專利名稱：一種木質(zhì)纖維水解糖液的脫毒方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬木質(zhì)纖維原料利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及ー種木質(zhì)纖維水解糖液的脫毒方法。
背景技術(shù)：
隨著石油資源的枯竭，木質(zhì)纖維原料生產(chǎn)生物能源與化學(xué)品的研究成為近年來(lái)的研究熱點(diǎn)。木質(zhì)纖維素主要包括纖維素、半纖維素及木質(zhì)素三大組分。木質(zhì)纖維原料利用的途徑之一是將其中的纖維素及半纖維素降解為糖，進(jìn)而被發(fā)酵成こ醇或其它化學(xué)品。木質(zhì)纖維原料中的纖維素、半纖維素和木質(zhì)素結(jié)合緊密，較難被纖維素酶水解，因此在酶水解 前需要進(jìn)行預(yù)處理，増加原料中纖維素對(duì)酶的可及性，從而提高酶水解效率。常用的預(yù)處理方法有稀酸水解法、蒸汽爆破法等。在涉及到酸或熱的預(yù)處理過(guò)程中，不可避免地會(huì)產(chǎn)生對(duì)后續(xù)發(fā)酵產(chǎn)生抑制作用的物質(zhì)。為了提高后續(xù)發(fā)酵效率，木質(zhì)纖維水解糖液在發(fā)酵前需要脫毒處理。預(yù)處理過(guò)程中產(chǎn)生的發(fā)酵抑制物主要包括弱酸類物質(zhì)(甲酸、こ酸和少量こ酰丙酸)、醛類物質(zhì)(糠醛、5-羥甲基糠醛)和酚類化合物。弱酸類物質(zhì)對(duì)微生物生長(zhǎng)及こ醇發(fā)酵的抑制主要是通過(guò)破壞存在于細(xì)胞膜上的H+離子梯度，通過(guò)控制發(fā)酵pH值可以減緩其抑制作用。醛類物質(zhì)對(duì)酵母發(fā)酵的抑制作用主要表現(xiàn)在對(duì)菌體生長(zhǎng)的抑制和對(duì)糖代謝的直接作用。酚類化合物是預(yù)處理過(guò)程中木質(zhì)素降解產(chǎn)生的ー類疏水性較大的化合物(包括香草醛(酸)、4-羥基苯甲醛(酸)、紫丁香醛(酸)等)，其對(duì)后續(xù)發(fā)酵表現(xiàn)出很強(qiáng)的抑制作用。因而發(fā)酵抑制物的去除，特別是醛類及酚類抑制物的去除對(duì)木質(zhì)纖維水解糖液的發(fā)酵有重要的意義。目前常用的脫毒方法主要有氫氧化鈣過(guò)中和法、離子交換吸附、活性炭吸附、有機(jī)溶劑萃取法等，這些方法在一定程度上可以提高木質(zhì)纖維素水解糖液的發(fā)酵性能，但卻存在可操作性低、成本昂貴、酚類抑制物去除率低或者處理過(guò)程中可發(fā)酵糖損失大的問(wèn)題。漆酶生物處理法雖然專門針對(duì)酚類化合物進(jìn)行作用，但其涉及生物酶反應(yīng)，處理?xiàng)l件比較嚴(yán)格，且針對(duì)不同的木質(zhì)纖維原料處理效果差異較大。膨潤(rùn)土是ー種天然礦物，主要成份是鋁硅酸鹽蒙脫土，具有強(qiáng)吸水性、可塑性、粘結(jié)性和強(qiáng)離子交換性。由于膨潤(rùn)土表面硅氧結(jié)構(gòu)極強(qiáng)的親水性以及層間陽(yáng)離子的水解，故未經(jīng)改性的膨潤(rùn)土(原土)吸附處理有機(jī)物的性能較差。由于膨潤(rùn)土層間陽(yáng)離子具有較好的離子交換性，用有機(jī)陽(yáng)離子表面活性劑對(duì)膨潤(rùn)土進(jìn)行改性，將有機(jī)陽(yáng)離子利用離子交換嵌入膨潤(rùn)土中，使膨潤(rùn)土的吸附表面呈疏水性。如此制備的有機(jī)膨潤(rùn)土層間距明顯大于原土，且對(duì)疏水性有機(jī)化合物的吸附能力也大大提高。