用于棉纺织品废弃织物的预处理方法

本公开涉及一种用于从含棉纺织品生产糖的方法。背景技术：1、美国环境保护局(epa)估计，2018年美国燃烧了320万吨纺织品废弃物并且垃圾填埋场接收了1130万吨纺织品废弃物。epa“textiles：material-specific data”epawebsite(2021)。如果丢弃在垃圾填埋场，则这些纺织品会在其降解时造成温室气体(例如，甲烷)的排放。此外，合成纤维(例如，聚酯)的降解过程可能需要花数百年。如果将纺织品废弃物焚烧，则可能会释放有毒气体，尤其是从更复杂的纺织品共混物释放有毒气体。bbc网站“why clothes are so hard to recycle.”(2020年7月12日)。2、纺织品废弃物占全球废弃物市场份额的3％。hamawand等人，“bioenergy fromcotton industry wastes：a review and potential，”renew.sustain.energy rev.，第66卷，第435-448页，2016年；johnson等人，“supply chain of waste cotton recycling andreuse：a review，”2020年。它是继食品、纸张、塑料和玻璃衍生废弃物之后第十大产生的废弃物。棉织物的降解时间为90天内大约50-77％。li、frey和browning，“biodegradabilitystudy on cotton and polyester fabrics，”j.eng.fiber.fabr.，第5卷，第4号，第42-53页，2010年。3、本领域需要用于将纺织品废弃物加工成糖及其他增值产品的方法。技术实现思路1、在一个实施方案中，预处理含棉纺织品材料的方法可包括在pfi研磨机中精炼含棉纺织品材料达约2,000至20,000转之间。2、在一个实施方案中，预处理含棉纺织品材料的方法可包括对含棉纺织品材料脱色并在pfi研磨机中精炼含棉纺织品材料达约2,000至20,000转之间。3、所述方法还可包括另外的预处理。所述另外的预处理可包括机械预处理、化学预处理、酶预处理或其组合。所述方法还可包括在pfi研磨机中精炼含棉纺织品材料之前撕碎含棉纺织品材料、切割含棉纺织品材料和研磨含棉纺织品材料。4、在一个实施方案中，加工含棉纺织品材料的方法可包括(a)撕碎含棉纺织品材料；(b)切割含棉纺织品材料；(c)研磨含棉纺织品材料；(d)在pfi研磨机中精炼含棉纺织品材料达约2,000至20,000转之间；和(e)使经预处理的含棉纺织品材料经受水解以产生水解产物。在一个实施方案中，所述方法还可包括在切割和研磨之后但在精炼之前对含棉纺织品材料脱色。5、在一个实施方案中，加工含棉纺织品材料的方法可包括(a)撕碎含棉纺织品材料；(b)切割含棉纺织品材料；(c)研磨含棉纺织品材料；(d)对含棉纺织品材料脱色；(e)在pfi研磨机中精炼含棉纺织品材料达约2,000至20,000转之间；和(f)使经预处理的含棉纺织品材料经受水解以产生水解产物。6、在一个实施方案中，脱色步骤可包括漂白。漂白可包括用臭氧、次氯酸钠、过氧化氢、芬顿试剂或其组合进行处理。过氧化氢可在约1.0％至约8.0％(w/w)的范围内。过氧化氢可在约2.0％至6.0％、4.0％至8.0％、5.0％至7％(w/w)的范围内。7、在一个实施方案中，漂白还可包括用氢氧化钠进行处理。氢氧化钠可在1.0％至约6.0％的范围内，或任选地在2.0％至4.0％(w/w)的范围内。氢氧化钠可在约2.0％至4.0％、3.0％至5.0％、4.0％至6.0％、或1.0％至5.0％(w/w)的范围内。氢氧化钠的量可为约1.0％、2.0％、3.0％、4.0％、5.0％或6.0％(w/w)。8、在一个实施方案中，所述方法还可包括添加cu2+。cu2+可以100ppm至250ppm的范围添加。范围可为约120ppm至170ppm。