[发明专利]水稻秸秆生产纤维素乙醇的方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种水稻秸秆生产纤维素乙醇的方法。

背景技术：

根据我国北方水稻种植实际情况，水稻经收割机收割后，秸秆在田间自然晾干至水分<20%经秸秆打包机械收割打包后，运送至种植集中区周边建设的大库内进行初步加工，在大库内稻草经过除尘、除杂后送至工厂进行酒精生产，方圆50km半径内建造的多个大库保障了酒精厂全年的原料需求，原料粉碎过程中只是进行了简单的除尘、除杂工作，我国水稻秸秆资源丰富,年产量达3亿多吨，利用水稻秸秆生产燃料乙醇,对解决未来我国能源问题、实现节粮代粮和环保有着巨大的潜力和广阔的应用前景，水稻秸秆的主要成分是纤维素,对纤维素的利用最主要的限制性因素是将纤维素转化为可发酵还原糖。

发明内容：

本发明的目的是提供一种水稻秸秆生产纤维素乙醇的方法，采用全新的制作工艺，充分利用废弃的秸秆，增加了新的能源品种。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种水稻秸秆生产纤维素乙醇的方法，该方法包括如下步骤：（1）压块秸秆洗涤除尘后再温度190℃，压力1.3MPa下进行水热环境处理，物料在弱碱性，温度为50～55℃的混合器中搅拌处理；（2）在PH值5～5.2环境下进行两级酶水解，时间为100h；（3）投入玉米糖化醪液并接入酵母，二次扩培后进行发酵，发酵温度35℃，发酵时间7天；（4）对发酵醪液中酵母细胞和较小的木质素分子进行分离；（5）采用双粗塔差压蒸馏与吸附塔组合处理得到纤维素乙醇。

所述的水稻秸秆生产纤维素乙醇的方法，所述的压块秸秆预处理的具体过程为：压块秸秆经短途运输后送至酒精厂通过输送带输送到水力洗草机进行洗涤除尘，洗涤除尘后输送到栓塞流水热环境处理工段对水稻秸秆进行深度处理，通入直接蒸汽加压加热，加压至压力1.3MPa，加热至温度190℃后，处理时间20分钟，栓塞流反应器反应物料经过两级闪蒸出料至混合器，一级闪蒸蒸汽回用，二级闪蒸蒸汽经过冷凝后排至污水处理厂，在混合搅拌器中加入软化水，调节温度50～55℃，加入NaOH和氨水调节pH5～5.5，再加入酶与水的混合物，进行搅拌混合，搅拌处理3个小时后，输送至酶水解罐中。

所述的水稻秸秆生产纤维素乙醇的方法，所述的酶水解具体过程为：混料器输送物料需要在酶水解罐内在保持温度50～55℃，加大搅拌力度，继续酶水解，水解50小时，酶解过程中需要不断加入液碱调节管内PH至5～5.2，一级酶水解罐酶解50h后将物料泵送至二级酶水解罐继续酶解，保持条件不变再持续50h，完成水解，酶解完成后采用两级换热器将酶水解物料由55℃降至35℃送至发酵工段。

所述的水稻秸秆生产纤维素乙醇的方法，所述的发酵具体过程为：首先在一级酵母罐中投入玉米糖化醪液并接入菌种实验室扩培的酵母，培养好后打入二级酵母罐进行二次扩培，二次扩培采用的培养基为秸秆酶水解糖液，扩培好后酵母打入相应的发酵罐中进行发酵，发酵温度35℃，发酵时间7天。

所述的水稻秸秆生产纤维素乙醇的方法，所述的酵母蛋白分离具体过程为：发酵后期酵母沉淀于发酵罐罐底，采用卧螺机与碟片分离机相结合的方式对发酵醪液中酵母细胞和较小的木质素分子分离，卧螺机离心干物含量约30%，碟片分离机分离干物含量约10%，离心之后的清液回到发酵罐，浓缩物传送到酵母干燥机，经干燥后得到粉状酵母外卖，发酵罐中排除发酵醪液后，进行清洗系统循环，并启动新一轮的发酵循环。

所述的水稻秸秆生产纤维素乙醇的方法，所述的蒸馏处理具体过程为：采用目前先进的双粗塔差压蒸馏与吸附塔组合，粗塔、组合塔、精塔顺序差压，只有精塔进新蒸汽，酒精气相进分子筛，操作温度为粗塔103—108℃、塔顶压力0.06—0.15Mpa，组合塔温度85—95℃，塔顶压力-0.05—-0.08Mpa，精塔温度120—128℃，塔顶压力0.06—0.15Mpa，蒸馏提纯处理后得到纤维素乙醇。

所述的水稻秸秆生产纤维素乙醇的方法副产的二氧化碳，发酵过程中收集的二氧化碳首先经过钾洗塔进行初步洗涤，除去有机物等杂质，再进入水洗塔除去醇类等易溶解杂质，经气液分离器分离的二氧化碳气体通过气囊进压缩机一段，经压缩机增压至2.0MPa，增压后进入分子筛脱去残留水分，使二氧化碳气体达到露点温度-45℃以下，干燥后的二氧化碳进入吸附塔做净化处理，去除水分、杂质和异味，吸附后气体经预冷后进入冷冻机的冷凝器冷凝至-20℃以下，成为液体二氧化碳，合格的液体二氧化碳送入二氧化碳储罐。

有益效果：