本发明属于生物质炼制
技术领域：
，具体涉及一种利用有机碱预处理剂预处理木质纤维素的方法。
背景技术：
：利用木质纤维素底物制备生物基燃料和化学品具有绿色性，可持续性，是对传统石化炼制路线的有效补充和升级。目前，针对木质纤维素类物质的转化路线之一是通过酶的作用，将降解植物细胞壁中的纤维素和半纤维素降解为单糖或寡糖，进而通过微生物转化实现化学品的发酵生产。制约这一路线的主要瓶颈是木质纤维素的高聚物结构较为稳定，导致其预处理成本高昂。设计合理的木质纤维素预处理方法，可以有效去除木质纤维素中具有生物毒性的木质素成分，充分暴露可降解为纤维糖的纤维素和半纤维素成分，进而增加纤维质底物与纤维素酶的接触面积，提高纤维糖的制备效率。多种预处理方法可以对木质纤维素进行预处理，去除包裹在纤维素内的木质素和半纤维素，将纤维素三维结构破坏，使得纤维素充分暴露，从而进一步增加纤维素酶的结合位点，提高纤维素的酶水解效率。传统的木质纤维素预处理方法存在这样或那样一些问题，例如，生物法降解木质纤维素效率较低，酸碱法等造成大量含有酸碱的污水排放，造成环境污染；水热法和有机溶剂法尽管消除了酸碱废水排放带来的环境污染问题，但较高的预处理温度对设备要求较高；此外，有机溶剂的回收和再利用也消耗了大量的能量。因此，目前亟需研究开发一种安全、绿色、高效、工艺简单、对设备要求不高的用于木质纤维素预处理的方法。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种利用有机碱预处理剂预处理木质纤维素的方法。该方法在有机羟基和氨基的协同作用下降解木质纤维素，有效降解纤维质的木质素组分，实现纤维素和半纤维素的有效回收。预处理后获得的固相物质能有效酶解制备纤维糖，进而实现纤维质的高效转化和利用。为此，本发明第一方面提供了一种利用有机碱预处理剂预处理木质纤维素的方法，其包括：步骤a，将木质纤维素原料与有机碱预处理剂的水溶液混合均匀，制得固液混合物；步骤b，对所述固液混合物进行热处理，制得预处理混合物；步骤c，将所述预处理混合物冷却，进行固液分离，得到固相预处理纤维素渣；其中，所述有机碱预处理剂中含有羟基和氨基。本发明中，所述有机碱预处理剂为含有醇羟基和氨基的有机碱性化合物，和/或含有醇羟基的有机化合物和含有氨基的有机碱性化合物的有机碱性混合物。在本发明的一些实施方式中，所述含有羟基和氨基的有机碱性化合物为分子中含有至少一个醇羟基和至少一个氨基，常温下为液态或半液态的有机碱，优选为分子中碳原子数小于4，常温下为液态，低粘度的有机碱。在本发明的一些具体实施例中，所述含有羟基和氨基的有机碱性化合物包括甲醇胺、乙醇胺、正丙醇胺、异丙醇胺、3-氨基-1,2-丙二醇、2-氨基-1,3-丙二醇、2-氨基-1-丁醇、4-氨基-1-丁醇和正戊醇胺中的一种或多种。在本发明的一些实施方式中，所述含有醇羟基的有机化合物为分子中含有至少一个醇羟基的化合物。在本发明的一些具体实施例中，所述含有醇羟基的有机化合物包括甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、1,3-丙二醇、1,2-丙二醇、1,2-丁二醇、2,3-丁二醇、1,4-丁二醇、正丁醇、异丁醇、叔丁醇和甘油中的一种或多种。在本发明的一些实施方式中，所述含有氨基的有机碱性化合物为分子中含有至少一个氨基，ph值大于7的胺类化合物。在本发明的一些具体实施例中，含有氨基的有机碱性化合物包括氨水、尿素、甲胺、乙胺、丙胺、乙二胺、异丙胺和丙二胺中的一种或几种。