[发明专利]一种利用玉米秸秆生产乙醇、沼气联产发电的方法

权利要求书

1.一种利用玉米秸秆生产乙醇、沼气联产发电的方法，该方法包括以下步骤：

①预浸渍：玉米秸秆粉碎后用酸浸渍一段时间；

②蒸汽爆破处理：将预浸渍过的玉米秸秆置于进行蒸汽爆破处理；

③同步糖化发酵及蒸馏：将经步骤②蒸汽爆破处理后形成的草浆进行同步糖化发酵，其中固液质量百分比为10%～20%，应用合适的基因工程菌或酵母以及合适的酶，在合适的条件下发酵后，蒸馏得到乙醇，并回收发酵产生的CO₂，分离发酵产物，得到固体残渣和发酵液；

④固体残渣燃烧发电：将步骤③得到的固体残渣干燥后送入生物质发电厂燃烧发电，

优选地，将产生的电用于补充步骤①至步骤③的生产过程中所需的能耗，产生的乏汽用于步骤②的蒸汽爆破处理以及步骤③中的蒸馏；

⑤厌氧发酵：将步骤③得到的发酵液进行厌氧发酵，收集产生的沼气。

2.权利要求1的方法，其中在进行步骤③的同步糖化发酵之前，还有分离草浆的步骤，将经步骤②蒸汽爆破处理后形成的草浆进行固液分离，将分离得到的固体进行步骤③所述的同步糖化发酵，分离得到的液体连同骤③得到的发酵液进行步骤⑤所述的厌氧发酵；

优选地，将分离得到的固体进行同步糖化发酵前，先加入合适的酶进行预水解，然后加入合适的基因工程菌或酵母进行发酵；

优选的预水解条件为40～50℃水解3～5小时，更优选的预水解条件为45℃预水解4h。

3.权利要求1的方法，其中，在进行步骤③的同步糖化发酵之前，还有分离草浆的步骤，将经步骤②蒸汽爆破处理后形成的草浆进行固液分离，将分离得到的液体应用合适的基因工程菌，在合适的发酵条件下进行预发酵一定的时间后，将发酵液连同分离得到的固体一并进行步骤③所述的同步糖化发酵； 

优选地，所述的预发酵的发酵条件为：在温度为30℃～35℃，pH值为5.0～6.0的条件下，发酵45～50小时。

4.权利要求2或3的方法，其中所述的分离草浆的步骤是通过压滤机进行分离的，优选的分离压力为270bar。

5.权利要求1至3任一项的方法，其中所述的步骤①中，优选的玉米秸秆的粉碎方式为锤式粉碎机粉碎；

优选地，将玉米秸秆粉碎至1～5cm；

优选地，所述的酸为硫酸或乙酸；

优选地，所述的硫酸的浓度为0.1～2%，所述的乙酸的浓度为0.5～2%；更优选地，所述的硫酸的浓度为0.2%，所述的乙酸的浓度为1%；

优选地，所述的浸渍是称取相应质量的酸后，用水将其稀释至合适浓度后，再用来浸渍玉米秸秆；

优选地，浸渍时间为60~120分钟。

6.权利要求1至3任一项的方法，其中所述的步骤②中，所述的蒸气爆破反应的条件为：温度190℃～210℃，反应时间5～10分钟。

7.权利要求1至3任一项的方法，其中所述的合适的基因工程菌或酵母的浓度为2~4g/L，所述的合适的酶的用量为9~11FPU/g固形物；

优选地，所述的合适的基因工程菌或酵母的浓度为3g/L，所述的合适的酶的用量为10FPU/g固形物；

优选地，所述的合适的基因工程菌为KE6-12菌，所述的酵母为酿酒酵母，所述的合适的酶为纤维素酶；

优选地，所述的预发酵体系中或者步骤③的同步糖化发酵体系中还含有0.4~0.6g/l的磷酸氢二铵和0.02~0.03g/l的硫酸镁；更优选地，含有0.5g/l的磷酸氢二铵和0.025g/l的硫酸镁；

优选地，步骤③的发酵条件为：在30℃～35℃的温度下发酵72～120小时；

优选地，步骤③中发酵液的分离方式为用压滤机分离，优选的压滤机为板框压滤机。 

8.权利要求1至3任一项的方法，其中步骤④中固体残渣的干燥方式为自然干燥；

优选地，步骤④中产生的电用于补充步骤①至步骤③的生产过程中所需的能耗，步骤④中产生的乏汽用于步骤②的蒸汽爆破处理以及步骤③中的蒸馏。

9.权利要求1至3任一项的方法，其中步骤⑤厌氧发酵的条件为无氧环境，优选的无氧环境为氮气环境；温度50~60℃，优选的温度为55℃，接种物为活性污泥。