一种利用可降解废弃物制造乙醇的方法
阅读说明：本技术 一种利用可降解废弃物制造乙醇的方法 (Method for preparing ethanol by using degradable waste ) 是由 毕大鹏 李潇 胡振中 王殿文 温开灿 于 2020-12-14 设计创作，主要内容包括：本发明公开了S1：原料收集,对厨房废物、废纸等废弃物进行收集,在将收集的废弃物进行分类处理,分离出可降解的废弃物和不可降解的废弃物,在将可降解的废弃物进行集中处理；S2：废弃预处理,将步骤S1中得到的可降解的废弃物加入粉碎机内进行粉碎成小块,在将粉碎后的废弃物加入研磨机内进行研磨,研磨成小颗粒,在将研磨好的废弃物进行收集,然后将收集的废弃物小颗粒加入微波处理设备中,对废弃物进行微波预处理5min,对废弃物进行微波干燥。本发明通过四步法实现了利用可降解废弃物制造乙醇,提纯效果比较好,采用的稀硫酸、檬酸-柠檬酸钠酸碱度比较合适,减少了对容器的腐蚀且减少了对环境污染,生产工艺比较简单,适合批量生产。(The invention discloses S1: collecting raw materials, namely collecting wastes such as kitchen wastes and waste paper, classifying the collected wastes, separating degradable wastes from non-degradable wastes, and performing centralized treatment on the degradable wastes; s2: and (4) performing waste pretreatment, namely adding the degradable waste obtained in the step S1 into a crusher to be crushed into small pieces, adding the crushed waste into a grinder to be ground into small particles, collecting the ground waste, adding the collected small particles of the waste into microwave treatment equipment, performing microwave pretreatment on the waste for 5min, and performing microwave drying on the waste. The method realizes the production of ethanol by utilizing degradable wastes through a four-step method, has better purification effect, reduces the corrosion to a container and the environmental pollution by adopting more proper pH value of dilute sulfuric acid, citric acid and sodium citrate, has simpler production process and is suitable for batch production.)
技术领域
本发明涉及利用可降解废弃物制造乙醇技术领域，尤其涉及一种利用可降解废弃物制造乙醇的方法。
背景技术
能源安全、粮食安全和生活垃圾处理问题是人类现代社会面临的三大挑战，利用可降解废弃物生产乙醇，为同时解决这三大问题提供了新的思路，目前，利用玉米、木薯的天然农作物制造乙醇的技术已相当成熟并已商业化，但以粮食作物为原料制造乙醇，并不能可持续大规模化，而且随着乙醇消耗的快速增长，基于谷物基/糖质基的第一代乙醇已经无法满足市场需求，因此全世界掀起了开发第二代乙醇——纤维素乙醇的热潮，但是由于纤维素乙醇的成本过高，到现在为止，还迟迟未实现产业化。
