维素废液回收利用的方法，包括以下步骤:
[0048](1)取过筛40?60目的甘蔗渣置于反应釜内，以固液比1:10 (g绝干物料/mL)加入质量浓度为2% Κ0Η溶液，在60°C、lOOrpm的条件下处理3h后，采用过滤的方法进行固液分离，收集碱处理废液I和木质纤维素处理残渣；
[0049](2)加水至反应釜内，利用釜体残热预热水温至40°C，以固液比1:10 (g绝干物料/mL)的量水洗步骤1的木质纤维素处理残渣3次，收集洗涤废液II ；
[0050](3)用饱和柠檬酸溶液分别调废液I和II的pH为5.0，碱木质素析出，采用离心的方法进行固液分离，碱木质素可用于制备减水剂、表面活性剂等产品，所得相应上清液L用于沼气发酵，上清液1^与步骤2中洗涤后的木质纤维素处理残渣混合；
[0051](4)用饱和柠檬酸溶液调上清液IL与步骤2中洗涤后的木质纤维素处理残渣混合固液体系pH为4.8，调整固液比为1:20，以15FPU/g纤维素的量加入纤维素酶，在50°C、80rpm的条件下酶解72h，得到葡萄糖浓度为33.lg/L，木糖浓度为10.9g/L，综纤维素转化率为86.3%。
[0052]调整固液比后多余的废液先用Κ0Η调pH为7.0，再加入一定质量的Κ0Η固体至质量浓度为2%，在上述相同操作条件下进行甘蔗渣原料的预处理、酶解及废液重复利用，得到葡萄糖浓度为32.7g/L，木糖浓度为11.4g/L，综纤维素转化率为86.4%。
[0053]实施例5
[0054]—种碱处理木质纤维素废液回收利用的方法，包括以下步骤:
[0055](1)取过筛40?60目的甘鹿渣置于反应爸内，以固液比1:15 (g绝干物料/mL)加入质量浓度为1.5%K0H溶液，在70°C、100rpm的条件下处理2.5h后，采用过滤的方法进行固液分离，收集碱处理废液I和木质纤维素处理残渣；
[0056](2)加水至反应釜内，利用釜体残热预热水温至45°C，以固液比1:8 (g绝干物料/mL)的量水洗步骤1的木质纤维素处理残渣4次，收集洗涤废液II ；
[0057](3)用饱和柠檬酸溶液分别调废液I和II的pH为5.0，碱木质素析出，采用离心的方法进行固液分离，碱木质素可用于制备减水剂、表面活性剂等产品，所得上清液Ii用于沼气发酵，上清液I1:与步骤2中洗涤后的木质纤维素处理残渣混合；
[0058](4)用Κ0Η调上清液IL与步骤2中洗涤后的木质纤维素处理残渣混合固液体系pH为5.2，调整固液比为1:10，以30FPU/g纤维素的量加入纤维素酶，在50°C、100rpm的条件下酶解96h，得到葡萄糖浓度为66.lg/L,木糖浓度为23.9g/L，综纤维素转化率为90.
[0059]调整固液比后多余的废液先用Κ0Η调pH为?.0，再加入一定质量的Κ0Η固体至质量浓度为1.5%，在上述相同操作条件下进行甘蔗渣原料的预处理、酶解及废液重复利用，得到葡萄糖浓度为64.8g/L，木糖浓度为23.7g/L，综纤维素转化率为89.4%。
[0060]实施例6
[0061]—种碱处理木质纤维素废液回收利用的方法，包括以下步骤:
[0062](1)取过筛40?60目的甘蔗渣置于反应釜内，以固液比1:20 (g绝干物料/mL)加入质量浓度为1 % Κ0Η溶液，在80°C、lOOrpm的条件下处理2h后，采用过滤的方法进行固液分离，收集碱处理废液I和木质纤维素处理残渣；
[0063](2)加水至反应釜内，利用釜体残热预热水温至50°C，以固液比1:5 (g绝干物料/mL)的量水洗步骤1的木质纤维素处理残渣4次，收集洗涤废液II ；
[0064](3)用饱和柠檬酸溶液分别调废液I和II的pH为5.0，碱木质素析出，采用离心的方法进行固液分离，碱木质素可用于制备减水剂、表面活性剂等产品，所得上清液Ii用于沼气发酵，上清液I1:与步骤2中洗涤后的木质纤维素处理残渣混合；
[0065](4)用Κ0Η调上清液IL与步骤2中洗涤后的木质纤维素处理残渣混合固液混合体系pH5.5，调整固液比为1: 5，以40FPU/g纤维素的量加入纤维素酶，在50°C、120rpm的条件下酶解96h，得到葡萄糖浓度为96.2g/L，木糖浓度为35.lg/L,综纤维素转化率为68.4%。
[0066]调整固液比后多余的废液先用Κ0Η调pH为?.0，再加入一定质量的Κ0Η固体至质量浓度为1%，在上述相同操作条件下进行甘蔗渣原料的预处理、酶解及废液重复利用，得到葡萄糖浓度为95.9g/L，木糖浓度为33.6g/L，综纤维素转化率为67.5%。
[0067]对比例1
[0068]取过筛40?60目的甘蔗渣置于反应釜内，以固液比1:10 (g绝干物料/mL)加入质量浓度为2% NaOH溶液，在60°C、lOOrpm的条件下处理3h后，采用过滤的方法进行固液分离。加水至反应釜内，利用釜体残热预热水温至40°C，水洗预处理残渣至pH中性。挤干物料，按固液比1:20加入乙酸缓冲液(pH4.8)，以15FPU/g纤维素的量加入纤维素酶，在50°C、80rpm的条件下酶解72h，得到葡萄糖浓度为34.2g/L，木糖浓度为12.3g/L，综纤维素转化率为90.8%。
