一種廢棄農(nóng)作物制備生物質(zhì)乙醇的加工方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種廢棄農(nóng)作物制備生物質(zhì)乙醇的加工方法，具體步驟如下：1）將秸稈、樹皮和花生殼混合破碎后加入稀硫酸中進(jìn)行加熱處理，然后再進(jìn)行干燥；2）將物料加入到物料處理劑中，在磁場(chǎng)環(huán)境下進(jìn)行振蕩分散，制得預(yù)處理物料；3）將預(yù)處理物料接入發(fā)酵罐中進(jìn)行發(fā)酵；4）將發(fā)酵液脫水后即可制得生物質(zhì)乙醇。本發(fā)明專利技術(shù)提供的生物質(zhì)乙醇的加工方法，利用廢棄農(nóng)作物發(fā)酵制備而成，發(fā)酵工藝簡(jiǎn)單易操作，可以減少資源的浪費(fèi)，不僅原料的利用率高，而且制備的乙醇具有高純度和高熱值的特點(diǎn)，可以有效的緩解能源危機(jī)，具有廣泛的應(yīng)用前景。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種廢棄農(nóng)作物制備生物質(zhì)乙醇的加工方法
本專利技術(shù)屬于新能源
，具體涉及一種廢棄物制備生物質(zhì)乙醇的加工方法。
技術(shù)介紹
隨著資源的日漸枯竭，新能源的開放研究是人類面臨的主要挑戰(zhàn)。利用微生物的發(fā)酵將各種生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為燃料酒精，產(chǎn)生可再生的清潔能源日益受到廣泛的關(guān)注。將農(nóng)作物廢棄物經(jīng)過發(fā)酵的方法進(jìn)行循環(huán)再利用，不僅可以減少資源浪費(fèi)，減少環(huán)境污染，而且可以有效的緩解能源危機(jī)。因此，利用發(fā)酵的方法制備的生物質(zhì)乙醇，是一種清潔型新能源，在燃燒過程中不會(huì)產(chǎn)生煙霧，可以減少對(duì)環(huán)境的污染。目前發(fā)酵制備乙醇的技術(shù)存在發(fā)酵速率慢、物料利用率低、乙醇產(chǎn)量低的缺陷，制備乙醇也存在雜質(zhì)高和熱值低的現(xiàn)象，利用價(jià)值不高。因此，如何改進(jìn)發(fā)酵工藝，提高物料的利用率和乙醇產(chǎn)量，提高乙醇的純度和熱值是一個(gè)亟待解決的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是針對(duì)現(xiàn)有的問題，提供了一種廢棄農(nóng)作物制備生物質(zhì)乙醇的加工方法。本專利技術(shù)是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種廢棄農(nóng)作物制備生物質(zhì)乙醇的加工方法，具體步驟如下：1）取秸稈50-80份、樹皮30-50份、花生殼20-30份混合破碎后過50-100目篩，加入到0.5-1mol/L的稀硫酸溶液40-50份中，然后加熱至80-100℃，進(jìn)行熱處理，處理時(shí)間為1-2h，在加熱過程中進(jìn)行攪拌，轉(zhuǎn)速為50-100r/min，待熱處理結(jié)束后，進(jìn)行干燥，控制物料的水分含量為7-11%，制成物料；2）將物料加入到物料處理劑中，混合后在4000-5000GS的磁場(chǎng)環(huán)境下進(jìn)行超聲波水浴振蕩分散，水浴溫度為110-130℃，振蕩功率為450-750W，振蕩時(shí)間23-28min，待振蕩結(jié)束后進(jìn)行過濾，制得預(yù)處理物料；3）將預(yù)處理物料中接入發(fā)酵罐中，加入5-10份木炭，攪拌均勻后再加