專利名稱：一種用甜高粱莖桿或甘蔗生產(chǎn)乙醇和造紙的技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及甜高粱莖桿或甘蔗的綜合加工技術(shù)，屬于生物工程技術(shù)領(lǐng)域。2、 技術(shù)背景甜高粱和甘蔗都是高光效的C,植物，生物學(xué)產(chǎn)量高，據(jù)統(tǒng)計，種植甜高粱每 公頃可產(chǎn)出高粱米2250 5000Kg/hm2、鮮莖葉6 10X 104Kg/hm2，種植甘蔗每 公頃產(chǎn)量可達(dá)6 9X104Kg/hm2;干物質(zhì)生產(chǎn)率高，莖桿含糖量高，莖桿汁液錘 度達(dá)到15QBx 30QBx;甜高粱抗逆性強(qiáng)、適應(yīng)性廣，可在PH值5 8.5范圍內(nèi) 生長，甘蔗對土壤要求不嚴(yán)，較耐鹽；甜高粱和甘蔗在我國種植面積都比較大、 栽培歷史悠久，是食糖、釀造、飼料、發(fā)酵、造紙、可再生燃料等產(chǎn)業(yè)的原料, 其廣泛的用途目前已被人們充分認(rèn)識。特別是用甜高粱莖桿和甘蔗生產(chǎn)燃料乙 醇代替石油，已成為我國近年來乃至近一段時期發(fā)展最快的高效能源作物品種。 甜高粱莖桿和甘蔗粉碎提取糖分用于乙醇生產(chǎn)，因其蔗糖和可發(fā)酵性單糖 含量高，無需蒸煮、糖化等復(fù)雜的過程就可適于乙醇生產(chǎn)連續(xù)發(fā)酵的要求，作 為乙醇的發(fā)酵原料，其優(yōu)勢非常明顯。提取糖分后甜高粱莖桿和甘蔗的纖維素 含量高，纖維形態(tài)好，纖維平均長度1.99咖，纖維長寬比110 180，是優(yōu)質(zhì)的 造紙原料。纖維形態(tài)好，以甜高粱莖桿或甘蔗為原料，將生產(chǎn)乙醇和造紙的工藝有機(jī)地結(jié)合在一起， 可以提高乙醇的轉(zhuǎn)化率，降低乙醇生產(chǎn)成本；提取糖分的同時實(shí)現(xiàn)造紙纖維的 分離和除髓，該技術(shù)得到的紙漿纖維分離均勻，附加值高。做到了甜高粱莖桿 或甘蔗原料的"吃干榨盡"，符合國家大力發(fā)展生物質(zhì)能源和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的要求。 3、發(fā)明內(nèi)容3. 1、甜高粱莖桿或甘蔗糖分的提取3. 1. 1、將甜高粱莖桿或甘蔗切成2 4 cm碎段進(jìn)入低壓反應(yīng)器中，加熱 至100。C 110。C，保溫30min 45min;3. 1. 2、使用雙螺旋設(shè)備，采用"多段逆流提取工藝"提取粉碎后的甜高 粱莖桿或甘蔗的糖分，糖分提取率達(dá)到96% 99%。3. 2、采用連續(xù)發(fā)酵工藝生產(chǎn)乙醇3. 2. 1、甜高粱莖桿或甘蔗汁液經(jīng)過濾后濃縮(蒸發(fā)過程中完成殺菌作用) 到18、x 25。Bx的發(fā)酵濃度；3. 2. 2、加入氮鹽(硫酸銨、尿素)0.1 1.2%,用硫酸調(diào)整PH值到4.4 5,保持發(fā)酵溫度在30士2'C，在發(fā)酵罐中發(fā)酵36士4小時，當(dāng)發(fā)酵醪液中殘?zhí)堑?于O. 2%時結(jié)束發(fā)酵操作；3. 2. 3、用離心分離機(jī)連續(xù)分離發(fā)酵后的發(fā)酵醪液與酵母菌，酵母經(jīng)活化 后全部返回發(fā)酵罐，離心后的發(fā)酵液送蒸餾塔分離乙醇，進(jìn)一步脫水可生產(chǎn)無 水乙醇。3. 3、造紙紙漿的生產(chǎn)3. 3. 1、用雙螺旋設(shè)備對經(jīng)過粉碎、預(yù)處理的甜高粱莖桿或甘蔗進(jìn)行多次 揉搓，使纖維軸向擠壓，完成纖維的分離和帚化，同時，在不斷變化的壓力和 濃度下達(dá)到原料除髓的目的；3. 3. 2、紙漿經(jīng)打漿、精選可直接用于造紙，由于原料除髓徹底，纖維形 態(tài)好，抄紙時濾水性好，成品紙的環(huán)壓強(qiáng)度高。