[实用新型]一种木质纤维素原料的漆酶预处理装置

说明书

技术领域  

本实用新型属于生物化工技术领域，具体涉及一种利用生物漆酶进行木质纤维素原料的预处理装置。

背景技术 

木质纤维素原料经过酶解糖化后，可得到以葡萄糖为主的六碳糖及以木糖为主的五碳糖，是食品和化工等行业的重要原料。木质纤维素原料主要由纤维素、半纤维素和木质素三大部分组成，半纤维素作为分子黏合剂结合在纤维素和木质素之间，将纤维素分子包埋在其中，形成一种天然屏障，使酶不易与纤维素分子接触，导致木质纤维素原料中多糖的酶解缓慢。因此要实现木质纤维素原料的酶解糖化必需通过的适宜预处理技术脱除木质素，改善木质纤维素原料的天然结构、解除木质素对酶屏障阻碍作用，增强酶与纤维素、半纤维素的可及度，提高纤维素、半纤维素酶解糖化效率。因此适宜的木质素脱除预处理工艺是木质纤维素原料转化利用关键环节之一。

目前，木质纤维素原料的预处理工艺主要有物理法、化学法和生物法，普遍采用的物理、化学预处理技术主要针对单一纤维素成份的利用而言，半纤维素成份一般作为副产物损失、不能实现纤维素、半纤维素等组分有效利用，造成目标产物单一、整体原料损失严重，成本高昂，收支失衡。同时存在工艺要求高、酸碱二次污染、发酵抑制物产生等技术瓶颈，严重制约了其工业化推广应用。生物法主要利用微生物的生物催化作用（包括真菌、细菌、放线菌等）进行木质素、半纤维素、纤维素等组分的降解，提高后续纤维素、半纤维素糖化效率。这种方法反应条件温和、不造成环境污染、成本低等优势，是目前国内外研究的热点。但从国内外研究报道来看，生物法存在预处理时间较长、效率低、糖成份损失等缺点。因此，寻找工艺简单、条件温和、成本低廉和原料利用率高的新型预处理技术是解决目前木质纤维素原料转化利用的一条切实可行之路。

发明内容

为克服上述物理法、化学法和生物法预处理工艺存在的问题，本实用新型提供一种木质纤维素原料的漆酶预处理装置，可有效脱除木质纤维素原料中的木质素、降低原料损失、缩短预处理时间、减轻二次污染，大大提高原料利用效率。

本实用新型的技术方案是这样实现的：漆酶预处理装置主要由漆酶反应器、漆酶循环系统、增温系统、漆酶投加系统、漆酶回收罐、物料输送器及冲洗系统组成。漆酶反应器包括设有热水夹层14的圆柱罐体13、半球罐体26、进料阀门8、出料口23、滤板16、总排液阀门4、增温热水进口25和增温热水出口24，进料阀门8设在圆柱罐体13上部，与物料输送器20通过管道连接，出料口23设在圆柱罐体13底部，滤板16设在圆柱罐体与半球罐体的连接处，总排液阀门4设在半球罐体底部，与排液阀门5连接，喷淋头15设在圆柱罐体13顶部，与外部管路连接，增温热水进口25设在热水夹层14的中下部，与换热器11通过管道连接，增温热水出口24设在热水夹层14的底部，与电动阀9通过管道连接；漆酶循环系统包括循环泵18和循环阀门7，循环泵18的入口与循环阀门7通过管道连接，循环泵18的出口与喷淋头15通过管道连接，循环阀门7与总排液阀门4通过管道连接；增温系统包括控制器22、温度传感器12、换热器11、循环泵10和电动阀9，控制器22安装于漆酶反应器外，与温度传感器12、换热器11、循环泵10和电动阀9各自通过导线连接，温度传感器透过圆柱罐体13内壁安装在其中下部，循环泵10的入口与电动阀门9通过管道连接，循环泵10的出口与换热器11通过管道连接，电动阀门9与增温热水出口24通过管道连接；漆酶投加系统包括漆酶储罐19、抽液泵17和漆酶进液阀门1，漆酶储罐19安装在漆酶反应器外，与抽液泵17的入口通过管道连接，抽液泵17的出口与漆酶进液阀门1通过管道连接，漆酶进液阀门1与控制阀门3通过管道连接；漆酶回收罐21安装在漆酶反应器下方，与排液阀门5通过管道连接，排液阀门5与总排液阀4通过管道连接；物料输送器20安装在漆酶反应器外部，与进料阀门8通过管道连接；冲洗系统包括热水阀门2和废液阀门6，热水阀门2设在漆酶反应器上方，与热水进水管连接，废液阀门6设在反应器下方，与总排液阀门4通过管道连接。