CN104862345B - 一种木质纤维原料预水解糖液的脱毒方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种木质纤维原料预水解糖液的脱毒方法，以稀硫酸蒸汽***预处理后得到预水解糖液浓缩液为原料，以离子液体作为萃取剂去除木质纤维原料预水解糖液浓缩液中的发酵抑制物；其中，所述的离子液体类型为二取代咪唑阳离子型离子液体。本发明采用有机离子液体萃取处理木质纤维原料预水解糖液浓缩液，结果发现，在损失少量可发酵性糖的基础上，预水解糖液浓缩液中甲酸去除率为64.54%，乙酸去除率54.88%，乙酰丙酸、糠醛的去除率100%，羟甲基糠醛87.08%，总酚去除率70.44%。在相同时间内，糖利用率提高了74.34%，乙醇产量提高了82.91%，发酵周期缩短。

Description

一种木质纤维原料预水解糖液的脱毒方法
技术领域
本发明属木质纤维原料生物降解或生物转化生产燃料乙醇、化工平台化合物和其它生物基产品等技术领域，具体涉及一种新型绿色木质纤维原料预水解糖液的脱毒方法。
背景技术
中国作为一个农业大国，有着丰富的可再生生物资源，发展木质纤维原料制取燃料乙醇被认为是最有应用前景的生物质能源之一。纤维素生物炼制燃料乙醇要经过原料预处理、纤维素酶水解和单糖发酵这三个关键技术环节。木质纤维原料主要是由纤维素、半纤维素和木质素组成的结构致密的超分子复合体，其对纤维素酶的可及度很低，木质纤维原料在纤维素酶水解前必须进行预处理，预处理方法分为物理法、化学法、物理化学法和生物法。但是不管采用何种预处理方法都不可避免地产生抑制物，抑制物主要弱酸类物质(甲酸、乙酸和乙酰丙酸)、呋喃类物质(糠醛、5-羟甲基糠醛)和酚类物质等，这些抑制物严重影响了后续的酵母乙醇发酵，为了提高后续发酵效率，有效脱除发酵抑制物即“脱毒”是改善发酵性能的必需步骤。
木质纤维原料的脱毒方法很多，主要包括蒸汽汽提、活性炭吸附、氢氧化钙过中和法、电渗析、离子交换、漆酶处理等，然而这些脱毒方法普遍存在着单一脱毒方法效果差、脱毒过程中造成二次污染、且可发酵糖损失严重等缺点。因此寻找一种脱毒效果好，绿色环保且操作条件简单，可用于脱除木质纤维原料预水解糖液中的大部分抑制物的脱毒方法，实现木质纤维原料的高效利用十分必要。
离子液体(ionic liquids，ILs)又称室温离子液体，由有机阳离子和阴离子组成，阴阳离子具有许多可能的组合，可以根据特定要求进行设计。与有机溶剂不同，离子液体同时存在极性区和非极性区，因而对有机物、无机物、生物大分子、气体等都有较好的溶解性。在萃取分离领域，离子液体由于其液态范围宽，不挥发，结构可调控，对目标物具有一定选择性，被认为是一种可替代传统溶剂的新型绿色溶剂，在天然活性成分的萃取研究中，通过设计阳离子结构、取代基、取代位和组成以及阴离子，可以获得理想的离子液体，从而达到离子液体对目标产物的选择性萃取。
发明内容
发明目的：针对木质纤维原料预水解糖液中发酵抑制物对微生物生长的强抑制作用，提供一种木质纤维原料预水解糖液浓缩液的脱毒方法，以期能够有效去除木质纤维原料预水解糖液浓缩液中大部分发酵抑制物。同时，在脱毒的过程中，能够尽可能不损失或损失较少的可发酵性糖。
技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
一种木质纤维原料预水解糖液浓缩液的脱毒方法，其特征在于，以稀硫酸蒸汽***预处理后得到的预水解糖液浓缩液为原料，以离子液体作为萃取剂去除木质纤维原料预水解糖液浓缩液中的发酵抑制物，萃取剂与预水解糖液浓缩液之比(体积比，下同)为3:1～3:1；其中，离子液体为二取代咪唑阳离子型离子液体。
所述的二取代咪唑阳离子型离子液体的阳离子选自1-丁基-3-甲基咪唑、1-己基-3-甲基咪唑、1-辛基-3-甲基咪唑，阴离子选自六氟磷酸盐根离子、四氟硼酸盐根离子。
所述的咪唑阳离子型离子液体为1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐。
所述的木质纤维原料预水解糖液浓缩液的脱毒方法，萃取平衡时间为10～60min。
所述的木质纤维原料预水解糖液浓缩液的脱毒方法，萃取温度为30～40℃。
所述的木质纤维原料预水解糖液浓缩液的脱毒方法，萃取转速为100～200r/min。
所述的木质纤维原料预水解糖液浓缩液的脱毒方法，离子液体与预水解糖液浓缩液比为1:1～3:1。