根据本发明方法，在所述有机碱性混合物中，含有氨基的有机碱性化合物与含有醇羟基的有机化合物的摩尔比为1:100-100:1，优选为1:10-10:1。在本发明的一些实施方式中，所述有机碱预处理剂的水溶液中有机碱预处理剂的含量为1％-80％w/v，优选为2％-40％w/v，进一步优选为2％-20％w/v。本发明中，所述木质纤维素原料选自秸秆类原料中的一种或多种，优选所述木质纤维素原料选自玉米秸秆、甜高粱秸秆、甘蔗秸秆、小麦秸秆和稻秆中的一种或多种。在本发明的一些实施例中，所述木质纤维素原料的粒径小于100目，优选所述木质纤维素原料的粒径小于80目，进一步优选所述木质纤维素原料的粒径小于60目。在本发明的一些实施例中，所述木质纤维素原料与有机碱预处理剂的质量体积比为1-30％w/v，优选木质纤维素原料与有机碱预处理剂的质量体积比为5-20％w/v。在本发明的一些实施方式中，在步骤b中，所述热处理的温度为80-250℃，优选为120-200℃，进一步优选为120-160℃。在本发明的一些实施方式中，在步骤b中，所述热处理的时间为0.1-24h，优选为0.5-5h，进一步优选为1-3h。在本发明的一些优选的实施例中，在步骤b中，对所述固液混合物进行热处理和其他物理处理，制得预处理混合物；其中，所述其他物理处理选自球磨、微波处理、超声处理、蒸汽爆破处理、减压处理、双螺杆挤出处理和高压匀浆处理中的一种或多种。本发明第二方面提供了一种如本发明第一方面所述方法制得的预处理的固相预处理纤维素渣在生物化学品的制备中的应用，其包括将固相预处理纤维素渣经酶解糖化后获得的纤维素糖混合物作为碳源进行发酵制备生物化学品；其中，所述生物化学品包括乙醇、丙酮-丁醇、乳酸、1,3-丙二醇、2,3-丁二醇、乙酸、丙酸、丁酸、琥珀酸和、微生物油脂中的一种或多种，优选为乙醇、丙酮和丁醇，进一步优选为丙酮和丁醇。本发明所提供的利用有机碱预处理剂预处理木质纤维素的方法在有机羟基和氨基的协同作用下降解木质纤维素，有效降解纤维质的木质素组分，实现纤维素和半纤维素的有效回收。预处理后获得的固相物质能有效酶解制备纤维糖，进而实现纤维质的高效转化和利用。本发明提供的技术方案绿色环保，纤维质预处理效率高，适合工业化应用。具体实施方式为使本发明更加容易理解，下面将结合本发明的具体实施方案详细说明如下，但仅作为说明而不是限制本发明。如前所述，传统的木质纤维素预处理方法存一定问题，例如，生物法降解木质纤维素效率较低，酸碱法等造成大量含有酸碱的污水排放，造成环境污染；水热法和有机溶剂法尽管消除了酸碱废水排放带来的环境污染问题，但较高的预处理温度对设备要求较高；此外，有机溶剂的回收和再利用也消耗了大量的能量。鉴于此，本发明人对木质纤维素预处理剂及其方法进行了大量的研究。本发明人研究发现，醇类化合物可以攻击木质纤维素结构上α和β位的醚键，切碎高分子木质素，促进木质纤维素的解聚，而有机碱性物质可以打开木质素和半纤维素之间的醚键和酯键，去除木质素，较大程度保留纤维素和半纤维素。以含有醇羟基和氨基的有机碱性物质预处理木质纤维素，能够实现醇预处理和有机碱法预处理的协同效应，相比醇预处理和酸法预处理相结合的路线，含有醇羟基和氨基的有机碱性物质预处理木质纤维素可以更加高效的降解木质纤维素中的木质素组分，并且能够尽可能的保留半纤维素，这样，在酶解过程结束后，可以获得富含戊糖和己糖的木质纤维素酶解液，用于生物化学品的制备。本发明正是基于上述发现做出的。