量可为约100ppm、101ppm、102ppm、103ppm、104ppm、105ppm、106ppm、107ppm、108ppm、109ppm、110ppm、111ppm、112ppm、113ppm、114ppm、115ppm、116ppm、117ppm、118ppm、119ppm、120ppm、121ppm、122ppm、123ppm、124ppm、125ppm、126ppm、127ppm、128ppm、129ppm、130ppm、131ppm、132ppm、133ppm、134ppm、135ppm、136ppm、137ppm、138ppm、139ppm、140ppm、141ppm、142ppm、143ppm、144ppm、145ppm、146ppm、147ppm、148ppm、149ppm、150ppm、151ppm、152ppm、153ppm、154ppm、155ppm、156ppm、157ppm、158ppm、159ppm、160ppm、161ppm、162ppm、163ppm、164ppm、165ppm、166ppm、167ppm、168ppm、169ppm、170ppm、171ppm、172ppm、173ppm、174ppm、175ppm、176ppm、177ppm、178ppm、179ppm、180ppm、181ppm、182ppm、183ppm、184ppm、185ppm、186ppm、187ppm、188ppm、189ppm、190ppm、191ppm、192ppm、193ppm、194ppm、195ppm、196ppm、197ppm、198ppm、199ppm、200ppm、201ppm、202ppm、203ppm、204ppm、205ppm、206ppm、207ppm、208ppm、209ppm、210ppm、215ppm、220ppm、225、230ppm、235ppm、240ppm、245ppm或250ppm。9、在一个实施方案中，所述方法还可包括添加fe2+。fe2+可以100ppm至250ppm的范围添加。范围可为约120ppm至170ppm。量可为约100ppm、101ppm、102ppm、103ppm、104ppm、105ppm、106ppm、107ppm、108ppm、109ppm、110ppm、111ppm、112ppm、113ppm、114ppm、115ppm、116ppm、117ppm、118ppm、119ppm、120ppm、121ppm、122ppm、123ppm、124ppm、125ppm、126ppm、127ppm、128ppm、129ppm、130ppm、131ppm、132ppm、133ppm、134ppm、135ppm、136ppm、137ppm、138ppm、139ppm、140ppm、141ppm、142ppm、143ppm、144ppm、145ppm、146ppm、147ppm、148ppm、149ppm、150ppm、151ppm、152ppm、153ppm、154ppm、155ppm、156ppm、157ppm、158ppm、159ppm、160ppm、161ppm、162ppm、163ppm、164ppm、165ppm、166ppm、167ppm、168ppm、169ppm、170ppm、171ppm、172ppm、173ppm、174ppm、175ppm、176ppm、177ppm、178ppm、179ppm、180ppm、181ppm、182ppm、183ppm、184ppm、185ppm、186ppm、187ppm、188ppm、189ppm、190ppm、191ppm、192ppm、193ppm、194ppm、195ppm、196ppm、197ppm、198ppm、199ppm、200ppm、201ppm、202ppm、203ppm、204ppm、205ppm、206ppm、207ppm、208ppm、209ppm、210ppm、215ppm、220ppm、225、230ppm、235ppm、240ppm、245ppm或250ppm。10、在一个实施方案中，漂白可在60℃至120℃的温度范围下进行。温度可在约80℃至100℃的范围内。漂白可在约100℃至110℃、90℃至100℃、90℃至110℃、或95℃至120℃的温度下进行。温度可为约80℃、81℃、82℃、83℃、84℃、85℃、86℃、87℃、88℃、89℃、90℃、91℃、92℃、93℃、94℃、95℃、96℃、97℃、98℃、99℃、100℃、101℃、102℃、103℃、104℃、105℃、106℃、107℃、108℃、109℃、110℃、111℃、112℃、113℃、114℃、115℃、116℃、117℃、118℃、119℃或120℃。11、在一个实施方案中，漂白可进行在60分钟至120分钟的范围内的时间。时间可在约80分钟至110分钟的范围内。时间可在约80至90分钟、90至100分钟、95至120分钟、或110至120分钟的范围内。时间可为约60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、102、103、104、105、106、107、108、109、110、111、112、113、114、115、116、117、118、119或120分钟。