[发明专利]一种橡实制备燃料乙醇及资源化利用的方法

说明书

技术领域

本发明涉及橡实的资源化利用方法，具体涉及一种利用橡实制备燃料乙醇及资源化利用的方法。

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10v%，巴西车用乙醇汽油中乙醇含量平均达22v%。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。

橡实是壳斗科（Fagaceae）植物籽实的统称。橡实含有淀粉、单宁以及蛋白质、脂肪、纤维素、矿质、维生素和色素等成分。我国橡实资源十分丰富，橡实中淀粉含量高达50%～68%。目前国内橡实资源主要用于制备食用橡实淀粉，例如CN94110375.7公开了一种橡实淀粉的制作方法，过程包括：加水和亚硫酸浸泡，破碎，磨浆，过滤制得精浆，精浆精磨成淀粉乳，最后脱水干燥制成含有94%～99%淀粉，0.5%～1%植物胶，0.03%～0.06%维生素E和余量水的产品。利用橡实制备的淀粉可取代玉米淀粉和其它粮食淀粉，节省粮食，但是由于橡实中含有大量单宁，精制过程复杂，成本高。橡实也可以造酒，例如CN200610134400.7公开了一种橡子酒的制备方法，包括混料，糊化，发酵和蒸馏步骤。CN200710123394.x公开了了一种利用橡子淀粉代替粮食淀粉生产乙醇的方法，包括浸泡去单宁，细磨，筛分出纤维，离心去蛋白，洗涤得橡子淀粉，糖化，发酵等过程。该过程浸泡去单宁，离心去蛋白等步骤降低淀粉利用率；纤维素经纤维素酶水解亦可发酵乙醇，筛分去除纤维步骤多余且浪费资源。CN200910204262.9公开了一种橡实粉发酵生产燃料乙醇的方法，橡实粉首先进行糖化，然后使用耐受单宁的酵母菌种子直接发酵经过糖化的橡实粉，橡实粉糖化过程包括高温淀粉酶液化，以及糖化酶与纤维素酶糖化橡实粉中的淀粉与纤维素两个步骤。CN200710121391.2公开了一种橡子果汽爆处理发酵燃料乙醇及其综合利用的方法。橡子经汽爆预处理，不但可以达到传统方法仅能达到的粉碎目的，而且将橡子果中影响发酵乙醇的成分单宁，以滤液的形式大部分溶于液化的水蒸气中，为单宁的进一步分离纯化打好了基础，实现橡子的综合利用。但是，该法仅仅是实现了橡子的部分利用，提取出了影响乙醇发酵的单宁，橡子的其它成分并未得到有效的利用。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种橡实制备燃料乙醇及资源化利用的方法。本发明在制备燃料乙醇的同时，可以获得活性炭、合成气等副产品，活性炭用于乙醇制备过程中产生废水的处理，可实现废水的回用；合成气用于发电和产蒸汽，可用做乙醇制备过程中所需的能耗。本发明节能环保，简单易行，可实现橡实的资源化利用，具有良好的应用前景。

本发明橡实制备燃料乙醇及资源化利用的方法，包括以下内容：

（1）橡实仁壳分离；

（2）橡壳经过碳化和活化制备活性炭，同时产生木醋液和合成气，活性炭用于乙醇制备过程中产生废水的处理，合成气用于发电和产蒸汽，用做乙醇制备过程中所需的能耗； 

（3）橡仁经粉碎后加入乙醇浸提，固液分离后的液相用于提取油脂和单宁，固相进行干燥；

（4）步骤（3）干燥后的固相经过乳液调配、液化和糖化，发酵生产乙醇；

（5）步骤（4）的乙醇发酵液经精馏、脱水获得无水乙醇，精馏产生的冷凝水用于步骤（4）的乳液调配；

（6）步骤（5）精馏产生的釜底液进行过滤，滤渣烘干后制备DDGS；滤液去环保单元，采用生化法和步骤（2）制备的活性炭处理后用于乙醇制备过程中。

本发明中，步骤（1）的橡实仁壳分离可采用一切物理化学的方法。如将橡实浸入水中10～120h使其发胀后捞出，晾干或烘干至橡壳与橡仁分开，对仁壳分开的橡实进行碾压，使橡实脱壳，然后利用风送分离设备把橡壳和橡仁分离开，橡壳与橡仁的质量比为1:1～1:5。