[发明专利]生物质原料制备燃料乙醇的方法和系统及其应用

说明书

本发明涉及燃料乙醇生产领域，公开了生物质原料制备燃料乙醇的方法和系统及其应用。所述生产燃料乙醇的方法包括：对所述生物质原料进行粉碎，得到粉碎产物；对所述粉碎产物进行汽爆，得到汽爆产物和汽爆废气；对所述汽爆产物进行酶解，得到酶解产物；对所述酶解产物进行第一分离，得到湿糟和清液；对所述清液进行第一浓缩，得到第一浓缩液和第一冷凝液；对所述第一浓缩液进行发酵，得到成熟醪液；对所述成熟醪液进行蒸馏，得到废液和燃料乙醇。通过本发明所述的方法和系统，能够减少原料消耗和酵母用量，缩短发酵时间，提高成熟醪液的酒度，降低精馏处理负荷和能耗。

技术领域

本发明涉及燃料乙醇生产领域，具体涉及一种生物质原料制备燃料乙醇的方法、一种生物质原料制备乙醇的系统以及所述系统在利用生物质原料制备乙醇中的应用。

背景技术

在我国，据统计，2017年我国秸秆理论资源总量已达10.2亿吨，较90年代初增加了近4亿吨。其中玉米、水稻、小麦秸秆量分别为4.3、2.4、1.8亿吨，三大作物秸秆量占比达到83.3％。玉米秸秆作为我国产量最大的农作物秸秆，总纤维含量高达70％(干重)以上，其中纤维素35％、半纤维素23％。除部分用于牛羊饲料外，还有上亿吨有待合理利用。尽管2019年我国秸秆综合利用率已达到85.45％，但绝大部分以肥料化(粉碎还田)、饲料化、燃料化(秸秆颗粒)等一般利用为主，还未能对秸秆进行高效利用，生产高附加值产品。

含纤维素的原料(即生物质原料)生产乙醇的研究备受国内外关注，但世界上还尚未实现大规模工业化生产。生产过程中存在很多问题，比如C5+C6发酵时酵母消耗量大，发酵酒度低(一般4-4.5％wt)，能耗和成本高等。为了实现生物质生产乙醇的大规模生产，需要新的工艺流程和技术来解决至少部分问题。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的酵母消耗量大和发酵酒度低的问题，提供一种生物质原料制备燃料乙醇的方法、一种生物质原料制备乙醇的系统以及所述系统在利用生物质原料制备乙醇中的应用，该方法能够减少原料消耗和酵母用量，提高发酵酒度，还能够降低精馏处理负荷。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种生物质原料制备燃料乙醇的方法，该方法包括：

对所述生物质原料进行粉碎，得到粉碎产物；

对所述粉碎产物进行汽爆，得到汽爆产物和汽爆废气；

对所述汽爆产物进行酶解，得到酶解产物；

对所述酶解产物进行第一分离，得到湿糟和清液；

对所述清液进行第一浓缩，得到第一浓缩液和第一冷凝液；

对所述第一浓缩液进行发酵，得到成熟醪液；

对所述成熟醪液进行蒸馏，得到废液和燃料乙醇。

优选地，所述湿糟的固含物含量为50-60重量％；和/或

所述清液中的固含物含量为6-10重量％；和/或

所述第一浓缩液的固含物含量为15-35重量％。

优选地，该方法还包括：对第一分离处理得到的湿糟进行热电转化，得到湿糟蒸汽和电能；和/或

对蒸馏处理得到的废液进行厌氧处理，得到沼气和厌氧处理后的物料。

优选地，对所述厌氧处理后的物料进行第二浓缩，得到第二冷凝液和第二浓缩液。

优选地，该方法进一步包括：对所述第一浓缩液进行发酵处理，得到发酵液；对所述发酵液进行第二分离处理，得到成熟醪液和蛋白产品。

本发明第二方面提供一种生物质原料制备乙醇的系统，该系统包括：

粉碎单元，用于对所述生物质原料进行粉碎，得到粉碎产物；