入無菌水50-80份、微生物制劑2-3份，在5000-7000Gs的磁場(chǎng)環(huán)境下進(jìn)行密封發(fā)酵，發(fā)酵罐溫度為50-55℃，發(fā)酵時(shí)間3-5d，然后將溫度調(diào)至45-48℃，繼續(xù)發(fā)酵7-9d；4）待發(fā)酵結(jié)束后，將發(fā)酵液脫水后即可制成生物質(zhì)乙醇優(yōu)選地，一種廢棄農(nóng)作物制備生物質(zhì)乙醇的加工方法，其中物料處理劑的制備方法如下：1）取異佛爾酮二異氰酸酯8-14份、聚酯二元醇6-12份，混合后放入真空容器中，加熱至85-95℃，加熱時(shí)間50-90min，待反應(yīng)結(jié)束后降溫至55-75℃，加入二羥甲基丙酸2-4份，進(jìn)行混合攪拌，轉(zhuǎn)速為150-300r/min，攪拌時(shí)間15-25min；2）將1）中的產(chǎn)物攪拌結(jié)束后再次加熱至90-110℃，加入二丁基二月桂酸錫2-3份，混合攪拌后繼續(xù)反應(yīng)1.5-2.5h，在反應(yīng)過程中緩慢滴加二甘醇5-10份，滴加速度為0.2-0.5份/min；3）待2）中的反應(yīng)結(jié)束后，加入丙酮10-20份，放入恒溫水浴中進(jìn)行超聲波振蕩擴(kuò)散，水浴溫度為50-80℃，功率為350-450W，振蕩時(shí)間15-25min；4）待振蕩結(jié)束后降溫冷卻至40-50℃，加入三乙胺4-7份，混合攪拌后再加入清水25-40份進(jìn)行高速攪拌乳化，轉(zhuǎn)速為500-800r/min，攪拌時(shí)間15-25min，待攪拌結(jié)束后減壓蒸餾回收丙酮，即可制得物料處理劑。優(yōu)選地，一種廢棄農(nóng)作物制備生物質(zhì)乙醇的加工方法，其中微生物制劑的制備方法如下：1）使用接種環(huán)分別刮取1環(huán)綠色木霉、灰色鏈霉菌、纖維單孢菌、嗜熱芽孢桿菌和釀酒酵母，接種至300ml淀粉培養(yǎng)液中，在37-42℃的環(huán)境下進(jìn)行搖床振蕩培養(yǎng)25-28h，振蕩轉(zhuǎn)速為150-200r/min，獲得活化菌株培養(yǎng)液；2）將菌株培養(yǎng)液在4000-7000r/min下進(jìn)行離心17-23min，取上清液，然后用無菌水稀釋成1g濕菌體/L的菌懸液，即為微生物制劑。優(yōu)選地，一種廢棄農(nóng)作物制備生物質(zhì)乙醇的加工方法，其中秸稈是由玉米秸稈、小麥秸稈、大豆秸稈、芝麻秸稈按照1:1:2:2的重量配比混合制備而成的。優(yōu)選地，一種廢棄農(nóng)作物制備生物質(zhì)乙醇的加工方法，其中樹皮是由松樹皮、桑樹皮、槐樹皮按照1:1:2的重量配比混合制備而成的。本專利技術(shù)相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：1.本專利技術(shù)中，將原料粉碎后加入到稀硫酸中加熱進(jìn)行熱處理，可以有效的增大纖維素的表面積，減少纖維素的結(jié)晶度，有利于纖維素的水解。2.本專利技術(shù)中，將物料加入到物料處理劑中，在磁場(chǎng)環(huán)境下進(jìn)行超聲波振蕩分散，物料處理劑在磁場(chǎng)的所用下，原來締合的鏈狀大分子，斷鏈成單個(gè)小分子，有利于物料處理劑在超聲波的振蕩作用下分散進(jìn)入物料內(nèi)，其中物料處理劑是一種水性聚酯乳液，該水性聚酯含有大量的極性鍵，可以產(chǎn)生分子間和分子內(nèi)的氫鍵，同時(shí)該水性聚酯的分子鏈中包含的小分子擴(kuò)鏈劑在內(nèi)的硬鏈段含量的上升使得體系中氫鍵的作用力加強(qiáng)，水浴加熱后在氫鍵的作用力下使得木質(zhì)素與纖維素和半纖維素之間的化學(xué)鍵斷裂，解除木質(zhì)素對(duì)纖維素酶解的束縛，進(jìn)一步提高纖維素的水解率。