針對(duì)木質(zhì)纖維原料預(yù)處理后產(chǎn)生的疏水性發(fā)酵抑制物，采用有機(jī)膨潤(rùn)土進(jìn)行吸附處理，可大大降低疏水性抑制物的含量，且操作條件簡(jiǎn)單，可用于脫除木質(zhì)纖維水解糖液中的疏水性抑制物，實(shí)現(xiàn)木質(zhì)纖維原料的高效利用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題，是針對(duì)木質(zhì)纖維原料水解糖液中疏水性發(fā)酵抑制物對(duì)微生物生長(zhǎng)的強(qiáng)抑制作用，提供一種木質(zhì)纖維水解糖液的脫毒方法，能夠有效去除木質(zhì)纖維水解糖液中疏水性發(fā)酵抑制物。研究發(fā)現(xiàn)，木質(zhì)纖維水解糖液的發(fā)酵抑制物化合物的抑制作用通常與疏水性呈正比。因此，如果選擇適當(dāng)?shù)木哂惺杷员砻娴奈絼?，在適當(dāng)?shù)奈綏l件下，木質(zhì)纖維水解糖液中的發(fā)酵抑制物即可通過(guò)疏水作用吸附在吸附劑表面，而相對(duì)親水的可發(fā)酵單糖仍溶解在液相中。通過(guò)簡(jiǎn)單的固液分離方法即可實(shí)現(xiàn)疏水性發(fā)酵抑制物與原木質(zhì)纖維水解糖液的分離，從而提高木質(zhì)纖維水解糖液的發(fā)酵性能，縮短發(fā)酵周期，提高木質(zhì)纖維原料煉制生物能源和化學(xué)品的效率。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種木質(zhì)纖維水解糖液的脫毒方法，以有機(jī)改性膨潤(rùn)土為吸附劑吸附去除木質(zhì)纖維水解糖液中的發(fā)酵抑制物；其中，所述的有機(jī)改性膨潤(rùn)土是通過(guò)陽(yáng)離子表面活性劑改性處理后具有疏水性的膨潤(rùn)土。其中，所述的陽(yáng)離子表面活性劑為季銨鹽陽(yáng)離子型表面活性剤，優(yōu)選十二烷基三甲基溴化銨、十四烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基溴化銨、十八烷基三甲基溴化銨、十二烷基三甲基氯化銨、十四烷基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基氯化銨或十八烷基三甲基氯化銨，最優(yōu)選十六烷基三甲基溴化銨。其中，膨潤(rùn)土的改性處理方法為，將膨潤(rùn)土浸泡于陽(yáng)離子表面活性劑的水溶液中，7(T80°C攪拌反應(yīng)l 3h，離心分離棄去上清，洗滌改性后的膨潤(rùn)土，7(T80°C下烘干，105°C下活化廣2h，研磨過(guò)篩即得。膨潤(rùn)土與表面活性劑的用量配比根據(jù)膨潤(rùn)土陽(yáng)離子交換容量(CEC)來(lái)確定。膨潤(rùn)土陽(yáng)離子交換容量(％)的測(cè)定方法見(jiàn)實(shí)施例1，表面活性劑用量按照如下公式計(jì)算陽(yáng)離子表面活性劑的用量=有機(jī)負(fù)載量與陽(yáng)離子交換容量的百分比X膨潤(rùn)土陽(yáng)離子交換容量X膨潤(rùn)土質(zhì)量X表面活性劑的摩爾質(zhì)量。木質(zhì)纖維水解糖液的脫毒方法，具體為，將木質(zhì)纖維素水解糖液與有機(jī)改性膨潤(rùn)土混合，有機(jī)改性膨潤(rùn)土的負(fù)載量為80% 140%CEC，在pHl 8、20 50°C條件下攪拌15 60min ;再經(jīng)固液分離,棄去沉淀。脫毒后的木質(zhì)纖維水解糖液補(bǔ)加酸或堿，調(diào)至適當(dāng)pH值，補(bǔ)加相應(yīng)營(yíng)養(yǎng)鹽，加入 相應(yīng)菌種發(fā)酵即可制備相應(yīng)的化學(xué)品，如こ醇或有機(jī)酸等。