秸稈的預處理方法
【專利摘要】本發明提供了一種秸稈的預處理方法，包括將秸稈烘干并研磨成秸稈顆粒，該預處理方法還包括對秸稈顆粒除蠟的步驟。本發明去除了秸稈表面的蠟質，使預處理的溶劑和水解酶更易向秸稈樣品中的滲透，減少了預處理時間、降低了能耗以及試劑和酶的用量。
【專利說明】秸稈的預處理方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于生物質能源與資源【技術領域】，具體而言，涉及一種秸桿的預處理方法。【背景技術】
[0002]隨著世界人口的增加以及工業化水平的提升，全球對能源的需求與日俱增。當今世界各國消耗的能源大部份來自石油資源，不僅儲量有限，還會導致全球氣候變暖和生態環境日益惡化。近年來，科學家將目光轉向木質纖維素乙醇。木質纖維素乙醇不僅可以使人類擺脫對有限的石油資源的過分依賴，而且能夠大幅度減少污染物和溫室氣體的排放、減少霧霾天氣、增加農民收入。
[0003]當前，木質纖維素乙醇的原料主要為農業廢棄物，即秸桿。秸桿主要由纖維素、半纖維素和木質素組成，結構復雜，同時表面存在著角質蠟狀膜，這種蠟質一般由脂溶性的脂肪酸、烷烴、脂肪醇、醛類、酮類和酯類組成，具有強疏水性，形成了一道堅固的屏障，這層蠟質的存在阻礙了預處理的溶劑和水解酶在秸桿樣品中的滲透，不利于對秸桿后續的轉化，使秸桿很難降解為可發酵單糖，而且蠟質本身也含有一些包括高附加值化學品在內的有機化合物。遺憾的是，當前對秸桿的預處理過程多不包括除蠟過程，增加了預處理的時間、能耗以及試劑和酶的用量。
【發明內容】
[0004]為了解決乙醇生產過程中能耗高、環境負荷大、效率低等問題，本發明提供了一種秸桿的預處理方法，包括如下步驟:常溫下，將已稱量的秸桿烘干，然后研磨至一定的粒度，將研磨后的秸桿顆粒加入到除蠟裝置中。除蠟裝置上方安裝有溶劑儲罐，在一定溫度下，加入適量的有機溶劑進行浸取脫去秸桿表面的蠟質。浸取液由浸取液出口輸送至帶有換熱夾套的浸取液儲罐，降至一定溫度后由濃漿泵輸送至過濾裝置過濾，除去析出的蠟質后，固體富集回收蠟質，清液由離心`泵返回至溶劑儲罐循環利用。一定時間后，取出秸桿，然后在室溫下干燥一定時間，稱量計算除蠟率后，供后續工序備用。
[0005]上述秸桿的研磨粒度優選40~80目。
[0006]上述除蠟有機溶劑與秸桿的質量之比為10~30。
[0007]上述除蠟有機溶劑為苯/乙醇、正己烷、氯仿或乙醚。
[0008]上述除蠟步驟的溫度為40~80°C。
[0009]上述浸取液的冷卻溫度為O~10°C。
[0010]上述除蠟步驟的時間為4~8h。
[0011]上述秸桿優選玉米秸桿、水稻秸桿、小麥秸桿或高粱秸桿。
[0012]本發明具有如下優點:
[0013](I)本發明去除了秸桿表面的蠟質，使預處理的溶劑和水解酶更易向秸桿樣品中的滲透，減少了預處理時間、降低了能耗以及試劑和酶的用量。
[0014](2)本發明與其他除蠟方法相比，實現了除蠟溶劑的循環利用，回收了蠟質，增加了經濟效益。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1是本發明的工藝過程示意圖。
【具體實施方式】
[0016]下面通過具體實施例對本發明作進一步說明。
[0017]下面的實施例是為了使本領域的技術人員能夠更好的理解本發明，但并不對本發明作任何限制。
[0018]實施例1
[0019]一種秸桿的預處理方法，包括如下步驟:
[0020]常溫下，將已稱量的玉米秸桿烘干，然后研磨至60目，將研磨后的秸桿顆粒加入到除蠟裝置中。除蠟裝置上方安裝有溶劑儲罐(帶換熱夾套)，在60°C下，加入苯/乙醇進行浸取脫去秸桿表面的蠟質，苯/乙醇的加入為秸桿量的20倍。浸取液由浸取液出口輸送至帶有換熱夾套的浸取液儲罐，降至5°C后由濃漿泵輸送至過濾裝置過濾，除去析出的蠟質后，固體富集回收蠟 質，清液返回至溶劑儲罐循環利用。6h后，取出秸桿，然后在室溫下干燥24h，稱量計算除蠟率為1.4%。
[0021]實施例2
