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1、10申请公布号CN104263779A43申请公布日20150107CN104263779A21申请号201410459768522申请日20140911C12P19/1420060171申请人大连理工大学地址116024辽宁省大连市甘井子区凌工路2号72发明人李国民银光照刘一凡郝刘丹银建中74专利代理机构大连理工大学专利中心21200代理人李宝元梅洪玉54发明名称一种加压热水中超声波预处理促进木质纤维素酶水解制备还原糖的方法57摘要本发明属于绿色化学和清洁能源技术领域，涉及一种加压热水中超声波预处理促进木质纤维素酶水解制备还原糖的方法。将去离子水与木质纤维素以质量比101001混合，通入31。
2、0MPA的二氧化碳或者氮气，温度80120；施加频率4060KHZ、功率90600W的超声场，持续10120MIN；在210MIN内使压力泄放至常压，烘干。向木质纤维素中加入PH48、浓度为02M的乙酸乙酸钠缓冲溶液，其与木质纤维素质量比为501，再加入与木质纤维素质量比为05121的纤维素酶，水解得到还原糖。本发明的方法，节省时间，条件温和，能耗低，工艺简单，成本低，绿色无污染。51INTCL权利要求书1页说明书3页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页10申请公布号CN104263779ACN104263779A1/1页21一种加压热水中超声波预处理促进木。
3、质纤维素酶水解制备还原糖的方法，其特征在于1将去离子水与粉碎烘干的木质纤维素以质量比为101001混合加入到反应器中，反应器内通入310MPA压力的二氧化碳或者氮气并加热，保持反应器内温度为80120；然后反应器内施加频率4060KHZ、功率90600W的超声场，持续10120MIN；待反应结束后，在210MIN内使反应器压力泄放至常压，取出物料并将其烘干至恒重；2将步骤1中所得烘干后的木质纤维素放入中加入PH48、浓度为02M的乙酸乙酸钠缓冲溶液，乙酸乙酸钠缓冲溶液与木质纤维素质量比为501，再加入与木质纤维素质量比为05121的纤维素酶，纤维素酶的活性为4000U/G，在50、100R/M。
4、IN的水浴中酶水解48H，得到还原糖溶液。2根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的木质纤维素为玉米秸秆、玉米芯、稻秆、高粱秸秆、甘蔗渣、麦秆中的一种或两种以上混合，粒径为2040目。权利要求书CN104263779A1/3页3一种加压热水中超声波预处理促进木质纤维素酶水解制备还原糖的方法技术领域0001本发明属于绿色化学和清洁能源技术领域，涉及一种加压热水中超声波预处理促进木质纤维素酶水解制备还原糖的方法。背景技术0002木质纤维素由半纤维素、纤维素和木质素构成，主要来源于农作物秸秆、树木和野草等。作为一种生物质资源，因其可再生、产量巨大，成为可再生能源和资源利用的焦点。直接燃烧是木质纤。
5、维素利用的传统形式，能源利用率低，环境污染严重。将木质纤维素通过化学或者生物法水解生成还原糖，再经发酵制取燃料乙醇，是可替代能源的重要组成部分，也是木质纤维素类生物质资源的高效利用途径。酶水解木质纤维素制备还原糖工艺因环境友好、条件温和以及还原糖收率高而倍受青睐。为了提高纤维素酶对木质纤维素水解的效率，首先需要对其进行预处理，目的在于破坏半纤维素以及木质素对纤维素的包裹和缠绕作用，最大限度地改善酶对纤维素的可及度。0003以往对木质纤维素预处理的方法主要有酸碱预处理、氨爆破预处理、蒸汽爆破预处理以及超临界二氧化碳预处理等。酸碱预处理工艺成熟，但存在腐蚀性强、对设备要求高、产物分离和废液处理难度。
6、大等问题。超临界二氧化碳预处理和蒸汽爆破预处理绿色环保，但需高温高压的苛刻条件且能耗较大。氨爆破预处理工艺复杂，氨回收成本高且存在环境污染问题。为克服上述预处理工艺的不足，本发明提出一种加压热水中超声波预处理促进木质纤维素酶水解制备还原糖的方法。0004加压热水是指水/二氧化碳或者水/氮气系统总压力为310MPA、温度为80120的水，是一种绿色溶剂。加压热水在预处理中能对木质纤维素起到润湿和溶胀作用，使木质纤维素结构变的松散，机械强度减弱，CO2或N2能更好的进入木质纤维素内部，泄压产生优越的爆破效果，同时加压热水也是超声波的良好传播介质，为超声波处理木质纤维素提供基础。0005超声波是一种。
