酶解木质素的分离提取方法
木质素来源及分析

中国科学院青岛生物能源与过程研究所
Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology
2 木素磺酸盐
• 又称磺化木质素(ligninsulfonate),是亚硫酸盐法造 又称磺化木质素(ligninsulfonate),是亚硫酸盐法造 ), 纸木浆的副产品,将亚硫酸盐造纸木浆废液经加浓缩后, 纸木浆的副产品,将亚硫酸盐造纸木浆废液经加浓缩后, 用石灰、氯化钙、碱式醋酸铅等沉淀剂,经过沉淀、 用石灰、氯化钙、碱式醋酸铅等沉淀剂,经过沉淀、分 离、烘干等工艺而制得。 烘干等工艺而制得。 • 通常为黄褐色固体粉末或黏稠浆液,可溶于各种pH 通常为黄褐色固体粉末或黏稠浆液,可溶于各种pH 值的 水溶液中, 不溶于有机溶剂,硫含量较高。 水溶液中, 不溶于有机溶剂,硫含量较高。市场价 1500~2000元 1500~2000元/吨。
化学变化极少
使用有机溶剂在酸 性条件下溶出
伴随有化学变化
使用ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ机试剂分离
伴随着化学变化 伴随着化学变化 化学变化少
木素作为残渣而分离的方法( 木素作为残渣而分离的方法 (不 溶木素) 溶木素 )
中国科学院青岛生物能源与过程研究所
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1 碱木素
• 来自于烧碱法或硫酸盐化学制浆过程,可水溶于碱性介质, 来自于烧碱法或硫酸盐化学制浆过程,可水溶于碱性介质, 具有较低的硫含量和较高的反应活性。 具有较低的硫含量和较高的反应活性。其利用大多局限 于低值燃烧,由于碱木素只溶于碱液中, 于低值燃烧,由于碱木素只溶于碱液中,限制了它的应 用,市场价在1000~1500元/吨。 市场价在1000~1500元 1000~1500 • 我们的做法:将粗碱木素用磷酸、甲酸等洗涤, 我们的做法:将粗碱木素用磷酸、甲酸等洗涤,得到酸 析木素,再经离心,反复水洗得到较纯净的碱木素。 析木素,再经离心,反复水洗得到较纯净的碱木素。
木质素生产工艺

木质素生产工艺木质素是一种重要的天然有机化合物,它是构成木质细胞壁的主要成分之一。
木质素在植物中起到了提供结构支持和保护的作用,同时也对环境中的碳循环起到了重要的调节作用。
由于其独特的结构和性质,木质素在许多工业和科学领域中具有广泛的应用前景。
本文将介绍木质素的生产工艺及相关应用。
一、木质素的生产工艺1. 提取工艺木质素的提取一般采用溶剂法。
首先将木材进行粉碎,然后用有机溶剂(如乙醇、甲醇等)进行浸提,使木质素溶解于溶剂中。
随后通过蒸馏、浓缩等工艺步骤,得到纯净的木质素。
2. 生物转化工艺利用微生物的代谢活性,可以将木质素转化为具有特定功能的产物。
目前常用的生物转化工艺包括厌氧发酵、氧化还原反应等。
这些方法能够高效地转化木质素,从而得到有机溶剂、生物质燃料等有用产物。
3. 化学合成工艺通过化学反应可以将木质素分解为单体化合物,然后再进行功能性修饰。
常用的化学合成工艺包括酸碱催化、氧化等。
这些方法能够高效地合成具有特定功能的木质素衍生物。
二、木质素的应用1. 材料领域木质素具有优异的力学性能和耐候性,可以用于制备各种材料,如木质素纤维板、木质素复合材料等。
这些材料具有良好的机械强度和耐久性,广泛应用于建筑、家具等领域。
2. 能源领域木质素是一种丰富的生物质资源,可以通过热解、气化等方法转化为生物质燃料。
生物质燃料具有低碳排放和可再生等优点,是替代化石燃料的重要选择。
3. 化学品领域木质素可以通过化学合成工艺转化为各种有机化合物,如香料、染料、药物等。
这些化合物在化学品工业中具有广泛的应用,为人们的生活提供了丰富多样的产品。