[0069]对比例2
[0070]取过筛40?60目的甘鹿渣置于反应爸内，以固液比1:15 (g绝干物料/mL)加入质量浓度为1.5% NaOH溶液，在70°C、lOOrpm的条件下处理2.5h后，采用过滤的方法进行固液分离。加水至反应釜内，利用釜体残热预热水温至45°C，水洗预处理残渣至pH中性。挤干物料，按固液比1:10加入乙酸缓冲液(pH5.2)，以30FPU/g纤维素的量加入纤维素酶，在50°C、lOOrpm的条件下酶解96h，得到葡萄糖浓度为66.7g/L，木糖浓度为25.2g/L,综纤维素转化率为91.6%。
[0071]对比例3
[0072]取过筛40?60目的甘鹿渣置于反应爸内，以固液比1:20 (g绝干物料/mL)加入质量浓度为1 % NaOH溶液，在80°C、lOOrpm的条件下处理2h后，采用过滤的方法进行固液分离。加水至反应釜内，利用釜体残热预热水温至50°C，水洗预处理残渣至pH中性。挤干物料，按固液比1:5加入乙酸缓冲液(pH5.5)，以40FPU/g纤维素的量加入纤维素酶，在50°C、120rpm的条件下酶解96h，得到葡萄糖浓度为97.7g/L，木糖浓度为37.lg/L,综纤维素转化率为71.7%。
[0073]由于对比例在实施过程中采用的预处理液和酶水解液均为新鲜配制的溶液，而实施例在实施过程中使用的预处理液和酶水解液要么其中之一为回收液，要么均为回收液，在相同条件下，其预处理及酶解后的综纤维素转化率与对比例接近，说明按照本方法既可实现碱处理废液的回收利用，又不影响综纤维素的转化效果。本方法可协调环境保护与能源生产，具有双重效益。
[0074]上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利保护范围中。
【主权项】
1.一种碱处理木质纤维素废液回收利用的方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)采用碱液在温度为60?80°C、固液比1:10?1:20的条件下处理木质纤维素2?3h，进行固液分离，得到木质纤维素处理残渣和废液I ; (2)将水预热，用预热水以每次5?10mL/g的量洗涤步骤1的木质纤维素处理残渣3?4次，每次洗涤后将物料挤干，收集洗涤废液II ； (3)用有机酸调节废液I和废液II的pH为4?5，析出木质素，离心分离获得碱木质素、上清液1^和用于沼气发酵的上清液1:，上清液1^与步骤2中洗涤后的木质纤维素处理残渣混合； (4)用碱调节上清液IL与步骤2中洗涤后的木质纤维素处理残渣混合体系的pH至4.8?5.5后，调整固液比为1:5?1:20，按照15?40FPU/g纤维素的量加入纤维素酶酶解，得到含有可发酵糖的水解液。2.根据权利要求1所述的碱处理木质纤维素废液回收利用的方法，其特征在于，步骤(1)中所述碱液浓度的质量浓度为1?2%。3.根据权利要求1或2所述的碱处理木质纤维素废液回收利用的方法，其特征在于，步骤(1)中所述碱液为氢氧化钠或氢氧化钾溶液，所述固液分离采取过滤方式，所述过滤方式为筛网过滤。4.根据权利要求1所述的碱处理木质纤维素废液回收利用的方法，其特征在于，步骤(2)中所述水预热温度为40?50°C，物料挤干方式为螺旋挤压。5.根据权利要求1所述的碱处理木质纤维素废液回收利用的方法，其特征在于，步骤(3)中所述有机酸为乙酸或柠檬酸。6.根据权利要求1所述的碱处理木质纤维素废液回收利用的方法，其特征在于，步骤(4)所述酶解的条件为:在50°C，80?120rpm条件下酶解72?96h。7.根据权利要求1所述的碱处理木质纤维素废液回收利用的方法，其特征在于，步骤(4)中剩余废液可用碱调整碱度作为步骤(1)的碱液后用于木质纤维素的预处理。8.根据权利要求7所述的碱度调整的方法，其特征在于，先用碱调pH至中性，再加碱配制成质量浓度为1?2%的碱液。
【专利摘要】本发明涉及一种碱处理木质纤维素废液回收利用的方法，包括以下步骤：1)采用碱液处理木质纤维素，进行固液分离，得到木质纤维素处理残渣和废液I；2)洗涤步骤1的木质纤维素处理残渣，收集洗涤废液II；3)调节废液I和废液II的pH，析出木质素，离心分离获得碱木质素、上清液II1和用于沼气发酵的上清液I1，上清液II1与步骤2中洗涤后的木质纤维素处理残渣混合；4)调节上清液II1与步骤2中的木质纤维素处理残渣混合体系的pH，加入纤维素酶酶解，得到含有可发酵糖的水解液。本发明提出的木质纤维素废液回收利用的方法实现木质纤维素碱预处理过程中废液的重复利用，不造成环境污染，降低了工艺运营成本。
【IPC分类】C12P5/02, C12P19/14, C08H7/00
【公开号】CN105296568
【申请号】CN201510751456
【发明人】袁振宏, 王闻, 庄新姝, 亓伟, 余强, 王琼, 刘云云, 谭雪松, 周桂雄
【申请人】中国科学院广州能源研究所
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年11月5日