[0022]一種秸桿的預處理方法，包括如下步驟:
[0023]常溫下，將已稱量的水稻秸桿烘干，然后研磨至40目，將研磨后的秸桿顆粒加入到除蠟裝置中。除蠟裝置上方安裝有溶劑儲罐(帶換熱夾套)，在70°C下，加入正己烷進行浸取脫去秸桿表面的蠟質，正己烷的加入量為秸桿量的25倍。浸取液由浸取液出口輸送至帶有換熱夾套的浸取液儲罐，降至4°C后由濃漿泵輸送至過濾裝置過濾，除去析出的蠟質后，固體富集回收蠟質，清液返回至溶劑儲罐循環利用。5h后，取出秸桿，然后在室溫下干燥24h，稱量計算蠟質的產量，即除蠟率為1.9%。
[0024]實施例3
[0025]一種秸桿的預處理方法，包括如下步驟:
[0026]常溫下，將已稱量的小麥秸桿烘干，然后研磨至50目，將研磨后的秸桿顆粒加入到除蠟裝置中。除蠟裝置上方安裝有溶劑儲罐(帶換熱夾套)，在60°C下，加入氯仿溶液進行浸取脫去秸桿表面的蠟質，氯仿溶液的加入質量為秸桿量的15倍。浸取液由浸取液出口輸送至帶有換熱夾套的浸取液儲罐，降至5°C后由濃漿泵輸送至過濾裝置過濾，除去析出的蠟質后，固體富集回收蠟質，清液返回至溶劑儲罐循環利用。5h后，取出秸桿，然后在室溫下干燥24h，稱量計算蠟質的產量，即除蠟率為1.8%。
[0027]實施例4
[0028]一種秸桿的預處理方法，包括如下步驟:
[0029]常溫下，將已稱量的高粱秸桿烘干，然后研磨至60目，將研磨后的秸桿顆粒加入到除蠟裝置中。除蠟裝置上方安裝有溶劑儲罐(帶換熱夾套)，在50°C下，加入乙醚溶液進行浸取脫去秸桿表面的蠟質，乙醚溶液的加入質量為秸桿量的20倍。浸取液由浸取液出口輸送至帶有換熱夾套的浸取液儲罐，降至3°C后由濃漿泵輸送至過濾裝置過濾，除去析出的蠟質后，固體富集回收蠟質，清液返回至溶劑儲罐循環利用。5h后，取出秸桿，然后在室溫下干燥24h，稱量計算蠟質的產量，即除蠟率為1.5%。
[0030]以上列舉的僅是本發明的具體實施例。顯然，本發明不限于以上實施例子，還可以有許多變通。本領域的普通技術人員能從本發明公開的內容直接導出或聯想到的所有變通，均應認為是 本發明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種秸桿的預處理方法，包括將秸桿烘干并研磨成秸桿顆粒，其特征在于:所述預處理方法還包括對秸桿顆粒除蠟的步驟。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于:對秸桿顆粒除蠟的步驟是利用有機溶劑浸取脫去秸桿顆粒表面的蠟質。
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于:所述有機溶劑為苯/乙醇、正己烷、氯仿或乙醚。
4.根據權利要求2或3所述的方法，其特征在于:所述有機溶劑與秸桿顆粒的質量比為10~30。
5.根據權利要求2或3所述的方法，其特征在于:浸取時間為4~8h。
6.根據權利要求2或3所述的方法，其特征在于:浸取溫度為40~80°C。
7.根據權利要求2所述的方法，其特征在于:在利用有機溶劑浸取脫去秸桿顆粒表面的蠟質之后收集浸取液，然后冷卻和過濾所述浸取液，回收濾渣濾液，其中濾液返回除蠟步驟使用。
8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于:所述浸取液的冷卻溫度為O~10°C。
9.根據權利要求1所述的方法，其特征在于:所述秸桿顆粒的粒度為40~80目。
10.根據權利要求1所述的方法，其特征在于:所述秸桿是玉米秸桿、水稻秸桿、小麥秸桿或高粱 秸桿。
【文檔編號】C12P7/10GK103820504SQ201410083457
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年3月7日 優先權日:2014年3月7日
【發明者】祝濤, 鞏傳志, 李曉亮, 陸洋, 苑文博, 代國興, 張艷博, 張鳳濤, 婁喜營, 林港, 李洪明 申請人:中國石油集團東北煉化工程有限公司吉林設計院