4. 环境领域木质素具有良好的吸附性能,可以用于处理废水和废气中的有机污染物。
同时,木质素还可以作为土壤改良剂,促进土壤结构的改善和植物生长的提高。
5. 生物医学领域木质素具有抗氧化、抗菌、抗炎等生物活性,可以用于制备药物和生物材料。
例如,木质素衍生物可以用于治疗癌症、心血管疾病等疾病,具有重要的临床应用价值。
生物酶解技术

生物酶解技术文稿归稿存档编号:[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-天然植物有效成分的提取新技术——生物酶解技术酶是生物体活细胞产生的,以蛋白质形式存在的一类特殊的生物催化剂。
某些酶可以在常温、常压和温和的酸碱条件下,将植物细胞壁分解,较大幅度提高天然植物中有效成分的提取率,改善生产过程中的滤过速度和纯化效果,提高产品纯度和制剂的质量。
生物酶解技术包括酶法提取(又称酶反应提取)和酶法分离精制两方面。
该技术是在传统的天然植物成分提取基础上进行的,应用常规提取设备即可完成,操作简便,成本低廉。
1原理酶法提取是根据植物细胞壁的构成,利用酶反应所具有高度专一性的特点,选择相应的酶,将细胞壁的组成成分(纤维素、半纤维素和果胶质)水解或降解,破坏细胞壁结构,使细胞内的成分溶解、混悬或胶溶于溶剂中,从而达到提取目的,且有利于提高成分的提取率。
许多天然植物中含有蛋白质,采用煎煮法时蛋白质遇热凝同,影响提取成分的煎出,如加入蛋白酶,就可以将天然植物中的蛋白质分解析出,如此可提高成分的提取率。
天然植物水提液除了含有提取成分外,还含有淀粉、蛋白质、果胶、树胶、树脂、黏液质等,这些成分的存在往往使提取液呈混悬状态,并影响提取液的滤过速度,为此要实施除杂,常用的方法有离心法、澄清剂法、醇沉法、大孔树脂吸附法、离子交换法、微孑L滤膜滤过法及超滤法。
而酶法除杂是分离精制的新方法,此方法是根据天然物提取液中杂质的种类、性质,有针对性地采用相应的酶,将这些杂质分解或除去,以改善液体产品的澄清度,提高产品的稳定性。
由于酶反应具有高度的专一性,决定了酶解方法除杂的高效性。
2酶的种类2.1 用于天然植物细胞破壁的酶2.1.1 纤维素酶纤维素是由链状结构的β-D-葡萄糖以β- l,4-葡萄糖苷键结合而成的聚合物,纤维素分子束聚集成为较大的单位——微纤丝,构成了植物细胞壁的框架,在微纤丝之间的空隙中尚有其他物质(角质、木质素、二氧化硅),形成植物细胞壁的基本结构。
木质纤维素的酶解技术研究

木质纤维素的酶解技术研究木质纤维素是地球上最丰富的可再生资源之一,主要来源于农业废弃物(如秸秆)、林业废弃物(如木屑)以及工业废弃物(如造纸浆渣)等。
将木质纤维素转化为有用的产品,如生物燃料、生物化学品和生物材料,对于解决能源危机、环境保护和可持续发展具有重要意义。
酶解技术作为一种绿色、高效的方法,在木质纤维素的转化中发挥着关键作用。
一、木质纤维素的组成与结构木质纤维素主要由纤维素、半纤维素和木质素组成。
纤维素是由葡萄糖通过β-1,4-糖苷键连接而成的线性聚合物,具有较高的结晶度和分子取向性。
半纤维素是由多种不同的糖单元组成的支链聚合物,其结构较为复杂。
木质素则是一种无定形的芳香族聚合物,填充在纤维素和半纤维素之间,形成复杂的网络结构,为植物提供机械强度和抗微生物侵蚀的能力。
由于木质纤维素的复杂结构,其直接利用存在诸多困难。
纤维素的结晶区难以被水解,半纤维素的复杂结构需要特定的酶来分解,而木质素则会阻碍酶与纤维素和半纤维素的接触。
因此,在进行酶解之前,通常需要对木质纤维素进行预处理,以破坏其结构,提高酶解效率。
二、木质纤维素的预处理方法预处理的目的是降低木质纤维素的结晶度、去除木质素、增加孔隙率和表面积,从而提高酶对底物的可及性。
常见的预处理方法包括物理法、化学法和生物法。
