素酶水解36-72h，即可将70-85%的纤维素转化为低聚可溶纤维素。与现有塔拉废渣弃置相比，本发明具有变废为宝，不仅解决塔拉废渣处理的难题，也为生产低聚可溶纤维素提供新的可行方法，其经济效益和社会效益不言而喻。
[0024]具体而言，本发明人针对塔拉废渣纤维素底物特点，采用物理方法和酶催化技术相结合，提供一种物理方法预处理和酶催化水解生成低聚可溶纤维素的生产方法。
[0025]本发明先通过用50°C温水洗涤塔拉废渣，从而使得残留碱与塔拉废渣分离，离心得到脱碱中性的塔拉废渣为后期酶解提供适宜的pH值，便于酶解；再通过微波处理，使得纤维束之间的连接键部分打断，降低和改变纤维素结晶区结构，易于纤维素酶水解作用；纤维素酶催化水解作用，将塔拉废渣纤维素降解成低聚可溶纤维素。
[0026]脱碱步骤:
[0027]在本发明中，脱碱通常是用50_60°C温水洗涤塔拉废渣，每次洗涤时间0.5-lh,洗涤3次，从而使得残留碱与塔拉废渣分离，离心得到脱碱中性的塔拉废渣。也可在更高的温度下进行脱碱，从节省能源角度考虑50_60°C效果较好。
[0028]脱碱时水的用量没有特别的限制，可以浸没塔拉废渣即可。水洗的次数也没有特别的限制，考虑到节约用水和成本，采用3次洗涤。
[0029]微波处理步骤
[0030]经过脱碱处理的塔拉废渣采用微波设备直接进行微波处理，从而获得微波处理的塔拉废渣。
[0031]微波处理可以采用常规微波设备，微波处理条件以塔拉废渣纤维原料结晶度改变来衡量，塔拉废渣含水率为50%以上，微波累计处理时间0.5-lh。微波可以使得纤维束之间的连接键部分打断，降低和改变纤维素结晶区结构，显著提高纤维原料对酶作用的敏感性。
[0032]酶解步骤
[0033]经本发明脱碱和微波处理步骤所获得的塔拉废渣纤维原料，可用酶解法生产低聚可溶纤维素。
[0034]用于本发明的纤维素酶没有特别的限制，本领域中常规使用的各种纤维素酶。
[0035]纤维素酶(cellulase)也称纤维素酶系，是由多种组分组成的复杂酶系，是水解纤维素及其衍生物的一组酶的总称。
[0036]根据纤维素酶的底物、作用位点和释放产物，纤维素酶分为三类:内切-β -1，4-葡聚糖酶、外切-β -1，4-葡聚糖酶(或称纤维二糖水解酶)和β -1，4-葡聚糖酶。
[0037]酶的用量没有特别限制，通常可以是5_10wt%，ρΗ值为4_7，温度为50-60°C，酶解时间 36-72ho
[0038]本发明的主要优点在于:
[0039]1.本发明以工业纤维素类废弃物塔拉废渣作为原料，变废为宝，不仅解决塔拉废渣处理的难题，也为生产低聚可溶纤维素提供新的可行方法，具有较高的经济效益和社会效益。
[0040]I1.本发明方法操作简便，处理时间短，转化率高，整体效率高，成本较低。
[0041]下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
[0042]方法和原料
[0043]纤维素酶:标准酶活力单位(内切纤维素酶):20000u/g(购于北京盛世嘉明科技开发有限公司)
[0044]低聚可溶纤维素转化率=1 -[(所得固形剩余物绝干质量一原料所含木质素质量)/(原料绝干质量X底物的纤维素含量)]X 100%
[0045]实施例1
[0046]1、原料:10kg塔拉废渣，调节含水率80%。
[0047]2、脱碱:50 V温水洗涤塔拉废渣，洗涤3次，每次时间0.5h，洗涤后塔拉废渣pH值7。
[0048]3、微波处理:密闭防止原料中水分过度蒸发，微波处理条件为800W、45min。
[0049]4、纤维素酶水解:纤维素酶的浓度5wt %，pH值为7，温度为50°C，酶解时间60h，从而获得酶解低聚可溶纤维素。
[0050]经过上述工艺处理后，塔拉废渣的低聚可溶纤维素转化率为75%。
[0051]实施例2
[0052]1、原料:15kg塔拉废渣，调节含水率85%。
[0053]2、脱碱:50 °C温水洗涤塔拉废渣，洗涤3次，每次时间0.5h，洗涤后塔拉废渣pH值7。
[0054]3、微波处理:密闭防止原料中水分过度蒸发，微波处理条件为800W、50min。
[0055]4、纤维素酶水解:纤维素酶的浓度7wt %，pH值为7，温度为50°C，酶解时间72h，从而获得酶解低聚可溶纤维素。
[0056]经过上述工艺处理后，塔拉废渣的低聚可溶纤维素转化率为80%。
[0057]实施例3
[0058]1、原料:20kg塔拉废渣，调节含水率85%。
[0059]2、脱碱:50 V温水洗涤塔拉废渣，洗涤3次，每次时间0.5h，洗涤后塔拉废渣pH值7。
[0060] 3、微波处理:密闭防止原料中水分过度蒸发，微波处理条件为800W、60min。
[0061 ] 4、纤维素酶水解:纤维素酶的浓度10wt %，pH值为7，温度为50°C，酶解时间72h，从而获得酶解低聚可溶纤维素。
[0062] 经过上述工艺处理后，塔拉废渣的低聚可溶纤维素转化率为85%。
【主权项】
1.一种微波辅助酶解塔拉剩余物制备低聚可溶纤维素的方法，其特征在于，包括: (a)脱碱:用50°C温水洗涤塔拉废渣，从而使得残留碱与塔拉废渣分离，离心得到脱碱中性的塔拉废渣；(b)微波处理:对脱碱后的塔拉废渣进行微波处理，从而获得经过微波处理的塔拉废渣；(C)酶解塔拉废渣:对经过微波处理的塔拉废渣进行酶解，从而生产低聚可溶纤维素；2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(a)中所述的脱碱是在50°C温水洗涤塔拉废渣，每次时间0.5-lh，洗涤3次，洗涤后塔拉废渣pH值6.5-7.5。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(b)中所述的微波处理塔拉废渣，改变塔拉废渣中纤维晶区结构，从而获得经过微波处理的塔拉废渣。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(c)中用纤维素酶对塔拉废渣进行降解制备低聚可溶纤维素。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，纤维素酶的浓度5-10wt%，pH值为4-7，温度为50-60°C，酶解时间36-72h。6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(c)加入的纤维素酶活性为20000U/g。
【专利摘要】本发明提供了微波辅助酶解塔拉剩余物制备低聚可溶纤维素的方法。具体地，本发明提供一种塔拉废渣制备低聚可溶纤维素的方法，它包括步骤：对塔拉废渣进行洗涤脱碱、微波处理和酶解，从而生产低聚可溶纤维素。采用本发明技术生产的低聚可溶纤维素，具有处理时间短、转化率高、环保等特点。
【IPC分类】C12P19/14, C12P19/04
【公开号】CN105349595
【申请号】CN201510745875
【发明人】路祺, 祖元刚, 刘 英, 孟庆焕, 祖柏实
【申请人】东北林业大学, 祖元刚
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年11月6日