所述的酸、堿，可以是硫酸，氫氧化鈉、氫氧化鉀等。其中，所述的固液分離方法為離心或板框過(guò)濾。其中，木質(zhì)纖維水解糖液為木質(zhì)纖維素原料經(jīng)過(guò)預(yù)處理的預(yù)水解液、木質(zhì)纖維原料的酸水解液或木質(zhì)纖維原料的酶水解液；所述的木質(zhì)纖維素原料經(jīng)過(guò)預(yù)處理的預(yù)水解液為中性或酸性蒸汽爆破水洗液、稀酸預(yù)處理水洗液、稀酸磨漿預(yù)處理水洗液、或高溫?zé)崴A(yù)處理水洗液。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明采用有機(jī)改性膨潤(rùn)土吸附木質(zhì)纖維水解糖液，由于去除了發(fā)酵抑制物，特別是大大降低了羥甲基糠醛及酚類抑制物的含量，減少了發(fā)酵抑制物對(duì)微生物生長(zhǎng)發(fā)酵的協(xié)同抑制作用，從而提高了木質(zhì)纖維素水解糖液的發(fā)酵性能。采用有機(jī)改性膨潤(rùn)土吸附處理的木質(zhì)纖維水解糖液，與未經(jīng)吸附處理的木質(zhì)纖維水解糖液相比，微生物對(duì)木質(zhì)纖維水解糖液的利用速率大幅度提高，在相同時(shí)間內(nèi)，糖利用率提高了42. 6%，こ醇產(chǎn)量提高了 45. 5%，發(fā)酵周期縮短，為木質(zhì)纖維水解糖液脫毒提供了一個(gè)新途徑。


圖I為有機(jī)改性劑負(fù)載量對(duì)有機(jī)膨潤(rùn)土吸附羥甲基糠醛及酚類化合物的影響曲線，其實(shí)驗(yàn)條件為有機(jī)膨潤(rùn)土用量7%，溫度30°C，pH5. O,吸附時(shí)間2h。圖2為pH值對(duì)有機(jī)膨潤(rùn)土吸附羥甲基糠醛及酚類化合物的影響曲線，其實(shí)驗(yàn)條件為有機(jī)膨潤(rùn)土用量7%，溫度30°C，有機(jī)改性劑負(fù)載量120%CEC (陽(yáng)離子交換容量)，吸附時(shí)間2h。
圖3為吸附時(shí)間對(duì)有機(jī)膨潤(rùn)土吸附羥甲基糠醛及酚類化合物的影響曲線，其實(shí)驗(yàn)條件為有機(jī)膨潤(rùn)土用量7%，溫度30°C，有機(jī)改性劑負(fù)載量120%CEC，pH5. O。圖4為經(jīng)CTAB-膨潤(rùn)土吸附處理的玉米秸桿酸性蒸汽爆破預(yù)水解液こ醇發(fā)酵情況。圖5為未經(jīng)CTAB-膨潤(rùn)土吸附處理的玉米秸桿酸性蒸汽爆破預(yù)水解液こ醇發(fā)酵情況。
具體實(shí)施例方式根據(jù)下述實(shí)施例，可以更好地理解本發(fā)明。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，實(shí)施例所描述的內(nèi)容僅用于說(shuō)明本發(fā)明，而不應(yīng)當(dāng)也不會(huì)限制權(quán)利要求書(shū)中所詳細(xì)描述的本發(fā)明。實(shí)施例I :用陽(yáng)離子表面活性劑對(duì)膨潤(rùn)土進(jìn)行有機(jī)改性。膨潤(rùn)土的有機(jī)改性以十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)為改性劑，對(duì)鈉基膨潤(rùn)土進(jìn)行有機(jī)改性，制備有機(jī)膨潤(rùn)土——CTAB-膨潤(rùn)土，按如下步驟操作I.稱取2 4g十六燒基三甲基溴化銨充分溶解于IOOml蒸懼水中，配制成2% 4%的十六烷基三甲基溴化銨溶液。2.將IOg鈉基膨潤(rùn)土加入上述十六烷基三甲基溴化銨溶液中，配制成10%的懸濁液，于70°C下將其水浴攪拌加熱2h。