物理法主要包括机械粉碎、微波处理和超声波处理等。
机械粉碎可以减小木质纤维素的颗粒尺寸,增加表面积,但能耗较高。
微波和超声波处理可以通过产生热效应和空化效应,破坏木质纤维素的结构,但设备成本较高。
化学法包括酸处理、碱处理和有机溶剂处理等。
酸处理可以有效地水解半纤维素,但可能会导致糖的降解和设备腐蚀。
碱处理可以去除木质素,但会产生大量的废水。
有机溶剂处理可以选择性地溶解木质素,但有机溶剂的回收和处理较为困难。
生物法主要是利用微生物或其产生的酶来分解木质素。
例如,白腐菌可以分泌木质素降解酶,对木质素进行分解,但处理周期较长。
三、酶解过程中涉及的酶酶解木质纤维素主要涉及纤维素酶、半纤维素酶和木质素降解酶。
微生物分解木质素的机制和应用

微生物分解木质素的机制和应用当人们想到微生物,往往会联想到细菌和病毒。
然而,微生物还有另一个十分重要的作用,那就是分解木质素。
木质素是一种非常复杂的有机化合物,它是构成木材主要部分的聚合物。
木材中的木质素影响了木材的颜色、形状和硬度。
由于木质素的结构复杂,其降解也非常困难。
微生物的出现和进化,使得这一难题得到了一定程度的解决。
一、微生物分解木质素的机制1. 溶菌酶的作用溶菌酶是一种水解木质素的酶类,与细菌和真菌都有密切关系。
在存在溶菌酶的微生物中,木质素产生的底物可以通过微生物的代谢途径,转化为有机酸和气体等形式释放出来。
因此,溶菌酶的存在可以促进木质素的生物降解。
2. 氧化酶的作用氧化酶是一类氧化还原酶,可以用于将木质素中的芳香环酚类以及羟丙基、羟甲基等短链糖类转化为各类醛酮。
这些产物是微生物能够利用的底物,从而促进木质素的分解。
3. 木素脱甲基酶的作用木素脱甲基酶是一类针对木素分子中的甲基进行去除的酶。
这类酶主要存在于真菌和细菌中。
经过这种酶的处理,木质素中的芳香环甲基被去掉,从而使木质素更容易分解。
二、微生物分解木质素的应用1. 软木板软木板是以树皮为原料,经过加工处理得到的一种材料。
在制备过程中,木质素被微生物分解,从而使软木更加柔软、耐用。
2. 生物燃料生物燃料是以生物质为原料生产的一种燃料,它可以是来自植物、动物或者微生物的有机废弃物,如纤维素、木质素等。
通过微生物分解木质素,可以产生甲烷、CO2等气体,这些气体可以用于发电和供暖,从而成为一种清洁、可再生的能源。
3. 污染物降解一些化工废弃物和污染物,如苯、甲苯等芳香环化合物,由于分子结构复杂,难以通过传统的化学方法进行降解。
微生物通过分解木质素的作用,可以分解这些污染物,从而提供一种清洁的化学降解方法。
总的来说,微生物分解木质素机制的研究,不仅可以增加对微生物本身生态环境的理解,还可以为人们提供多种有益的工业应用,使得木质素等有机废弃物得到更加有效的利用。
木质素来源及其性质

剂抽提。如:Brauns木素、纤维素分解酶木素、
Björkman木素、二氧六环木素等。这种方法往往
不能得到木素量的全部。
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• 制备过程:
1. Klason木素(硫酸木素 )
剂抽提物,然后将木粉在72%H2SO4、温度18~20℃条件
• 木粉首先用苯-醇混合液抽提6h,以除去木粉中的有机溶
• Brauns木素可被苯-醇溶液抽提出来,所以Klason木素中
不含Brauns木素。
3. Björkman—磨木木素
• 20目的木粉经有机溶剂抽提后,放在Lampén磨中磨 48hr、再在振动球磨中磨48hr,磨料介质采用甲苯(因 木素、纤维素和半纤维素在甲苯中不发生润胀),经细磨 后,用含少量水的二氧六环进行抽提,然后把溶剂蒸发, 把木素溶于醋酸水溶液中,再在水中沉淀、干燥,又溶于 二氯乙烷-乙醇(体积比2:1)中,在乙醚中沉淀、洗涤、 干燥,这样分离出的木素称为“磨木木素”。
