一种秸秆联产乙醇和沼气的工艺的制作方法
【专利摘要】本发明提供了新能源【技术领域】的一种秸秆联产乙醇和沼气的工艺。该工艺包括以下步骤：（1）对秸秆进行预处理；（2）采用质量分数为0.1%稀硫酸将预处理后的秸秆进行水解；（3）接着向物料接种酵母菌，发酵完成后将乙醇进行精馏；（4）将秸秆发酵乙醇后剩下的醪糟和醪液继续发酵生产沼气。该发明进一步提高了秸秆的利用率，生产的乙醇和沼气绿色环保，经济实惠，安全可靠，符合可持续发展的环保理念。
【专利说明】一种秸秆联产乙醇和沼气的工艺
【技术领域】
[0001]本发明属于新能源【技术领域】，具体涉及一种秸杆联产乙醇和沼气的工艺。
【背景技术】
[0002]近年来，化石能源渐趋枯竭，环境压力日益沉重，能源需求和油价呈现出持续上升的势态，世界各国都在为开发新能源，特别是汽油的替代品而努力。在众多的生物质能源中，燃料酒精由于其生产工艺简单，可生产乙醇汽油，向环境排放的温室气体为零等优点，得到了美国、巴西等国家的青睐，我国也在“十一五”规划中提出了大力发展燃料酒精。
[0003]目前，生物乙醇主要原料为粮食，随着生物乙醇工业的发展以及市场对乙醇需求的增加，粮食的消耗量越来越大。我国是世界上人口最多的国家，为了保证国家的粮食战略安全，国家提出工业生产“不与粮争地、不与人争粮”的发展战略要求，同时国家发改委对于粮食为原料生产燃料乙醇的项目也不再审批。在这种情况下，发展非粮乙醇的生产技术显的尤为重要。
[0004]我国是一个农业大国，作物秸杆的年产量非常巨大，据统计，目前的秸杆利用率33%，但经过一定技术处理后利用的仅占2.6%，其余大部分只是作为燃料等直接利用，开发前景非常广阔。
[0005]在乙醇的生产过程中，大量的醪糟及醪液作为生产工艺中的废弃物需要进行无害化处理，以往的处理工艺多是将醪糟作为饲料或有机肥的主要成分进行加工，成为下游产品进行出售获利。而 醪液多是作为高COD污水进行处理，不仅需要大量的一次性投资，处理过程中持续性的经济投入也是必不可少的。随着近年来生物工程技术的发展，将醪糟及醪液作为原料进行厌氧发酵生产沼气的技术也变得越来越成熟，很多乙醇生产单位将醪糟和醪液变废为宝，生产沼气并为企业创造更多的利润。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种秸杆联产乙醇和沼气的工艺。
[0007]一种秸杆联产乙醇和沼气的工艺，该工艺主要包括以下步骤:
(1)对秸杆进行预处理；
(2)采用质量分数为0.1%稀硫酸将预处理后的秸杆进行水解，将二者混合在121~130°C温度下蒸煮120~150 min ；
(3)蒸煮后将pH调节至6.5-7.5,接着向物料接种酵母菌,在35°C微氧环境下发酵12~24h，发酵完成后将乙醇进行精馏；
(4)将秸杆发酵乙醇后剩下的醪糟和醪液接种厌氧菌继续发酵生产沼气。
[0008]进一步地，其中步骤(1)所述的秸杆为玉米秸杆、小麦秸杆、高粱秸杆、棉花秸杆。
[0009]进一步地，其中步骤(1)对秸杆进行预处理方法为机械粉碎法或蒸汽爆破法。
[0010]进一步地，其中步骤(2)中处理后的秸杆与稀硫酸的固液质量比为1:10~20。
[0011]进一步地，其中步骤(3)中接种的酵母菌为物料质量的0.5~1.5%。[0012]进一步地，其中步骤(4)所述的发酵生产沼气是指在产乳酸菌和产甲烷菌的作用下进行厌氧发酵。