鈉基膨潤(rùn)土與有機(jī)改性劑的用量配比根據(jù)膨潤(rùn)土陽(yáng)離子交換容量來(lái)確定。3.加熱完畢后，離心分離，棄去上清液。4.將上述離心所得膨潤(rùn)土反復(fù)洗滌，再于80°C下烘干，105°C下活化lh，研磨過(guò)100目篩，得到CTAB-膨潤(rùn)土。陽(yáng)離子交換容量的測(cè)定用50%こ醇溶液清洗膨潤(rùn)土中可溶鹽類，再加入O. Imol/L氯化銨-50%無(wú)水こ醇提取液，使其充分進(jìn)行交換反應(yīng)；收集交換液，并加入35%的中性甲醛，使其與交換液中殘余銨根離子發(fā)生縮合反應(yīng)生成甲酸，然后立即用O. lmol/L氫氧化鈉標(biāo)液進(jìn)行滴定，其交換液中所消耗的銨根離子量即為相應(yīng)的交換性陽(yáng)離子量。陽(yáng)離子交換容量是指PH值為7的條件下所吸附的K+、Na+、Ca2+、Mg2+等陽(yáng)離子總量，簡(jiǎn)稱為CEC。膨潤(rùn)土陽(yáng)離子交換容量是判斷膨潤(rùn)土質(zhì)量的主要依據(jù)，CEC值愈大表示其帶負(fù)電量愈大，其水化、膨脹和分散能力愈強(qiáng)；反之，其水化、膨脹和分散能力愈差。實(shí)施例2 :用陽(yáng)離子表面活性劑對(duì)膨潤(rùn)土進(jìn)行有機(jī)改性。膨潤(rùn)土的有機(jī)改性以十六烷基三甲基氯化銨為改性劑，對(duì)鈉基膨潤(rùn)土進(jìn)行有機(jī)改性，按如下步驟操作I.稱取2 4g十六燒基三甲基氯化銨充分溶解于IOOml蒸懼水中，配制成2% 4%的十六烷基三甲基溴化銨溶液。2.將IOg鈉基膨潤(rùn)土加入上述十六烷基三甲基氯化銨溶液中，配制成10%的懸濁液，于80°C下將其水浴攪拌加熱lh。鈉基膨潤(rùn)土與有機(jī)改性劑的用量配比根據(jù)膨潤(rùn)土陽(yáng)離子交換容量來(lái)確定。3.加熱完畢后，離心分離，棄去上清液。4.將上述離心所得膨潤(rùn)土反復(fù)洗滌，再于70°C下烘干，105°C下活化2h，研磨過(guò) 100目篩，得到。實(shí)施例3 :用陽(yáng)離子表面活性劑對(duì)膨潤(rùn)土進(jìn)行有機(jī)改性。膨潤(rùn)土的有機(jī)改性以十二烷基三甲基溴化銨為改性劑，對(duì)鈉基膨潤(rùn)土進(jìn)行有機(jī)改性，按如下步驟操作I.稱取2 4g十二燒基三甲基溴化銨充分溶解于IOOml蒸懼水中，配制成2% 4%的十六烷基三甲基溴化銨溶液。2.將IOg鈉基膨潤(rùn)土加入上述十二烷基三甲基溴化銨溶液中，配制成10%的懸濁液，于70°C下將其水浴攪拌加熱3h。鈉基膨潤(rùn)土與有機(jī)改性劑的用量配比根據(jù)膨潤(rùn)土陽(yáng)離子交換容量來(lái)確定。3.加熱完畢后，離心分離，棄去上清液。4.將上述離心所得膨潤(rùn)土反復(fù)洗滌，再于70°C下烘干，105°C下活化2h，研磨過(guò)100目篩，得到。實(shí)施例4 同實(shí)施例3的方法，所不同的是，以十四烷基三甲基氯化銨替代十二烷基三甲基
溴化銨。實(shí)施例5 同實(shí)施例3的方法，所不同的是，以十八烷基三甲基氯化銨替代十二烷基三甲基
溴化銨。實(shí)施例6 同實(shí)施例3的方法，所不同的是，以十四烷基三甲基溴化銨替代十二烷基三甲基
