一种玉米秸秆生产酒精的工艺.pdf

本发明属于农副产品加工领域，特别涉及一种玉米秸秆生产酒精的工艺。将玉米秸秆粉碎、揉丝，然后按照1∶0.003-0.005的质量比例加入酒精生化酶进行酶解，把酶解后的原料放入纤维真空分离机里加蒸汽至80-93℃，然后将气体抽出冷凝为液体，精馏、去杂后即得酒精。本发明工艺环保、低能耗、低成本，产出酒精的质量高，值得推广。

权利要求书
1.  一种玉米秸秆生产酒精的工艺，其特征在于，将玉米秸秆粉碎、揉丝，然后按照1∶0.003-0.005的质量比例加入酒精生化酶进行酶解，把酶解后的原料放入纤维真空分离机里加蒸汽至80-93℃，然后将气体抽出冷凝为液体，精馏、去杂后即得酒精。

2.  如权利要求1所述的玉米秸秆生产酒精的工艺，其特征在于，所述的酒精生化酶为河南省瑞特利生物技术有限公司产酒精生化酶JJSH 3/06。

3.  如权利要求1或2所述的玉米秸秆生产酒精的工艺，其特征在于，加入酒精生化酶后密封，于常温保存或埋于地下。

4.  如权利要求3所述的玉米秸秆生产酒精的工艺，其特征在于，将玉米秸秆粉碎为3-3.5cm。

5.  如权利要求4所述的玉米秸秆生产酒精的工艺，其特征在于，冷凝于常温下进行。

6.  如权利要求1所述的玉米秸秆生产酒精的工艺，其特征在于，酒精提取结束后，将纤维真空分离机里的物质进行固液分离回收利用。

说明书一种玉米秸秆生产酒精的工艺
(一)技术领域
本发明属于农副产品加工领域，特别涉及一种玉米秸秆生产酒精的工艺。
(二)背景技术
酒精是一种重要的工业原料，广泛应用于食品、化工医药等领域，它可以部分替代汽油。具调查，安徽、江苏、山东和河北四省31个试点城市提供的车用汽油中，目前燃料乙醇的比例已经达到了13％。而在不对汽车发动机进行改造之前，燃料乙醇的比例还可以再增加2个百分点至15％。如果对发动机稍做改动，这一比例则可达到22％，具有安全、清洁、再生等优点。燃料酒精原先主要以糖蜜、薯类、玉米、谷物为原料发酵生产。但我国人多地少，耕地稀缺，以粮食为原料制取生物燃料显然不符合我国的国情。针对这一现状，国家对以粮食为原料制取生物燃料酒精进行了限制，并按照“不与人争粮、不与人争地”的原则，重点支持纤维资源如秸秆等非粮食原料制取生物燃料酒精。利用秸秆制造燃料酒精，不仅可以获得“可持续的”原料来源，而且还可以帮助农民增收，此外该项目技术还能缓解秸秆焚烧导致的污染难题。据了解，我国农作物秸秆年产量约6亿吨，用于造纸、畜牧及农村生活燃料的不足40％，大部分被直接焚烧，这一过程不仅排出大量的温室气体二氧化碳和甲烷，同时还会对空气、交通等造成不良影响。
在我国，玉米秸秆是一种丰富的资源，利用玉米秸秆生产燃料酒精是利用再生资源解决液体燃料的一个国际性大问题，越来越受到重视，不少国家和企业已开展此项工作，但目前为止还没有实现大规模工业化生产，原因主要在于存在以下问题：(一)污染：秸秆是通过强碱分解进行的，生产过程中要产生大量的废水，污染严重。(二)成本：秸秆的形状较长，运输起来并不方便，运输费用过高；目前适应固体发酵的高活性纤维素酶的使用成本大都在3000元/吨左右；产出比低，目前的技术是十吨原料产出一吨酒精，纤维素制造乙醇的成本达到每吨6000元到7000元(一般粮食制乙醇的成本为4800元到5000元)，因此，成本非常高。
(三)发明内容
本发明的目的在于提供一种玉米秸秆生产酒精的工艺，可以克服目前工艺污染严重、成本过高的缺陷，便于工业化生产。
本发明采用的技术方案如下：
一种玉米秸秆生产酒精的工艺，将玉米秸秆粉碎、揉丝，然后按照1∶0.003-0.005的质量比例加入酒精生化酶进行酶解，把酶解后的原料放入纤维真空分离机里加蒸汽至80-93℃，然后将气体抽出冷凝为液体，精馏、去杂后即得酒精。