3.本專利技術(shù)中，提供的生物菌中含有的綠色木霉、灰色鏈球菌和纖維單孢菌在發(fā)酵過程中都可以產(chǎn)生纖維素酶，由于酶解的最佳溫度高于酵母菌發(fā)酵的最佳溫度，因此添加嗜熱芽孢桿菌與釀酒酵母進(jìn)行混合培養(yǎng)，可以提高釀酒酵母的耐熱性，使得酶解和發(fā)酵可以同時(shí)進(jìn)行，有利于簡(jiǎn)化工藝，降低成本，同時(shí)還可以提高乙醇的產(chǎn)率。4.本專利技術(shù)中，由于糖降解產(chǎn)物呋喃和木質(zhì)素的降解產(chǎn)物單酚會(huì)抑制釀酒酵母的生長(zhǎng)和生產(chǎn)乙醇的速率，因此通過添加木炭可以對(duì)抑制物進(jìn)行吸附，降低抑制作用，提高乙醇的產(chǎn)率和產(chǎn)量。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施方法對(duì)本專利技術(shù)做進(jìn)一步的說明。實(shí)施例1一種廢棄農(nóng)作物制備生物質(zhì)乙醇的加工方法，具體步驟如下：1）取秸稈50份、樹皮30份、花生殼20份混合破碎后過50目篩，加入到0.5mol/L的稀硫酸溶液40份中，然后加熱至80℃，進(jìn)行熱處理，處理時(shí)間為1h，在加熱過程中進(jìn)行攪拌，轉(zhuǎn)速為50r/min，待熱處理結(jié)束后，進(jìn)行干燥，控制物料的水分含量為7%，制成物料；2）將物料加入到物料處理劑中，混合后在4000GS的磁場(chǎng)環(huán)境下進(jìn)行超聲波水浴振蕩分散，水浴溫度為110℃，振蕩功率為450W，振蕩時(shí)間23min，待振蕩結(jié)束后進(jìn)行過濾，制得預(yù)處理物料；3）將預(yù)處理物料中接入發(fā)酵罐中，加入5份木炭，攪拌均勻后再加入無菌水50份、微生物制劑2份，在5000Gs的磁場(chǎng)環(huán)境下進(jìn)行密封發(fā)酵，發(fā)酵罐溫度為50℃，發(fā)酵時(shí)間3d，然后將溫度調(diào)至45℃，繼續(xù)發(fā)酵7d；4）待發(fā)酵結(jié)束后，將發(fā)酵液脫水后即可制成生物質(zhì)乙醇作為優(yōu)選，其中物料處理劑的制備方法如下：1）取異佛爾酮二異氰酸酯8份、聚酯二元醇6份，混合后放入真空容器中，加熱至85℃，加熱時(shí)間50min，待反應(yīng)結(jié)束后降溫至55℃，加入二羥甲基丙酸2份，進(jìn)行混合攪拌，轉(zhuǎn)速為150r/min，攪拌時(shí)間15min；2）將1）中的產(chǎn)物攪拌結(jié)束后再次加熱至90℃，加入二丁基二月桂酸錫2份，混合攪拌后繼續(xù)反應(yīng)1.5h，在反應(yīng)過程中緩慢滴加二甘醇5份，滴加速度為0.2份/min；3）待2）中的反應(yīng)結(jié)束后，加入丙酮10份，放入恒溫水浴中進(jìn)行超聲波振蕩擴(kuò)散，水浴溫度為50℃，功率為350W，振蕩時(shí)間15min；4）待振蕩結(jié)束后降溫冷卻至40℃，加入三乙胺4份，混合攪拌后再加入清水25份進(jìn)行高速攪拌乳化，轉(zhuǎn)速為500r/min，攪拌時(shí)間15min，待攪拌結(jié)束后減壓蒸餾回收丙酮，即可制得物料處理劑。