12、在一个实施方案中，脱色可在约ph 7至ph 11之间的ph下执行。脱色可在高于ph10的ph下执行。脱色可在约ph 11下执行。脱色可在约ph 11.5下执行。脱色可在约ph 11.75下执行。脱色可在约ph 12下执行。13、在一个实施方案中，在pfi研磨机中精炼之前，可向含棉纺织品材料添加溶剂。溶剂可以是水。14、在一个实施方案中，所述方法还可包括经预处理的含棉纺织品材料的酶促水解以产生水解产物。15、在一个实施方案中，所述方法还可包括切割含棉纺织品材料。16、在一个实施方案中，所述方法还可包括研磨含棉纺织品材料。17、在一个实施方案中，所述方法还可包括对含棉纺织品材料脱色。18、在一个实施方案中，机械预处理可包括撕碎、切割、研磨、精炼及其组合。19、在一个实施方案中，所述方法还可包括在机械预处理期间向含棉纺织品材料添加溶剂。溶剂可以是水。溶剂可在精炼之前、在精炼期间、或在精炼之前和精炼期间都添加。溶剂可以约1∶0.01至1∶30经机械预处理的含棉纺织品：溶剂重量/重量之间的量添加。添加到含棉纺织品的溶剂的量可在约1∶0.1至1∶20、1∶0.1至1∶10、1∶0.1至1∶5、或1∶0.1至1∶0.5经机械预处理的含棉纺织品：溶剂重量/重量之间。添加到含棉纺织品的溶剂的量可为约1∶0.1、1∶0.2、1∶0.3、1∶0.4、1∶0.5、1∶0.6、1∶0.7、1∶0.8、1∶0.9或1∶1经机械预处理的含棉纺织品：溶剂重量/重量。添加到含棉纺织品的溶剂的量可为1∶0.2经机械预处理的含棉纺织品：溶剂重量/重量。20、在一个实施方案中，机械预处理可在约0℃至50℃之间的温度下进行。机械预处理可在约10℃至40℃之间的温度下进行。机械预处理可在约10℃、11℃、12℃、13℃、14℃、15℃、16℃、17℃、18℃、19℃、20℃、21℃、22℃、23℃、24℃、25℃、26℃、27℃、28℃、29℃、30℃、30℃、31℃、32℃、33℃、34℃、35℃、36℃、37℃、38℃、39℃或40℃的温度下进行。机械预处理可在约25℃的温度下进行。21、在一个实施方案中，经机械预处理的含棉纺织品材料可包含约1重量％至50重量％之间的细料。经机械预处理的含棉纺织品材料可包含约1重量％至20重量％之间的细料、25重量％至50重量％之间的细料、10重量％至30重量％之间的细料、30重量％至50重量％之间的细料、或15重量％至35重量％之间的细料。经机械预处理的含棉纺织品材料可包含约1重量％、2重量％、3重量％、4重量％、5重量％、6重量％、7重量％、8重量％、9重量％、10重量％、11重量％、12重量％、13重量％、14重量％、15重量％、16重量％、17重量％、18重量％、19重量％、20重量％、21重量％、22重量％、23重量％、24重量％、25重量％、26重量％、27重量％、28重量％、29重量％、30重量％、31重量％、32重量％、33重量％、34重量％、35重量％、36重量％、37重量％、38重量％、39重量％、40重量％、41重量％、42重量％、43重量％、44重量％、45重量％、46重量％、47重量％、48重量％、49重量％、或50重量％的细料。22、在一个实施方案中，经机械预处理的含棉纺织品材料的纤维长度lwl(mm)可在约0.1mm至2.00mm之间。经机械预处理的含棉纺织品材料的纤维长度lwl(mm)可为约0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1.0mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm、1.9mm或2.00mm。23、在一个实施方案中，精炼水平可在约2,000至20,000pfi转之间。精炼水平可在约2,000至10,000pfi转之间；5,000至15,00pfi转之间；5,000至20,000pfi转之间；或10,000至20,000pfi转之间。精炼水平可为约2,000；3,000；4,000，5,000；6,000；7,000；8,000；9,000；10,000；11,000；12,000；13,000；14,000，15,000；16,000；17,000；18,000；19,000；或20,000pfi转。24、在一个实施方案中，经机械预处理的含棉纺织品材料的加拿大标准游离度(csf)可在约100至900csf毫升之间。经机械预处理的含棉纺织品材料的加拿大标准游离度(csf)可在约100至900csf毫升之间、200至400csf毫升之间、400至600csf毫升之间。