• 根据制浆工艺中使用的蒸煮剂不同可以分为两大
类:
1 碱木素
• 来自于烧碱法或硫酸盐化学制浆过程。木素通过 强碱处理,醚键断裂产生较小的碎片,溶解在碱 性溶液中,由于在反应过程中产生了大量的酚羟 基,在碱性条件下这些基团又以阴离子形式存在, 因而增加了副反应,黑液中碱木素的结构变化较
大。碱木素可水溶于碱性介质,具有较低的硫含
木质素的来源及其性质
一、木素的实验室分离方法
• 可分为两类 • 第一类:木素作为残渣而分离 将无抽提物木材经水解除去聚糖(纤维素 、半纤维素),木素则以不溶性残渣分离
出来。如:硫酸木素、盐酸木素。这种方
法分离的木素其结构已发生了变化。
• 第二类:木素被溶解而分离 选用与木素不起反应溶剂将木材中的木素抽提出 来或将木素转变成可溶性的衍生物,再用适当溶
木质素降解研究

木质素降解技术还可应用于生物柴油 的生产,通过将木质素转化为脂肪酸 酯,可获得具有高能量密度的生物柴 油。
有机肥料的制备
有机肥料的生产
木质素降解过程中产生的酚类物 质可以与氨基酸结合,形成腐殖 质,这种物质具有较高的肥效, 可以作为有机肥料使用。
有机肥料的生产
腐殖质不仅可以提供植物所需的 营养元素,还具有改善土壤结构 、提高土壤保水保肥能力的作用 。
高分子材料
利用木质素降解产物合成高分子材料,如聚合物、 树脂等。
生物农药
木质素降解产物中的某些化合物具有生物活性, 可用于开发新型生物农药。
木质素降解过程中的环境影响
有机物排放
木质素降解过程中会产生一些有 机物,如挥发性有机酸和酚类物 质,可能对环境造成一消耗一定 的营养物质,如氮、磷等,可能 对水体和土壤环境产生一定影响。
木质素降解研究
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目 录
• 木质素降解概述 • 木质素降解的微生物种类 • 木质素降解的机理研究 • 木质素降解的应用前景 • 木质素降解的挑战与展望
01
木质素降解概述
木质素定义与特性
总结词
木质素是一种天然高分子聚合物,主要由苯丙烷单元通过醚 键和碳-碳键连接而成,具有复杂的结构。
优化微生物种类
01
通过筛选和驯化具有高效降解木质素的微生物,提高木质素的
降解效率。
基因工程技术
02
利用基因工程技术对微生物进行改造,增强其木质素降解能力。
物理化学预处理
03
通过物理或化学方法对木质素进行预处理,降低其结晶度和聚
合度,提高微生物对其的接触和利用。
木质素降解产物的利用
生物质能源
降解木质素的方法

降解木质素的方法木质素是一种复杂的有机化合物,存在于植物细胞壁中,赋予了植物细胞壁坚硬和抗腐败的特性。
解木质素的方法主要是为了提取和利用木质素的价值,包括生物燃料、化学品和材料等领域。
下面将介绍几种解木质素的常见方法。
1. 物理方法磨碎和粉碎是最简单常用的物理方法,通过机械作用来破坏植物细胞壁,释放木质素。
可以使用高速搅拌器、研磨机或球磨机等设备进行操作。
此外,还可以利用超声波、高压水射流等物理力量来破坏细胞壁,使木质素溶解或释放。
2. 化学方法酸碱法是常用的化学方法之一。
在酸性条件下,木质素会发生酸解反应,生成可溶性的木质素衍生物。
常用的酸包括硫酸、盐酸和磷酸等。
而在碱性条件下,木质素会发生碱解反应,形成溶解性的盐类。
常用的碱有氢氧化钠和氢氧化钾等。
氧化法是解木质素的另一种常用化学方法。
氧化剂可以使木质素分子中的醇基、醚基和芳香环上的甲基发生氧化反应,从而得到可溶性的氧化产物。
常用的氧化剂有过氧化氢、高锰酸钾和过氧化钠等。
3. 生物方法微生物降解是一种环境友好和高效的解木质素方法。
一些真菌和细菌具有分解木质素的能力,它们分泌特殊的酶来降解木质素的结构,从而分解木质素为可溶性产物。
这些酶包括木聚糖酶、木质素过氧化物酶和酚类酶等。
