[发明专利]一种燃料乙醇的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃料乙醇的制备方法，属于燃料领域。

背景技术

燃料乙醇指的是以生物物质为原料通过生物发酵等途径获得的可作为燃料用的乙醇。燃料乙醇经变性后与汽油按一定比例混合可制车用乙醇汽油。

一般的燃料乙醇生产方法主要以甜高粱、木薯、红薯、甘蔗、甜菜等非粮型作物为原料，经过适当的发酵处理生产制得乙醇。

目前市场上燃料乙醇的主要生产方式有两种，大多是以甜高粱秸秆为原料来生产燃料乙醇，第一种方法是固态发酵法，该方法是将秸秆粉碎，加入酵母，发酵5～6天。但固态发酵周期较长，参数控制粗放，难以控制；二是液态发酵法，这里所使用的方法是将秸秆破碎榨汁，然后过滤加酸澄清，接着发酵72h，再进行离心分离、提取乙醇，最后进行乙醇精制，得到成品乙醇。

虽然现在市场上的燃料乙醇的制作方法大多都是采用榨汁、发酵、蒸馏等步骤，但接种量、发酵温度和发酵时间各有不同。此外目前甜高粱秸秆榨汁发酵乙醇得率较低，设备投资大，能源消耗高，生产成本偏高，产率偏低。

并且现在所使用的燃料乙醇是以无水乙醇作为基础料，为了区分燃料乙醇和无水乙醇，同时防止将燃料乙醇用作他用，现使用的燃料乙醇的无水乙醇中会加入适量汽油或者变性剂制得。

此外，还有一点在乙醇发酵过程中的最难以解决的问题是：纤维素分子内和分子间存在氢键,聚集态结构复杂且结晶度高、反应活性低；天然纤维素原料中含有的木质素和半纤维素在空间上可阻碍甚至封闭纤维素分子与酶或化学试剂的接触，酶可及度差，更增加了水解的难度。

因此，需要提出一种新的制备燃料乙醇的方法，能够克服现有的生产方法存在的缺陷，促进燃料乙醇的生产。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对目前秸秆中木质素包裹纤维素，它们中间存在着化学连接键，不利于酶水解及发酵过程，降低纤维素变成乙醇的转化率的问题，提供了一种燃料乙醇的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：

一种燃料乙醇的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：

（1）将椰子壳干燥，再进行粉碎，收集粉碎物，将粉碎物和氢氧化钠溶液放入蒸汽爆破机中，进行蒸汽爆破，收集爆破物，将爆破物过滤，收集滤渣；

（2）将滤渣、废弃菌棒、营养液和2,3-丁二醇放入发酵罐中，发酵，待发酵完成后，收集发酵物；

（3）将发酵物和丙酮放入容器中，静置12～15h，收集静置物，使用硫酸溶液调节pH至3.0～3.5，以200r/min搅拌4～5h，收集搅拌物；

（4）将搅拌物和酵母放到发酵罐中，发酵15～18h，待发酵完成后，收集发酵物，将发酵物在0.6MPa、80～90℃进行蒸馏，收集蒸馏物，得燃料乙醇。

所述步骤（1）氢氧化钠溶液、椰子壳的质量比为8～9：4～5。

所述步骤（2）废弃菌棒、营养液、2,3-丁二醇的质量比为10～20：50～60：3～5。

所述步骤（2）营养液配制：水、面粉、琼脂的质量比为50～60：6～8：2～3。

所述步骤（3）发酵物与丙酮的质量比为6～7：3～4。

所述步骤（4）搅拌物与酵母的质量比为12～13：2～6。

本发明与其他方法相比，有益技术效果是：

本发明以椰子壳为原料，先采用在蒸汽爆破机中进行碱处理，蒸汽爆破产生爆裂作用，从而减小原料尺寸和纤维素的结晶度，高温时有利于半纤维素的降解、木质素的转化，废弃菌棒经菌丝分解，使木质素结构遭到破坏，机械强度降低，结构变得疏松，破坏了木质素和纤维素分子内和分子间存在的氢键，聚集态结构简单化，提高了反应活性，降低了水解的难度，营养液为废弃菌棒脱除木质素和半纤维素提供了环境，消除空间障碍，降低纤维素的聚合度和结晶度，从而有利于纤维素的有效利用，并且能耗低，无污染，节约电能，加入2,3-丁二醇可以加强木质素和纤维素键之间的断裂，分离的更彻底，丙酮可以溶解木质素，降低木质素和半纤维素与纤维素的结合度，去除木质素和半纤维素的干扰，加入硫酸对纤维素进行酸解，随后进行发酵、蒸馏，得到燃料乙醇。

具体实施方式

营养液的制备：按质量比为50～60：6～8，将水和面粉调成糊状，放在文火上煮0.5h，得面粉和水的混合液，按质量比50～60：2～3，将水和琼脂加热煮沸到溶解，得水和琼脂的混合液，把面粉和水和琼脂和水的混合液调匀，将pH调到7.4，灭菌，得营养液。

本发明燃料乙醇的制备方法，包括如下步骤：