因此，本发明第一方面所提供的利用有机碱预处理剂预处理木质纤维素的方法包括：步骤a，将木质纤维素原料与有机碱预处理剂的水溶液混合均匀，制得固液混合物；步骤b，对所述固液混合物进行热处理，制得预处理混合物；步骤c，将所述预处理混合物冷却，进行固液分离，得到固相预处理纤维素渣；其中，所述有机碱预处理剂中含有羟基和氨基。根据本发明的一些实施方式，所述有机碱预处理剂可以是含有醇羟基和氨基的有机碱性化合物，或者可以是含有醇羟基的有机化合物和含有氨基的有机碱性化合物的有机碱性混合物，还可以是含有醇羟基和氨基的有机碱性化合物与含有醇羟基的化合物和/或含有氨基的有机碱性化合物的混合物。在本发明的一些实施方式中，所述含有羟基和氨基的有机碱性化合物为分子中含有至少一个醇羟基和至少一个氨基，常温下为液态或半液态的有机碱，优选为分子中碳原子数小于4，常温下为液态，低粘度的有机碱。在本发明的一些具体实施例中，例如，所述含有羟基和氨基的有机碱性化合物包括甲醇胺、乙醇胺、正丙醇胺、异丙醇胺、3-氨基-1,2-丙二醇、2-氨基-1,3-丙二醇、2-氨基-1-丁醇、4-氨基-1-丁醇和正戊醇胺中的一种或多种。在本发明的一些实施方式中，所述含有醇羟基的有机化合物为分子中含有至少一个醇羟基的醇类化合物。在本发明的一些具体实施例中，所述含有醇羟基的有机化合物包括甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、1,3-丙二醇、1,2-丙二醇、1,2-丁二醇、2,3-丁二醇、1,4-丁二醇、正丁醇、异丁醇、叔丁醇和甘油中的一种或多种。在本发明的一些实施方式中，所述含有氨基的有机碱性化合物为分子中含有至少一个氨基，ph值大于7的胺类化合物。在本发明的一些具体实施例中，例如，含有氨基的有机碱性化合物包括氨水、尿素、甲胺、乙胺、丙胺、乙二胺、异丙胺和丙二胺中的一种或几种。根据本发明方法，在所述有机碱性混合物中，含有氨基的有机碱性化合物与含有醇羟基的有机化合物的摩尔比为1:100-100:1，优选为1:10-10:1。在本发明的一些实施方式中，所述有机碱预处理剂的水溶液中有机碱预处理剂的含量为1％-80％(w/v)，优选为2％-40％(w/v)，进一步优选为2％-20％(w/v)。这可以理解为，每升有机碱预处理剂的水溶液含有机碱预处理剂10-800g，优选为每升有机碱预处理剂的水溶液含有机碱预处理剂20-400g，进一步优选每升有机碱预处理剂的水溶液含有机碱预处理剂20-200g。本发明中，所述木质纤维素原料选自秸秆类原料中的一种或多种，优选所述木质纤维素原料选自玉米秸秆、甜高粱秸秆、甘蔗秸秆、小麦秸秆和稻秆中的一种或多种。在本发明的一些实施例中，所述木质纤维素原料的粒径小于100目，优选所述木质纤维素原料的粒径小于80目，进一步优选所述木质纤维素原料的粒径小于60目。在本发明的一些实施例中，所述木质纤维素原料与有机碱预处理剂的质量体积比为1-30％w/v，优选木质纤维素原料与有机碱预处理剂的质量体积比为5-20％w/v。这可以理解为，所述木质纤维素原料的加入量或用量为每升有机碱预处理剂的水溶液10-300g干燥的木质纤维素原料，优选为每升有机碱预处理剂的水溶液50-200g干燥的木质纤维素原料。在本发明的一些实施方式中，在步骤b中，所述热处理的温度为80-250℃，优选为120-200℃，进一步优选为120-160℃。在本发明的一些实施方式中，在步骤b中，所述热处理的时间为0.1-24h，优选为0.5-5h，进一步优选为1-3h。