[发明专利]一种藻类预处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及藻类加工领域，特别涉及一种藻类预处理方法，所述藻类预处理后可用于发酵燃料乙醇。

背景技术

化石能源尤其是运输燃料的紧缺是世界面临的一个重大问题。以生物乙醇为代表的生物燃料由于其可再生的特性引起世界的广泛关注。第一代燃料乙醇技术由于其存在与人争粮的问题，其发展曾经引起粮食紧缺及粮食价格的暴涨。而第二代燃料乙醇技术以生物质中的木质纤维素为主要材料，其中的生物降解屏障使得其难以被直接降解利用，致使其生产成本较高。因此以藻类为主要原料的第三代燃料乙醇技术的发展势在必行。

大型藻类作为发展第三代燃料乙醇技术的最重要资源，具有生长速度快、单位产量高、环境效益好、不与陆地粮食作物争地等优势。利用资源丰富的藻类原料生产燃料乙醇和化学品已经成为国内外研究的热点。

由于天然生物质材料具有致密结构，组成成分多样性和化学结构的复杂性等特点，使得天然生物质材料具有多层的抗降解屏障。预处理技术的发展根本性地推动了生物质有效利用。现在针对藻类采用的预处理仍然沿用木质纤维素预处理中的酸预处理等工艺，存在反应过于强烈，碳水化合物回收率低，副产物多，能耗大、设备要求高等诸多弊端，从而制约了藻类的大规模的综合炼制。如专利“一种利用蒸汽爆破法预处理海藻发酵产燃料乙醇的方法”，采用175℃、1.1Mpa下处理5min、减压气爆的方法；专利“高压下生产生物乙醇的海藻液化萃取物及其提取方法”处理压力高达1000Mpa。这些高温、高压的方法对设备要求非常高，剧烈的条件容易破坏海藻中有潜在经济价值的成分，且易产生副产物。大型藻类中无木质素等成分、纤维素含量较少，所以亟待发明一种条件温和、环境友好、能源节约并且与藻类成分结构相适应的新型预处理方式，为实现藻类低成本、高效转化提供了一条新的途径。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明提供了一种藻类预处理方法，本发明方法反应条件温和，并且实现了对藻类低成本和高效率的转化处理。

本发明解决上述问题的技术方案是，一种藻类预处理方法，其特征在于，藻类预处理方法为将藻类进行干燥、粉碎、过筛、称重、水煮以及向藻类水煮液中加入硫酸亚铁溶液和过氧化氢溶液，最终获得所述藻类的混合处理液；

或者藻类预处理方法为将藻类进行干燥、粉碎、过筛、称重、向粉碎的藻类中依次加水、硫酸亚铁溶液和过氧化氢溶液之后进行加热处理，最终获得藻类水煮液；

其中，水煮或者加热条件为60-100℃加热5-60min，所述硫酸亚铁的添加量为使所述混合处理液中硫酸亚铁物质的量浓度为2.63-52.6mM，所述过氧化氢溶液的添加量为使所述混合处理液中过氧化氢的质量百分比浓度为0.004-0.08％。

优选的是，所述藻类预处理方法包括以下步骤：

步骤一：将藻类干燥至恒重，之后用粉碎机粉碎，将粉碎后的所述藻类使用40-100目的标准筛子进行过筛处理，备用；

步骤二：向容器中分别加入过筛后的所述藻类和水，使所述容器中所述藻类的质量体积浓度为10～200g/L，之后将所述容器在60-100℃水浴加热5-60min，所述水浴加热结束后将所述容器取出，使所述容器中的藻类水煮液冷却至室温，备用；

步骤三：向所述藻类水煮液中依次加入硫酸亚铁溶液和过氧化氢溶液并不断进行常规搅拌，制得藻类的混合处理液，其中，所述硫酸亚铁的添加量为使所述混合处理液中硫酸亚铁物质的量浓度为2.63-52.6mM，所述过氧化氢溶液的添加量为使所述混合处理液中过氧化氢的质量百分比浓度为0.004-0.08％。

优选的是，所述步骤三所述混合处理液可以直接加入纤维素酶或者酵母发酵液用于纤维素酶糖化或者同步糖化发酵。

优选的是，所述藻类预处理方法包括以下步骤：

步骤一：将藻类干燥至恒重，之后用粉碎机粉碎，将粉碎后的所述藻类使用40-100目的标准筛子进行过筛处理，备用；

步骤二：向容器中分别加入过筛后的所述藻类和水，使所述容器中所述藻类的质量体积浓度为10～200g/L，之后向藻类水溶液中依次加入硫酸亚铁溶液和过氧化氢溶液并不断进行常规搅拌，制得藻类的混合处理液，备用，其中，所述硫酸亚铁的添加量为使所述混合处理液中硫酸亚铁物质的量浓度为2.63-52.6mM，所述过氧化氢溶液的添加量为使所述混合处理液中过氧化氢的质量百分比浓度为0.004-0.08％；

步骤三：将盛有所述混合处理液的容器在60-100℃水浴加热5-60min，所述水浴加热结束后将所述容器取出，使所述容器中的藻类水煮液冷却至室温。