[发明专利]一种玉米秸秆酶法水解生产乙醇的预处理方法

说明书

技术领域：

本发明属于纤维质原料生产乙醇的技术领域，尤其是涉及一种玉米秸秆酶法水解生产乙醇的预处理方法。

背景技术：

玉米秸秆数量巨大，有“第二森林”之称。玉米秸秆量占农作物秸秆总量的35％，位居第一位。玉米秸秆是可再生的生物质能源，用其生产燃料乙醇可缓解能源危机，减少用粮食生产乙醇所带来的压力，增加农民收入。

燃料乙醇由于其成熟的生产应用技术和丰富的原料来源成为世界各国首选的生物质能源，但目前的燃料乙醇主要是由粮食转化而来，他们虽属可再生资源，但生产受到粮食产量的限制。为解决这个问题，全世界都将目光集中在产量大、来源广的纤维质原料。

随着科技进步，高水解率、低成本的纤维素酶已经研究并开发出来，几年后便可实现商品化，将快速促进纤维质原料酶法水解这一得率高、无污染方法发展。

酶法水解前需要进行预处理，以达到破坏纤维质原料中的纤维素、半纤维素与木质素的结构，使之松散。

目前采用的预处理方法主要有：喷爆法、湿氧化法。喷爆方法目前主要采用单罐，用饱和蒸汽进行蒸煮和喷爆。这种方法的不足之处是使一部分饱和蒸汽在喷放时随物料排放到大气中浪费掉。丹麦国家实验室采取的湿氧化预处理方法，是采用在固液比为1∶16的大液比，12巴氧气压力，在温度190-200℃油浴或盐浴中处理10-15min，然后，冷水中快速冷却的方法。这种方法用水量大、用氧气的压力大，难以实现产业化。

发明内容：

本发明的目的是针对现有喷爆技术和湿氧化技术存在的不足而进行改进，从而提供一种具有用水量小，节约能源，降低所供氧气压力或通入富氧空气，实现成本低，适应产业化特点的玉米秸秆酶法水解生产乙醇的预处理方法。

本发明的技术方案是：玉米秸秆经切段，除杂质，喷淋含碳酸钠5％-15％的碱液后，依次装入各个以排余汽的蒸汽管路相串联的反应罐中；玉米秸秆装罐、封闭装料口后，利用真空泵抽出罐内空气，充入0.1-1Mpa氧气或富氧空气；蒸煮时，先向前一个反应罐通入100℃-165℃饱和蒸汽蒸煮，蒸煮3-10min后，打开前一个反应罐阀门，把前一个反应罐内的多余饱和蒸汽排入与之串联的下一反应罐；然后，关闭前一个反应罐的阀门，分别向前一个反应罐通入中压压缩空气和向后一个反应罐内补充蒸煮所需饱和蒸汽，前一个反应罐通入压缩空气压力达1.6-2.5Mpa，保持1-3min后喷放到喷放仓中，喷放出的膨化玉米秸杆冷却后，即可用于酶法水解、发酵，生产乙醇，当前一个反应罐通入压缩空气进行喷爆的同时，后一个反应罐补充锅炉供应的饱和蒸汽达到蒸煮要求后，再把该反应罐内的余汽排入与之相连的下一个反应罐，相互串联的各罐依次进行排放蒸煮后多余的饱和蒸汽。

本发明提供的预处理方法与现有喷爆方法和丹麦的湿氧化预处理方法相比，具有用水量小，节约能源，降低所供氧气压力或通入富氧空气，实现成本低，适应产业化特点。

附图说明：

附图是本发明的工艺流程图。

具体实施方式：

参照附图，玉米秸秆经切段，除杂质，输送过程中喷淋含碳酸钠的碱液后，依次装入各个以排余汽的蒸汽管路相串联的反应罐中；玉米秸秆装罐、封闭装料口后，利用真空泵抽出罐内空气，充入氧气或富氧空气；蒸煮时，先向前一个反应罐通入饱和蒸汽蒸煮，达到蒸煮要求后，打开前一个反应罐阀门，把前一个反应罐内的多余饱和蒸汽排入与之串联的下一反应罐；然后，关闭前一个反应罐的阀门，分别向前一个反应罐通入中压压缩空气和向后一个反应罐内补充蒸煮所需饱和蒸汽，前一个反应罐达到喷放要求后喷放到喷放仓中，喷放出的膨化玉米秸杆冷却后，即可用于酶法水解、发酵，生产乙醇，当前一个反应罐通入压缩空气进行喷爆的同时，后一个反应罐补充锅炉供应的饱和蒸汽达到蒸煮要求后，再把该反应罐内的余汽排入与之相连的下一个反应罐，相互串联的各罐依次进行排放蒸煮后多余的饱和蒸汽。

实施例1