[发明专利]利用秸秆草料酿造酒精的方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是利用秸秆、草料等植物纤维酿造酒精的方法，属于能源工业技术领域。

背景技术

酒精是一种易于燃烧的有机化合物，酒精燃烧时放出大量的热量，并且酒精燃烧很完全，只产生二氧化碳和水，几乎没有产生污染性烟雾，酒精的这种优点使酒精成为最清洁的燃料能源之一，现代的汽车燃料全部混入了酒精以减轻石油燃料供应的紧张。酒精的优点在于可以由植物成分酿造而成，这使酒精能成为用之不尽的能源。一般酒精的酿造，都是由淀粉类或糖类植物酿造而成，其实酒精只是由糖类发酵而成，淀粉也只能是间接地催化转化成糖类才能发酵产生酒精。

发明内容

为了能生产更多的酒精，为了能减少酒精生产对淀粉和糖类植物的消耗，我们发明了利用秸秆纤维酿造酒精的方法，它能利用秸秆、草料、木料等植物纤加工分解成糖类再维酿造酒精，是一种原料广泛、充足，原料低廉的生产投资项目。

利用秸杆纤维酿造酒精的方法解决问题所采取的技术方案是按下面的制作步骤进行：一、收集大量的秸秆或草料并清除干净泥砂；二、将秸杆或草料放进一个耐酸性的高压容器中加入少量的水和98%浓硫酸搅拌均匀浸润；三、将高压容器封闭并加热产生高压300千帕以上半小时；四、将高压容器降温至常温后打开盖对秸秆或草料进行搅拌成稀糊液；五、在稀糊液中加入适量的酒化酶并再次搅拌均匀；六、将高压容器置于25~30摄氏度的温度环境中使内部稀糊液发酵三天产生酒精；七、将高压容器转进多层蒸馏塔进行蒸馏提取酒精。

秸秆草料的主要成分是纤维素，有的秸秆草料中还含有少量的淀粉和糖类，这些少量的淀粉和糖类更有利于酿造酒精。但我们解决的主要技术问题是怎样把秸秆草料中的纤维素催化分解成糖类，以便糖类再进一步发酵产生酒精。纤维素催化成糖类的分子式：（C6H10O5）n+nH2O+催化剂+高温=nC6H12O6。从上面的分子式可知道，纤维素催化成糖类必须有一定的水分并且需要催化剂的参与，高温更能使分解反应更快速。在对纤维素的分解反应中使用的催化剂是浓硫酸，可以大量使用深度更高的硫酸和少量水分，但由于浓硫酸的价格太高，这样成本过大。但是，浓硫酸的加入会不会影响酒精的生产纯度呢？我们知道，纤维素是有机物化合物，分子中的烃基和烷基不会和酸类发生反应，因此不会对酒精的生产造成副反应影响。但硫酸的加入会对酒精生产的容器产生影响，如果用金属的容器很容易和浓硫酸发生反应而产生氢气并腐蚀器壁，虽然氢气也不会对酒精的液化产生影响，但腐蚀器壁有可能产生泄漏而发生事故。如果我们能用而酸性的容器就可以解决了这个问题。

利用秸秆草料酿造酒精要解决的另一个问题是：为了节约投资成本，我们在秸秆草料的容器中加入了水分和少量的浓硫酸，那么硫酸的酸性就会减弱、催化剂的性质就会降低，尽管我们进行加温，但是纤维素断裂分解成糖类的速度还是很慢，达不到快速、连续生产的目的。为了解决这个问题，我们采用高温、高压、催化同时进行的技术方案，我们对成盛装秸秆草料的容器进行密封，使容器在高温的同时产生强高压，内部的纤维成分终于经不起超高温和高压的攻击，快速地断裂水解成为糖类，达到了我们的目的。我们可以对纤维素催化成反应成糖类的方程式进行如下表达：（C6H10O5）n+nH2O+催化剂+高温+高压=nC6H12O6。

秸秆草料中的纤维素被我们技术催化成糖类后，对糖类的酿造成酒精的过程已经不是重要的问题，可以按一般的常规糖类酿造酒精的程序进行。糖类催化发酵成酒精的分子反应式：C6H12O6+H2O+酒化酶=2C2H5OH+2CO2。

利用秸秆草料酿造酒精的方法的有益效果是：利用秸秆草料酿造酒精的方法能利用原料充足的秸秆草料等纤维原料经过高温、高压、催化剂的作用而转化成糖类，再利用糖类进一步酿造酒精；利用超高温、超高压使纤维素能在少量的催化剂参与下就能快速地水解反应生成糖类物质，大大地节约了生产成本。

具体实施方式

利用秸秆草料酿造酒精的方法是按下面的制作步骤实施进行。

一、收集大量的秸秆草料并清除干净泥砂，因为存在的泥砂会和催化剂浓硫酸发生发应而削弱了催化能力。

二、将秸杆草料放进一个耐酸性的容器中并加入少量的水和98%的浓硫酸搅拌均匀湿润。如果是过于彭松的草料可以施加一定的压力进行压缩，使水和浓硫酸更易于浸润。

三、将高压容器封闭加热产生300千帕以上的高压半小时，加热加压过程中要不断地测温测压，高压不能超过容器的安全压力限度，以免发生爆裂意外。