所述的木质纤维原料预水解糖液浓缩液的脱毒方法，预水解糖液浓缩液的pH为1～4。
本发明以不同烷基链长度的咪唑为阳离子(Cnmim，n＝4，6，8)，以六氟磷酸盐根离子(PF6 -)、四氟硼酸盐根离子(BF4 -)为阴离子，设计不同的离子液体，分别为1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐[C4mim][PF6]、1-己基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐[C6mim][PF6]、1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐[C8mim][PF6]、1-己基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐[C6mim][BF4]、1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐[C8mim][BF4]，离子液体水洗饱和后对预水解糖液浓缩液脱毒。
离子液体的水洗方法为，将离子液体与蒸馏水按相比1:1混合置于摇床内，30℃、150r/min条件下反应20min。水洗结束后将水与离子液体混合相4000r/min，离心10min，离心结束后，收集离子液体，将水饱和的离液体作为萃取剂。
木质纤维原料预水解糖液浓缩液的脱毒方法具体为，将水饱和的离子液体于预水解糖液浓缩液按相比3:1～1:3混合置于摇床内，pH 1～10下，20～40℃、50～250r/min条件下反应10～80min。反应结束后，静置，分层后，分别收集萃取相与萃余相。
脱毒后的木质纤维原料预水解糖液浓缩液补加酸或碱，调至适当pH值，补加相应营养盐，加入相应菌种发酵即可制备相应的化学品，如乙醇或有机酸等。所述的酸、碱，可以是硫酸，氢氧化钠等。
有益效果：与现有技术相比，本发明采用新型绿色溶剂对木质纤维原料预水解糖液浓缩液进行脱毒处理，去除了大部分发酵抑制物，从而提高了木质纤维原料预水解糖液浓缩液的发酵性能。其中，甲酸去除率为64.54％，乙酸去除率54.88％，乙酰丙酸、糠醛的去除率100％，5-羟甲基糠醛87.08％，总酚去除率70.44％。采用活性炭吸附去除残留离子液体后进行乙醇发酵，与未经脱毒处理的木质纤维原料预水解糖液浓缩液相比，微生物对木质纤维原料预水解糖液浓缩液的利用速率大幅度提高，发酵周期缩短，在相同时间内，糖利用率提高了74.34％，乙醇产量提高了82.91％，显示了离子液体萃取-活性炭吸附相耦合的方法对预水解糖液浓缩液脱毒的优异性能，为预水解糖液浓缩液脱毒提供了一个新途径。
附图说明
图1为萃取平衡时间对预水解糖液浓缩液中抑制物的萃取率影响结果图，其实验条件为，预水解糖液浓缩液的pH为2，摇床温度30℃，转速150r/min，相比1:1，取样时间分别为10、20、40、60、80min；
图2为相比对预水解糖液浓缩液中抑制物的萃取率影响结果图，其实验条件为，预水解糖液浓缩液的pH为2，摇床温度35℃，转速150r/min，相比0.33:1、0.5:1、1:1、1:2、1:3(离子液体:预水解糖液)，萃取时间为60min；
图3为pH对预水解糖液浓缩液中抑制物的萃取率影响结果图，其实验条件为，预水解糖液浓缩液的pH为1、2、4、6、8，摇床温度35℃，转速150r/min，相比2:1(离子液体:预水解糖液)萃取时间为60min；
图4为经过离子液体[C8mim][BF4]脱毒处理的酸爆玉米秸秆预水解糖液浓缩液树干毕赤酵母(Pichia stipitis)NLP31乙醇发酵情况结果图；
图5为未经离子液体[C8mim][BF4]脱毒处理的酸爆玉米秸秆预水解糖液浓缩液树干毕赤酵母(Pichia stipitis)NLP31乙醇发酵情况结果图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明。
实施例1
木质纤维原料预水解糖液浓缩液的获取，步骤如下：
(1)稀酸蒸汽***预处理：玉米秸秆，收集于内蒙古呼和浩特市。玉米秸秆中纤维素和半纤维素的质量分数为别为37.17％和22.84％。玉米秸秆用质量分数为0.50％～1.00％的硫酸浸泡1～3h后，脱水至固含量30％～40％，在1.6～2.0MPa条件下处理5～10min，瞬间打开***装置的排料阀，将物料喷放到料槽中。