4、具體實(shí)施例4. l用甜高粱莖桿或甘蔗中的糖生產(chǎn)乙醇甜高粱莖桿或甘蔗切成2 4 cm碎段后用螺旋輸送機(jī)輸送入橫管加熱器中， 通汽加熱至10(TC 11(TC，保溫30min，經(jīng)螺旋輸送機(jī)送入雙螺旋提取設(shè)備中， 采用4段"逆流提取工藝"，原料糖分提取率達(dá)到96% 99%;提取后的甜高粱或甘蔗汁液經(jīng)過濾、殺菌、濃縮到18QBx 25°Bx。加入氮 鹽(硫酸銨、尿素)0. 1 1. 2%，用硫酸調(diào)整PH值使之保持在4. 4 5之間，控 制發(fā)酵溫度在30土2t:，在發(fā)酵罐中發(fā)酵36士4小時，當(dāng)發(fā)酵醪中殘?zhí)堑陀?.2% 時結(jié)束發(fā)酵操作；用離心分離機(jī)連續(xù)分離發(fā)酵后的發(fā)酵醪液與酵母菌，酵母經(jīng)活化后全部返 回發(fā)酵罐，離心后的發(fā)酵液送蒸餾塔中分離乙醇，進(jìn)一步脫水可生產(chǎn)無水乙醇。 4. 2、用甜高粱莖桿或甘蔗渣造紙將分離好的紙漿送至打槳機(jī)進(jìn)一步打漿、精選、濃縮和配漿后送造紙機(jī)抄 紙，由于纖維分離過程中除髓徹底，纖維形態(tài)好，抄紙時濾水性好，成品紙環(huán) 壓強(qiáng)度高，是市場暢銷產(chǎn)品。將甜高粱莖桿或甘蔗生產(chǎn)乙醇與造紙工藝有機(jī)地結(jié)合在一起，可以降低乙 醇和造紙的生產(chǎn)成本，同時有利于解決乙醇生產(chǎn)的酸性廢水和造紙生產(chǎn)的堿性 廢水的水處理問題。
權(quán)利要求
1、 本發(fā)明涉及一種用甜高粱莖桿或甘蔗生產(chǎn)乙醇和造紙的技術(shù)，其特征是: 使用雙螺旋設(shè)備提取甜高粱莖桿或甘蔗中的糖分；采用連續(xù)發(fā)酵方法生產(chǎn)乙醇; 在提取甜高粱莖桿或甘蔗糖分的同時完成造紙纖維的分離和除髓。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特點(diǎn)在于甜高粱莖桿或甘蔗經(jīng)切碎、 預(yù)處理，使用雙螺旋設(shè)備提取甜高粱莖桿或甘蔗中的糖分，莖桿糖分提取率達(dá)到96% 99% 。
3、 將提取后的汁液經(jīng)過濾、殺菌后濃縮至18。Bx 25GBx，控制PH值在4. 4 5之間。采用連續(xù)發(fā)酵工藝生產(chǎn)乙醇。
4、 在雙螺旋設(shè)備中通過甜高粱莖桿或甘蔗纖維的相互揉搓，使纖維軸向受 壓達(dá)到纖維的分離，同時，在不斷變化的壓力和濃度下達(dá)到原料除髓的目的。
全文摘要
甜高粱和甘蔗都是高光合效能的C₄植物，生物學(xué)產(chǎn)量高，莖桿含糖量高，纖維素含量高，纖維形態(tài)好，其抗逆性強(qiáng)，適應(yīng)性廣，在我國栽培歷史悠久，是重點(diǎn)推廣種植的兩種能源作物。通過提取甜高粱莖桿或甘蔗的糖分，采用連續(xù)發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)乙醇；在提取糖分的同時完成纖維分離和除髓，形成的紙漿用于造紙具有濾水快、環(huán)壓強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)。將乙醇和造紙的生產(chǎn)工藝有機(jī)地結(jié)合在一起，可降低乙醇的生產(chǎn)成本，乙醇生產(chǎn)的廢棄物成為高附加值的紙漿。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)工藝筒潔；甜高粱莖桿或甘蔗的乙醇轉(zhuǎn)化率高；成品紙的環(huán)壓強(qiáng)度高；生產(chǎn)成本低；有利于能源作物甜高粱莖桿或甘蔗綜合利用產(chǎn)業(yè)化技術(shù)的推廣，符合國家大力發(fā)展生物質(zhì)能源和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的要求。
文檔編號D21B1/34GK101121943SQ20071007164
公開日2008年2月13日 申請日期2007年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月16日
發(fā)明者楊家象, 王延松 申請人:哈爾濱海格科技發(fā)展有限責(zé)任公司