[实用新型]一种利用木糖渣生产纤维素乙醇的装置

说明书

一种利用木糖渣生产纤维素乙醇的装置，属于生物质能源化工设备领域，包括第一硫酸加料罐、第二硫酸加料罐、乙醇加料罐、木糖渣加料器、螺旋反应器、浓酸水解釜、减压蒸馏塔、乙醇储罐、硫酸储罐、防腐离心机、稀酸水解釜、中和反应釜、发酵罐、乙醇蒸馏塔、空气换热器、空气压缩机、压缩空气储罐及精馏塔，本实用新型利用螺旋反应器和浓酸水解釜二步水解法，可以避免浓硫酸炭化木糖粉，提高纤维素转化为葡萄糖的转化率。水解完成后，直接向浓酸水解釜加入溶剂无水乙醇，解决了因浓糖粘度大、浓酸腐蚀性强造成转移分散困难的难题。采用稀酸水解半纤维素制备木糖，清除木糖渣中的所有有机和无机的杂质，净化了木糖渣，利用其中的纤维素制备乙醇。

技术领域

本实用新型属于生物质能源化工设备领域，具体涉及一种利用木糖渣生产纤维素乙醇的装置。

背景技术

木糖是很多种工业制品的重要原材料之一。经常被用来生产各种甜味的食品或饮料。由于木糖无热量但又有甜味的特性，糖尿病人也可以食用。经由加氢工艺制造的木糖醇经常被用来作为食品添加剂。虽然现在木糖生产技术已经比较成熟，生产木糖的流程也比较固定，但是在生产过程中仍然不可避免地会产生一些废渣。假如直接将这些废渣不经处理就排放到自然环境中去，必然会造成环境污染和破坏，企业不仅可能会因此面临环境保护部门的处罚，提高企业面临的环境风险，更是直接增加了企业的生产成本。因此，将木糖生产过程中产生的废渣直接丢弃的做法是不可取的，需要想办法变废为宝，将木糖生产过程中产生的废渣变成可供直接使用或间接生产其他产品使用的原料是一条比较好的可行的思路。

国内许多研究单位为木糖渣利用开展了大量有益的工作，大部分工作主要以木糖渣直接利用为主，如：CN107746303A公开了一种以木糖渣为原料的腐熟基质及其制备方法和应用；CN107602970A公开了木糖渣在制备木塑材料中的应用；CN105272564B公开了一种利用木糖渣栽培秀珍菇的培养料及其夏季栽培方法；CN106978448A公开了一种木糖渣高效厌氧制沼气的方法及系统；CN106313258A公开了木糖渣制备板材的工艺方法；CN104292470A公开了一种利用木糖渣制备纯碱木质素的方法；CN104528719A公开了以碱木糖渣为原料制备活性炭的方法；CN102995477A公开了一种以木糖渣为原料制备微晶纤维素的方法；少部分工作以木糖渣为原料，酶解法制糖，如CN101619333公开了一种将木糖渣或糠醛渣高效糖化的方法；CN1327068公开了一种利用木糖渣生产酒精的方法，先酶解制糖，再发酵制备乙醇。

但是，酶解成本高。经过预处理后纤维素原料先需要被纤维素酶水解成可发酵糖，再通过酵母等发酵微生物代谢生产乙醇，纤维素酶解纤维素生产乙醇行业成本最高的单元操作。首先，木质纤维素固体基质物性引起的组分基质效应、纤维素酶吸附效应、水束缚效应、抑制物效应等，造成体系传质、传热和反应特性改变，能耗增加、反应效率降低，使得纤维素乙醇酶解和发酵过程的控制和放大存在很大难度。其次，纤维素酶的成本居高不下，水解过程需要使用大量昂贵的专用酶制剂，由生产实践数据可知，酶制剂是整个生产成本的重中之重，占比高达30％～50％，远高于粮食乙醇5％～10％的水平。因此酶制剂成本己成为纤维素乙醇技术突破的关键，掌握了酶核心生产技术，就等于控制了未来产业链的上游高端。因此世界各国都在积极研究降低纤维素酶的生产成本，但仍没有办法将酶制剂成本降到可接受范围内。

木糖渣含纤维素45.34％，含木质素40.09％，半纤维素4.23％，灰分8.67％，到目前为止，还没有很好的综合利用的办法。

因此，如何解决纤维素水解转化为糖的效率，如何实现木糖渣的综合利用，已经成为木糖渣应用产业发展的障碍，因此现有技术中需要一种新的技术方案解决这些问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提出了一种利用木糖渣生产纤维素乙醇的装置，使用该装置，可以实现浓酸水解、糖酸分离、纤维素乙醇生产，从而实现了木糖渣综合利用。