(2)水洗预处理玉米秸秆：用固液比1:15的温水分3次洗涤物料，分别收集滤液(即酸性***玉米秸秆预水解糖液)和滤渣，备用。
(3)预水解糖液浓缩：稀酸蒸汽***预处理工艺获得的玉米秸秆预水解糖液，采用旋转蒸发仪在70℃、170mbar条件下对酸性***玉米秸秆预水解糖液进行浓缩4倍左右。
(4)浓缩前后主要糖组分、发酵抑制物采用高效液相色谱(HPLC)和反相高效液相色谱(R-HPLC)分析，Folin-Ciocalteu比色法测定预水解糖液中的总酚含量，将预水解糖液浓缩液统一稀释200倍，在280nm(λ280)处采用紫外分光光度计测定吸光值。预水解糖液真空浓缩前后成分变化如表1所示。
表1预水解糖液真空浓缩前后成分变化
从表1中可以看出，预水解糖液浓缩4倍后，葡萄糖、木糖的含量分别为9.31、50.74g/L，其中具有挥发性的甲酸、乙酸、糠醛的含量分别为0.32、1.60、0.03g//L，去除率分别达到20.00％、50.30％、85.00％，而预水解糖液浓缩液中纤维二糖、***糖、乙酰丙酸、羟甲基糠醛、酚类物质的浓度基本为浓缩前的4倍。
实施例2
实施例1制备的木质纤维原料预水解糖液浓缩液的脱毒处理，过程如下：
1)离子液体的水洗：分别移取5mL的1-己基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐[C6mim][BF4]、1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐[C8mim][BF4]离子液体与蒸馏水按相比1:1混合置于摇床内，30℃、150r/min条件下反应20min。水洗结束后将水与离子液体混合相于4000r/min下离心10min，离心结束后静置20min分层，收集离子液体，将水饱和的离子液体作为萃取剂。
2)脱毒方法：分别移取5mL的1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐C4mim[PF6]、1-己基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐C6mim[PF6]、1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐C8mim[PF6]、1-己基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐C6mim[BF4]和水洗饱和后的1-己基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐C6mim[BF4]、1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐C8mim[BF4]于5个50mL的三角中，按相比1:1加入预水解糖液浓缩液(pH调节为2)，混合后，置于摇床内，30℃、150r/min条件下反应60min。反应结束后，静置1h，分层后，分别收集萃取相与萃余相。
脱毒效果评价：对脱毒前后的预水解糖液浓缩液进行成分分析，采用高效液相色谱(HPLC)和反相高效液相色谱(R-HPLC)分析，Folin-Ciocalteu比色法测定预水解糖液浓缩液中的总酚含量，将预水解糖液浓缩液统一稀释200倍，在280nm(λ280)处采用紫外分光光度计测定吸光值，计算对预水解糖液浓缩液中成分的萃取率。
萃取率E＝(Ci-Cf)/Ci*100％，Ci表示萃取前预水解糖液浓缩液中成分的浓度，Cf表示萃取后预水解糖液浓缩液中成分的浓度。结果如表2所示。
表2离子液体化学结构对糖与抑制物去除效果的影响
由表2可知，随着三种六氟磷酸盐类离子液体([C4mim][PF6]、[C6mim][PF6]和[C8mim][PF6])阳离子咪唑上烷基链长度的增加，抑制物的去除效果随之降低；[C4mim][PF6]对抑制物的去除效果最好，乙酰丙酸和糠醛可100％去除，5-羟甲基糠醛的去除率为76.99％，甲酸和乙酸去除率分别为25.00％和13.13％，总酚去除率为38.07％，而糖的损失率在5％以内；两种四氟硼酸盐离子液体[C6mim][BF4]和[C8mim][BF4]对预水解糖液浓缩液中抑制物的去除效果明显提高，两种对抑制物的去除效果相当，但存在[C6mim][BF4]对木糖萃取率(14.33％)和葡萄糖萃取率(11.22％)比较高的缺点，因此选择[C8mim][BF4]作为酸爆玉米秸秆预水解糖液浓缩液的萃取剂，乙酰丙酸和糠醛可100％去除，5-羟甲基糠醛的去除率为85.71％，甲酸和乙酸的去除率分别为56.25％和36.25％，总酚的去除率为65.05％，而糖的损失率在6％以内。