作為優(yōu)選，其中微生物制劑的制備方本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種廢棄農(nóng)作物制備生物質(zhì)乙醇的加工方法，其特征在于，具體步驟如下：1）取秸稈50?80份、樹皮30?50份、花生殼20?30份混合破碎后過50?100目篩，加入到0.5?1mol/L的稀硫酸溶液40?50份中，然后加熱至80?100℃，進(jìn)行熱處理，處理時(shí)間為1?2h，在加熱過程中進(jìn)行攪拌，轉(zhuǎn)速為50?100r/min，待熱處理結(jié)束后，進(jìn)行干燥，控制物料的水分含量為7?11%，制成物料；2）將物料加入到物料處理劑中，混合后在4000?5000GS的磁場(chǎng)環(huán)境下進(jìn)行超聲波水浴振蕩分散，水浴溫度為110?130℃，振蕩功率為450?750W，振蕩時(shí)間23?28min，待振蕩結(jié)束后進(jìn)行過濾，制得預(yù)處理物料；3）將預(yù)處理物料中接入發(fā)酵罐中，加入5?10份木炭，攪拌均勻后再加入無菌水50?80份、微生物制劑2?3份，在5000?7000Gs的磁場(chǎng)環(huán)境下進(jìn)行密封發(fā)酵，發(fā)酵罐溫度為50?55℃，發(fā)酵時(shí)間3?5d，然后將溫度調(diào)至45?48℃，繼續(xù)發(fā)酵7?9d；4）待發(fā)酵結(jié)束后，將發(fā)酵液脫水后即可制成生物質(zhì)乙醇。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種廢棄農(nóng)作物制備生物質(zhì)乙醇的加工方法，其特征在于，具體步驟如下：1）取秸稈50-80份、樹皮30-50份、花生殼20-30份混合破碎后過50-100目篩，加入到0.5-1mol/L的稀硫酸溶液40-50份中，然后加熱至80-100℃，進(jìn)行熱處理，處理時(shí)間為1-2h，在加熱過程中進(jìn)行攪拌，轉(zhuǎn)速為50-100r/min，待熱處理結(jié)束后，進(jìn)行干燥，控制物料的水分含量為7-11%，制成物料；2）將物料加入到物料處理劑中，混合后在4000-5000GS的磁場(chǎng)環(huán)境下進(jìn)行超聲波水浴振蕩分散，水浴溫度為110-130℃，振蕩功率為450-750W，振蕩時(shí)間23-28min，待振蕩結(jié)束后進(jìn)行過濾，制得預(yù)處理物料；3）將預(yù)處理物料中接入發(fā)酵罐中，加入5-10份木炭，攪拌均勻后再加入無菌水50-80份、微生物制劑2-3份，在5000-7000Gs的磁場(chǎng)環(huán)境下進(jìn)行密封發(fā)酵，發(fā)酵罐溫度為50-55℃，發(fā)酵時(shí)間3-5d，然后將溫度調(diào)至45-48℃，繼續(xù)發(fā)酵7-9d；4）待發(fā)酵結(jié)束后，將發(fā)酵液脫水后即可制成生物質(zhì)乙醇。2.如權(quán)利要求1所述的一種廢棄農(nóng)作物制備生物質(zhì)乙醇的加工方法，其特征在于，物料處理劑的制備方法如下：1）取異佛爾酮二異氰酸酯8-14份、聚酯二元醇6-12份，混合后放入真空容器中，加熱至85-95℃，加熱時(shí)間50-90min，待反應(yīng)結(jié)束后降溫至55-75℃，加入二羥甲基丙酸2-4份，進(jìn)行混合攪拌，轉(zhuǎn)速為150-300r/min，攪拌時(shí)間15-25min；2）將1）中的產(chǎn)物攪拌結(jié)束后再次加熱至...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：許信元，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：安徽大地節(jié)能科技有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：安徽,34