溴化銨。實(shí)施例7 :木質(zhì)纖維原料水解糖液的獲取。玉米秸桿經(jīng)過(guò)酸性蒸汽爆破預(yù)處理，少部分纖維素降解為葡萄糖，而半纖維素大部分降解為單糖。另外，還有弱酸類、呋喃類及酚類化合物等抑制物的產(chǎn)生。玉米秸桿酸性蒸汽爆破后，所得的玉米秸桿酸性蒸汽爆破物料經(jīng)過(guò)以下處理得到玉米秸桿酸性蒸汽爆破預(yù)水解液I.稱取200g絕干玉米秸桿酸性蒸汽爆破物料，并用氨水調(diào)節(jié)pH至5左右，按照固液比1:7. 5 (w/v)量取蒸餾水，分三次浸泡、攪拌lOmin，并用布袋擠干，小心收集水洗液和殘?jiān)?，冷藏備用?.上述水洗液經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)(70°C，160mbar)濃縮，使其糖濃度為原來(lái)的兩倍，用于后續(xù)的木質(zhì)纖維素水解糖液的脫毒評(píng)價(jià)。實(shí)施例8 :木質(zhì)纖維原料水解糖液的獲取。同實(shí)施例7的方法，所不同的是，以玉米秸桿稀酸預(yù)處理物料替代玉米秸桿酸性蒸汽爆破物料。實(shí)施例9 :木質(zhì)纖維原料水解糖液的獲取。200g絕干玉米秸桿酸性蒸汽爆破物料，將pH調(diào)至4. 8，添加適量的纖維素酶(按照 物料中每克纖維素20FPIU纖維素酶來(lái)添加)及pH4. 8的檸檬酸緩沖液，底物濃度10% (w/v),于50°C，150r/min條件下，酶解48h，離心去除酶解殘?jiān)吹玫接衩捉諚U酸性蒸汽爆破酶水解糖液。實(shí)施例10 :木質(zhì)纖維原料水解糖液的獲取。200g絕干玉米秸桿，按照底物濃度10%(w/v)添加2000ml 1%稀硫酸，并置于160°C下，酸解60min，所得即為玉米秸桿稀酸水解糖液。實(shí)施例11 :樹(shù)干畢赤酵母的増殖與發(fā)酵。I.樹(shù)干畢赤酵母(Pichia stipitis) (MCCC2E00502)活化或增殖培養(yǎng)基成分(g/L):葡萄糖15. O ;木糖30. O ;蛋白胨5. O ;酵母浸膏3. O。2.樹(shù)干畢赤酵母發(fā)酵培養(yǎng)基成分(g/L):玉米秸桿酸性蒸汽爆破水洗濃縮液；磷酸ニ氫鉀3. O ;七水硫酸鎂O. 5 ;こニ胺四こ酸O. 03 ;七水硫酸鋅O. 009 ;ニ水氯化錳O. 002 ；六水氯化鈷O. 0006 ;五水硫酸銅O. 0006 ;碘化鉀O. 0002 ;用氫氧化鈉將培養(yǎng)基pH調(diào)至值
6.O。3.樹(shù)干畢赤酵母的増殖培養(yǎng)50ml活化培養(yǎng)基置于250ml三角瓶中，于121°C下滅菌15min，冷卻至室溫，接入適量保藏于試管斜面的樹(shù)干畢赤酵母，搖瓶置于恒溫?fù)u床中于30土 TC、170轉(zhuǎn)/分條件下培養(yǎng)36h后，菌體通過(guò)離心收集于3000轉(zhuǎn)/分條件下離心lOmin，再將菌體沉淀接入增殖培養(yǎng)基，于恒溫?fù)u床中于30 土 TC、170轉(zhuǎn)/分條件下培養(yǎng)24h，重復(fù)上述操作，繼續(xù)培養(yǎng)ー輪后備用。4.樹(shù)干畢赤酵母的發(fā)酵培養(yǎng)50ml玉米秸桿酸性蒸汽爆破預(yù)水解液添加營(yíng)養(yǎng)鹽及微量元素后，置于250ml三角瓶中，直接接入上述培養(yǎng)的樹(shù)干畢赤酵母，置于恒溫?fù)u床中于30 ± I °C、150轉(zhuǎn)/分條件下培養(yǎng)。5.發(fā)酵培養(yǎng)過(guò)程中，每6或12h取樣，測(cè)定殘?zhí)?、こ醇及酵母濃度。發(fā)酵液中葡萄糖、木糖及こ醇濃度均采用高效液相色譜法(HPLC)測(cè)定。色譜條件如下色譜儀Agillentl200高效液相色譜儀；色譜柱Bio_Rad Aminex HPX-87H ;流動(dòng)相
