[发明专利]一种纤维素乙醇蒸汽爆破物料的粒度测定方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及纤维素乙醇的制造领域，具体地，涉及一种纤维素乙醇蒸汽爆破物料的粒度测定方法及应用。

背景技术

能源和环境问题是实现可持续发展所必须解决的问题。从长远看液体燃料短缺将是困扰人类发展的大问题。在此背景下，生物质作为唯一可转化为液体燃料的可再生资源，正日益受到重视。所以生物质制液体燃料的技术很有发展前途，这中间又以生物质制燃料乙醇技术备受关注。现有工业化燃料乙醇生产均以糖或粮食为原料，其优点是工艺成熟，但是产量受原料的限制，难以长期满足能源需求。

从长远考虑，以纤维素(包括农作物秸秆、林业加工废料、甘蔗渣及城市垃圾等)为原料生产燃料乙醇，可能是解决原料来源和进行规模化生产的主要途径之一。我国有发展纤维素制乙醇的有利条件，每年仅农作物秸秆就有7亿多吨(干重)，而我国粮食资源并不丰富，因此将农林废弃物转化为燃料乙醇，形成产业化利用，非常有利，从能源安全角度上看也是十分有利的，而且可消除由焚烧秸秆造成的环境问题。

纤维素乙醇生产关键的预处理技术是采用蒸汽爆破的方式将生物质原料结构完全打开，使纤维素、半纤维素充分与酶接触，从而达到良好的酶解效果。但是对于蒸汽爆破所生产的物料，很难从外观判断其结构打开的程度。传统的方法是使用酶解法，但是酶解法所需要的时间长，成本高。因此，发展一种快速便捷的判断打开程度的方法是非常必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种新的纤维素乙醇蒸汽爆破物料的粒度测定方法，通过该方法能够简单方便地判断纤维素乙醇蒸汽爆破物料的结构打开程度，由此能够指导后续的酶解反应的条件和程度，缩短纤维素、半纤维素与酶接触酶解时间而达到较高的纤维转化率，以实现较高的经济性。

本发明的发明人经过深入研究后发现，生物质原料经过蒸汽爆破后所产生的物料中的干物质的含量在30-35重量％之间。由于含有一定量的单糖，故物料具有一定粘性，无法使用筛子直接筛分测定其粒度；如果对物料进行烘干处理，会导致物料结块，无法进一步筛分；如果烘干后再研磨，会破坏物料原有的结构，测定的粒度结果不能够真实反映物料结构的实际状况。

针对上述问题，本发明的发明人发现，通过将纤维素乙醇蒸汽爆破物料水洗干燥后测定其粒度，能够解决上述技术问题。

具体地，本发明提供了一种纤维素乙醇蒸汽爆破物料的粒度测定方法，该方法包括以下步骤：

(1)测定纤维素乙醇蒸汽爆破物料中的干物质的含量TS；

(2)称取重量为W1的与步骤(1)中组成相同的纤维素乙醇蒸汽爆破物料，将该纤维素乙醇蒸汽爆破物料与水接触形成混合物；

(3)将步骤(2)所得混合物通过80目标准筛；

(4)将步骤(3)中80目标准筛上的剩余物料干燥，称重，将80目标准筛上剩余物料的重量记为W2；计算80目以上的纤维素乙醇蒸汽爆破物料占纤维素乙醇蒸汽爆破物料中干物质的比例。

本发明还提供了上述纤维素乙醇蒸汽爆破物料的粒度测定方法在纤维素乙醇原料预处理中的应用。

采用本发明的方法测定纤维素乙醇蒸汽爆破物料的粒度来判断结构的打开程度，既能去除单糖的粘性对测试的影响，又能使物料彻底松散，通过 该方法能够简单方便地判断纤维素乙醇蒸汽爆破物料的结构打开程度，由此能够指导后续的酶解反应的条件和程度，缩短纤维素、半纤维素与酶接触酶解时间而达到较高的纤维转化率。相对于酶解法能短时高效地测定出纤维素乙醇蒸汽爆破物料的粒度，作为生产线上预处理工艺控制指标。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明提供了一种纤维素乙醇蒸汽爆破物料的粒度测定方法，该方法包括以下步骤：

(1)测定纤维素乙醇蒸汽爆破物料中的干物质的含量TS；

(2)称取重量为W1的与步骤(1)中组成相同的纤维素乙醇蒸汽爆破物料，将该纤维素乙醇蒸汽爆破物料与水接触形成混合物；

(3)将步骤(2)所得混合物通过80目标准筛；

(4)将步骤(3)中80目标准筛上的剩余物料干燥，称重，将80目标准筛上剩余物料的重量记为W2；计算80目以上的纤维素乙醇蒸汽爆破物料占纤维素乙醇蒸汽爆破物料中干物质的比例。

在本发明中，80目以上的纤维素乙醇蒸汽爆破物料的比例可以根据式(I)计算得出：