[发明专利]一种利用稻草秸秆制备燃料乙醇的方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及燃料乙醇的制备方法，具体为利用稻草秸秆制备燃料乙醇的方法。

背景技术

能源危机和全球气候变暖,导致人们迫切需要低成本的可再生能源，稻草是丰富的可再生资源，是主要的农产物秸秆之一。采用成本低廉、来源广泛的木质纤维素作为原料生产燃料乙醇是今后生物质能源发展的重要方向。在我国，稻草占35%左右。从构造上看，稻草秸秆的组成高度不均一，在组织水平、细胞水平和分子水平有着不同的结构层次，其基本结构是由纤维素、半纤维素和木质素三大部分组成。维纤素结晶度高、聚合度大，被木质素包裹，导致纤维素生物降解困难，这主要是由于纤维素结晶度和木质素的交联结构所导致，因此，稻草的预处理和酶解仍然是制备燃料乙醇的关键所在。由于存在上述技术问题，现有技术在利用稻草秸秆制备燃料乙醇的诸多方法中，糖化率普遍较低，导致稻草秸秆制备乙醇的转化率较低。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种糖化率较高的利用稻草秸秆制备燃料乙醇的新方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种利用稻草秸秆制备燃料乙醇的方法，其按以下步骤进行：

（1）将稻草秸秆粉碎后经20—40目筛筛分，再对过筛的粉末进行辐照处理；

（2）将辐照处理后的材料与0.3—0.7%的氢氧化钠溶液按1：10—50的固液比混合，并搅拌均匀，在80—100℃条件下反应0.5—1h后进行抽滤，再将抽滤后的固体产物水洗至中性，并置于真空干燥箱内，在50—70℃条件下放置24h。

（3）将干燥后的固体产物与醋酸—醋酸钠缓冲溶液按1：10—50的固液比混合，并加入200—250u/g纤维素酶，然后放入30—50℃的恒温摇床，经120—140r/min震荡反应72—96h，从而得到含有乙醇的发酵液。

作为优选，步骤（1）中采用射线或电子束加速器进行辐照处理。

进一步地，所述射线为⁶⁰Co—γ射线，辐照剂量为600—800kGy。    

作为优选，在步骤（2）中，将辐照处理后的材料与0.5%的氢氧化钠溶液按1：30的固液比混合，并搅拌均匀，在90℃条件下反应1h后进行抽滤，再将抽滤后的固体产物水洗至中性，并置于真空干燥箱内，在60℃条件下放置24h。

作为优选，在步骤（3）中，将干燥后的固体产物与醋酸—醋酸钠缓冲溶液按1：30的固液比混合，并加入250u/g纤维素酶，然后放入50℃的恒温摇床，经140r/min震荡反应96h。

从以上技术方案可知，本发明首先采用辐照对稻草秸秆进行预处理，其作为一种物理手段，能降低纤维素的结晶度，使其结构松散，增大有效反应面积，提高降解转化率；然后在温和的条件进行碱-酶复合工艺，提高糖化效，降低资源浪费。辐照处理可直接打断分子链，使其聚合度降，低，之后进行碱-酶复合处理，其还原性及可溶性糖含量大幅度提高，提高了发酵效率。

附图说明

图1是本发明的流程框图。

具体实施方式

下面结合附图1详细介绍本发明：

本发明是这样实现的：（1）将稻草秸秆粉碎后经20—40目筛筛分，再对过筛的粉末采用⁶⁰Co—γ射线或电子束加速器进行辐照处理，辐照剂量为600—800kGy。通过粉粹及过筛，可增加表面积，使物料颗粒大小均匀，有利提高降解效率；同时辐照可直接打断分子链，使其聚合度降低。

（2）将辐照处理后的材料与0.3—0.7%的氢氧化钠溶液按1：10—50的固液比混合，并搅拌均匀，在80—100℃条件下反应0.5—1h后进行抽滤，再将抽滤后的固体产物水洗至中性，并置于真空干燥箱内，在50—70℃条件下放置24h。通过碱解能够有效去除木质素，使纤维素转化的有效成分增加。

（3）将干燥后的固体产物与醋酸—醋酸钠缓冲溶液按1：10—50的固液比混合，并加入200—250u/g纤维素酶，然后放入30—50℃的恒温摇床，经120—140r/min震荡反应72—96h，从而得到含有乙醇的发酵液。通过酶解能够提高纤维素降解产还原糖得率。

实施例1