所述的酒精生化酶优选河南省瑞特利生物技术有限公司产酒精生化酶JJSH3/06，，可通过市场购买得到。该酶酶活力(IU/g)：≥9500；含水量(％)：≤5.0；酶活力保存率(室温、两年)：≥90％。盐析，硫酸铵饱和度为30-80％，有机溶剂沉淀，有机溶剂浓度为40-90％。此酶的酶活高、酶解能力强，便于采用后续工艺提取高纯度的乙醇。
进一步，将玉米秸秆粉碎为3-3.5cm。粉碎、揉丝、加酒精生化酶以及打包的过程可于收割过程中进行，这样极大的方便了运输。
加入酒精生化酶后密封，于常温保存或埋于地下。密封时可采用内衬塑料膜袋的蛇皮袋，蛇皮袋应经过空气净化，可以50Kg为一袋。一般酶解时间达到7天后就可进行下一步的操作；其中将密封的原料埋在地下，既减少库房面积又起到保温作用，减少了原料储存的成本。
具体的，当加蒸汽的原料达到要求温度时，可启动真空抽滤泵将气体抽入冷凝器，气体冷却转化为液体，由于液体中含有杂质和过多水分，再将液体加以精馏、脱水去除杂质如醛脂、杂醇油等，即可提取得到质量百分含量不低于99％的酒精。
所述的冷凝于常温下进行即可。
酒精提取结束后，将纤维真空分离机里的物质进行固液分离回收利用。固体和液体可用分别于生产高附加值产品纤维、造纸、木糖等。
本发明以玉米秸秆为主要原料发酵制造乙醇，原材料与产品的比例不大于6.5∶1，产品质量完全符合工业酒精国家标准GB/T394.1-2008，生产过程基本无污染且副产物也都得到了充分的回收利用；所述的工艺整个生产流程非常短、节约时间的同时效率大大提高、能耗也得以降低，最终大大降低玉米秸秆生产酒精的价格，成本可控制在4000元/吨以内。
本发明相对于现有技术，有以下优点：
本发明工艺环保、低能耗、低成本，产出酒精的质量高，值得推广。
(四)附图说明
图1为本发明玉米秸秆生产酒精的工艺流程图。
(五)具体实施方式：
以下以具体实施例来说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围不限于此：
以下所使用的酒精生化酶为河南省瑞特利生物技术有限公司产酒精生化酶JJSH3/06。
实施例1
500斤干燥的玉米秸秆进行粉碎、揉丝，然后按照原材料∶酒精生化酶为1∶0.003(质量比，下同)的比例加入酒精生化酶，之后分装入五个内衬塑料膜袋的蛇皮袋，蛇皮袋预先经过空气净化。密封后常温保存埋于地下七天进行储存和酶解。把酶解后的原料放入纤维真空分离机里加蒸汽，温度达到80℃时，启动真空抽滤泵，将酒精气体抽入冷凝器，气体冷却转化为液体，将液体加以精馏、脱水去除杂质和水分，常规程序提取，得到99％的酒精产品77斤(当冷凝器后面安装的酒精含量测量仪显示酒精含量小于5°停止提取，下同)。
实施例2
500斤干燥的玉米秸秆进行粉碎、揉丝，在原材料中按照1∶0.004的比例加入酒精生化酶，之后分装入五个内衬塑料膜袋的蛇皮袋，蛇皮袋预先经过空气净化。密封后埋于地下60天进行储存和酶解。把酶解后的原料放入纤维真空分离机里加蒸汽，温度达到85℃时，启动真空抽滤泵，将酒精气体抽入冷凝器，气体冷却转化为液体，将液体加以精馏、脱水去除杂质和水分，提取得到99％的酒精产品78.3斤。
实施例3
500斤干燥的玉米秸秆进行粉碎、揉丝，在原材料中按照1∶0.005的比例加入酒精生化酶，之后分装入五个内衬塑料膜袋的蛇皮袋，蛇皮袋预先经过空气净化。密封后常温保存埋于地下180天进行储存和酶解。把酶解后的原料放入纤维真空分离机里加蒸汽，温度达到90℃时，启动真空抽滤泵，将酒精气体抽入冷凝器，气体冷却转化为液体，将液体加以精馏、脱水去除杂质和水分，提取得到99％的酒精产品80.5斤。