[發(fā)明專利]一種利用玉米秸稈生產(chǎn)乙醇、沼氣聯(lián)產(chǎn)發(fā)電的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210211831.4
• 申請(qǐng)日: 2012-06-25
• 公開（公告）號(hào): CN103509827A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高蘇杰;吳毅;趙鵬翔;趙承宇;趙正凱;貴多
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)新源控股有限公司北京非糧醇電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)研發(fā)中心;國(guó)家電網(wǎng)公司
• 主分類號(hào): C12P7/10
• 分類號(hào): C12P7/10;C12P5/02;F01D15/10
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 李英

1.一種利用玉米秸稈生產(chǎn)乙醇、沼氣聯(lián)產(chǎn)發(fā)電的方法，該方法包括以下步驟：

①預(yù)浸漬：玉米秸稈粉碎后用酸浸漬一段時(shí)間；

②蒸汽爆破處理：將預(yù)浸漬過(guò)的玉米秸稈置于進(jìn)行蒸汽爆破處理；

③同步糖化發(fā)酵及蒸餾：將經(jīng)步驟②蒸汽爆破處理后形成的草漿進(jìn)行同步糖化發(fā)酵，其中固液質(zhì)量百分比為10%～20%，應(yīng)用合適的基因工程菌或酵母以及合適的酶，在合適的條件下發(fā)酵后，蒸餾得到乙醇，并回收發(fā)酵產(chǎn)生的CO₂，分離發(fā)酵產(chǎn)物，得到固體殘?jiān)桶l(fā)酵液；

④固體殘?jiān)紵l(fā)電：將步驟③得到的固體殘?jiān)稍锖笏腿肷镔|(zhì)發(fā)電廠燃燒發(fā)電，

優(yōu)選地，將產(chǎn)生的電用于補(bǔ)充步驟①至步驟③的生產(chǎn)過(guò)程中所需的能耗，產(chǎn)生的乏汽用于步驟②的蒸汽爆破處理以及步驟③中的蒸餾；

⑤厭氧發(fā)酵：將步驟③得到的發(fā)酵液進(jìn)行厭氧發(fā)酵，收集產(chǎn)生的沼氣。

2.權(quán)利要求1的方法，其中在進(jìn)行步驟③的同步糖化發(fā)酵之前，還有分離草漿的步驟，將經(jīng)步驟②蒸汽爆破處理后形成的草漿進(jìn)行固液分離，將分離得到的固體進(jìn)行步驟③所述的同步糖化發(fā)酵，分離得到的液體連同驟③得到的發(fā)酵液進(jìn)行步驟⑤所述的厭氧發(fā)酵；

優(yōu)選地，將分離得到的固體進(jìn)行同步糖化發(fā)酵前，先加入合適的酶進(jìn)行預(yù)水解，然后加入合適的基因工程菌或酵母進(jìn)行發(fā)酵；

優(yōu)選的預(yù)水解條件為40～50℃水解3～5小時(shí)，更優(yōu)選的預(yù)水解條件為45℃預(yù)水解4h。

3.權(quán)利要求1的方法，其中，在進(jìn)行步驟③的同步糖化發(fā)酵之前，還有分離草漿的步驟，將經(jīng)步驟②蒸汽爆破處理后形成的草漿進(jìn)行固液分離，將分離得到的液體應(yīng)用合適的基因工程菌，在合適的發(fā)酵條件下進(jìn)行預(yù)發(fā)酵一定的時(shí)間后，將發(fā)酵液連同分離得到的固體一并進(jìn)行步驟③所述的同步糖化發(fā)酵；?

優(yōu)選地，所述的預(yù)發(fā)酵的發(fā)酵條件為：在溫度為30℃～35℃，pH值為5.0～6.0的條件下，發(fā)酵45～50小時(shí)。

4.權(quán)利要求2或3的方法，其中所述的分離草漿的步驟是通過(guò)壓濾機(jī)進(jìn)行分離的，優(yōu)選的分離壓力為270bar。

5.權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)的方法，其中所述的步驟①中，優(yōu)選的玉米秸稈的粉碎方式為錘式粉碎機(jī)粉碎；

優(yōu)選地，將玉米秸稈粉碎至1～5cm；

優(yōu)選地，所述的酸為硫酸或乙酸；

優(yōu)選地，所述的硫酸的濃度為0.1～2%，所述的乙酸的濃度為0.5～2%；更優(yōu)選地，所述的硫酸的濃度為0.2%，所述的乙酸的濃度為1%；

優(yōu)選地，所述的浸漬是稱取相應(yīng)質(zhì)量的酸后，用水將其稀釋至合適濃度后，再用來(lái)浸漬玉米秸稈；

優(yōu)選地，浸漬時(shí)間為60~120分鐘。

6.權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)的方法，其中所述的步驟②中，所述的蒸氣爆破反應(yīng)的條件為：溫度190℃～210℃，反應(yīng)時(shí)間5～10分鐘。

7.權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)的方法，其中所述的合適的基因工程菌或酵母的濃度為2~4g/L，所述的合適的酶的用量為9~11FPU/g固形物；

優(yōu)選地，所述的合適的基因工程菌或酵母的濃度為3g/L，所述的合適的酶的用量為10FPU/g固形物；

優(yōu)選地，所述的合適的基因工程菌為KE6-12菌，所述的酵母為釀酒酵母，所述的合適的酶為纖維素酶；

優(yōu)選地，所述的預(yù)發(fā)酵體系中或者步驟③的同步糖化發(fā)酵體系中還含有0.4~0.6g/l的磷酸氫二銨和0.02~0.03g/l的硫酸鎂；更優(yōu)選地，含有0.5g/l的磷酸氫二銨和0.025g/l的硫酸鎂；

優(yōu)選地，步驟③的發(fā)酵條件為：在30℃～35℃的溫度下發(fā)酵72～120小時(shí)；

優(yōu)選地，步驟③中發(fā)酵液的分離方式為用壓濾機(jī)分離，優(yōu)選的壓濾機(jī)為板框壓濾機(jī)。?

8.權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)的方法，其中步驟④中固體殘?jiān)母稍锓绞綖樽匀桓稍铮?/p>

優(yōu)選地，步驟④中產(chǎn)生的電用于補(bǔ)充步驟①至步驟③的生產(chǎn)過(guò)程中所需的能耗，步驟④中產(chǎn)生的乏汽用于步驟②的蒸汽爆破處理以及步驟③中的蒸餾。

9.權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)的方法，其中步驟⑤厭氧發(fā)酵的條件為無(wú)氧環(huán)境，優(yōu)選的無(wú)氧環(huán)境為氮?dú)猸h(huán)境；溫度50~60℃，優(yōu)選的溫度為55℃，接種物為活性污泥。?