[發(fā)明專利]一種以玉米秸稈為原料制取乙醇的工藝

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201711404719.1
• 申請日: 2017-12-22
• 公開（公告）號: CN107937446A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 秦英杰;李青;劉建軍;劉青
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: C12P7/10
• 分類號: C12P7/10
• 代理公司: 天津盛理知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司12209
• 代理人: 陳娟

1.一種以玉米秸稈為原料制取乙醇的工藝，其特征在于：包括以下步驟：

1)秸稈預(yù)處理：使用甲酸和少量濃鹽酸對玉米秸稈進(jìn)行預(yù)處理，脫除絕大多數(shù)半纖維素和大部分木質(zhì)素，得到絕大多數(shù)組成是纖維素的玉米秸稈殘余物，實(shí)現(xiàn)纖維素、半纖維素與木質(zhì)素的有效分離；

2)水解糖化：采用硫酸催化水解經(jīng)預(yù)處理后的玉米秸稈殘余物，固液分離后得到含有糖和酸的水解液；

3)水解液糖酸分離：采用酸阻滯樹脂對水解液進(jìn)行糖酸分離，用去離子水洗脫樹脂，得到被適當(dāng)稀釋的糖洗脫液和酸溶液；

4)酸催化劑回收：采用濃縮器對低濃度酸溶液濃縮后回用到水解過程，實(shí)現(xiàn)催化劑硫酸的循環(huán)再用；

5)糖洗脫液濃縮：采用濃縮器將糖洗脫液濃縮至發(fā)酵所需糖濃度；

6)發(fā)酵：以脫毒、濃縮后的秸稈酸水解液為碳源配制的培養(yǎng)基經(jīng)滅菌后，投入一定量的酵母在發(fā)酵罐中進(jìn)行發(fā)酵制備乙醇。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于：步驟1)中所得的甲酸水解液，經(jīng)減壓蒸餾或膜分離方法回收甲酸，甲酸回收后的剩余物料加水得到半纖維素水解液，該水解液用于制備糠醛或其他高附加值化合物，過濾所得的木質(zhì)素殘?jiān)糜谥苽浞宇愇镔|(zhì)或直接作為燃料用于后續(xù)工藝過程的供能。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于：步驟2)中的硫酸水解法，是先用高濃度的硫酸，再加水稀釋至低濃度硫酸、并升溫的二步水解法。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的工藝，其特征在于：高濃度硫酸水解條件為：70-75％硫酸，液固比為3.5:1-4.5:1(mL/g)，溫度20-30℃，反應(yīng)時間1.5-2.5小時；低濃度硫酸水解條件優(yōu)選為：15-25％硫酸，溫度100-105℃，反應(yīng)時間1-1.5小時。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于：步驟2)中的秸稈酸水解液經(jīng)固液分離所得固體為木質(zhì)素殘?jiān)鳛槿剂嫌糜诤罄m(xù)工藝過程的供能或酚類物質(zhì)的合成轉(zhuǎn)化。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于：步驟3)中所述的酸阻滯樹脂為強(qiáng)堿性陰離子樹脂，對酸的親和作用/吸附作用顯著強(qiáng)于對糖的親和作用/吸附作用。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于：步驟3)中所述的酸阻滯洗脫液回收過程中，糖洗脫液停止收集的條件是pH<2.3，酸洗脫液停止收集的優(yōu)選條件是pH<2.5-3.5。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于：步驟4)或步驟5)中所述濃縮器為多效膜蒸餾、壓汽蒸餾、多效蒸發(fā)、納濾中的一種或多種處理裝置。