、硫酸和汽爆，減少成本和環(huán)境污染。本發(fā)明采用的技術(shù)方案為粉碎農(nóng)作物秸稈、草和木材等纖維素類生物質(zhì)，除去異物，酸水解，分離提取纖維素，纖維素酶水解纖維素，酵母菌發(fā)酵生產(chǎn)乙醇和回收氟化硅，酸為氟氫酸，氟氫酸的使用濃度范圍為0.1％－100％，添加量根據(jù)秸稈的硅含量、硬度確定。
文檔編號C01B33/08GK1824782SQ200510022760
公開日2006年8月30日 申請日期2005年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月29日
發(fā)明者王聯(lián)結(jié) 申請人:陜西科技大學(xué)