在本发明的一些优选的实施例中，在步骤b中，对所述固液混合物进行热处理和其他物理处理，制得预处理混合物；其中，所述其他物理处理选自微波处理、超声处理、蒸汽爆破处理、减压处理、双螺杆挤出处理和高压匀浆处理中的一种或多种。本发明第二方面提供了一种如本发明第一方面所述方法制得的预处理的固相预处理纤维素渣在生物化学品的制备中的应用，可以理解为利用如本发明第一方面所述方法制得的预处理的固相预处理纤维素渣来制备物化学品的方法，其包括将固相预处理纤维素渣经酶解糖化后获得的纤维素糖混合物作为碳源进行发酵制备生物化学品。在本发明的一些实施例中，所述生物化学品包括并不局限于乙醇、丙酮-丁醇、乳酸、1,3-丙二醇、2,3-丁二醇、乙酸、丙酸、丁酸、琥珀酸和、微生物油脂中的一种或多种，优选为乙醇、丙酮和丁醇，进一步优选为丙酮和丁醇。在本发明的一些优选的实施方式中，将固相预处理纤维素渣经过第二次预处理后再经酶解糖化后获得的纤维素糖混合物作为碳源进行发酵制备生物化学品。在本发明的一些实施例中，所述第二次预处理优选采用水热法、酸法、蒸汽爆破法、离子液体法进行。本发明中对于酶解糖化过程没有特别的限制，例如采用本发明方法制得的固相预处理纤维素渣既可以清洗后再进行酶解，也可以不经过清洗，直接调节ph至4.0-6后进行酶解。再例如，既可以先酶解糖化，然后再以糖化获得的纤维素糖混合物作为碳源进行发酵制备生物化学品，也可以将糖化(酶解糖化)和发酵同步进行，通过同步糖化发酵或半同步糖化发酵制备纤维基生物化学品，如乙醇、丁醇、丁酸等。本发明对纤维素酶的来源没有特别的限制，可以采用市售纤维素酶，例如kdn公司的纤维素酶等。本发明对于制备酿酒酵母种子液的菌种来源和制备方法没有特别的限制，种子液的制备方法可以采用本领域常规的制备方法，所制备的酿酒酵母种子液的od600>2.5；酿酒酵母菌种，例如，可以采用市售安琪酵母或酿酒酵母菌种或实验室保藏的saccharomycescerevisiaemt3013菌种等等。本发明对制备产丁醇菌的种子液的菌种来源和制备方法没有特别的限制，种子液的制备方法可以采用本领域常规的制备方法，所制备的产丁醇菌种子液的od600>0.8；产丁醇菌菌种，例如，可以采用市售clostiridumacetobutylicumatcc824、clostridiumbeijerinckiiatcc55025、clostridiumbeijerinckiincimb8052菌种或实验室保存的clostiridumacetobutylicumabe1201菌种等等。本发明对制备芽孢杆菌种子液的菌种来源和制备方法没有特别的限制，种子液的制备方法可以采用本领域常规的制备方法，所制备的芽孢杆菌种子液的od620>15；芽孢杆菌菌种，例如，可以采用市售芽孢杆菌菌种或实验室保存的bacilluscoagulanla1507菌种等等。本发明对制备粘红酵母种子液的菌种来源和制备方法没有特别的限制，种子液的制备方法可以采用本领域常规的制备方法，所制备的粘红酵母种子液的od600>3.0；粘红酵母菌种，例如，可以采用市售粘红酵母菌种或实验室保存的rhodotorulaglutinisp14菌种等等。本发明中所述用语“质量浓度”、“浓度”、“质量分数”、“质量含量”和“含量”可以互换使用。本发明中所述“水”一词，在没有特别说明或限定的条件下，是指去离子水，蒸馏水或超纯水。实施例实施例1：玉米秸秆甲醇胺预处理及酶解(1)准备小于60目的玉米秸秆粉末。(2)制备有机碱预处理剂：3％(w/v)甲醇胺溶液。