專利名稱：一種糠醛渣預處理高效糖化方法
技術領域：
本發明涉及糠醛渣處理技術領域，具體地說是一種糠醛渣預處理高效糖化方法。
背景技術：
糠醛是一種重要的化工原料，以農副產品下腳料為原料制備的得到。在糠醛的生產過程中，會產生大量的糠醛廢渣。每生產一噸糠醛約產生十噸以上的廢渣。我國是糠醛的主要生產國，每年產生的糠醛廢渣幾千萬噸。對糠醛廢渣的處理成為企業不小的負擔。但糠醛渣中含有大量的纖維素，如對其進行酶解糖化處 理使其糖化可以變廢為寶，產生重大的經濟效益。但現有的對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。鑒于上述現有的糠醛渣處理方法中存在的問題，本發明人依靠多年的工作經驗和豐富的專業知識積極加以研究和創新，最終發明出一種糠醛渣預處理高效糖化方法，提高了酶解效率。
發明內容
為了解決現有技術中存在的上述問題，本發明提供了一種糠醛渣預處理高效糖化方法，提高了酶解效率。為了解決上述技術問題，本發明采用了如下技術方案一種糠醛渣預處理高效糖化方法，先將糠醛渣在溫和堿性氧基溶液中進行預處理，然后將預處理后的糠醛渣固體進行酶解糖化。進一步，所述溫和堿性氧基溶液中H2O2的質量百分濃度為O. 2 % -2 %，NaOH的質量百分濃度為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)。進一步，其中預處理的溫度為70°C 90°C，預處理時間為2. 5 4小時。優選為預處理的溫度為80°C，預處理時間為3小時。進一步，所述的糠醛渣為玉米芯稀酸水解固液分離后的固體殘渣。進一步，預處理后的糠醛渣固體通過固液分離得到，并通過酸析回收得到濾液中溶解的木質素。進一步，酸析時pH值為I. 5-2. O。進一步，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，酶解時間為24-72小時。進一步，所述酶解底物質量百分濃度為2_8%。與現有技術相比，本發明的有益效果在于本發明的糠醛渣預處理高效糖化方法，先對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素進行脫除，固液分離后可通過酸析回收分離木質素組分，并將預處理后的糠醛渣固體進行酶解糖化，提高了酶解效率。本發明方法能夠在溫和條件下高效去除糠醛渣中的木質素組分，并使預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。回收的木質素組分能夠作為原料制備相應的高附加值產品。本發明能夠促進對糠醛渣的工業化回收和高值化利用，有利于環境保護和節約資源，為糠醛生產企業帶來經濟效益。
圖I為對糠醛渣原料的掃描電鏡圖；圖2為對糠醛渣原料預處理后的掃描電鏡圖；圖3為對糠醛渣原料預處理前后的紅外光譜圖；圖4為實施例I中的糠醛渣原料預處理前后分別進行酶水解的轉化率圖。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步詳細描述，但不作為對本發明的限定。實施例一糠醛渣為玉米芯稀酸水解固液分離后的固體殘渣。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下對糠醛渣預處理3小時。通過固液分離得到預處理后的糠醛渣固體和含有木質素的濾液，通過酸析回收得到濾液中溶解的木質素。酸析時PH值為I. 5。對固液分離得到預處理后的糠醛渣固體進行酶解糖化，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，酶解時間為24小時。原料的葡萄糖轉化率為84. 8%，預處理后樣品的葡萄糖轉化率為98%。實施例二 糠醛渣為玉米芯稀酸水解固液分離后的固體殘渣。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下對糠醛渣預處理2. 5小時。通過固液分離得到預處理后的糠醛渣固體和含有木質素的濾液，通過酸析回收得到濾液中溶解的木質素。酸析時PH值為1.5-2. O。對固液分離得到預處理后的糠醛渣固體進行酶解糖化，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，酶解時間為48小時。原料的葡萄糖轉化率為13.6%，預處理后樣品的葡萄糖轉化率為54. 8%o實施例三糠醛渣為玉米芯稀酸水解固液分離后的固體殘渣。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75°C下對糠醛渣預處理4小時。通過固液分離得到預處理后的糠醛渣固體和含有木質素的濾液，通過酸析回收得到濾液中溶解的木質素。