[发明专利]一种燃料乙醇原料木薯的预处理方法

说明书

本发明属生物质能源与资源技术领域，为解决传统的除杂方法无法去除木薯根茎的表皮、根须及附着在其上的灰分，杂质的存在对设备与管道造成磨损、降低了淀粉酶与酵母菌的活性，进而降低酒精产率等问题，提供一种燃料乙醇原料木薯的预处理方法。将木薯常温烘干、用稀盐酸水洗，沉降过滤除去杂质，然后用氢氧化钠中和至中性，研磨筛分，烘干检测即可。由于稀盐酸能部分水解木薯根茎的表皮和细小根须，主要成分为纤维素和果胶，降低对灰土的附着，稀盐酸预处理有效的去除木薯的灰分、细小根须与表皮，降低设备与管道的磨损，减少杂菌对发酵过程的抑制，提高乙醇的产率。用稀盐酸作清洗液，氢氧化钠中和，废水中主要含有氯化钠和灰分，对环境无污染。

技术领域

本发明属于生物质能源与资源技术领域，具体涉及一种燃料乙醇原料木薯的预处理方法。

背景技术

随着世界经济社会的发展，能源短缺造成的危机日趋加剧。科学家估计，可开采石油储量仅可供人类使用大约50年，天然气还可用75年，而煤炭则为200~300年。因此，世界各国纷纷展开对新能源，特别是可再生生物能源的研究与开发。生物能源的主要存在形式有燃料乙醇、生物柴油、沼气、氢气和燃料电池等，其中以燃料乙醇的研究与生产最引人注目。燃料乙醇的主要原料有粮食（玉米、高粱、小麦等），非粮作物(木薯、甘蔗、甜高粱秸秆等)以及木质纤维素等。但粮食安全决定了发展燃料乙醇应遵循“不与人争粮、不与粮争地”的原则，而木质纤维素乙醇技术又不够成熟。因此，非粮作物(木薯、甘蔗、甜高粱等)制取燃料乙醇是国家新能源政策的扶持重点。其中，木薯被世界公认为具有很大发展潜力的原料，也是我国发展燃料乙醇提倡的非粮作物原料之一。由于燃料乙醇的生产利用的是木薯的根茎，经过清洗后，仍含有少量的沙砾与泥土（主要为存在于细小根须和表皮上，极难去除），此外，木薯干根的表面有一层棕色的表皮以及为除掉的根须，泥土、表皮和根须都带有大量的杂菌，增加了发酵过程中杂菌的危害程度，降低了淀粉酶与酵母菌的活性，进而影响到乙醇产量，此外，灰分与表皮的还对设备与管道造成磨损。

传统的去除沙砾、根须及表皮等杂物的预处理方法主要是应用水洗技术，但由于灰分都附着于木薯的根茎表皮表面和细小根须上，水洗的方法极难除去灰分、细小根须与表皮。而去除木薯表面的泥砂、根须和表皮等杂质，不仅能最大程度地减少杂菌源，降低发酵过程杂菌对淀粉酶与酵母菌活性的潜在危害，提高酒精的产率，还可降低上述杂质对设备与管道的磨损。因此开发有效的木薯根茎的预处理方法十分必要。

发明内容

本发明针对传统的除杂方法无法去除木薯根茎的表皮、根须及附着在其上的灰分，这些杂质的存在不仅对设备与管道造成磨损、还降低了淀粉酶与酵母菌的活性，进而降低酒精产率等问题，提供了一种燃料乙醇原料木薯的预处理方法。

本发明由如下技术方案实现的：一种燃料乙醇原料木薯的预处理方法，将木薯常温烘干、用稀盐酸水洗，沉降过滤除去杂质，然后用氢氧化钠中和至中性，烘干,研磨筛分，检测即可，具体步骤如下：

（1）烘干预除杂：常温下将木薯烘干，格筛去除包装袋、麻绳、较大的沙砾杂质；

（2）稀盐酸水洗：木薯原料进入冲洗罐，加入质量浓度为0.01%~0.08%、20~100L/kg木薯的稀盐酸进行冲洗2~24h，冲洗温度为50~90℃；

（3）过滤：经稀盐酸冲洗后，木薯表皮和细小根须被破坏，沉降除去冲洗的灰分及表皮其他杂质，沉降采用工业中常用的沉降设备即可；

（4）中和：沉降除去灰分及表皮其他杂质后，加氢氧化钠中和至中性；

（5）烘干：将中和后的木薯烘干；

（6）研磨筛分：将除去灰分、杂质的木薯研磨，研磨后的木薯粉筛分，粒度为0.2~2mm备用；