实施例3
[C8mim][BF4]萃取平衡时间的确定
1)离子液体的[C8mim][BF4]水洗：分别移取5mL的1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐[C8mim][BF4]离子液体与蒸馏水按相比1:1混合置于摇床内，30℃、150r/min条件下反应20min。水洗结束后将水与离子液体混合相于4000r/min下离心10min，离心结束后静置20min分层，收集离子液体，将水饱和的离子液体作为萃取剂。
2)脱毒方法：分别移取5mL的水洗饱和后的1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐[C8mim][BF4]于5个50mL的三角中，按相比1:1加入5mL预水解糖液浓缩液(pH调节为2)，混合后，置于摇床内，30℃、150r/min条件下反应10、20、40、60、80min。反应结束后，静置1h，分层后，分别收集萃取相与萃余相。
脱毒效果评价：对脱毒前后的预水解糖液浓缩液进行成分分析，采用高效液相色谱(HPLC)和反相高效液相色谱(R-HPLC)分析，Folin-Ciocalteu比色法测定预水解糖液浓缩液中的总酚含量，将预水解糖液浓缩液统一稀释200倍，在280nm(λ280)处采用紫外分光光度计测定吸光值，计算对预水解糖液浓缩液中成分的萃取率。
萃取率E＝(Ci-Cf)/Ci*100％，Ci表示萃取前预水解糖液浓缩液中成分的浓度，Cf表示萃取后预水解糖液浓缩液中成分的浓度。结果如表3所示。
表3不同萃取时间下预水解糖液浓缩液脱毒后成分分析
由表3可以看出，[C8mim][BF4]萃取10min基本就达到了萃取平衡，萃余相中的成分基本维持稳定，由图1可知，随着萃取时间的增加，去除率不再增加，为了萃取充分，选择10～60min作为脱毒时间。
实施例4
[C8mim][BF4]萃取温度的确定
1)离子液体的[C8mim][BF4]水洗：方法同实例3。
2)脱毒方法：分别移取5mL的水洗饱和后的1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐[C8mim][BF4]于5个50mL的三角中，按相比1:1加入5mL预水解糖液浓缩液(pH调节为2)，混合后，置于摇床内，分别在20、25、30、35、40℃，150r/min条件下反应60min。反应结束后，静置1h，分层后，分别收集萃取相与萃余相。
脱毒效果评价：同实例3。萃取率E＝(Ci-Cf)/Ci*100％，Ci表示萃取前预水解糖液浓缩液中成分的浓度，Cf表示萃取后预水解糖液浓缩液中成分的浓度。结果如表4所示。
表4不同萃取温度下预水解糖液浓缩液脱毒后成分分析
由表4可以看出，随着萃取温度的升高，预水解糖液浓缩液中的糖浓度有略微的增加，说明提高萃取温度可以减少脱毒过程中的糖损失，同时提高萃取温度，预水解糖液浓缩液中抑制物的浓度也有所减少。由图3可知，当温度上升到35℃，甲酸、总酚的去除率分别提高了10.59％、4.04％，一般来说，萃取温度会影响萃取体系的分配系数和离子液体在水中的溶解度，这是温度升高加快离子液体中阴阳离子运动，致使粘度降，有利于传质；其次，温度会影响萃取剂与萃取物的结合能力。然而温度升高，离子液体的亲水性增加从而导致离子液体在水中的溶解度增加，不易选择更高的温度作为萃取温度，因此选择30～40℃为最佳萃取温度。
实施例5
[C8mim][BF4]萃取转速的确定
1)离子液体的[C8mim][BF4]水洗：方法同实例3。
2)脱毒方法：分别移取5mL的水洗饱和后的1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐[C8mim][BF4]于5个50mL的三角中，按相比1:1加入5mL预水解糖液浓缩液(pH调节为2)，混合后，置于50、100、150、200、250r/min转速的摇床内，在35℃件下反应60min。反应结束后，静置1h，分层后，分别收集萃取相与萃余相。
脱毒效果评价：同实例3。萃取率E＝(Ci-Cf)/Ci*100％，Ci表示萃取前预水解糖液浓缩液中成分的浓度，Cf表示萃取后预水解糖液浓缩液中成分的浓度。结果如表5所示。