酸析時PH值為2. O。對固液分離得到預處理后的糠醛渣固體進行酶解糖化，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，酶解時間為72小時。原料的葡萄糖轉化率為28. 1%，預處理后樣品的葡萄糖轉化率為77. 7%。實施例四糠醛渣為玉米芯稀酸水解固液分離后的固體殘渣。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下對糠醛渣預處理3小時。通過固液分離得到預處理后的糠醛渣固體和含有木質素的濾液，通過酸析回收得到濾液中溶解的木質素。酸析時PH值為I. 5-2. O。對固液分離得到預處理后的糠醛渣固體進行酶解糖化，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，酶解時間為72小時。原料的葡萄糖轉化率為18. 2%，預處理后樣品的葡萄糖轉化率為39. 5%。實施例五糠醛渣為玉米芯稀酸水解固液分離后的固體殘渣。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下對糠醛渣預處理3小時。通過固液分離得到預處理后的糠醛渣固體和含有木質素的濾液，通過酸析回收得到濾液中溶解的木質素。酸析時PH值為I. 5-2. O。對固液分離得到預處理后的糠醛渣固體進行酶解糖化，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，酶解時間為72小時。原料的葡萄糖轉化率為58. 2%，預處理后樣品的葡萄糖轉化 率為79. 5%。實施例六糠醛渣為玉米芯稀酸水解固液分離后的固體殘渣。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下對糠醛渣預處理3小時。通過固液分離得到預處理后的糠醛渣固體和含有木質素的濾液，通過酸析回收得到濾液中溶解的木質素。酸析時PH值為I. 5-2. O。對固液分離得到預處理后的糠醛渣固體進行酶解糖化，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，酶解時間為72小時。原料的葡萄糖轉化率為38. 7%，預處理后樣品的葡萄糖轉化率為67. 6%。圖I為對糠醛渣原料的掃描電鏡圖；圖2為實施例I中對糠醛渣原料預處理后的掃描電鏡圖。通過圖I和圖2對比可以看出，預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為對糠醛渣原料預處理前后的紅外光譜圖，其中FR為預處理前的糠醛渣，R為預處理后的糠醛渣。從圖中可以看出糠醛渣中大部分木質素已經被去除(實施例I)。表I為糠醛渣預處理前后的組分質量百分含量(％)的分析(實施例I)。表I
權利要求
1.一種糠醛渣預處理高效糖化方法，其特征在干，先將糠醛渣在溫和堿性氧基溶液中進行預處理，然后將預處理后的糠醛渣固體進行酶解糖化。
2.根據權利要求I所述的糠醛渣預處理高效糖化方法，其特征在于，所述溫和堿性氧基溶液中H2O2的質量百分濃度為0. 2% -2%，NaOH的質量百分濃度為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.根據權利要求I所述的糠醛渣預處理高效糖化方法，其特征在于，其中預處理的溫度為70°C 90°C，預處理時間為2. 5 4小時。
4.根據權利要求I所述的糠醛渣預處理高效糖化方法，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渣。
5.根據權利要求I所述的糠醛渣預處理高效糖化方法，其特征在干，預處理后的糠醛渣固體通過固液分離得到，并通過酸析回收得到濾液中溶解的木質素。
6.根據權利要求5所述的糠醛渣預處理高效糖化方法，其特征在干，酸析時pH值為I.5_2. O。
7.根據權利要求I所述的糠醛渣預處理高效糖化方法，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，酶解時間為24-72小吋。
8.根據權利要求I所述的糠醛渣預處理高效糖化方法，其特征在于，所述酶解底物質量百分濃度為2-8%。
全文摘要
本發明公開了一種糠醛渣預處理高效糖化方法，先將糠醛渣在溫和堿性氧基溶液中進行預處理，然后將預處理后的糠醛渣固體進行酶解糖化。本發明方法提高了酶解效率。
文檔編號C08H7/00GK102816813SQ20121033243
公開日2012年12月12日 申請日期2012年9月10日 優先權日2012年9月10日
發明者孫少妮, 孫少龍, 袁同琦, 許鳳, 孫潤倉 申請人:北京林業大學