通过培养这些微生物或者提取其酶,可以实现高效解木质素的目的。
4. 生物质转化方法生物质转化是一种将木质素转化为有用化合物的方法。
其中一种常见的方法是生物质气化,通过高温和缺氧环境下,将木质素转化为合成气(一种混合气体,主要含有一氧化碳和氢气)。
合成气可以用来生产生物燃料、化学品和材料等。
另一种方法是利用微生物发酵,将木质素转化为乙醇和其他有机化合物。
总结起来,解木质素的方法包括物理方法、化学方法、生物方法和生物质转化方法。
这些方法在木质素的提取和利用过程中发挥着重要作用,可以实现高效解木质素的目的,为木质素的综合利用提供了技术支持。
随着科学技术的不断发展,相信解木质素的方法将会得到进一步的改进和创新,为木质素的价值开发和利用提供更多的可能性。
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酶解木质素的分离提取方法 CN 100487126 C 摘要 本发明公开了两种酶解木质素的分离提取方法。利用微生物酶解玉米秸秆中的糖分制备能源酒精是克服石油短缺所造成的能源危机的有效途径之一。本发明分别采用有机溶剂萃取和无机化学品处理的方法从微生物酶解玉米秸秆的残渣中分离提取获得酶解木质素。在制备能源酒精的微生物发酵和从残渣分离的过程中酶解木质素都处在相对温和的状态下,因此酶解木质素较好地保留了木质素的活性基团,适于制备木质素的改性产品,有良好的经济价值。从微生物酶解玉米秸秆的残渣中分离提取酶解木质素可以解决微生物酶解玉米秸秆制备能源酒精工艺的亏损问题,将有利于推广这种绿色环保的新工艺,有利于可持续发展。 权利要求(5)
1、一种酶解木质素的无机分离提取方法,其特征在于:将酶解玉米秸杆的残渣与无机碱性溶液混合,经过加热、加压,使酶解玉米秸杆的残渣中的木质素与无机碱性溶液充分反应溶解,通过过滤将含有酶解木质素的溶液与其他不溶的组分分离,酶解木质素溶液经过酸液中和后,加水使酶解木质素以沉淀析出,再经过离心分离、水洗、干燥得到酶解木质素。 2、 根据权利要求1所述的酶解木质素的无机分离提取方法,其特征在于-加热的温度为30-10(TC、加压的压力为0〈压力《l.簡Pa、并经过0.5-6.0小时。 3、 根据权利要求2所述的酶解木质素的无机分离提取方法,其特征在于: 其原料组成及重量份数比为:酶解玉米秸杆的残渣 100份浓度为1一35%的无机碱性溶液 200-1000份。 4、 根据权利要求1或2所述的酶解木质素的无机分离提取方法,其特征在 于:所述的无机碱性溶液为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、氢氧化钙溶液、氨 水中的一种或一种以上。 5、 根据权利要求1所述的酶解木质素的无机分离提取方法,其特征在于: 所述的酸液为弱酸。 说明
酶解木质素的分离提取方法 技术领域: 本发明涉及从微生物酶解玉米秸杆的残渣中分离提取酶解木质素的工艺 和配方。 背景技术: 地球上的石油资源日益枯竭,替代能源的开发迫在眉睫。能源酒精是目前 各国都在开发的一种汽油的替代产品,釆用淀粉转化法制备能源酒精,每生产 1吨酒精需要3. 3-3. 5吨淀粉。从成本核算来看,这种方法制备酒精是亏本的。 玉米是一种主要粮食作物,世界各国玉米的种植面积颇为广阔,每年都会产生 6-7亿吨玉米秸秆。我国每年有2-3亿吨玉米秸秆,除了少部分用作词料或制 备沼气外,大部分被焚烧为草木灰,既浪费资源又污染环境。玉米秸秆含有大 量的多糖组分,为了节约粮食并降低能源酒精的制造成本,国内外学者正在探 索利用微生物、酶催化等生物技术让玉米秸秆中的多糖转化成能源酒精。美国 能源部和瑞典政府都投入巨资支持开发这一重要资源,国际上瑞典、美国的生 物技术公司在微生物培养、糖化酒精的菌种筛选方面做了大量工作,设计了一 套试验生产工艺,但是他们对微生物酶解玉米秸杆制备能源酒精的残渣没有进 一步开发,仅把残渣作为燃料烧掉,因此经济效益不高,无法推广应用。国内 南京林业大学余世袁教授也进行了成功的试验,利用微生物酶解玉米秸杆制备 能源酒精,用6.5吨玉米秸杆可以得到1吨能源酒精和1吨残渣,同样因为没 有综合利用残渣中的木质素,该项目的中试因经济效益不佳而停止。微生物酶 解玉米秸杆制备能源酒精的残渣中含有40—50%的酶解木质素,酶解玉米秸杆
