一种降低木质纤维素生物质粒径的酸处理方法与流程

本发明属于生物质废弃物资源化利用，具体涉及一种降低木质纤维素生物质粒径的酸处理方法。

背景技术：

1、木质纤维素生物质由于其来源广、可再生等优点，被认为是一种极具发展潜力的清洁能源。木质纤维素生物质经过处理后可用于造纸、化工、建材、涂料及建筑等多个行业。木质纤维素生物质中的主要成分为纤维素、半纤维素和木质素。由于木质纤维素生物质中纤维含量高且结构稳定，难于破坏纤维结构，降低纤维含量，所以在木质纤维素生物质直接利用过程中存在效率低和能耗大的缺点，不利于木质纤维素生物质的高效利用。

2、木质纤维素生物质的颗粒大小在一定程度上可以影响生物质的转化率。现有的木质纤维素生物质预处理工艺一般是先将原料通过物理方法进行切块粉碎，再进行下一步的酶解、发酵或水热等处理，但切块粉碎后得到的原料粒径仍然较大，对后续处理工序的提升较小。

技术实现思路

1、为解决现有技术的粉碎后生物质粒径较大，不利于后续处理工序的问题，本发明的目的是提供一种操作简单的降低木质纤维素生物质粒径的酸处理方法，该方法处理后的木质纤维素生物质粒径为4000-8000目。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一种降低木质纤维素生物质粒径的酸处理方法，包括以下步骤：

4、将木质纤维素生物质粗粉碎至50-200目，得到生物质粗粉；

5、将生物质粗粉在酸中浸泡，对浸泡后的生物质粗粉烘干，再粉碎至4000-8000目，得到生物质超细粉。

6、进一步的，木质纤维素生物质为椰壳、竹子、甘蔗渣和玉米秸秆中的一种。

7、进一步的，将木质纤维素生物质粗粉碎至50-200目，通过机械粉碎机进行。

8、进一步的，酸为盐酸、硫酸或磷酸中的任意一种，酸的浓度为1-6mol/l。

9、进一步的，浸泡的时间为1-4h。

10、进一步的，将生物质粗粉在酸中浸泡时，将粗粉加入到酸中形成的混合物的含固率为20%。

11、进一步的，将生物质粗粉在酸中浸泡，操作如下：

12、将生物质粗粉加入到酸中超声混合均匀，然后进行静置浸泡。

13、进一步的，浸泡是在30-60℃下进行。

14、进一步的，粉碎至4000-8000目采用超微粉碎分级机进行。

15、进一步的，超微粉碎分级机的粉碎盘转速为4000r/min，分级叶轮转速为25000r/min，处理风量为60m3/h，粉碎效率为2-5kg/h。

16、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

17、本发明中，首先将木质纤维素生物质粗粉碎至50-200目，保证生物质粗粉在合适的粒径范围内，利用酸中浸泡时酸进入生物质粗粉内，再采用酸浸渍预处理的过程中，酸进入木质纤维素生物质原料中，渗入至纤维间的孔隙和细胞壁中，破坏分子内部氢键，从而破坏生物质的纤维结构，溶解木质纤维素生物质中的顽固聚合物，将半纤维素转化为糖单体和可溶性低聚物。同时，酸处理还能够有效降低生物质中的无机灰分、金属和半纤维素的含量，再经过进一步粉碎处理后可以得到4000-8000目的生物质超细粉，有利于生物质的后续酶解、发酵或水热等处理，本发明的酸处理方法具有操作简单、工艺成本低等优点，为木质纤维素生物质预处理提供新的参考方法。

技术特征：

1.一种降低木质纤维素生物质粒径的酸处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的降低木质纤维素生物质粒径的酸处理方法，其特征在于，木质纤维素生物质为椰壳、竹子、甘蔗渣和玉米秸秆中的一种。

3.根据权利要求1所述的降低木质纤维素生物质粒径的酸处理方法，其特征在于，将木质纤维素生物质粗粉碎至50-200目，通过机械粉碎机进行。

4.根据权利要求1所述的降低木质纤维素生物质粒径的酸处理方法，其特征在于，酸为盐酸、硫酸或磷酸中的任意一种，酸的浓度为1-6mol/l。

5.根据权利要求1所述的降低木质纤维素生物质粒径的酸处理方法，其特征在于，浸泡的时间为1-4h。

6.根据权利要求1所述的降低木质纤维素生物质粒径的酸处理方法，其特征在于，将生物质粗粉在酸中浸泡时，将粗粉加入到酸中形成的混合物的含固率为20%。

7.根据权利要求1所述的降低木质纤维素生物质粒径的酸处理方法，其特征在于，将生物质粗粉在酸中浸泡，操作如下：

8.根据权利要求1所述的降低木质纤维素生物质粒径的酸处理方法，其特征在于，浸泡是在30-60℃下进行。

9.根据权利要求1所述的降低木质纤维素生物质粒径的酸处理方法，其特征在于，粉碎至4000-8000目采用超微粉碎分级机进行。

10.根据权利要求9所述的降低木质纤维素生物质粒径的酸处理方法，其特征在于，超微粉碎分级机的粉碎盘转速为4000r/min，分级叶轮转速为25000r/min，处理风量为60m3/h，粉碎效率为2-5kg/h。

技术总结
本发明属于生物质废弃物资源化利用技术领域，公开了一种降低木质纤维素生物质粒径的酸处理方法，包括以下步骤：将木质纤维素生物质粗粉碎至50‑200目，得到生物质粗粉；将生物质粗粉在酸中浸泡，对浸泡后的生物质粗粉烘干，再粉碎至4000‑8000目，得到生物质超细粉。采用酸浸泡预处理的方式能够破坏生物质的纤维结构，溶解木质纤维素生物质中的顽固聚合物，减小生物质粒径，有利于生物质的后续酶解、发酵或水热等处理。同时可以降低生物质中的无机灰分、金属和半纤维素的含量，具有操作简单、工艺成本低等优点。

技术研发人员：张景杰,段培高,刘畅,杜雨菡,高志杰
受保护的技术使用者：山东埃尔派粉体科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17