[发明专利]利用生物秸秆制备低聚木糖、溶解浆和生物燃油的方法

权利要求书

1.一种利用生物秸秆制备低聚木糖、溶解浆和生物燃油的方法，其特征在于，所述方法包括：

a、预蒸煮：将生物秸秆破碎、除杂，与三价稀土盐、酸性离子水混合，进行预蒸煮，其中，所述三价稀土盐的用量为生物秸秆干基质量的0.5～3wt％，所述生物秸秆干基与酸性离子水的质量比为1：3～1：8；在预蒸煮时，向进行预蒸煮操作的反应器中通入氧气，所述氧气的通入量为生物秸秆干基质量的1～5wt％，所述预蒸煮的温度为160～180℃、压力为1.5MPa～2.0MPa、时间为5～15min；

b、酶解：将步骤a预蒸煮后的浆料降温至50～60℃，利用酸性离子水调节pH至4.0～6.0，并加入基于单位生物秸秆干基质量200～600个标准酶活的木聚糖酶，酶解2～4h；

c、多级压榨逆流洗涤：将步骤b酶解后的浆料进行多级压榨逆流洗涤，得到酶解洗涤液和酶解渣；

d、将步骤c得到的酶解洗涤液进行澄清处理，以脱除固相颗粒，得到澄清液；

e、将步骤d得到的澄清液进一步提纯，以脱除无机盐，以及分子量不大于300道尔顿和分子量不小于1200道尔顿的有机物，剩余澄清液经浓缩、干燥，得到低聚木糖；

f、制浆：以步骤c得到的酶解渣为原料制浆，制浆条件为：将所述酶解渣与碱性离子水、亚硫酸盐、甲醛和稀土氧化物混合，并在常压下加热蒸煮，蒸煮温度为130～170℃，蒸煮时间为1～3h，分离出黑液，得到分离黑液后的浆料；其中，亚硫酸盐用量为酶解渣干基质量的12～18wt％，甲醛用量为酶解渣干基质量的1～2wt％，稀土氧化物用量为酶解渣干基质量的0.1～0.5wt％，酶解渣干基与碱性离子水的质量比为1：3～1：5；

g、洗涤筛分：对分离黑液后的浆料进行洗涤、筛分，以筛除未分解残渣及粗纤维束；

h、脱木素：向步骤g洗涤筛分后的浆料中加入镁盐，利用碱性离子水调节浆料固含量为8～12wt％，pH值为10～12，进行氧脱木素反应，其中所述镁盐用量为浆料固含量的0.5～2wt％；反应时，向氧脱木素反应器内通入氧气和蒸汽，反应器内压力为0.5～0.6Mpa，温度为90～120℃，反应时间为60～90min，氧气用量为浆料固含量的3～5wt％；

i、预处理：将三价稀土盐和酸性离子水加入步骤h脱木素后的浆料中，调节浆料固含量为8～12wt％，pH值为4～5，控制浆料温度为50～60℃，常压预处理30～60min，其中，所述三价稀土盐的加入量为浆料固含量的0.5～1wt％；

j、将步骤i的预处理产物漂白，得溶解浆成品；

k、制合成气：将步骤g分离出的黑液气化制备合成气；

l、费托合成：将步骤k制得的合成气净化、调节碳氢比后，经费托合成制生物燃油。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生物秸秆为麦草、稻草、玉米秸秆或其它农作物秸秆。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述酸性离子水的pH值为1.8～5.0，氧化还原电位为750～1300mV；所述碱性离子水的pH值为9.0～13.0，氧化还原电位为-550～-1000mV；优选地，所述酸性离子水和碱性离子水为含0.5～3wt‰的三价稀土盐的蒸馏水电解所得。

4.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述三价稀土盐为三价稀土元素的硝酸盐、盐酸盐和/或硫酸盐。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤b中，所述木聚糖酶为内切β-木聚糖酶、外切β-木聚糖酶、β-木二糖苷酶和黑曲霉木聚糖酶中的一种或多种的混合酶；优选地，所述木聚糖酶为黑曲霉木聚糖酶，加入量为基于单位生物秸秆干基质量300～500个标准酶活。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤c中，多级压榨逆流洗涤为五级压榨逆流洗涤，洗涤条件为：固液质量比1:8～1:15，温度40℃～60℃。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤d中澄清处理方法为：利用卧螺离心机分离酶解洗涤液中粒径不小于0.005mm的固相颗粒，分离后的酶解洗涤液进一步采用碟式离心机分离所述酶解洗涤液中粒径不小于0.001mm的固相颗粒。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤e中通过将所述澄清液依次进行微滤、钠滤、超滤和反渗透以提纯所述澄清液。