[发明专利]一种全株玉米生物乙醇生产方法

说明书

本发明公开了一种全株玉米生物乙醇生产方法，包括玉米秸秆预处理单元、全株玉米醪液制备单元、乙醇精制单元及废醪液处理单元，原料为全株玉米，在全株玉米醪液制备单元，纤维素葡萄糖液经玉米拌料水加热器预热后得到玉米拌料预热水，同时流加液化酶后，送至玉米拌料器，与玉米混合拌料得到全株玉米粉浆，全株玉米粉浆再经过液化、糖化及发酵等操作过程得到全株玉米乙醇成熟醪，再通过精馏脱水操作得到生物乙醇等产品。充分利用玉米种植过程伴生的玉米秸秆原料及玉米所含纤维素等组分生产乙醇、沼气及液体蛋白饲料等生物产品，丰富了生物乙醇生产原料来源，解决了现有纤维素原料生物乙醇生产技术面临的难题，具有较强的市场竞争力及碳减排优势。

技术领域

本发明属于生物化工技术领域，具体公开了一种全株玉米生物乙醇生产方法。

背景技术

玉米种植过程中主要收获玉米、秸秆及玉米芯，每收获1.0吨玉米，会副产大约1.20吨秸秆及0.21吨玉米芯原料，由于玉米芯半纤维素含量较高，多用于生产糠醛及木糖醇等原料，原料利用充分，附加值较高，一般不作为生产生物乙醇的原料。因此，本技术文件涉及的全株玉米原料包括玉米和玉米秸秆原料。

玉米收获后剩余的玉米秸秆一般采用露天存放，少部分作为青饲料使用，大部分玉米秸秆作为生活燃料或露天焚烧还田等方式处理，收益较低，污染环境。目前，我国大部分地区逐步开始限制秸秆露天焚烧。丰富的玉米秸秆资源的高效、清洁利用越来越受到人们的关注。

近年来，在我国东北等玉米种植地区，积极推广玉米秸秆直接粉碎还田技术，但玉米秸秆还田方案受耕地使用方式、秸秆生物自然降解周期长、庄稼易倒伏及病虫害易发生等问题的影响，造成玉米减产，玉米秸秆粉碎直接还田方案不适宜耕地长周期连续使用。因此，为了维持种植玉米土地长周期、稳定正常生产，目前玉米种植区对玉米秸秆除少部分采用粉碎直接还田、或作为青饲料、或作为锅炉燃料等方案利用，大部分玉米秸秆还是定时、定点组织露天焚烧还田，玉米产区没有从根本上解决大量的玉米秸秆绿色、清洁及高附加值利用处理的问题。

玉米生物乙醇技术及产业发展现状。以玉米等农产品为原料生产生物乙醇技术成熟，已实现大规模生产，得到的玉米生物乙醇等生物能源产品具有零碳排放及可再生的能源特征，满足了未来对能源产品碳中和的排放要求，是实现碳减排碳中和的能源结构调整的关键措施之一。但采用玉米等淀粉质原料生产生物乙醇面临着原料供应不足、与人争粮争地等产业发展困境，而玉米种植过程伴生的丰富的玉米秸秆等生物资源没有得到充分合理地利用，采用可再生的玉米秸秆等农业生产废弃物生产纤维素生物乙醇，是目前解决生物乙醇生产原料供应不足，制约产业发展的可行方案。

纤维素生物乙醇技术及产业发展现状。现有的纤维素乙醇生产技术，虽然具有碳中和碳减排优势，但纤维素乙醇生产技术应用推广受到生产过程纤维素发酵醪固液比低、营养物质缺乏、发酵效率及收率低，成熟醪酒度低，乙醇产品生产过程耗水量大、废水生物降解难度大，生产废水达标排放困难等技术及环境因素的制约，使纤维素生物乙醇生产固定投资高、生产能耗物耗高，生产成本高，产品缺乏市场竞争力及环境友好性，达不到预期的碳减排碳中和效果。目前，纤维素乙醇生产技术多停留在实验室或工业生产试验阶段，国内外已建成的多套纤维素生物乙醇生产示范装置达不到预期的效果，存在着原料、生产技术、环境影响及产品市场竞争力等问题，亟待开发低碳、清洁及有市场竞争力的纤维素乙醇生产技术。

发明内容

本发明公开了一种全株玉米生物乙醇生产方法，技术方案以包括玉米及玉米秸秆的全株玉米为原料，生产生物乙醇、沼气、木质素及高蛋白液体饲料等产品，其中玉米原料为粉碎预处理后的玉米原料。技术方案依据现有的玉米原料生产生物乙醇工艺及玉米秸秆原料生产生物乙醇项目的特点，在保持玉米生物乙醇生产过程能耗物耗低及环境友好的技术特点的同时，继续发挥玉米秸秆乙醇的原料来源丰富、价格低廉及碳排放低等技术优势，通过生产集成，解决玉米秸秆乙醇生产技术短板，实现生产技术的创新集成，形成了一种全株玉米生物乙醇生产方法，实现了玉米秸秆生物乙醇生产技术的突破。