表5不同转速下预水解糖液浓缩液脱毒后成分分析
从表5可以看出，当萃取转速为50r/min时，葡萄糖和木糖的浓度分别为9.08、48.96g/L，随着转速的提高，水相中葡萄糖和木糖的浓度基本没有变化。当萃取转速为50r/min时，水相中5-羟甲基糠醛和总酚的浓度分别为0.27、1.47g/L；当萃取转速为150r/min，水相中5-羟甲基糠醛和乙酸的浓度分别为0.10、1.33g/L，萃取率分别提高42.29％和3.17％。提高转速有助于提高5-羟甲基糠醛的萃取率，对其它抑制物并没有明显影响，所以选择100～200r/min作为萃取最佳转速。
实施例6
[C8mim][BF4]萃取相比的确定
1)离子液体的[C8mim][BF4]水洗：方法同实例3。
2)脱毒方法：分别移取10mL预水解糖液浓缩液(pH调节为2)于5个50mL的三角中，按相比0.33:1、0.5:1、1:1、2:1、3:1(离子液体:预水解糖液浓缩液)加入不同体积的水洗饱和后的1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐[C8mim][BF4]，混合后，置于摇床内，在35℃、150r/min条件下反应60min。反应结束后，静置1h，分层后，分别收集萃取相与萃余相。
脱毒效果评价：同实例3。萃取率E＝(Ci-Cf)/Ci*100％，Ci表示萃取前预水解糖液浓缩液中成分的浓度，Cf表示萃取后预水解糖液浓缩液中成分的浓度。结果如表6所示。
表6不同相比下预水解糖液浓缩液脱毒后成分分析
由表6可以看出，萃取过程中相比对预水解液浓缩液中葡萄糖、木糖并没有显著的影响，而随着离子液体加入量的增加，预水解糖液浓缩液中的抑制物的浓度逐渐降低，从图2可以看出，当油水相比大于2:1时，萃取率增加缓慢并逐渐趋于平缓，当离子液体用量达到一定值时，体系中抑制物萃取率不再发生明显的变化，因此，从经济角度考虑，选择最佳油水相比为1:1～3:1。
实施例7
[C8mim][BF4]萃取pH的确定
1)离子液体的C8mim[BF4]水洗：方法同实例3。
2)脱毒方法：用50％的NaOH或H2SO4调节预水解糖液浓缩液的pH值为1、2、4、6、8、10。分别移取10mL的水洗饱和后的1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐[C8mim][BF4]于5个50mL的三角中，按相比2:1加入5mL预水解糖液浓缩液(pH调节为1、2、4、6、8、10)，混合后，置于摇床内，30℃、150r/min条件下反应60min。反应结束后，静置1h，分层后，分别收集萃取相与萃余相。
脱毒效果评价：同实例3。萃取率E＝(Ci-Cf)/Ci*100％，Ci表示萃取前预水解糖液浓缩液中成分的浓度，Cf表示萃取后预水解糖液浓缩液中成分的浓度。结果如表7所示。
表7不同pH下预水解糖液浓缩液脱毒后成分分析
从表7和图3中可以看出，溶液的pH值对离子液体的萃取率有重要的影响，当pH大于4和6时，甲酸和乙酸的萃取率开始明显下降，而5-羟甲基糠醛的萃取率则没有明显变化。当pH值为2时，甲酸、乙酸和5-羟甲基糠醛的萃取率分别为64.54％、54.88％、87.08％，总酚去除率为70.44％，可以得出在酸性条件下，萃取效果更好，更有利于抑制物的去除。因此，选择最佳pH为1～4。
实施例8
经离子液体[C8mim][BF4]脱毒处理的酸爆玉米秸秆预水解糖液浓缩液树干毕赤酵母(Pichia stipitis)NLP31乙醇发酵
1)离子液体C8mim[BF4]脱毒：移取200mL水洗饱和后离子液体[C8mim][BF4]于1000mL的三角瓶中，再移取pH值调节为2的酸爆玉米秸秆预水解糖液浓缩液100mL，置于35℃、150r/min摇床内萃取60min，萃取结束后，待离子液体与水相分层后，分别收集萃取相(离子液体)和萃余相(水相)。脱毒后预水解糖液浓缩液中糖和抑制物组分含量如表8所示。