7、能量形式，广泛应用于分析化学、物理化学等各个领域。利用超声波产生的振荡和空化作用，可以破坏生物质的物理结构和内部化学键，打破木质素和半纤维素对纤维素的束缚，使纤维素酶与纤维素接触表面积变大，从而促进酶水解进行。发明内容0006本发明的目的是提供一种加压热水中超声波预处理促进木质纤维素酶水解制备还原糖的方法，解决酸碱预处理腐蚀设备、对设备要求高、产物分离困难和废液处理问题，超临界二氧化碳预处理和蒸汽爆破预处理高温高压等苛刻条件和高能耗，氨纤维爆破预处理工艺复杂、回收成本高、污染环境问题。0007本发明的技术方案是0008一种加压热水中超声波预处理促进木质纤维素酶水解制备还原糖的方法，将一定说明书。
8、CN104263779A2/3页4质量比去离子水与粉碎后烘干的木质纤维素放入反应器中，在加压热水中进行超声波预处理，再使用纤维素酶对预处理后的木质纤维素进行水解，制备还原糖；具体步骤以下00091将去离子水与粉碎烘干的木质纤维素以质量比为101001混合加入到反应器中，反应器内通入310MPA压力的二氧化碳或者氮气并加热，保持反应器内温度为80120；然后反应器内施加频率4060KHZ、功率90600W的超声场，持续10120MIN；待反应结束后，在210MIN内使反应器压力泄放至常压，取出物料并将其烘干至恒重。00102将步骤1中所得烘干后的木质纤维素放入中加入PH48、浓度为02M的乙酸乙。
9、酸钠缓冲溶液，乙酸乙酸钠缓冲溶液与木质纤维素质量比为501，再加入与木质纤维素质量比为05121的纤维素酶，纤维素酶活性为4000U/G，在50、100R/MIN的水浴摇床中酶水解48H，得到还原糖溶液。0011所述的木质纤维素为玉米秸秆、玉米芯、稻秆、高粱秸秆、甘蔗渣、麦秆中的一种或两种以上混合，粒径为2040目。0012本发明的效果和益处是加压热水是一种绿色溶剂，在预处理中能对木质纤维素起到润湿和溶胀作用，使木质纤维素结构变的松散，机械强度减弱，CO2或N2能更好的进入木质纤维素内部，泄压产生更好的爆破效果，同时加压热水也是超声波的良好传播介质，使超声振荡和波空化作用效果更好，在加压热水和。
10、超声波的共同作用下，破坏木质纤维素的物理结构和内部化学键，打破木质素和半纤维素对纤维素的束缚，纤维素酶与纤维素有更大的接触面积，从而促进酶水解进行，获得更高的还原糖产率。加压热水中进行超声波预处理，节省时间，无需高温，条件温和，对设备要求低，操作简单，绿色环保，成本低，后续处理简单。具体实施方式0013以下结合技术方案详细叙述本发明的具体实施方式。0014实施例10015按质量比201称取20G去离子水和1G玉米秆混合加入到反应器中，向反应器内灌入CO2，保持5MPA，置于超声槽中，在80、40KHZ、600W条件下保持60MIN。反应结束后，迅速泄压至常压，随后取出玉米秆烘干至恒重。预处理后。
11、的玉米秆1G、07G活性4000U/G纤维素酶和50MLPH值48、浓度为02M的乙酸乙酸钠缓冲溶液放入100ML锥形瓶中，在50、100R/MIN的水浴摇床中水解48H，将产物过滤、离心，对液相产物进行紫外分析，还原糖产率276。0016实施例20017按质量比501称取50G去离子水和1G玉米秆混合加入到反应器中，向反应器内灌入N2，保持10MPA，置于超声槽中，在40KHZ、600W、120条件下保持60MIN。反应结束后，迅速泄压至常压，随后取出玉米秆烘干至恒重。预处理后的玉米秆1G、07G活性4000U/G纤维素酶和50MLPH值48、浓度为02M的乙酸乙酸钠缓冲溶液放入100ML锥。
12、形瓶中，在50、100R/MIN的水浴摇床中水解48H，将产物过滤、离心，对液相产物进行紫外分析，还原糖产率268。0018实施例3说明书CN104263779A3/3页50019按质量比201称取20G去离子水和1G玉米芯混合加入到反应器中，向反应器内灌入CO2，保持5MPA，置于超声槽中，在59KHZ、90W、80条件下保持120MIN。反应结束后，迅速泄压至常压，随后取出玉米秆烘干至恒重。预处理后的玉米秆1G、07G活性4000U/G纤维素酶和50MLPH值48、浓度为02M的乙酸乙酸钠缓冲溶液放入100ML锥形瓶中，在50、100R/MIN的水浴摇床中水解48H，将产物过滤、离心，对液相产物进行紫外分析，还原糖产率263。0020实施例40021按质量比501称取50G去离子水和1G玉米芯混合加入到反应器中，向反应器内灌入CO2，保持10MPA，置于超声槽中，在40KHZ、600W、80条件下保持60MIN。反应结束后，迅速泄压至常压，随后取出玉米秆烘干至恒重。预处理后的玉米秆1G、07G活性4000U/G纤维素酶和50MLPH值48、浓度为02M的乙酸乙酸钠缓冲溶液放入100ML锥形瓶中，在50、100R/MIN的水浴摇床中水解48H，将产物过滤、离心，对液相产物进行紫外分析，还原糖产率286。说明书CN104263779A。