1.一種采用生活垃圾生產(chǎn)燃料乙醇的方法,其特征在于:該方法實施步驟如下:
步驟1:滅活處理
將纖維類垃圾進行高溫蒸汽的滅活處理,高溫蒸汽處理過程中的蒸汽溫度在120℃以上,處理時間10-120min;滅活處理過程中,同時加入酸進行處理,所述酸包括有機酸和無機酸,有機酸包括甲酸或乙酸,無機酸包括鹽酸或硫酸;所述酸的濃度控制在1-10%,酸噴灑量的質(zhì)量占纖維類垃圾干重的0.1-10%。
步驟2預處理
步驟2.1收集
收集步驟1中高溫蒸汽滅活處理后的纖維類垃圾,作為下一步水解反應的原料;
步驟2.2 預處理第一步驟
在高溫蒸汽滅活處理后的纖維類垃圾中加入EDTA溶液,EDTA溶液濃度在0.1-0.5mol/L,pH值控制在5-10,反應2-6小時后,將固液分離;
步驟2.3 預處理第二步驟
固液分離后的固體組分加入強堿,強堿與纖維類垃圾干重的比例為1-10%,形成混合物;向混合物中加入水形成混合溶液,水的質(zhì)量是纖維類垃圾干重的4-20倍,控制溫度在35-100℃,處理2-48小時。
步驟2.3 預處理第三步驟
用濃度為5-36%的工業(yè)酸將步驟2.2堿處理后的混合溶液調(diào)節(jié)pH值6-8。
步驟3 水解
預處理后的混合溶液進行固液分離,固液分離后的固體組分加入pH值4.0-5.5的緩沖溶液,所述的緩沖溶液包括醋酸-醋酸鈉緩沖溶液、乙酸-乙酸鈉緩沖溶液,或檸檬酸-檸檬酸鈉緩沖溶液;所述緩沖溶液還加入固體組分0.5-10%(w/w)的纖維素酶,和固體組分0.1-0.2%的青霉素;所述纖維素酶活力20-200IU/g,青霉素濃度為1%;在40-60℃溫度中,進行24-72小時水解反應,形成固液混合物;上述反應水解過程中,所述固體組分是分批分次加入緩沖溶液中的,直到固液混合物中的固液比達到1∶4-1∶3;
步驟4:發(fā)酵
在步驟3水解后的固液混合物中的液體組分添加釀酒酵母進行發(fā)酵,液體組分通過離心分離獲得,釀酒酵母的添加比例為所述液體組分的0.1-1%(w/w),發(fā)酵過程溫度在40℃以下,發(fā)酵時間24-48小時,形成發(fā)酵液。
步驟5:蒸餾
蒸餾出步驟4中的發(fā)酵液中的乙醇。
2.如權(quán)利要求1所述的采用生活垃圾生產(chǎn)燃料乙醇的方法,其特征在于:步驟2.2預處理第一步驟中的EDTA溶液pH值控制在7-9。
3.如權(quán)利要求1所述的采用生活垃圾生產(chǎn)燃料乙醇的方法,其特征在于:步驟2.3預處理第二步驟中的強堿為氧化鈣,氧化鈣與纖維類垃圾干重的比例為2-5%。
4.如權(quán)利要求1所述的采用生活垃圾生產(chǎn)燃料乙醇的方法,其特征在于:步驟2.3預處理第三步驟中的工業(yè)酸為鹽酸。
5.如權(quán)利要求1所述的采用生活垃圾生產(chǎn)燃料乙醇的方法,其特征在于:步驟4:發(fā)酵中的溫度為37℃。
6.如權(quán)利要求1所述的一種采用生活垃圾生產(chǎn)燃料乙醇的方法,其特征在于:在步驟3水解后的固液混合物中的殘余固體進行壓干后,留作進一步焚燒發(fā)電使用。
7.如權(quán)利要求1所述的采用生活垃圾生產(chǎn)燃料乙醇的方法,其特征在于:在步驟3水解中的纖維素酶可以選擇自由酶,也可選擇能夠反復使用的磁性固定化酶;該磁性固定化酶的生產(chǎn)方法,包括如下步驟:
步驟一:按質(zhì)量份稱取下列組份:反應底物100份、模板溶液50-200份、四氧化三鐵粉末1-2份、纖維素酶2-30份;所述的反應底物包括正硅酸四乙酯或正硅酸四甲酯;所述的模板溶液為質(zhì)量百分比在28-32%的葡萄糖、麥芽糖、果糖、二苯甲酰基-L-酒石酸、環(huán)糊精、尿素、甘油、可溶性淀粉、檸檬酸、抗壞血酸或寡肽中的任一種的溶液;
步驟二:按步驟一中稱取的反應底物的物質(zhì)量,并按以下摩爾比稱取鹽酸,反應底物與鹽酸的摩爾比為100∶1-200∶1,所述的鹽酸濃度等于或低于0.2mol/L;
步驟三:將步驟一中稱取的反應底物加入反應釜中;
步驟四:將反應底物冷卻至15℃以下;
步驟五:向反應釜中的反應底物滴加步驟二中稱取的鹽酸并攪拌直至得到的溶液變得澄清透明,控制反應溫度小于或等于30℃;
步驟六:將步驟一中稱取的模板溶液加入步驟五得到的溶液中,并攪拌至混合均勻;
步驟七:減壓蒸餾去除反應溶液中的副產(chǎn)物乙醇或甲醇,得到溶膠;所述的減壓蒸餾壓力為0.005MPa以下,溫度為30℃以下;
步驟八:向步驟七得到的溶膠滴加濃度為0.38-0.42mol/L的氫氧化鈉溶液并攪拌,滴加速率小于或等于1L/min,直至pH值大于或等于3.5,加入步驟一中稱取的四氧化三鐵粉末和纖維素酶后,繼續(xù)滴加氫氧化鈉溶液,直至pH值大于或等于4.2;
步驟九:將步驟八得到的反應產(chǎn)物轉(zhuǎn)移至開口容器中,冷卻至0℃以下并保持10小時以上,得到凝膠。