2)发酵培养基组成如下(L-1)：(NH4)2SO45g，KH2PO43g，MgSO4·7H2O 0.5g，EDTA30mg，ZnSO4·7H2O 9mg，MnCl2·2H2O 2mg，CoCl2·6H2O 0.6mg，CuSO4·5H2O0.6mg，Na2MoO4·H2O 0.8mg，CaCl2·2H2O 9mg，FeSO4·7H2O 6mg，H3BO32mg，KI 0.2mg；量取上述萃取相100mL于250mL三角瓶中，用50％的NaOH调节离子液体[C8mim][BF4]萃余相的pH值至6.0后，加入10～20g的活性炭吸附去除残留离子液体后，再加入一水柠檬酸和氢氧化钠使其pH维持在6.0左右，同时加入营养盐和微量元素，接入OD(600nm，下同)达到10的P.stipitisNLP31。发酵条件为30℃、150r/min，发酵历程如图4所示。
以未经离子液体[C8mim][BF4]脱毒处理的酸爆玉米秸秆预水解糖液浓缩液树干毕赤酵母(Pichia stipitis)NLP31乙醇发酵作为对比，具体如下：
直接使用实施例1中酸爆玉米秸秆预水解糖液浓缩液进行乙醇发酵。预水解糖液浓缩液的各抑制物组分含量如表1所示。实验方法如下：
发酵培养基组成如下(L-1)：(NH4)2SO45g，KH2PO43g，MgSO4·7H2O 0.5g，EDTA30mg，ZnSO4·7H2O 9mg，MnCl2·2H2O 2mg，CoCl2·6H2O 0.6mg，CuSO4·5H2O 0.6mg，Na2MoO4·H2O0.8mg，CaCl2·2H2O 9mg，FeSO4·7H2O 6mg，H3BO32mg，KI 0.2mg；量取实施例1的酸爆玉米秸秆预水解糖液浓缩液100mL于250mL三角瓶中，用50％的NaOH调节酸爆玉米秸秆预水解糖液浓缩液的pH为6.0左右，再加入一水柠檬酸和氢氧化钠使其pH维持在6.0左右，同时加入营养盐和微量元素，接入OD达到10的P.stipitis NLP31。发酵条件为30℃、150r/min，发酵历程如图5所示。
表8酸爆玉米秸秆预水解糖液浓缩液脱毒前后中各抑制物组分含量及去除率
成分 预水解糖液浓缩液 [C8mim][BF4]萃余相 去除率％
纤维二糖(g/L) 4.27±0.04 4.13±0.01 3.19±0.63
葡萄糖(g/L) 9.18±0.10 9.01±0.03 1.88±0.65
木糖(g/L) 50.16±0.58 48.04±0.09 4.22±0.94
***糖(g/L) 8.73±0.09 7.74±0.01 11.26±0.88
甲酸(g/L) 0.31±0.00 0.11±0.00 64.54±0.83
乙酸(g/L) 1.60±0.01 0.72±0.02 54.88±1.35
乙酰丙酸(g/L) 0.07±0.01 0.00±0.00 100±0.00
5-羟甲基糠醛(g/L) 0.42±0.01 0.05±0.00 87.08±0.52
糠醛(g/L) 0.04±0.01 0.00±0.00 100±0.00
总酚(g/L) 3.72±0.04 1.10±0.03 70.44±0.45
9种单酚(mg/L) 840.86±43.23 1.08±0.78 99.87±0.09
结果表明：经离子液体[C8mim][BF4]和活性炭吸附残留离子液体脱毒处理后，木质纤维原料预水解糖液浓缩液的发酵性能明显提高，发酵周期明显缩短。与未脱毒的木质纤维原料预水解糖液浓缩液相比，发酵48h，酵母糖利用率从之前的20.97％提高到95.31％，糖利用率提高了74.34％，乙醇产量从之前的2.96g/L提高到17.32g/L，乙醇产量提高了82.91％。

Claims (2)

1.一种木质纤维原料预水解糖液浓缩液的脱毒方法，其特征在于，以稀硫酸蒸汽***预处理后得到的预水解糖液浓缩液为原料，以水饱和的离子液体作为萃取剂去除木质纤维原料预水解糖液浓缩液中的发酵抑制物；其中，水饱和的离子液体为1-辛基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐；将水饱和的离子液体与预水解糖液浓缩液按相比0.33:1～3:1混合置于摇床内，pH 1～4下，30～40℃、100～200r/min条件下反应10～60min；反应结束后，静置，分层后，分别收集萃取相与萃余相。
2.根据权利要求1所述的木质纤维原料预水解糖液浓缩液的脱毒方法，其特征在于，离子液体的水洗方法为：将离子液体与蒸馏水按相比1:1混合置于摇床内，30℃、150r/min条件下反应20min；水洗结束后将水与离子液体混合相4000r/min，离心10min，离心结束后，将收集得到的水饱和的离子液体作为萃取剂。
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