精炼水平可在约100至900ml csf毫升之间。25、在一个实施方案中，经机械预处理的含棉纺织品可呈粉末的形式。粉末的平均颗粒尺寸可在约0.10mm至约2.0mm之间。26、在一个实施方案中，切割步骤可使用wiley研磨机。27、在一个实施方案中，机械预处理可在棉纺织品材料的脱色之前执行。28、在一个实施方案中，水解可包括酶促水解，酶促水解包括添加至少一种水解酶。29、在一个实施方案中，酶促水解可包括添加纤维素酶和β-葡萄糖苷酶的组合。30、在一个实施方案中，水解产物可包含糖。糖可以是葡聚糖、木聚糖、阿拉伯聚糖、甘露聚糖、半乳聚糖、葡萄糖、蔗糖、己糖或其组合。31、在一个实施方案中，酶促水解可在约20℃至75℃之间的温度下进行。酶促水解可在约40℃至75℃之间、约45℃至75℃之间、50℃至75℃之间、约55℃至75℃之间、60℃至75℃之间、或约65℃至75℃之间的温度下进行。酶促水解可在20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃或75℃下进行。32、在一个实施方案中，酶促水解可在约ph＝4.5至ph＝8.5之间的ph下进行。酶促水解可在4.5、4.6、4.7、4.8、4.9、5、5.1、5.2、5.3、5.4、5.5、5.6、5.7、5.8、5.9、6、6.1、6.2、6.3、6.4、6.5、6.6、6.7、6.8、6.9、7、7.1、7.2、7.3、7.4、7.5、7.6、7.7、7.8、7.9、8、8.1、8.2、8.3、8.4、或8.5的ph下进行。33、在一个实施方案中，酶促水解可进行约1小时至300小时之间。酶促水解可进行约12小时至300小时之间、24小时至144小时之间、24小时至180小时之间、48小时至240小时之间、或24小时至96小时之间。酶促水解可进行约12、24、36、48、60、72、84、96、108、120、132、144、156、168、180、192、204、216、228、240、252、264、276、288、或300小时。酶促水解可进行约24、36、48、60、72、84、96、108、120、132、144、156、168、180、或192小时。34、在一个实施方案中，酶促水解中使用的酶的量可在约1fpu至50fpu/g棉之间。酶促水解中使用的酶的量可为约1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、或50fpu。35、在一个实施方案中，酶促水解中使用的酶的量可在约0.01％至10％酶/棉(w/w)之间，任选地在约0.02％至0.05％酶/棉(w/w)之间。36、在一个实施方案中，酶促水解效率可为至少50％、至少60％、至少65％、或至少70％。37、在一个实施方案中，酶促水解还可包括添加酸、碱、或酸和碱两者以用于ph控制。酸可以是乙酸、柠檬酸或其组合。38、在一个实施方案中，所述方法还可包括过滤水解产物以产生渗透物和滞留物，其中所述渗透物可包含水解产物，并且所述滞留物可包含残余物。39、在一个实施方案中，所述方法还可包括使水解产物经受发酵、氧化、还原或氢化以产生终产物。40、在一个实施方案中，所述方法还可包括使水解产物经受发酵。41、在一个实施方案中，通过发酵产生的终产物包含醇、糖醇、酸、脂肪酸、气体、氨基酸、化学品及其混合物。糖醇可包含山梨糖醇、木糖醇、乙二醇、甘油、赤藓糖醇、苏糖醇、阿拉伯糖醇、核糖醇、甘露糖醇、半乳糖醇、岩藻糖醇、艾杜糖醇、肌醇、庚七醇、异麦芽酮糖醇、乳糖醇及其混合物。醇可包含乙醇、丁醇、甲醇、丙醇及其混合物。酸可包含2，5-呋喃二甲酸、衣康酸、乙酰丙酸、琥珀酸、乳酸、苹果酸、柠檬酸、丙烯酸、富马酸、羟基丙酸、丙烯酸及其混合物。化学品可包含甘油、3-氢丙酸、2，5-二甲基呋喃(dmf)、5-羟甲基糠醛(hmf)、糠醛、醛、胺、对苯二甲酸、六亚甲基二胺、异戊二烯、聚羟基链烷酸酯、1，3-丙二醇或其混合物。气体可包含甲烷、乙烷、co、co2和h2或其混合物。42、在一个实施方案中，酶促水解和发酵可同时进行。43、在一个实施方案中，酶促水解和发酵可单独进行。44、在一个实施方案中，所述方法可不包括因酸或碱的使用而需要中和的预处理步骤、任何溶剂的回收、或因需要在水解和/或发酵之前除去组分的预处理而所需的冲洗步骤。45、在一个实施方案中，方法可不包括需要使用酸的步骤。46、在一个实施方案中，机械预处理可基本上不使用化学品。47、在一个实施方案中，用于从含棉纺织品材料生产糖的系统可包括全部以机械方式串联联接在一起的撕碎装置、切割装置、研磨装置、精炼装置和酶促水解反应器。