(3)称取小于60目的玉米秸秆粉末1.5g置于50ml高温反应釜中，加入30ml的3％(w/v)甲醇胺溶液，混合均匀，制得固液混合物。(4)将固液混合物置入高压反应釜内，在200℃下保温2h，搅拌速率为1000rpm。(5)在反应完成后，自然冷却至室温，将反应后的固液混合物在10000rpm下离心，取出固相，并用去离子水清洗至中性。(6)所得的中性水洗残渣105℃烘干过夜，以1:10的质量体积比加入0.05m的ph＝4.5的柠檬酸钠缓冲液，纤维素酶添加量为20fpu/g残渣。所得的固液混合物在300rpm，50℃下酶解72h。之后，离心分离得到富含葡萄糖的液相纤维酶解液。经高效液相色谱分析，该酶解液的葡萄糖浓度为68g/l。实施例2：高粱秸秆乙醇胺-微波预处理及半同步糖化发酵生产纤维乙醇(1)准备80目的去除游离糖分的甜高粱秸秆渣。(2)制备有机碱预处理剂：2％(w/v)的乙醇胺水溶液。(3)称取80目的去除游离糖分的甜高粱秸秆渣7g与70ml的2％(w/v)的乙醇胺水溶液混合均匀，制得固液混合物。(4)将固液混合物放入100ml容积的密封反应器内。在密封之后，利用微波发生器对该反应器进行加热和微波协同处理，微波功率500w，处理时间15min，反应温度110℃。(5)冷却反应器，采用减压抽滤对反应后的固相物质进行回收，用2g/l的稀乙酸溶液清洗固相颗粒表面，至ph中性。(6)之后，105℃下过夜，烘干固体。粉碎后的固体以质量体积比1:9加入相应体积0.05m的ph＝4.5柠檬酸钠缓冲液，121℃下维持20min进行灭菌。灭菌后，冷却的固液混合物以固体物质的质量体积比1:1加入实现培养好的酿酒酵母种子液(菌种采用实验室保存的saccharomycescerevisiaemt3013)，之后加入25fpu/g残渣的纤维素酶，在37℃，180rpm下培养96h。在培养结束后，取样离心，所得上相清液稀释后，分别通过气相色谱和高效液相色谱对发酵上清液中的乙醇和残糖进行检测。最终，同步糖化发酵后，发酵上清液的乙醇浓度为17.12g/l，木糖浓度为13.11g/l。葡萄糖浓度为0.3g/l。实施例3：稻杆异丙醇胺预处理、酶解及游离发酵生产纤维基l-乳酸(1)准备100目以下绝干稻杆。(2)制备有机碱预处理剂：50％(w/v)的异丙醇胺水溶液。(3)称取100目以下绝干稻杆100g与1000ml的50％(w/v)的异丙醇胺混合，制得固液混合物。(4)将固液混合物放入2l溶剂的密闭反应器内。在密封后，在200℃下处理1h。(5)在预处理后，迅速冷却反应器，采用1000rpm以上离心获取固体物质，并用去离子水清洗固体残留物至ph中性，固体回收率为40.1％。(6)在105℃下烘干过夜。粉碎干燥固体物质后，预处理纤维粉末以质量体积比1：19加入相应体积的0.01m柠檬酸/柠檬酸钠缓冲液(ph＝4.8)，并加入纤维素酶。纤维素酶的添加量为25fpu/g固体。所得固液混合物在55℃，300rpm下保温48h，之后用滤纸过滤得到去除残渣的纤维酶解液，酶解液中得葡萄糖浓度为30.6g/l，木糖浓度为9.6g/l。(7)稻杆纤维酶解液在121℃下灭菌25min后接入事先培养好的凝结芽孢杆菌种子液(od620>15，实验室保存的bacilluscoagulanla1507，与粉碎后干燥固体物质的质量体积比为1:1)，在50℃，搅拌速度120rpm下进行发酵，发酵过程中，流加33％的氢氧化钠作为中和剂。在发酵进行40h后，取发酵产物离心上清液，利用乳酸生物传感器测得乳酸浓度为37.4g/l。