專利名稱：一種高溫高壓纖維素轉糖工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及纖維素技術領域，更具體的是涉及一種纖維素轉糖工藝。
背景技術：
環(huán)境污染、全球變暖和能源短缺已經(jīng)使可持續(xù)發(fā)展成為當今世界各國所面臨的最大挑戰(zhàn)。為了逐漸擺脫對石油的過度依賴，減少溫室氣體排放，許多國家紛紛尋找石油的替代能源一可再生能源。再生能源的研究與發(fā)展受到全球關注，再生能源的推廣已成為國際能源政策的方向。再生能源包括生物質能源(生物質酒精、生物質柴油等)、風力、太陽能、 地熱、潮汐能等，但目前的再生生物質能源主要原料來源于木薯、甘蔗、紅薯、甜高梁、玉米等，均受限于產(chǎn)量低、成本高等種種不利因素，也不符合國家“不與人爭糧，不與糧爭地，促進能源與糧食雙贏”的產(chǎn)業(yè)發(fā)展原則。因而利用來源更廣泛、成本更低廉富含纖維素的非糧原料生產(chǎn)生物質能源是燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向，更是生物質能源的最終解決方案之一，可從根本上實現(xiàn)能源工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了解決現(xiàn)有技術之不足而提供的一種不僅方法簡單，可有效降低能源消耗，而且還能提高酒精產(chǎn)率，實現(xiàn)大規(guī)?；I(yè)生產(chǎn)，有利于推進纖維素酒精產(chǎn)業(yè)化進程的高溫高壓纖維素轉糖工藝。本發(fā)明是采用如下技術解決方案來實現(xiàn)上述目的一種高溫高壓纖維素轉糖工藝，其特征在于，它包括如下步驟
a、先將植物纖維原料通過切片機剪切成片狀植物纖維原料；
b、片狀植物纖維原料送入粗磨機進行粗磨，制取棉絮狀植物纖維原料； C、將粗磨植物纖維、半纖維加入稀硫酸，并用喂料機送入高壓蒸煮罐；
d、蒸煮完成植物纖維、半纖維進入細研磨機磨成漿狀后送入調(diào)漿罐進行調(diào)漿；
e、調(diào)漿完成后通過換熱器、冷凝器把所需的溫度調(diào)整完成，進入糖化罐糖化。作為上述方案的進一步說明，在所述工藝步驟c過程中，加入稀硫酸的硫酸量按纖維素、半纖維素轉化每一噸糖計，每噸糖加入硫酸2—5kg。在所述工藝步驟C、往纖維、半纖維加入稀硫酸過程中，用喂料機送入高壓蒸煮罐 3—15min，蒸煮罐內(nèi)的溫度為160—280°C，壓力為1. 5-2. 5MPa ；送入蒸煮罐內(nèi)的纖維及半纖維在高溫、高壓、時間內(nèi)完成纖維及半纖維的破裂和轉化。在所述工藝步驟d的調(diào)漿過程，加入淀粉(加入淀粉時不需蒸煮)，加入淀粉量按產(chǎn)噸糖計80— 200 kg，液化酶20ku/g產(chǎn)噸糖計0. 5 —1.5 kg。在所述工藝步驟e糖化過程，加入糖化酶100 101/^產(chǎn)噸糖計1一2.5 kg，從糖化罐出來的糖化液含糖18—25%送入后續(xù)發(fā)酵間。本發(fā)明采用上述技術解決方案所能達到的有益效果是
1、本發(fā)明通過研磨、蒸壓、糖化三個過程能有效分解植物纖維中的木質素和粗纖維，有利于纖維素轉化為葡萄糖、D-甘露糖、D-半乳糖、D-木糖和L-阿拉伯糖等可發(fā)酵性糖，有利于后續(xù)的發(fā)酵和蒸餾過程的操作，提高酒精產(chǎn)率。2、本發(fā)明能夠實現(xiàn)高效率、高得率、低成本進行纖維素、半纖維素轉化為可發(fā)酵性糖，大大提高了原料出糖率及糖液質量，使更多的生物質碳轉變?yōu)樯锬茉础?、本發(fā)明熱能重復多次使用可有效降低能源消耗，同時各個步驟均能夠連續(xù)實現(xiàn)大規(guī)模化工業(yè)生產(chǎn)，有利于推進纖維素酒精產(chǎn)業(yè)化進程。


圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實施例方式如圖1所示，本發(fā)明一種高溫高壓纖維素轉糖工藝，它包括如下工藝步驟
1、先將植物纖維原料通過切片機剪切成片狀植物纖維原料；
2、片狀植物纖維原料送入粗磨機進行粗磨，制取棉絮狀植物纖維原料，以降低其結晶性，并增加物料的水溶性成分，有利于纖維素、半纖維素的進一步分解、轉化；
