[发明专利]一种甜高粱制备燃料乙醇的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种甜高粱制备燃料乙醇的方法，具体的涉及一种利用甜高粱茎秆中纤维素水解糖和糖汁制备燃料乙醇的方法。

背景技术

燃料乙醇是一种新型清洁燃料，是可再生能源开发利用的重要方向。燃料乙醇可以用玉米、小麦等粮食作物和甘蔗、木薯、红薯、高粱、甜菜等非粮作物通过生物发酵方式来生产，也可以利用植物纤维经过预处理、无机酸或纤维素酶水解、再通过生物发酵方式生产。将一定比例的燃料乙醇掺混在普通汽油即调和成乙醇汽油，中国和美国车用乙醇汽油中乙醇含量为10 v%，巴西车用乙醇汽油中乙醇含量平均达22 v%。乙醇汽油可以有效改善油品的性能和质量，降低一氧化碳、碳氢化合物等主要污染物的排放。

我国在2001年4月宣布推广车用乙醇汽油，批准了吉林燃料乙醇有限责任公司、河南天冠燃料乙醇公司、安徽丰原生物化学股份有限公司和黑龙江华润酒精有限公司（现中粮生化能源（肇东）有限公司）4家燃料乙醇试点企业，已在全国9个省市进行了推广。2005年底，我国成为世界第三大燃料乙醇生产国。2010年，我国燃料乙醇产量达到180万吨，但多以玉米、小麦及大米等粮食作物为原料（除了广西北海20万吨/a木薯乙醇）。受粮食原料供应等因素制约，国家生物能源产业政策转向重点扶植非粮燃料乙醇产业的发展，2007年，国家发改委核准批复了广西中粮年产20万吨木薯燃料乙醇示范工程。根据《“十一五”规划纲要》，到2020年，我国燃料乙醇年利用量将达到1000万吨，生产原料将以非粮作物为主。

我国人多地少，耕地资源紧缺，粮食供需处于紧平衡，以玉米、小麦为原料生产燃料乙醇将威胁到国家的粮食安全，影响粮食正常供应，并导致农产品价格上涨等连锁反应，所以我国严格控制以粮食为原料的燃料乙醇新建和扩能项目。2007年９月，国家发改委发布《关于促进玉米深加工业健康发展的指导意见》，指出 “十一五”期间我国原则上不再核准新建玉米深加工项目，要求各地立即停止备案玉米深加工项目，而且对在建、拟建项目进行全面清理，对已备案尚未建的项目全面叫停，并大力鼓励发展非粮食作物为原料开发燃料乙醇。可见燃料乙醇虽然在我国具有良好的使用及推广价值，但其发展趋势应立足于我国国情，做到不与人争粮，不与粮争地，走以非粮作物，如以甜高粱为原料的生产路线。

甜高粱是高粱的一个变种，起源于非洲，该作物耐涝、耐旱、耐盐碱，适应性极强，被称为“作物中的骆驼”，是近年来人们比较关注的能源作物之一(闫锋. 我国甜高粱产业发展前景探究.中国糖料，2010，02：75-76)。甜高粱是碳4植物，具有极高的光合速率，生物学产量极高，它不仅每公顷收获1.5～6.0t的高粱籽，更重要的是每公顷可产45.0～67.5t富含糖分（含糖17wt%～21wt%）的茎秆。目前甜高粱制备燃料乙醇存在的主要问题是榨季过短，使得其加工期仅为2～3个月，有效生产时间短，造成投资过大。因此原料的有效储存和加工期的延长问题亟待解决，而且加工酒精后要处理大量的残渣，残渣处理投入和难度较高以及发酵工艺及装备不完善，造成工效低，成本高，前期投资多。 

CN200710304647.3提供了一种甜高粱制备乙醇的方法，该方法将经过储存的甜高粱进行破碎、压榨，直接对压榨所得的甜高粱糖汁发酵生产乙醇，其中甜高粱的储存采用鲜杆平躺叠置堆放，并在鲜杆上喷涂杀菌剂溶液的方法。CN201010241725.1提供了一种发酵甜高粱茎秆浓缩汁液生产燃料乙醇的方法，浓缩的糖汁不用额外添加防腐剂既可以在贮罐中贮存，但是使用前需将已经浓缩的糖蜜稀释至所需的糖汁浓度。CN201010217263.X提供了一种利用甜高粱茎秆生产燃料乙醇的方法，将甜高粱茎秆进行冷冻储存后解冻，然后进行压榨提汁、浓缩处理后进行预发酵和液态发酵制备成燃料乙醇。CN200810072988.7提供了一种提高甜高粱综合利用价值的方法，将甜高粱的茎秆汁、渣分离，并且出汁率控制在45wt%-65％并发酵贮藏，将渣进行青贮或将皮髓分离将皮渣烘干到水分含量≤20％，遗留在渣中一定的糖分作为饲料和微贮的营养成分加以利用，保证了渣的利用价值。CN200810057713.6提供了一种利用甜高粱茎秆生产乙醇的方法，该法将压榨的茎秆汁液、甜高粱渣预处理浆液和酶解糖液混合后，将混合液进行蒸煮浓缩，获得糖浓度16wt%-24wt%的混合糖液，以保证发酵所需的糖浓度。