3的过程比较温和,酶解木质素较好地保留了天然木质素的化学活性,采用适当 的方法分离、提取酶解木质素可以有效地利用废弃物资源,提高微生物酶解玉 米秸杆制备能源酒精的经济效益,有利于这项绿色环保项目的推广应用,有利
于可持续发展。 发明内容- 本发明解决了现有微生物酶解玉米秸杆制备能源酒精技术所存在的问 题,提供两种生产成本低、工艺方法简便、又能较好地保留其化学活性的 酶解木质素分离提取的方法。
本发明的技术方案有两种。 一是有机溶剂萃取法,二是无机物提取法。 具体其步骤包括: 1有机溶剂萃取法:利用有机溶剂萃取酶解玉米秸杆的残渣,酶解木质素 溶解在有机溶剂中进行萃取,通过过滤把酶解木质素溶液与其他不溶有机溶剂 的杂质分离,溶液经减压蒸馏脱去溶剂后得到酶解木质素。
2无机物提取法:利用木质素能够溶于无机碱性物质的水相体系的特点, 使酶解玉米秸杆的残渣中的酶解木质素溶于无机碱性溶液中,通过过滤与其他 组分分离,酶解木质素溶液经过酸液中和后,酶解木质素以沉淀析出,再经过 离心分离、水洗后干燥得到酶解木质素。
本发明具有如下优点: 1、本发明采用的有机溶剂萃取法在一定温度、压力条件下,用一种或 多种混合有机溶剂萃取微生物酶解玉米秸杆制备能源酒精的残渣,使酶解木 质素溶解于有机溶剂之中,令它与残渣中的其他组分分离。有机溶剂萃取 过程除溶剂外没有添加其他化学药剂,得到的酶解木质素纯度高,灰分含量比原料降低几十倍。有机溶剂萃取法得到的酶解木质素容易溶解于有机 溶剂,有利于在有机相体系进行化学改性。根据使用溶剂的类型和萃取条
件的不同,可得到原料量20-43%的酶解木质素。 2、 本发明采用的无机物提取法在一定温度、压力条件下,用无机碱性 水溶液萃取微生物酶解玉米秸杆制备能源酒精的残渣,使酶解木质素溶解于 无机碱性水溶液之中,通过过滤令它与残渣中的其他组分分离后,加酸中 和碱性,酶解木质素以沉淀析出,根据提取条件的不同,可得到原料量 30-48%的酶解木质素。
3、 酶解木质素灰分含量低,化学活性高,适合对它进行化学改性, 制备酶解木质素衍生物,酶解木质素及其衍生物比传统的木质素磺酸盐保 留更多活性基团,因而有更好的改性效果。 4、 本发明所采用的有机溶剂萃取法和无机物提取法制得的酶解木质素 的红外光谱和紫外光谱的测试结果表明它们的分子结构基本相同,较好地 保留了天然木质素的活性基团,其化学性能没有受制备方法的影响,可以 用于制备相应的木质素衍生物。
5、 本发明制得得酶解木质素及其衍生物可用于橡胶、塑料等工程材 料,胶粘剂,涂料或复合材料的改性剂,应用范围很广,具有较高的经济 价值。本发明的推广应用大大提高了微生物酶解玉米秸杆制备能源酒精的经 济效益,有利于这项绿色环保项目的推广应用,有利于可持续发展。
6、 利用酶解玉米秸杆的残渣分离提取酶解木质素,既可以采用有机溶剂萃 取法,也可以采用无机物提取法,任何一种方法既可以单独进行、也可以反复 进行或两种方法交替进行,对同一批残渣多次提取比单独进行一次提取所获得酶解木质素的得率可以提高1-6%。 附國说明-
图1为不同方法制得的酶解木质素的紫外光谱:4h、 Na和nh分别表示用 四氢呋喃,氢氧化钠和氨水处理酶解玉米秸杆的残渣所得到的酶解木质素。 图2为不同方法制得的酶解木质素的红外光谱:4h、 Na和nh分别表示用
