[发明专利]一种甜高粱生产燃料乙醇茎秆预处理的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种甜高粱生产燃料乙醇其茎秆预处理的方法。

背景技术

甜高粱也叫甜秆或糖高粱，是一种具有较高生物产量和糖产量的作物品种。甜高粱的主要成分是糖类，以葡萄糖和蔗糖为主，含有少量的蛋白质和脂肪，是生产燃料乙醇的适宜非粮原料之一，从能源安全和经济发展方面来说，由甜高粱制取燃料乙醇具有较为广阔的前景。

成熟的甜高粱茎高3-5米，茎秆汁液锤度一般在17％-22％左右，甜高粱光合效率为大豆、甜菜、小麦等作物的2-3倍，因此其茎秆产量非常高，一般公顷产鲜秆75-300吨。

甜高粱产地多以北方地区为主，茎秆收获的季节性非常强，必须在9月底至10月下旬收购，如果不及时收购，水分及糖分损失很快，失去加工利用价值。北方地区甜高粱收获后，随着气温的下降，甜高粱茎秆中水分冻结，利于甜高粱茎秆的储存，延长了甜高粱的加工时间。

现在一般甜高粱的预处理措施采用撕解、多级压榨的方法提取甜高粱糖液，该方法处理冬季冻结的甜高粱，由于需要解冻处理，并且在多级压榨过程中没有对甜高粱采取升温措施，造成甜高粱糖分提取率低，压榨后甜高粱渣含糖量约5-8％左右，从而损失大量的原料。

本发明发明人发现，现有采用甜高粱制备燃料乙醇的方法中，将甜高粱茎秆撕解后进行压榨，甜高粱秸秆中所含的糖分渗透在茎秆的纤维中和/或纤维之间，从而在压榨过程中难以将糖分提取出来。当甜高粱茎秆被冻结以后，这个问题更加突出。本发明人还发现如果采用现有方法，在冬季处理甜高粱时，如果将甜高粱在室内化冻后进行压榨，需及时将化冻后的甜高粱进行处理，否则会造成染菌，大幅度降低糖的提取效率。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有甜高粱预处理方法，冬季甜高粱加工造成的糖分提取率不足的缺点，提供一种能够高效地提取甜高粱中糖分的方法。

本发明所采取的技术方案是：

将甜高粱秸秆进行切断、撕解，得到的秸秆撕解物进行渗出处理，挤干脱水，得到甜高粱糖汁。

具体是将甜高粱切成0.3-1.5米的甜高粱段。

选用双螺旋型斜槽式糖液连续渗出器渗出糖液。所述糖液渗出器包括机座、进料口、加热套、螺旋带和驱动装置。糖液渗出处理过程加热温度为10-55℃，优选为40-50℃。

本发明采用双螺旋型斜槽式糖液连续渗出器替代多级压榨的方法，在渗出器中加热甜高粱撕解物有两种方式，一种方式是用预热液直接与撕解物接触来加热撕解物，另一种方式是用位于渗出器周围的蒸汽夹套对糖汁一撕解物混合物进行间接加热。比多级压榨法更有效。该渗出器渗出过程的特点是，渗出器内的糖液呈直线前进(还有横流、折流现象)，撕解物大体呈螺旋线前进(还有折流、直流现象)，并大部分交替脱离和浸出液面。

用本发明方法处理冬季水分冻结的甜高粱茎秆无需解冻，在处理甜高粱过程中同时对甜高粱撕解物进行加热，在提高生产效率的同时，可显著提高甜高粱糖分提取率。

附图说明

图1为甜高粱茎秆预处理工艺流程图。

具体实施方式

本发明提供的利用甜高粱生产燃料乙醇茎秆预处理的方法包括将甜高粱茎秆进行切段处理，将切段后的甜高粱茎秆进行撕解，将得到的撕解产物进行通过渗出器渗出，将渗出物通过挤干机提取甜高粱糖汁。

甜高粱茎秆切段长度为0.3-1.5米，优选为1-1.5米。糖液渗出过程加热温度为10-55℃，优选为40-50℃，通过该优选的实施方式，可以有效地处理冻结后的甜高粱茎秆，使渗透在茎秆的纤维中和/或纤维之间的糖分溶解在水中，从而进一步提高原料的利用率。

本发明将甜高粱茎秆切段、撕解可以采用本领域的常规的各种方法进行。例如自动切段设备、撕解机，将长的甜高粱茎秆切成甜高粱段，并将茎秆中的长纤维破碎成短纤维，以利于渗出过程中糖分被充分渗出。

本发明的方法适用于各种品种的甜高粱茎秆，比较适用于含糖量低，水分含量较低的茎秆，并特别适用于经储存需冬季进行加工的冻结的甜高粱茎秆。

下面通过实施例来进行更详细的说明。

实施例1和对比例1中所用的原料为同一批经-18℃冷冻后的甜高粱，每捆甜高粱的重量约50千克，长度约为4米。根据如下方法测定储存后的甜高粱糖汁中，含糖量为18BX(记做A)。

将切成0.5米的茎秆段称重后用榨汁机压榨，每根秸秆压榨三遍，收集所有汁液混匀后用4层以上纱布过滤后，将试样注入洁净、干燥的量筒中，在室温下静置几分钟，放入洗净、擦干的糖度计，同时插入温度计，平衡5分钟，水平观测，读取与液体弯月面相切处的刻度示值，同时记录温度。