而生活垃圾中存在剩饭，剩菜以及大量纸板等淀粉、脂肪和纤维素，长期以来，我国对于此类垃圾的处理方式为堆肥，填埋、焚烧等，这些方法存在着占地大，对土地造成伤害，产生有害气体，资源化利用程度低，二次污染等问题。而利用可降解废弃物制造乙醇，不仅可以解决生活垃圾的处置处理问题，减少环境污染，还可以节约粮食，并为现有能源提供补充，促进能源多元化发展。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种利用可降解废弃物制造乙醇的方法。
一种利用可降解废弃物制造乙醇的方法，包括以下步骤：
S1：原料收集，对厨房废物、废纸等废弃物进行收集，在将收集的废弃物进行分类处理，分离出可降解的废弃物和不可降解的废弃物，在将可降解的废弃物进行集中处理；
S2：废弃预处理，将步骤S1中得到的可降解的废弃物加入粉碎机内进行粉碎成小块，在将粉碎后的废弃物加入研磨机内进行研磨，研磨成小颗粒，在将研磨好的废弃物进行收集，然后将收集的废弃物小颗粒加入微波处理设备中，对废弃物进行微波预处理5min，对废弃物进行微波干燥；
S3：预水解，将步骤S2中经过预处理的废弃物加入搅拌罐中，在向搅拌罐中加入稀硫酸进行搅拌，搅拌罐中加入的废弃物与的稀硫酸的体积比例为1：100，以除去废弃物中的油脂，得到混合物A,再将混合物A置于高压釜中，然后保持115-121℃恒温的条件下对混合物A进行蒸煮处理60min，得到混合物B，然后用去离子水洗涤经过蒸煮处理后的混合物B，然后对洗涤后过滤得到的过滤液进行pH测试，直到过滤后的滤液的pH为4-4.5，得到洗涤后的混合物C，然后将过滤后的混合物C加入风干机中，对过滤的混合物C进行风干处理 24h，得到含水量约45％预水解产物；
S4：酶解，将步骤S3中得到的预水解产物加入搅拌罐中，加热保温并搅拌，保温温度为27-50℃，在向搅拌罐中加入檬酸-柠檬酸钠，控制PH为3.7-5.0，进行搅拌，得到混合物D，在向搅拌罐中加入绿色木霉、β-葡萄糖苷酶，得到混合物E，混合物E中绿色木霉的浓度为10-100FPU/g、β-葡萄糖苷酶的浓度为10-100FPU/g，继续搅拌，对预水解产物进行酶解，在搅拌罐转速：68rmd/min的条件下搅拌24h，对预水解产物进行酶解；
S5：将酶解后的物料加入密封罐中，在给酶解后的物料接种酿酒酵母，在抽取密封罐中的空气，在密封罐中厌氧发酵20h，发酵后期酵母沉淀在密封罐底部，让后对密封罐内的发酵液和底部沉淀进行分离处理，分离出发酵液，得到发酵液，在将发酵液加入离心机中，对发酵液进行离心分离，得到分离液，测定分离液进行沸点测定，再根据乙醇的沸点对分离液进行蒸馏，在对进行冷凝处理，对分离的液体进行蒸馏提纯，即可得到乙醇。
优选的，步骤S3中使用的稀硫酸的浓度为1％。
优选的，步骤S5中使用的酿酒酵母为二倍体，且酿酒酵母的细胞为球形或者卵形，直径5–10μm。
优选的，步骤S3的去离子水为除去了呈离子形式杂质后的纯水，符合国际标准化组织ISO/TC，采用的是反渗透水处理设备与离子交换设备进行组合制取去离子水。
本发明提出的一种利用可降解废弃物制造乙醇的方法,通过四步法实现了利用可降解废弃物制造乙醇，提纯效果比较好，采用的稀硫酸、檬酸-柠檬酸钠酸碱度比较合适，减少了对容器的腐蚀且减少了对环境污染，生产工艺比较简单，适合批量生产。
附图说明
图1为本发明结构流程图
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
本发明提出的一种利用可降解废弃物制造乙醇的方法，包括以下步骤：
实施例1
S1：原料收集，对厨房废物、废纸等废弃物进行收集，在将收集的废弃物进行分类处理，分离出可降解的废弃物和不可降解的废弃物，在将可降解的废弃物进行集中处理；
