[发明专利]一种高温高压纤维素转糖工艺

说明书

技术领域

本发明涉及纤维素技术领域，更具体的是涉及一种纤维素转糖工艺。

背景技术

环境污染、全球变暖和能源短缺已经使可持续发展成为当今世界各国所面临的最大挑战。为了逐渐摆脱对石油的过度依赖，减少温室气体排放，许多国家纷纷寻找石油的替代能源—可再生能源。再生能源的研究与发展受到全球关注，再生能源的推广已成为国际能源政策的方向。再生能源包括生物质能源(生物质酒精、生物质柴油等)、风力、太阳能、地热、潮汐能等，但目前的再生生物质能源主要原料来源于木薯、甘蔗、红薯、甜高梁、玉米等，均受限于产量低、成本高等种种不利因素，也不符合国家“不与人争粮，不与粮争地，促进能源与粮食双赢”的产业发展原则。因而利用来源更广泛、成本更低廉富含纤维素的非粮原料生产生物质能源是燃料产业发展的方向，更是生物质能源的最终解决方案之一，可从根本上实现能源工业的可持续发展。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有技术之不足而提供的一种不仅方法简单，可有效降低能源消耗，而且还能提高酒精产率，实现大规模化工业生产，有利于推进纤维素酒精产业化进程的高温高压纤维素转糖工艺。

本发明是采用如下技术解决方案来实现上述目的：一种高温高压纤维素转糖工艺，其特征在于，它包括如下步骤：

a、先将植物纤维原料通过切片机剪切成片状植物纤维原料；

b、片状植物纤维原料送入粗磨机进行粗磨，制取棉絮状植物纤维原料；

c、将粗磨植物纤维、半纤维加入稀硫酸，并用喂料机送入高压蒸煮罐；

d、蒸煮完成植物纤维、半纤维进入细研磨机磨成浆状后送入调浆罐进行调浆；

e、调浆完成后通过换热器、冷凝器把所需的温度调整完成，进入糖化罐糖化。

作为上述方案的进一步说明，在所述工艺步骤c过程中，加入稀硫酸的硫酸量按纤维素、半纤维素转化每一吨糖计，每吨糖加入硫酸2—5kg。

在所述工艺步骤c、往纤维、半纤维加入稀硫酸过程中，用喂料机送入高压蒸煮罐3—15min，蒸煮罐内的温度为160—280℃，压力为1.5—2.5MPa；送入蒸煮罐内的纤维及半纤维在高温、高压、时间内完成纤维及半纤维的破裂和转化。

在所述工艺步骤d的调浆过程，加入淀粉（加入淀粉时不需蒸煮），加入淀粉量按产吨糖计80—200 kg，液化酶20ku/g产吨糖计0.5—1.5 kg。

在所述工艺步骤e糖化过程，加入糖化酶100 ku/g产吨糖计1—2.5 kg，从糖化罐出来的糖化液含糖18—25%送入后续发酵间。

本发明采用上述技术解决方案所能达到的有益效果是：

1、本发明通过研磨、蒸压、糖化三个过程能有效分解植物纤维中的木质素和粗纤维，有利于纤维素转化为葡萄糖、D-甘露糖、D-半乳糖、D-木糖和L-阿拉伯糖等可发酵性糖，有利于后续的发酵和蒸馏过程的操作，提高酒精产率。

2、本发明能够实现高效率、高得率、低成本进行纤维素、半纤维素转化为可发酵性糖，大大提高了原料出糖率及糖液质量，使更多的生物质碳转变为生物能源。

3、本发明热能重复多次使用可有效降低能源消耗，同时各个步骤均能够连续实现大规模化工业生产，有利于推进纤维素酒精产业化进程。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

如图1所示，本发明一种高温高压纤维素转糖工艺，它包括如下工艺步骤：

1、先将植物纤维原料通过切片机剪切成片状植物纤维原料；

2、片状植物纤维原料送入粗磨机进行粗磨，制取棉絮状植物纤维原料，以降低其结晶性，并增加物料的水溶性成分，有利于纤维素、半纤维素的进一步分解、转化；

3、将粗磨植物纤维、半纤维加入稀硫酸（加入硫酸量安纤维素、半纤维素转化每一吨糖计，吨糖加入硫酸3kg。）把加入稀硫酸的纤维、半纤维，用喂料机送入高压蒸煮罐10min，蒸煮罐内温度控制在160—280℃，压力控制在1.5—2.5MPa；送入蒸煮罐内的纤维及半纤维在高温、高压、时间内完成纤维及半纤维的破裂和转化；

4、蒸煮完成纤维、半纤维进入细研磨机（蒸煮罐同细磨机是连成一体）；纤维、半纤维磨成浆状后送入调浆罐进行调浆，调浆过程加入淀粉（加入淀粉时不需蒸煮），加入淀粉量按产吨糖计150kg，液化酶（20ku/g 产吨糖计1kg）；调整平衡酸碱度及所需的水量。