[发明专利]一种离子液体辅助制备秸秆乙醇的方法

说明书

本发明公开了一种离子液体辅助制备秸秆乙醇的方法，所述方法包括以下步骤：步骤S1.预处理：将秸秆粉碎过筛，得秸秆粉，然后进行化学预处理；步骤S2.离子液体处理：取预处理后的秸秆粉，加入离子液体，混匀后于135～150℃加热4～6h，冷却，过滤，并用去离子水清洗，滤渣干燥，得离子液体处理后的秸秆粉；步骤S3.水解及发酵：将步骤S2处理后的秸秆粉先用去离子水润湿，然后加入含纤维素酶的缓冲溶液，再加入甜酒曲，35℃水浴恒温发酵2天，过滤并用去离子水清洗5～6次，收集滤液，并蒸馏，得秸秆乙醇。本发明提供的离子液体辅助制备秸秆乙醇的方法，能提高预处理的效果，提高乙醇的得率和转化，并且步骤简单，适合工业化生产。

技术领域

本发明涉及乙醇生产技术领域，特别涉及一种离子液体辅助制备秸秆乙醇的方法。

背景技术

乙醇是一种高效能、清洁、安全、可再生的燃料，也是重要的化工原料，其应用十分广泛。传统的乙醇生产方法是以淀粉质为原料，成本太高，并且占用粮食资源。目前有利用高木质纤维含量的农林废弃作物作为原料生产乙醇，不仅能缓解农林废弃作物对环境的污染，又能减轻燃料生产对粮食的依赖。我国的农林废弃作物原料非常丰富，包括农作物秸秆、林业纤维废料和工业纤维废渣，来源广泛，数量巨大，总量高达20亿吨，光农作物秸秆就有7亿多吨。因此，开发相应技术将高木质纤维含量的农林废弃作物水解发酵生产乙醇，这对我国经济和社会的可持续发展具有十分重大的意义。

农业废弃物、草等秸秆类废弃物主要成分包括纤维素、半纤维素、木质素等，通过水解发酵，可将纤维素和半纤维素转化为乙醇。现有技术中，秸秆转化乙醇工艺又称为纤维素燃料乙醇工艺，主要包括：原料预处理、纤维素和半纤维素水解糖化，五碳糖与六碳糖的发酵，蒸馏脱水等工艺步骤，其中，预处理和水解则是影响木质纤维素转化乙醇的关键步骤。现有的预处理方法包括物理法、化学法、生物法，通过预处理以除去其中的木质素，提高后续水解效率。其中化学法处理是目前常用的方法，通常采用加酸、加减或湿氧化，但现有预处理方法均存在木质素去除不完全，导致后续水解效率低的问题。另外，现有技术中水解方法通常采用酸水解和酶水解法，酸水解存在生产对发酵有抑制作用的有机酸、酚类和醛类化合物，而酶水解存在酶活性低，成本高的缺陷。

可见，现有技术还有待改进和提高。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种离子液体辅助制备秸秆乙醇的方法，旨在解决现有技术中秸秆乙醇生产过程中，预处理和水解效果不佳，时间长、乙醇转化率不高的缺陷。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种离子液体辅助制备秸秆乙醇的方法，其中，所述方法包括以下步骤：

步骤S1.预处理：将秸秆粉碎过筛，得秸秆粉，然后进行化学预处理；

步骤S2.离子液体处理：取预处理后的秸秆粉，加入离子液体，混匀后于135～150℃加热4～6h，冷却，过滤，并用去离子水清洗，滤渣干燥，得离子液体处理后的秸秆粉；

步骤S3.水解及发酵：将步骤S2处理后的秸秆粉先用去离子水润湿，然后加入含纤维素酶的缓冲溶液，再加入甜酒曲，35℃水浴恒温发酵2天，过滤并用去离子水清洗5～6次，收集滤液，并蒸馏，得秸秆乙醇。

所述离子液体辅助制备秸秆乙醇的方法中，所述离子液体为醇胺类离子液体，包括三乙醇胺乳酸、三乙醇胺乙酸、三乙醇胺甲酸中的一种。

所述离子液体辅助制备秸秆乙醇的方法中，所述步骤S2中，所述离子液体的添加量为20～40mL/g秸秆粉。

所述离子液体辅助制备秸秆乙醇的方法中，所述步骤S1中，所述化学方法包括酸处理、碱处理及湿氧化处理中的一种。