3、將粗磨植物纖維、半纖維加入稀硫酸(加入硫酸量安纖維素、半纖維素轉化每一噸糖計，噸糖加入硫酸3kg。)把加入稀硫酸的纖維、半纖維，用喂料機送入高壓蒸煮罐lOmin，蒸煮罐內(nèi)溫度控制在160— 280°C，壓力控制在1. 5-2. 5MPa ；送入蒸煮罐內(nèi)的纖維及半纖維在高溫、高壓、時間內(nèi)完成纖維及半纖維的破裂和轉化；
4、蒸煮完成纖維、半纖維進入細研磨機(蒸煮罐同細磨機是連成一體)；纖維、半纖維磨成漿狀后送入調(diào)漿罐進行調(diào)漿，調(diào)漿過程加入淀粉(加入淀粉時不需蒸煮)，加入淀粉量按產(chǎn)噸糖計150kg，液化酶(20ku/g產(chǎn)噸糖計Ikg)；調(diào)整平衡酸堿度及所需的水量。5、調(diào)漿完成后通過換熱器(換熱熱能去蒸餾間)、冷凝器把所需的溫度調(diào)整完成， 進入糖化罐糖化；糖化過程加入糖化酶(100 ku/g產(chǎn)噸糖計2 kg);從糖化罐出來的糖化液 (含糖22%)送入后續(xù)車間(發(fā)酵間)。本發(fā)明采用植物纖維、半纖維進行高溫、高壓預處理技術，纖維素、半纖維素通過高溫、高壓轉化為糖作為生產(chǎn)酒精的原料，為酒精生產(chǎn)原料來源開辟了新途徑，可有效改善能源保障，實現(xiàn)能源供應的可持續(xù)發(fā)展，同時對于解決再生能源原料來源不足，有效降低生物能源生產(chǎn)成本具有重要而積極的意義。以上所述的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范 圍。
權利要求
1.一種高溫高壓纖維素轉糖工藝，其特征在于，它包括如下步驟a、先將植物纖維原料通過切片機剪切成片狀植物纖維原料；b、片狀植物纖維原料送入粗磨機進行粗磨，制取棉絮狀植物纖維原料； C、將粗磨植物纖維、半纖維加入稀硫酸，并用喂料機送入高壓蒸煮罐；d、蒸煮完成植物纖維、半纖維進入細研磨機磨成漿狀后送入調(diào)漿罐進行調(diào)漿；e、調(diào)漿完成后通過換熱器、冷凝器把所需的溫度調(diào)整完成，進入糖化罐糖化。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種高溫高壓纖維素轉糖工藝，其特征在于，在所述工藝步驟c過程中，加入稀硫酸的硫酸量按纖維素、半纖維素轉化每一噸糖計，每噸糖加入硫酸2—5kg ο
3.根據(jù)權利要求1所述的一種高溫高壓纖維素轉糖工藝，其特征在于，在所述工藝步驟C、往纖維、半纖維加入稀硫酸過程中，用喂料機送入高壓蒸煮罐3—15min，蒸煮罐內(nèi)的溫度為160—觀01，壓力為1.5 — 2. 5MPa;送入蒸煮罐內(nèi)的纖維及半纖維在高溫、高壓、時間內(nèi)完成纖維及半纖維的破裂和轉化。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種高溫高壓纖維素轉糖工藝，其特征在于，在所述工藝步驟d的調(diào)漿過程，加入淀粉，加入淀粉量按產(chǎn)噸糖計80—200 kg，液化酶20ku/g產(chǎn)噸糖計 0. 5— 1. 5 kg0
5.根據(jù)權利要求1所述的一種高溫高壓纖維素轉糖工藝，其特征在于，在所述工藝步驟e糖化過程，加入糖化酶100 101/^產(chǎn)噸糖計1_2.5 kg，從糖化罐出來的糖化液含糖18— 25%送入后續(xù)發(fā)酵間。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高溫高壓纖維素轉糖工藝，其特征在于，它包括如下步驟a、先將植物纖維原料通過切片機剪切成片狀植物纖維原料；b、片狀植物纖維原料送入粗磨機進行粗磨，制取棉絮狀植物纖維原料；c、將粗磨植物纖維、半纖維加入稀硫酸，并用喂料機送入高壓蒸煮罐；d、蒸煮完成植物纖維、半纖維進入細研磨機磨成漿狀后送入調(diào)漿罐進行調(diào)漿；e、調(diào)漿完成后通過換熱器、冷凝器把所需的溫度調(diào)整完成，進入糖化罐糖化。本發(fā)明熱能重復多次使用可有效降低能源消耗，同時各個步驟均能夠連續(xù)實現(xiàn)大規(guī)模化工業(yè)生產(chǎn)，有利于推進纖維素酒精產(chǎn)業(yè)化進程。
文檔編號C12P7/06GK102154398SQ20101060965
公開日2011年8月17日 申請日期2010年12月28日 優(yōu)先權日2010年12月28日
發(fā)明者張午陽, 張驄藍, 林世昌, 林水華, 林良俊, 王鳳成 申請人:國潤金華(北京)國際能源投資有限公司, 國潤金華(北京)國際能源投資有限公司佛山高明分公司, 湛江市振華生化技術裝備有限公司