O.005mol/L硫酸，流速0. 6ml/min ;柱溫55°C ;檢測(cè)器示差折光檢測(cè)器；進(jìn)樣量=IOyL0外標(biāo)法測(cè)定。實(shí)施例12 :吸附條件對(duì)CTAB-膨潤(rùn)土吸附木質(zhì)纖維水解糖液中酚類抑制物的影響。I.稱取實(shí)施例I的有機(jī)改性劑負(fù)載量為20% 140%的CTAB-膨潤(rùn)土 4. Og于250ml三角瓶中，加入實(shí)施例2的玉米秸桿酸性蒸汽爆破預(yù)水解液50ml，pH2 12，時(shí)間置于150轉(zhuǎn)/分的搖床中于溫度30°C條件下吸附10 120min。
2.吸附結(jié)束后，于10000轉(zhuǎn)/分下離心lOmin，得到上清液，測(cè)定液相中甲酸、こ酸、こ酰丙酸、羥甲基糠醛及總酚含量，計(jì)算有機(jī)改性膨潤(rùn)土對(duì)水洗液中抑制物的吸附率。有機(jī)改性劑負(fù)載量、吸附PH值和吸附時(shí)間對(duì)吸附率的影響結(jié)果如附圖I 3。吸附處理液中甲酸、こ酸、こ酰丙酸、羥甲基糠醛的測(cè)定采用高效液相色譜法(HPLC)測(cè)定。色譜條件如下色譜儀Agillentl200高效液相色譜儀；色譜柱Bio-RadAminex HPX-87H ;流動(dòng)相0. 005mol/L 硫酸,流速0. 6ml/min ;柱溫55°C;檢測(cè)器示差折光檢測(cè)器；進(jìn)樣量10 μし外標(biāo)法測(cè)定。吸附處理液中總酚含量的測(cè)定采用福林酚比色法測(cè)定。反應(yīng)體系在IOml刻度試管中先加入Iml適當(dāng)稀釋的溶液及Iml O. 6mol/L的福林酹試劑充分混合,再加入5ml蒸懼水，最后加入3ml6%Na2C03溶液至終體積為IOmL,最后置于30°C下反應(yīng)2h后，于745nm下測(cè)定其吸光度。代入標(biāo)準(zhǔn)方程計(jì)算出其總酚含量。CTAB-膨潤(rùn)土對(duì)玉米秸桿酸性蒸汽爆破預(yù)水解液中發(fā)酵抑制物的吸附率計(jì)算方法為吸附率(％)=[(初始發(fā)酵抑制物含量ー吸附體系液相中發(fā)酵抑制物含量)/初始總酚含量]XlOO其中初始發(fā)酵抑制物含量、吸附體系液相中發(fā)酵抑制物含量以含有的質(zhì)量體積濃度表示，單位g/1。附圖I 3表明，CTAB-膨潤(rùn)土對(duì)玉米秸桿酸性蒸汽爆破預(yù)水解液中發(fā)酵抑制物的吸附作用受吸附條件(有機(jī)改性劑負(fù)載量、PH值、時(shí)間)影響很大。以對(duì)疏水性發(fā)酵抑制物(羥甲基糠醛及酚類化合物)吸附率最大為考察指標(biāo)，最適宜的吸附條件為？11值< 10. O、吸附時(shí)間lh。在此條件下，CTAB-膨潤(rùn)土對(duì)發(fā)酵抑制物的吸附率為55.24%。吸附后固液分離，大量疏水性發(fā)酵抑制物可隨吸附劑的分離而除去。CTAB-膨潤(rùn)土對(duì)酸爆水洗液中酚類化合物的吸附情況(以有機(jī)膨潤(rùn)土對(duì)酚類化合物的吸附率表示)如表I。表ICTAB-膨潤(rùn)土對(duì)玉米秸桿酸性蒸汽爆破預(yù)水解液中各組分的吸附情況(単位g/1)
權(quán)利要求
1.一種木質(zhì)纖維水解糖液的脫毒方法，其特征在干，以有機(jī)改性膨潤(rùn)土為吸附劑吸附去除木質(zhì)纖維水解糖液中的疏水性發(fā)酵抑制物；其中，所述的有機(jī)改性膨潤(rùn)土是通過(guò)陽(yáng)離子表面活性劑改性處理后具有疏水性的膨潤(rùn)土。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的木質(zhì)纖維水解糖液的脫毒方法，其特征在于，所述的陽(yáng)離子表面活性劑為季銨鹽型陽(yáng)離子表面活性剤。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的木質(zhì)纖維水解糖液的脫毒方法，其特征在于，所述的陽(yáng)離子表面活性劑為十二烷基三甲基溴化銨、十四烷基三甲基溴化銨、十六烷基三甲基溴化銨、十八烷基三甲基溴化銨、十二烷基三甲基氯化銨、十四烷基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基氯化銨或十八烷基三甲基氯化銨。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的木質(zhì)纖維水解糖液的脫毒方法，其特征在于，所述的陽(yáng)離子表面活性劑為十六烷基三甲基溴化銨。