[0013]本发明的有益效果是使用该工艺制得的乙醇和沼气，绿色环保，经济实惠，安全可靠，符合可持续发展的环保理念，而且该秸杆联产乙醇和沼气的工艺进一步提高了秸杆的利用率。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是秸杆联产乙醇和沼气的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0015]实施例1
(1)玉米秸杆的预处理，采用秸杆揉丝机将含水率80%的玉米秸杆处理为2-3cm长的絮状纤维体；
(2)采用稀硫酸将絮状纤维体水解，其中絮状纤维体与1.0%的稀硫酸的固液比为1:10，将二者混合在121°C下蒸煮120 min ；
(3)蒸煮后将pH调节至6.5-7.5，将物料接种质量分数为0.5%的酵母菌，在35°C微氧环境下发酵12h，发酵完成后进行二次中温负压蒸馏，将乙醇提出； (4)将剩余醪糟加入厌氧发酵罐，PH调节至7.5，接种重量比为10%沼液或污泥，厌氧中温发酵25天，将发酵所产沼气集中收集，测得沼气产率4.3ml/ml。
[0016]实施例2
(1)玉米稻杆的预处理，采用蒸汽爆破法将原料加热至240°C,维持15min高温高压造成木质素的软化，然后迅速使原料减压，造成纤维素晶体和纤维束的爆裂，使木质素和纤维素分离；
(2)采用稀硫酸进行纤维素水解，将上述预处理后的秸杆原料与1.0%的稀硫酸按固液比为1:10的比例混合，121°C下蒸煮120 min ；
(3)蒸煮后将PH调节至6.5-7.5，接着向物料接种质量分数为0.5%的酵母菌，在35°C微氧环境下发酵12h，发酵完成后进行二次中温负压蒸馏，将乙醇提出；
(4)将剩余醪糟加入厌氧发酵罐，pH调节至7.5，接种质量分数为10%沼液或污泥，厌氧中温发酵25天，将发酵所产沼气集中利用，测得沼气产率10.3ml/ml。
【权利要求】
1.一种秸杆联产乙醇和沼气的工艺，其特征在于，该工艺主要包括以下步骤: (1)对秸杆进行预处理； (2)采用质量分数为0.1%稀硫酸将预处理后的秸杆进行水解，将二者混合在121~130°C温度下蒸煮120~150 min ； (3)蒸煮后将pH调节至6.5-7.5,接着向物料接种酵母菌,在35°C微氧环境下发酵12~24h，发酵完成后将乙醇进行精馏； (4)将秸杆发酵乙醇后剩下的醪糟和醪液接种厌氧菌继续发酵生产沼气。
2.根据权利要求1所述的一种秸杆联产乙醇和沼气的工艺，其特征在于，其中步骤(1)所述的秸杆为玉米秸杆、小麦秸杆、高粱秸杆、棉花秸杆。
3.根据权利要求1所述的一种秸杆联产乙醇和沼气的工艺，其特征在于，其中步骤(1)对秸杆进行预处理方法为机械粉碎法或蒸汽爆破法。
4.根据权利要求1所述的一种秸杆联产乙醇和沼气的工艺，其特征在于，其中步骤(2)中处理后的秸杆与稀硫酸的固液质量比为1:10~20。
5.根据权利要求1所述的一种秸杆联产乙醇和沼气的工艺，其特征在于，其中步骤(3)中接种的酵母菌为物料质量的0.5~1.5%。
6.根据权利要求1所述的一种秸杆联产乙醇和沼气的工艺，其特征在于，其中步骤(4)所述的发酵生产沼气是指 在产乳酸菌和产甲烷菌的作用下进行厌氧发酵。
【文档编号】C12P5/02GK103740769SQ201310662620
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2013年12月10日 优先权日:2013年12月10日
【发明者】井力, 徐吉磊 申请人:青岛天人环境股份有限公司