一種用甜高粱莖杆或甘蔗生產乙醇和造紙的技術的製作方法
2023-11-10 09:47:37 1
專利名稱：一種用甜高粱莖杆或甘蔗生產乙醇和造紙的技術的製作方法
技術領域：
本發明涉及甜高粱莖杆或甘蔗的綜合加工技術，屬於生物工程技術領域。2、 技術背景甜高粱和甘蔗都是高光效的C,植物，生物學產量高，據統計，種植甜高粱每 公頃可產出高粱米2250 5000Kg/hm2、鮮莖葉6 10X 104Kg/hm2，種植甘蔗每 公頃產量可達6 9X104Kg/hm2;乾物質生產率高，莖杆含糖量高，莖杆汁液錘 度達到15QBx 30QBx;甜高粱抗逆性強、適應性廣，可在PH值5 8.5範圍內 生長，甘蔗對土壤要求不嚴，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、發酵、造紙、可再生燃料等產業的原料, 其廣泛的用途目前已被人們充分認識。特別是用甜高粱莖杆和甘蔗生產燃料乙 醇代替石油，已成為我國近年來乃至近一段時期發展最快的高效能源作物品種。 甜高粱莖杆和甘蔗粉碎提取糖分用於乙醇生產，因其蔗糖和可發酵性單糖 含量高，無需蒸煮、糖化等複雜的過程就可適於乙醇生產連續發酵的要求，作 為乙醇的發酵原料，其優勢非常明顯。提取糖分後甜高粱莖杆和甘蔗的纖維素 含量高，纖維形態好，纖維平均長度1.99咖，纖維長寬比110 180，是優質的 造紙原料。纖維形態好，以甜高粱莖杆或甘蔗為原料，將生產乙醇和造紙的工藝有機地結合在一起， 可以提高乙醇的轉化率，降低乙醇生產成本；提取糖分的同時實現造紙纖維的 分離和除髓，該技術得到的紙漿纖維分離均勻，附加值高。做到了甜高粱莖杆 或甘蔗原料的"吃幹榨盡"，符合國家大力發展生物質能源和循環經濟的要求。 3、發明內容3. 1、甜高粱莖杆或甘蔗糖分的提取3. 1. 1、將甜高粱莖杆或甘蔗切成2 4 cm碎段進入低壓反應器中，加熱 至100。C 110。C，保溫30min 45min;3. 1. 2、使用雙螺旋設備，採用"多段逆流提取工藝"提取粉碎後的甜高 粱莖杆或甘蔗的糖分，糖分提取率達到96% 99%。3. 2、採用連續發酵工藝生產乙醇3. 2. 1、甜高粱莖杆或甘蔗汁液經過濾後濃縮(蒸發過程中完成殺菌作用) 到18、x 25。Bx的發酵濃度；3. 2. 2、加入氮鹽(硫酸銨、尿素)0.1 1.2%,用硫酸調整PH值到4.4 5,保持發酵溫度在30士2'C，在發酵罐中發酵36士4小時，當發酵醪液中殘糖低 於O. 2%時結束髮酵操作；3. 2. 3、用離心分離機連續分離發酵後的發酵醪液與酵母菌，酵母經活化 後全部返回發酵罐，離心後的發酵液送蒸餾塔分離乙醇，進一步脫水可生產無 水乙醇。3. 3、造紙紙漿的生產3. 3. 1、用雙螺旋設備對經過粉碎、預處理的甜高粱莖杆或甘蔗進行多次 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 濃度下達到原料除髓的目的；3. 3. 2、紙漿經打漿、精選可直接用於造紙，由於原料除髓徹底，纖維形 態好，抄紙時濾水性好，成品紙的環壓強度高。4、具體實施例4. l用甜高粱莖杆或甘蔗中的糖生產乙醇甜高粱莖杆或甘蔗切成2 4 cm碎段後用螺旋輸送機輸送入橫管加熱器中， 通汽加熱至10(TC 11(TC，保溫30min，經螺旋輸送機送入雙螺旋提取設備中， 採用4段"逆流提取工藝"，原料糖分提取率達到96% 99%;提取後的甜高粱或甘蔗汁液經過濾、殺菌、濃縮到18QBx 25°Bx。加入氮 鹽(硫酸銨、尿素)0. 1 1. 2%，用硫酸調整PH值使之保持在4. 4 5之間，控 制發酵溫度在30土2t:，在發酵罐中發酵36士4小時，當發酵醪中殘糖低於0.2% 時結束髮酵操作；用離心分離機連續分離發酵後的發酵醪液與酵母菌，酵母經活化後全部返 回發酵罐，離心後的發酵液送蒸餾塔中分離乙醇，進一步脫水可生產無水乙醇。 4. 2、用甜高粱莖杆或甘蔗渣造紙將分離好的紙漿送至打槳機進一步打漿、精選、濃縮和配漿後送造紙機抄 紙，由於纖維分離過程中除髓徹底，纖維形態好，抄紙時濾水性好，成品紙環 壓強度高，是市場暢銷產品。將甜高粱莖杆或甘蔗生產乙醇與造紙工藝有機地結合在一起，可以降低乙 醇和造紙的生產成本，同時有利於解決乙醇生產的酸性廢水和造紙生產的鹼性 廢水的水處理問題。
權利要求
1、 本發明涉及一種用甜高粱莖杆或甘蔗生產乙醇和造紙的技術，其特徵是: 使用雙螺旋設備提取甜高粱莖杆或甘蔗中的糖分；採用連續發酵方法生產乙醇; 在提取甜高粱莖杆或甘蔗糖分的同時完成造紙纖維的分離和除髓。
2、 根據權利要求1所述的方法，其特點在於甜高粱莖杆或甘蔗經切碎、 預處理，使用雙螺旋設備提取甜高粱莖杆或甘蔗中的糖分，莖杆糖分提取率達到96% 99% 。
3、 將提取後的汁液經過濾、殺菌後濃縮至18。Bx 25GBx，控制PH值在4. 4 5之間。採用連續發酵工藝生產乙醇。
4、 在雙螺旋設備中通過甜高粱莖杆或甘蔗纖維的相互揉搓，使纖維軸向受 壓達到纖維的分離，同時，在不斷變化的壓力和濃度下達到原料除髓的目的。
全文摘要
甜高粱和甘蔗都是高光合效能的C4植物，生物學產量高，莖杆含糖量高，纖維素含量高，纖維形態好，其抗逆性強，適應性廣，在我國栽培歷史悠久，是重點推廣種植的兩種能源作物。通過提取甜高粱莖杆或甘蔗的糖分，採用連續發酵技術生產乙醇；在提取糖分的同時完成纖維分離和除髓，形成的紙漿用於造紙具有濾水快、環壓強度高等優點。將乙醇和造紙的生產工藝有機地結合在一起，可降低乙醇的生產成本，乙醇生產的廢棄物成為高附加值的紙漿。本發明的優點是生產工藝筒潔；甜高粱莖杆或甘蔗的乙醇轉化率高；成品紙的環壓強度高；生產成本低；有利於能源作物甜高粱莖杆或甘蔗綜合利用產業化技術的推廣，符合國家大力發展生物質能源和循環經濟的要求。
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 優先權日2007年1月16日
發明者楊家象, 王延松 申請人:哈爾濱海格科技發展有限責任公司