[发明专利]一种木质纤维素材料的全资源化生物利用工艺

摘要

本发明公开了一种木质纤维素材料的全资源化生物利用工艺，按照如下步骤：（1）木质纤维通过酸碱处理得到盐和脱盐物料，脱盐物料通过发酵得到发酵液，发酵液通过不同方式得到乙醇、甲烷和二氧化碳，二氧化碳制备成干冰；该过程中产生的老化菌泥制备成为有机肥产品。本发明的有益效果在于：使木质纤维素原料被加工成燃料乙醇、标准气、有机肥和干冰四种产品，实现了真正意义上的全资源化，真正做到了物尽其用，资源利用率100%的目标；大量引用现代膜技术作为工艺主要分离手段，从各个阶段全面介入微生物发酵过程，使人力资源潜力和微生物资源潜力都得到有效发挥；采用高渗乙醇酵母和高渗甲烷发酵菌团进行发酵，使发酵过程的单糖浓度大都在30～36brix下完成。

主权项

一种木质纤维素材料的全资源化生物利用工艺，其特征在于，按照如下步骤：（1）木质纤维去杂后加水并粉碎成为浆状物料；在浆状物料中加入HCl进行水解得到水解料液，水解料液中加入NaOH中和处理得到pH值为7.0的中和料液；（2）中和料液用膜脱盐工艺获得初级盐和脱盐物料，初级盐用用膜浓缩制备成工业盐溶液，蒸发干燥结晶后成为工业盐，或者电解成为NaOH和HCl继续回用于本工艺；脱盐物料经膜浓缩至30～36brix后送入乙醇发酵罐中，在乙醇发酵罐中加入预先培养好的高渗乙醇酵母菌液，进行乙醇高渗发酵获得发酵液；（3）从乙醇开始发酵同时，将发酵液通过微滤设备过滤得到截留液和透过液，截留液返回乙醇发酵罐，透过液进入渗透蒸发膜系统提取乙醇，提取乙醇后的料液返回乙醇发酵罐进行乙醇高渗发酵；提取的乙醇经进一步浓缩脱水后成为燃料乙醇；（4）步骤（3）中渗透蒸发膜系统提取乙醇后的一部分料液在还原糖降至1%以下后，不再返回乙醇发酵罐，而经第二次膜浓缩物料至25～30brix后直接进入厌氧发酵罐与预先接种好的甲烷发酵菌团混合后进行甲烷发酵获得甲烷混合气和老化菌泥；甲烷混合气经冷却脱水获得CO₂和甲烷混合气，经气体膜分离CO₂后得到甲烷标准气；（5）步骤（3）中乙醇发酵罐的部分排气通过减压收集、冷却后的气液混合体送入气体分子膜柱富集CO₂，合并步骤（4）的CO₂加压冷凝封装后成为干冰；冷凝后的乙醇并入步骤（3）的乙醇中进入后续处理；（6）乙醇发酵罐和厌氧发酵罐中定期排出的部分老化菌泥经板框压滤机压滤脱水后，烘干、包装成为有机肥产品；脱菌泥后料液返回到厌氧发酵罐中继续发酵。