四氢呋喃,氢氧化钠和氨水处理酶解玉米秸杆的残渣所得到的酶解木质素。 具体实施方式- 1. 有机溶剂萃取法- (1)工艺步骤:将酶解玉米秸杆的残渣与有机溶剂混合进行萃取,萃取过 程的温度为30-10(TC,压力为0-l.OMPa,时间为0.5-6小时,使酵解玉米秸杆 的残渣与有机溶剂充分反应溶解,过滤分离,并将滤液蒸发,即可得到酶解木质素。
(2)原料组成及总量份数比: 酶解玉米秸杆的残渣 100份 有机溶剂 200-1000份 所述的有机溶剂为二氧六环、四氢呋喃、三氯甲烷、二氯甲烷、二甲基甲 酰胺、环己酮、乙醇、异丙醇和丙酮中的一种或一种以上
2. 无机物提取法: (l)工艺步骤:将酶解玉米秸杆的残渣与无机碱性溶液混合,经过一定时 间的加热、加压,使酶解玉米秸杆的残渣与无机碱性溶液充分反应溶解,过滤 分离,在滤液中加入弱(或稀)酸进行中和,并加水使酶解木质素沉淀析出;(2)原料组成及总量份数比: 酶解玉米秸杆的残渣 100份
浓度为1一35%的无机碱性溶液 200-1000份 所述的无机碱性溶液为:氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氨水等等。 制备酶解木质素的原料为微生物鶴解玉米秸杆制备能源酒精的残渣,其中酶
解木质素的含量为40—50%。有机溶剂和碱性无机物均可在化工产品市场购买。 具体工艺步骤和条件: 1. 有机溶剂萃取法:把100份酶解玉米秸杆的残渣,溶解在200-1000份有 机溶剂中,搅拌促进酶解木质素溶解到有机溶剂中,将混合物加热到30-10(TC、 并加压到0-l.OMPa、经过0.5-6.0小时,通过过滤把酶解木质素溶液与其他不溶 有机溶剂的杂质分离,溶液经蒸馏脱去溶剂后得到酶解木质素。
2. 无机物提取法:把100份酶解玉米秸杆的残渣,溶解在200-1000份浓度 为1-35%氢氧化物或浓度为1-35%氨水中,搅拌促进酶解木质素溶解到碱性水 溶液中,将混合物加热到30-100°C、并加压到压力O-l.OMPa、经过0.5-6.0小 时,通过过滤把酶解木质素溶液与其他不溶碱性水溶液的杂质分离,溶液经浓 度为1—35%盐酸中和至中性(PH=7)后, 一边搅拌, 一边加入该溶液3-8倍 体积的水,静置10-60分钟,酶解木质素沉淀析出,水洗、过滤分离并把沉淀 烘干得到酶解木质素。
实施例1. 称取100克酶解玉米秸杆的残渣,放入1500毫升的三口烧瓶中,加入600 毫升四氢呋喃、二氧六环的混合溶液(四氢呋喃和二氧六环的体积比为2: 1), 搅拌1S分钟促进酶解木质素溶解到有机溶剂中,然后加热至卯。C 、压力0. 3MPa,保持1.5小时,通过过滤把酶解木质素溶液与其他不溶有机溶剂的杂质分离, 溶液经蒸馏脱去溶剂后得到酶解木质素40.20克。 实施例2.
称取100份酶解玉米秸杆的残渣,放入1500毫升的三口烧瓶中,加入500 毫升浓度为10%氢氧化钠溶液中,搅拌15分钟促进酶解木质素溶解到碱水溶 液中,然后加热至95°0并加压至0.3似?&,维持1.0小时,通过过滤把酶解木质 素溶液与其他不溶的杂质分离,向溶液加入152毫升30%盐酸中和至中性(PH =7)后, 一边搅拌, 一边加入该溶液4倍体积的水,静置30分钟,酶解木质 素沉淀析出,过滤分离、水洗沉淀并把沉淀烘干得到酶解木质素45.31克。 实施例3
称取100份酶解玉米秸杆的残渣,放入1500毫升的三口烧瓶中,加入350 毫升浓度为15%氨水中,搅拌15分钟促进酶解木质素溶解到氨水溶液中,然 后加热至95。C并加压至0.3MPa,维持1.0小时,通过过滤把酶解木质素溶液与 其他不溶的杂质分离,向溶液加入370毫升30%盐酸中和至中性(PH=7)后, 一边搅拌, 一边加入该溶液4倍体积的水,静置30分钟,酶解木质素沉淀析出, 过滤分离,水洗沉淀并把沉淀烘干得到酶解木质素42.52克。