发酵液中残糖采用高效液相色谱法进行检测，测得残留木糖浓度为0.2g/l，无残留葡萄糖检出。实施例4：玉米芯以3-氨基-1,2-丙二醇预处理、酶解、半同步糖化发酵制备生物丙酮丁醇(1)准备100目以下绝干玉米芯。(2)制备有机碱预处理剂：20％(w/v)的3-氨基-1,2-丙二醇水溶液。(3)称取100目以下绝干玉米芯5g与50ml的20％(w/v)的3-氨基-1,2-丙二醇水溶液混合均匀，制得固液混合物。(4)将固液混合物放入100ml容积的密封反应器内，在160℃下加热1h。(5)在预处理后，冷却至室温，采用减压抽滤回收固体物质，并用去离子水清洗至ph中性。所得固体物质回收率为44.6％。所得残渣中主要组分为：纤维素32.6％，半纤维素19.6％，木质素36.8％。(6)将烘干后的残渣粉末以6％的添加量与0.005m柠檬酸/柠檬酸钠(ph＝4.7)的缓冲液混合，加入20fpu/g残渣的纤维素酶，在50℃，180rpm下维持24h。(7)酶解之后，用无菌高纯氮气(99.999％以上)通入摇瓶，维持20min以构建厌氧环境，并用橡胶塞密封发酵体系。将od600>0.8的产丁醇菌种子液(实验室保存的clostridiumacetobutylicumabe1201)以10％的接种量接入发酵体系，将发酵液ph以浓氨水调节至ph＝7，并将温度重新维持在37℃，在50rpm下发酵72h。所得发酵产物离心取上清液，用气相色谱测得发酵液中丙酮、丁醇、乙醇浓度分别为4.9g/l，2.1g/l和10.8g/l，乙酸、丁酸浓度分别为3.2g/l，1.4g/l。以高效液相色谱检测发酵液中残糖。经检测，发酵液中无残留葡萄糖，木糖浓度为0.8g/l。实施例5：麦秆以乙醇胺水溶液处理后，酶解，游离发酵制备微生物油脂(1)准备60目的麦秆绝干粉末。(2)制备有机碱预处理剂：60％(w/v)乙醇胺水溶液。(3)称取60目的麦秆绝干粉末10g与200ml的60％(w/v)乙醇胺水溶液充分混合，制得固液混合物。(4)将固液混合物置入密闭容器，在80℃下维持1h。(5)经减压抽滤实现固液分离，所得固体不经烘干，直接加水调节，将固液混合物总体积维持在100ml。(6)在上述过程中，以柠檬酸调节液相ph至5.0，之后，加入15fpu/g初始固体量的纤维素酶，在50℃，250rpm下，酶解72h。测得液相中葡萄糖和木糖浓度分别为18.8g/l和9.8g/l。(7)利用浓氨水将固液混合物的ph调节至5.5后，离心，在不经过灭菌处理的情况下，以10％接种量向上清液中直接接入事先培养好的粘红酵母种子液(od600>3.0，粘红酵母为实验室保存的rhodotorulaglutinisp14)，在30℃，180rpm条件下培养36h。之后离心取出菌体，破碎细胞，以3:1氯仿/甲醇溶剂萃取油脂后，回收溶剂，以差重法测得微生物油脂产量为3.1g/l。以高效液相色谱测得上清液中无葡萄糖和木糖残留。实施例6：乙醇/乙二胺混合溶剂预处理甜高粱秸秆渣(1)甜高粱秸秆经压榨去除含糖汁液后，用去离子水浸泡残渣，至高粱秸秆残渣表面游离糖分全部去除，在105℃下烘干过夜。得到的绝干残渣粉碎至粒径小于60目。(2)配制乙醇/乙二胺混合溶液：乙醇/乙二胺溶液的有机物总浓度为12％(w/v)，乙醇：乙二胺的体积比为1:1。(3)将粉碎得到的甜高粱秸秆渣与事先配制好的乙醇/乙二胺混合溶液以1：10(w/v)的固液比充分混合，制得固液混合物(浆料)。(4)将固液混合物(浆料)置入高压反应釜内，在140℃下保温1h，搅拌速率为500rpm。