一种利用酮醇类预处理剂预处理木质纤维素的方法

• 摘要：

  本发明涉及一种利用酮醇类预处理剂预处理木质纤维素的方法,步骤A,将木质纤维素原料与酮醇类预处理剂的水溶液混合均匀,制得固液混合物;步骤B,对所述固液混合物进行热处理,制得预处理混合物;步骤C,将所述预处理混合物冷却,进行固液分离,得到固相预处理纤维素渣;其中,所述酮醇类预处理剂中含有羟基和酮基.本发明提供的方法实现酮醇类预处理剂的纤维素高效预处理,纤维素和半纤维素组分能够得到有效回收,且绿色环保,效率高,能与传统的丙酮、丁醇发酵与分离过程结合,具有工业化应用前景.

• 专利类型：

  发明专利

• 申请/专利号：

  CN201810202861.6

• 申请日期：

  2018.03.13

• 公开/公告号：

  CN110272927A

• 公开/公告日：

  2019-09-24

• 发明人：

  谭天伟 蔡的 秦培勇 陈长京 文皓 张长伟

• 申请人：

  北京化工大学

• 主分类号：

  C12P19/14(2006.01),C,C12,C12P,C12P19

• 分类号：

  C12P19/14(2006.01),C12P19/02(2006.01),C12P7/36(2006.01),C12P7/16(2006.01),C12P7/10(2006.01),D21C3/00(2006.01),C12R1/145(2006.01),C12R1/865(2006.01),C,D,C12,D21,C12P,D21C,C12R,C12P19,C12P7,D21C3,C12R1,C12P19/14,C12P19/02,C12P7/36,C12P7/16,C12P7/10,D21C3/00,C12R1/145,C12R1/865

• 主权项：

  1.一种利用酮醇类预处理剂预处理木质纤维素的方法,其包括: 步骤A,将木质纤维素原料与酮醇类预处理剂的水溶液混合均匀,制得固液混合物; 步骤B,对所述固液混合物进行热处理,制得预处理混合物; 步骤C,将所述预处理混合物冷却,进行固液分离,得到固相预处理纤维素渣;其中,所述酮醇类预处理剂中含有羟基和酮基. 2.根据权利要求1所述方法,其特征在于,所述酮醇类预处理剂为含酮基化合物和羟基化合物的酮醇类混合物和/或含酮基和羟基的酮醇类化合物; 优选所述酮基化合物选自一元脂肪酮、脂环酮、烯酮和芳香酮中的一种或多种,进一步优选所述酮基化合物为丙酮; 优选所述羟基化合物选自C1-C20的醇类化合物中的一种或多种,进一步优选所述羟基化合物选自甲醇、乙醇、正丙醇、丁醇和戊醇中的一种或多种; 优选所述含酮基和羟基的酮醇类化合物选自C1-C25的羟基酮化合物、羧酸和羧酸的衍生物,进一步优选所述含酮基和羟基的酮醇类化合物选自羟基丙酮、3-羟基-2-丁酮和2-羟基黄烷酮中的一种或多种. 3.根据权利要求2所述方法,其特征在于,基于酮醇类预处理剂的水溶液的总重量计,酮醇类预处理剂的水溶液中水的含量为0-99wt％,优选为20wt％-80wt％,进一步优选为20wt％-75wt％. 4.根据权利要求2或3所述方法,其特征在于,所述酮醇类预处理剂的水溶液由丙酮-丁醇-乙醇发酵液分离制得,和/或,为含有丙酮与丁醇和/或乙醇的复配物的水溶液. 5.根据权利要求1至4中任一项所述方法,其特征在于,所述木质纤维素原料选自秸秆类原料中的一种或多种,优选所述木质纤维素原料选自玉米秸秆、甜高粱秸秆、甘蔗秸秆、小麦秸秆和稻秆中的一种或多种; 优选所述木质纤维素原料的粒径小于80目,进一步优选所述木质纤维素原料的粒径小于60目; 优选木质纤维素原料与酮醇类预处理剂的水溶液的质量体积比为1-30％w/v,进一步优选木质纤维素原料与酮醇类预处理剂的水溶液的质量体积比为5~20％w/v. 6.根据权利要求1至5中任一项所述方法,其特征在于,在步骤B中,所述热处理的温度为80-250℃,优选为120-200℃;和/或,所述热处理的时间为0.1-24h,优选为0.5-3h. 7.根据权利要求1至6中任一项所述方法,其特征在于,在步骤A中,将木质纤维素原料与酮醇类预处理剂的水溶液和其他预处理剂的水溶液混合,制得固液混合物;其中,所述其他预处理剂包括氧化剂和/或碱性物质或酸性物质. 8.根据权利要求7所述方法,其特征在于,所述酸性物质选自固体酸、有机液体酸和无机液体酸的一种或多种;所述碱性物质选自固体碱、无机碱液、有机碱液中的一种或多种;所述氧化剂选自过氧化氢、臭氧、高锰酸钾和高氯酸中的一种或多种. 9.根据权利要求1至8中任一项所述方法,其特征在于,在步骤B中,对所述固液混合物进行热处理和其他物理处理,制得预处理混合物;其中,所述其他物理处理选自球磨、微波处理、超声处理、蒸汽爆破处理、减压处理、双螺杆挤出处理和高压匀浆处理中的一种或多种. 10.根据权利要求1至9中任一项所述方法制得的预处理的固相预处理纤维素渣在生物化学品的制备中的应用,其包括将固相预处理纤维素渣经酶解糖化后获得的纤维素糖混合物作为碳源进行发酵制备生物化学品; 其中,所述生物化学品包括乙醇、丙酮-丁醇、乳酸、1,3-丙二醇、2,3-丁二醇、乙酸、丙酸、丁酸、琥珀酸和、微生物油脂中的一种或多种,优选为乙醇、丙酮和丁醇,进一步优选为丙酮和丁醇.