[发明专利]一种碱蒸馏制备乙醇并联产纤维素纳米纤维的方法

权利要求书

1.一种碱蒸馏制备乙醇并联产纤维素纳米纤维的方法，其特征在于，所述方法为以糖类作物同时作为制备乙醇和纤维素纳米纤维的原料，糖类作物中的可发酵糖先经青贮发酵转变为乙醇，再利用碱蒸馏法汽提乙醇，同时预处理木质纤维素，进一步生产纤维素纳米纤维；

具体包括以下步骤：

1)在糖类作物粉碎料中加入二氧化硫防腐剂杀灭杂菌，加入酿酒酵母并混合均匀，在无游离水的条件下置于发酵袋内保存；

2)发酵完成后拆袋，均匀混入碱性颗粒，装入蒸馏塔，进行碱蒸馏，当塔顶馏出蒸汽中的酒精度小于1vol％时结束蒸馏；

4)蒸馏塔顶收集的粗乙醇冷凝液，经进一步提纯至高浓度乙醇产品；

5)将蒸馏塔底的酒糟过滤、水洗、漂白；

6)回收滤液和洗涤废水中的木质素和碱试剂；

7)将水洗漂白后的滤渣加水配制成悬浮液，使用高压均质法进行处理，干燥后获得纤维素纳米纤维产品。

2.根据权利要求1所述的一种碱蒸馏制备乙醇并联产纤维素纳米纤维的方法，其特征在于，步骤1)糖类作物为同时含有可发酵糖和木质纤维素的作物，具体包括甘蔗、甜高粱或甜菜；粉碎颗粒为直径0.5～2mm，长度5～20mm尺寸范围内的杆状粉末。

3.根据权利要求1所述的一种碱蒸馏制备乙醇并联产纤维素纳米纤维的方法，其特征在于，所述步骤1)酿酒酵母接种量为10⁶个/g～10⁷个/g，二氧化硫加入量为500～2000ppm，发酵时间为15～300天。

4.根据权利要求1或3所述的一种碱蒸馏制备乙醇并联产纤维素纳米纤维的方法，其特征在于，所述步骤1)发酵环境为弱酸性，pH值为2.5～4。

5.根据权利要求1所述的一种碱蒸馏制备乙醇并联产纤维素纳米纤维的方法，其特征在于，所述步骤2)碱性颗粒为强碱、中强碱或相对应的金属氧化物，加碱量为绝干料重量的5wt％～30wt％，加碱过程不加入新鲜水。

6.根据权利要求1所述的一种碱蒸馏制备乙醇并联产纤维素纳米纤维的方法，其特征在于，步骤2)所述碱蒸馏为汽提蒸汽与物料直接接触，蒸汽为0.1～0.3MPa饱和蒸汽，操作温度为90～110℃，蒸馏时间为45～120分钟。

7.根据权利要求1所述的一种碱蒸馏制备乙醇并联产纤维素纳米纤维的方法，其特征在于，所述步骤3)中，所述粗乙醇浓度为15vol％～30vol％，进一步提纯方法为精馏、分子筛、膜分离中的一种或几种，高浓度乙醇产品包括食用酒精、医用酒精或燃料乙醇。

8.根据权利要求1所述的一种碱蒸馏制备乙醇并联产纤维素纳米纤维的方法，其特征在于，步骤4)所述过滤方法包括离心、压滤和抽滤；水洗后物料pH为7～8；漂白方法采用氧化法，漂白试剂为次氯酸钠、次氯酸钙、双氧水或臭氧。

9.根据权利要求1所述的一种碱蒸馏制备乙醇并联产纤维素纳米纤维的方法，其特征在于，步骤5)所述木质素回收率为60％～75％，碱回收率为80％～93％。

10.根据权利要求1所述的一种碱蒸馏制备乙醇并联产纤维素纳米纤维的方法，其特征在于，步骤6)悬浮液中固相浓度为0.5wt％～5wt％，均质压力为800～1500bar(A)，均质次数为5～15次，干燥方式为真空干燥、冷冻干燥或超临界干燥。