(5)反应结束后，反应结束后，以400目尼龙滤布过滤得到固体残渣，并用去离子水清洗残渣表面至ph中性，在105℃下烘干过夜。(6)得到的干燥滤饼粉碎后，以1:20(w/v)的固液比加入ph＝4.8的0.05m柠檬酸/柠檬酸钠缓冲液，并加入市售(kdn公司)纤维素酶，酶添加量为20fpu/g残渣。之后，在50℃下酶解72h，搅拌速率为200rpm。酶解结束后，在10000rpm下离心含有未酶解固体杂质的酶解反应液，取上清液，利用高效液相色谱检测上清液中的葡萄糖、木糖浓度。经检测，所得上清液中葡萄糖和木糖浓度分别为25.3g/l和7.1g/l。实施例7：甘油/尿素混合溶剂预处理小麦秸秆(1)绝干小麦秸秆粉碎至粒径小于80目。(2)制备有机碱预处理剂：甘油/尿素溶液的有机物总浓度为6％(w/v)，甘油：尿素的体积：质量比为2:1。(3)将粉碎得到的小麦秸秆渣与事先配制好的甘油/尿素混合溶液以1：20(w/v)的固液比充分混合，制得固液混合物。(4)将固液混合物置入高压反应釜内，在200℃下保温2h，搅拌速率为1000rpm。(5)之后，以10000rpm离心得到反应后的固相物质。该物质未经进一步清洗或脱水，直接加入去离子水至固相物质和去离子水的总体积为50ml。(6)之后，用分析纯柠檬酸调节该固液混合物ph至4.5。向该混合物中加入市售纤维素酶(同实施例6)，添加纤维素酶的酶量为5fpu/g预处理前的绝干小麦粉。之后，将该固液混合物置入50℃下酶解48h，搅拌速率为160rpm。待酶解反应结束后，离心取上清液，利用葡萄糖生物传感器(sba，山东省科学院研制)测得酶解液中的葡萄糖浓度为35.8g/l。实施例8：丁醇/乙醇胺混合溶剂在微波辅助下预处理水稻秸秆(1)绝干水稻秸秆粉碎至粒径小于60目。(2)制备有机碱预处理剂：丁醇/乙醇胺溶液的有机物总浓度为10％(w/v)，丁醇/乙醇胺的体积比为1:9。(3)将粉碎得到的小麦秸秆渣与事先配制好的丁醇/乙醇胺混合溶液以1：15(w/v)的固液比充分混合，得到固液混合物。(4)将固液混合物置入密封反应器内，利用微波发生器对该反应器加热并进行处理，其中，微波功率控制在500w，处理时间为10min，反应温度120℃。(5)在反应结束后，以400目尼龙滤布过滤得到固体残渣，并用去离子水清洗残渣表面至ph中性，在105℃下烘干过夜。(6)得到的干燥滤饼粉碎后，以1:5(w/v)的固液比加入ph＝4.7的0.01m柠檬酸/柠檬酸钠缓冲液，并加入市售(同实施例6)纤维素酶。该混合物在55℃，250rpm下酶解72h。反应结束后，反应物在10000rpm下离心含有未酶解固体杂质的酶解反应液，取上清液，利用高效液相色谱检测上清液中的葡萄糖、木糖浓度。经检测，所得上清液中葡萄糖和木糖浓度分别为69.3g/l和5.5g/l。实施例9：1,3-丙二醇/甲醇胺混合溶剂-稀乙酸两步法预处理玉米芯(1)绝干水稻秸秆粉碎至粒径小于60目。(2)制备有机碱预处理剂：1,3-丙二醇/甲醇胺溶液的有机物总浓度为50％(w/v)，1,3-丙二醇/甲醇胺的体积比为20:1。(3)将粉碎得到的小麦秸秆渣与事先配制好的1,3-丙二醇/甲醇胺混合溶液以1：8(w/v)的固液比充分混合，得到固液混合物。(4)将固液混合物置入密闭反应器内，在200℃下处理2h。(5)在反应结束后，离心得到反应后的固体残渣，以去离子水洗至残渣呈中性。并在105℃下烘至绝干。所得固体绝干粉末的收率为51.2％。其中，玉米芯中纤维素，半纤维素和木质素的收率分别为88.7％，20.1％和10.6％。