当前,世界乙醇生产主要以淀粉质和糖类为原料,生产成本高,并受到人口增加和耕地减少的限制。木质纤维素来自植物的光合作用,是地球上最丰富、最廉价的可再生资源,用之生产乙醇是降低乙醇生产成本的根本出路。
木质纤维素原料生产乙醇的原则性工艺是,木质纤维素先经过预处理和水解,转化为乙醇发酵的糖源,其后的发酵、蒸馏工艺基本与淀粉质和糖类原料相同。因此,木质纤维素原料生产乙醇的技术关键是预处理和水解成糖技术。
把纤维素、半纤维素、木质素分离开并水解成糖并不困难,但要做到经济可行却很不容易。目前已见诸报道的预处理方法有物理法、化学法、物理-化学法和生物法四种,已见报道的水解糖化方法有酸解法和酶解法两种。其中,最有工业化价值的预处理方法是酸法和蒸汽爆破法,最有工业化价值的水解方法是酸法和酶法。
酶法是理论上最有发展前途的方法,但目前尚未找到能够直接作用于木质纤维素超分子结构的酶种,因而往往与其它方法配合使用。
蒸汽爆破法是W H Masson于1928发明的一种制造纸浆的方法。1980年代后,蒸汽爆破法发展较快。以蒸汽爆破法在240℃~250℃,预处理时间为1 min的条件下处理阔叶材木片、稻壳、甘蔗渣,提高了酶水解速率。以蒸汽爆破法在216℃,预处理时间为4 min的条件下预处理甘蔗渣,纤维素转化率达67 %。以蒸汽爆破法在230℃,预处理时间为1~2 min的条件下预处理阔叶材木片,再经酶水解,糖化率高于90%。将揉切并粉碎的秸秆在1.2~1.4 MPa,持压5~7 min进行蒸汽爆破预处理后,即可用同步固态发酵法生产酒精。
酸法是早已实现工业化的方法。二次大战期间,德国就曾大规模地从木质纤维素生产乙醇,采用的方法是在浓盐酸中水解木质纤维素,然后蒸馏。此后,美国将德国的方法加以改进,在高温和特殊条件下用硫酸水解木质纤维素,但因不够经济而未继续使用。对酸法的一个重要改进是氟化氢法,用纯的液态氟化氢水解纤维素,通过蒸馏使氟化氢连续循环利用,可发酵糖产率约为70%~75%,能源费用低。
一般认为,与酶水解相比,酸水解具有水解速度快、生产效率高、成本低、工厂易上马的优点,缺点是需要耐酸、耐压、耐热设备,因而技术要求高,设备投资大,且可能生成有害物质,使精制工艺繁琐。
我们经过大量的研究工作,发明了“复合催化酶解法”:用玉米秸秆、玉米芯、小麦秸秆、稻壳、甘蔗渣、木材等进行了燃料乙醇制备试验,均得到了较好的结果。
工艺过程描述如下:
秸秆――粉碎――预处理――第一次酶解――过滤――第二次酶解――过滤――接种――发酵――初馏――蒸馏――精馏――无水乙醇
该收率使2kg秸秆相当于1kg玉米的无水乙醇的产量,并且能耗和环保更比玉米、木薯等更有优势。每吨无水乙醇利润1000~2000元/吨。
与酸法和蒸汽爆破法预处理技术相比,复合催化酶解法的优点是:(1)节能;(2)无污染;(3)在处理的同时也起到消毒作用,不必另外消耗蒸汽消毒。
该技术已到了规模化开发阶段,从目前的试验情况看,规模化开发过程中存在一定的放大效应,但远比一般化工装置的放大效应简单,因而实施规模化开发的技术风险不大。
项目计划:春节前完成中试工作,2月起市场推广。
为了开拓国内秸秆制乙醇的市场,现诚征合作伙伴:
1、省级或相应区域的独家合作伙伴;
2、县或地区的独家工厂的合作伙伴(现有生产厂家优先),原则上20万吨秸秆的年供应量可以设立一个工厂;
具体要求:
1、有意向的企业提交企业简介及资质等情况说明;
2、我方对有意向的企业进行初选后双方交流;
3、经实地考察后双方达成合作协议书;
联系方式:
联 系 人:吴先生
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