5.根據(jù)權(quán)利要求Γ4中任意一項(xiàng)所述的木質(zhì)纖維水解糖液的脫毒方法，其特征在干，膨潤(rùn)土的改性處理方法為，將膨潤(rùn)土浸泡于陽(yáng)離子表面活性劑的水溶液中，7(T80°C攪拌反應(yīng)l 3h，離心分離棄去上清，洗滌改性后的膨潤(rùn)土，7(T80°C下烘干，105°C下活化l 2h，研磨過(guò)篩即得。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的木質(zhì)纖維水解糖液的脫毒方法，其特征在于，將木質(zhì)纖維素水解糖液與有機(jī)改性膨潤(rùn)土混合，有機(jī)改性膨潤(rùn)土的負(fù)載量為80% 140%，在pHl 8、20 50°C條件下攪拌15 60min ;再經(jīng)固液分離,棄去沉淀。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的木質(zhì)纖維水解糖液的脫毒方法，其特征在于，所述的固液分離方法為離心或板框過(guò)濾。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的木質(zhì)纖維水解糖液的脫毒方法，其特征在于，木質(zhì)纖維水解糖液為木質(zhì)纖維素原料經(jīng)過(guò)預(yù)處理的預(yù)水解液、木質(zhì)纖維原料的酸水解液或木質(zhì)纖維原料的酶水解液；所述的木質(zhì)纖維素原料經(jīng)過(guò)預(yù)處理的預(yù)水解液為中性或酸性蒸汽爆破水洗液、稀酸預(yù)處理水洗液、稀酸磨漿預(yù)處理水洗液、或高溫?zé)崴A(yù)處理水洗液。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種木質(zhì)纖維水解糖液的脫毒方法，以有機(jī)改性膨潤(rùn)土為吸附劑吸附去除木質(zhì)纖維水解糖液中的疏水性抑制物；其中，所述的有機(jī)改性膨潤(rùn)土是通過(guò)陽(yáng)離子表面活性劑改性處理后具有疏水性的膨潤(rùn)土。本發(fā)明采用有機(jī)改性膨潤(rùn)土吸附處理木質(zhì)纖維水解糖液，在不吸附可發(fā)酵性糖的基礎(chǔ)上，去除了發(fā)酵抑制物，特別是大大降低了羥甲基糠醛及酚類抑制物的含量，減少了發(fā)酵抑制物對(duì)微生物生長(zhǎng)發(fā)酵的協(xié)同抑制作用，從而提高了木質(zhì)纖維素水解糖液的可發(fā)酵性能，與未經(jīng)吸附處理的木質(zhì)纖維水解糖液相比，微生物對(duì)木質(zhì)纖維水解糖液的利用速率大幅度提高，發(fā)酵周期縮短，為木質(zhì)纖維水解糖液脫毒提供了一個(gè)新途徑。
文檔編號(hào)C12R1/84GK102719490SQ20121023082
公開(kāi)日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2012年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月5日
發(fā)明者余世袁, 勇強(qiáng), 徐勇, 朱均均, 李鑫, 賴晨歡 申請(qǐng)人:南京林業(yè)大學(xué)