(6)向烘至绝干的玉米芯预处理粉末以1:10(w/v)的固液比加入10％(w/v)的稀乙酸溶液。充分混合后，于180℃下保温2h。反应结束后，离心取固体物质，并用去离子水水洗至中性，并在105℃下烘至绝干。所得固体物质的回收率为60.4％。其中，相较预处理前的纤维素，半纤维素和木质素的收率分别为83.6％，3.1％和7.3％。(7)将1,3-丙二醇/甲醇胺-乙酸两步预处理之后得到的固体物质以1:10(w/v)的固液比加入0.05m柠檬酸/柠檬酸钠缓冲液，加入5fpu/g原始玉米芯的市售(同实施例1)纤维素酶，所得固液混合物在55℃下酶解36h。反应结束后，离心取上清液，利用葡萄糖生物传感器(sba，山东省科学院)测得酶解液中的葡萄糖浓度为71.4g/l。对比例1：乙醇/乙二胺预处理玉米秸秆与乙醇、乙二胺预处理玉米秸秆的酶解效果比较。(1)绝干玉米秸秆粉碎至粒径小于60目。将粉碎后的玉米秸秆等分为四份。分别记为组1、组2、组3、组4。(2)准备预处理剂：组1，有机物总浓度20％(w/v)，乙醇/乙二胺混合物(乙醇：乙二胺的体积比为1:2)；组2，有机物总浓度20％(w/v)，乙醇/乙二胺混合物(乙醇：乙二胺的体积比为2:1)；组3，乙醇；组4，乙二胺。(3)分别将各组粉碎后的玉米秸秆与相应组的预处理剂以固液比1:10(w/v)混合均匀。(4)将组1、组2、组3、组4所得的固液混合物分别以160℃下加热1h。(5)在反应结束后，离心，取固相，并用去离子水清洗至固体物质呈中性。(6)之后，在105℃下烘至绝干。取烘干后的四组预处理固相物质粉碎，以6％(w/v)的固体添加量分别加入0.05m的柠檬酸/柠檬酸钠缓冲液，并以20fpu/g反应后的固体物质加入市售纤维素酶(同实施例1)，分别于55℃，180rpm下酶解72h。反应结束后，得到的组1、组2、组3、组4固液混合物经离心分离，取上清液，通过高效液相色谱法测定酶解上清液中的葡萄糖和木糖浓度，测定结果如表1所示：表1对比例1中不同实验组的玉米秸秆酶解糖分浓度测定和对比糖类型/组别组1组2组3组4葡萄糖(g/l)28.827.614.430.3木糖(g/l)10.911.97.78.6总糖(g/l)39.739.522.138.9通过表1的比较可知，在相同条件下，以乙醇溶液预处理(组3)的效果最差，以乙二胺预处理(组4)后，尽管酶解之后的葡萄糖浓度较高，但受制于较强的反应条件，酶解木糖浓度不是很高。相应的，两组乙醇/乙二胺混合溶剂预处理后(组1和组2)，尽管固体残渣酶解葡萄糖浓度不是最高，但酶解后的木糖浓度相较组4有明显提升。相应的，总糖浓度更高。由此对比例可知，以醇和有机碱混合物预处理纤维秸秆相较传统的单一有机物进行纤维预处理更加高效，可以获得更多的酶解糖，这也证明了本发明提供低以醇和有机碱混合物预处理纤维秸秆的新方法中，醇和有机碱具有一定的协同效应，可以促进纤维秸秆的预处理和糖化降解。应当注意的是，以上所述的实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明的任何限制。通过参照典型实施例对本发明进行了描述，但应当理解为其中所用的词语为描述性和解释性词汇，而不是限定性词汇。可以按规定在本发明权利要求的范围内对本发明作出修改，以及在不背离本发明的范围和精神内对本发明进行修订。尽管其中描述的本发明涉及特定的方法、材料和实施例，但是并不意味着本发明限于其中公开的特定例，相反，本发明可扩展至其他所有具有相同功能的方法和应用。当前第1页12