S2：废弃预处理，将步骤S1中得到的可降解的废弃物加入粉碎机内进行粉碎成小块，在将粉碎后的废弃物加入研磨机内进行研磨，研磨成小颗粒，在将研磨好的废弃物进行收集，然后将收集的废弃物小颗粒加入微波处理设备中，对废弃物进行微波预处理5min，对废弃物进行微波干燥；
S3：预水解，将步骤S2中经过预处理的废弃物加入搅拌罐中，在向搅拌罐中加入稀硫酸进行搅拌，搅拌罐中加入的废弃物与的稀硫酸的体积比例为1：100，以除去废弃物中的油脂，得到混合物A,再将混合物A置于高压釜中，然后保持115-121℃恒温的条件下对混合物A进行蒸煮处理60min，得到混合物B，然后用去离子水洗涤经过蒸煮处理后的混合物B，然后对洗涤后过滤得到的过滤液进行pH测试，直到过滤后的滤液的pH为4-4.5，得到洗涤后的混合物C，然后将过滤后的混合物C加入风干机中，对过滤的混合物C进行风干处理 24h，得到含水量约45％预水解产物；
S4：酶解，将步骤S3中得到的预水解产物加入搅拌罐中，加热保温并搅拌，保温温度为27-50℃，在向搅拌罐中加入檬酸-柠檬酸钠，控制PH为3.7-5.0，进行搅拌，得到混合物D，在向搅拌罐中加入绿色木霉、β-葡萄糖苷酶，得到混合物E，混合物E中绿色木霉的浓度为10-100FPU/g、β-葡萄糖苷酶的浓度为10-100FPU/g，继续搅拌，对预水解产物进行酶解，在搅拌罐转速：68rmd/min的条件下搅拌24h，对预水解产物进行酶解；
S5：将酶解后的物料加入密封罐中，在给酶解后的物料接种酿酒酵母，在抽取密封罐中的空气，在密封罐中厌氧发酵20h，发酵后期酵母沉淀在密封罐底部，让后对密封罐内的发酵液和底部沉淀进行分离处理，分离出发酵液，得到发酵液，在将发酵液加入离心机中，对发酵液进行离心分离，得到分离液，测定分离液进行沸点测定，再根据乙醇的沸点对分离液进行蒸馏，在对进行冷凝处理，对分离的液体进行蒸馏提纯，即可得到乙醇。
其中，步骤S3中使用的稀硫酸的浓度为1％。
其中，步骤S5中使用的酿酒酵母为二倍体，且酿酒酵母的细胞为球形或者卵形，直径5–10μm。
实施例2
S1：原料收集，对厨房废物、废纸等废弃物进行收集，在将收集的废弃物进行分类处理，分离出可降解的废弃物和不可降解的废弃物，在将可降解的废弃物进行集中处理；
S2：废弃预处理，将步骤S1中得到的可降解的废弃物加入粉碎机内进行粉碎成小块，在将粉碎后的废弃物加入研磨机内进行研磨，研磨成小颗粒，在将研磨好的废弃物进行收集，然后将收集的废弃物小颗粒加入微波处理设备中，对废弃物进行微波预处理5min，对废弃物进行微波干燥；
S3：预水解，将步骤S2中经过预处理的废弃物加入搅拌罐中，在向搅拌罐中加入稀硫酸进行搅拌，搅拌罐中加入的废弃物与的稀硫酸的体积比例为1：100，以除去废弃物中的油脂，得到混合物A,再将混合物A置于高压釜中，然后保持115-121℃恒温的条件下对混合物A进行蒸煮处理60min，得到混合物B，然后用去离子水洗涤经过蒸煮处理后的混合物B，然后对洗涤后过滤得到的过滤液进行pH测试，直到过滤后的滤液的pH为4-4.5，得到洗涤后的混合物C，然后将过滤后的混合物C加入风干机中，对过滤的混合物C进行风干处理 24h，得到含水量约45％预水解产物；
S4：酶解，将步骤S3中得到的预水解产物加入搅拌罐中，加热保温并搅拌，保温温度为27-50℃，在向搅拌罐中加入檬酸-柠檬酸钠，控制PH为3.7-5.0，进行搅拌，得到混合物D，在向搅拌罐中加入绿色木霉、β-葡萄糖苷酶，得到混合物E，混合物E中绿色木霉的浓度为10-100FPU/g、β-葡萄糖苷酶的浓度为10-100FPU/g，继续搅拌，对预水解产物进行酶解，在搅拌罐转速：68rmd/min的条件下搅拌24h，对预水解产物进行酶解；
S5：将酶解后的物料加入密封罐中，在给酶解后的物料接种酿酒酵母，在抽取密封罐中的空气，在密封罐中厌氧发酵20h，发酵后期酵母沉淀在密封罐底部，让后对密封罐内的发酵液和底部沉淀进行分离处理，分离出发酵液，得到发酵液，在将发酵液加入离心机中，对发酵液进行离心分离，得到分离液，测定分离液进行沸点测定，再根据乙醇的沸点对分离液进行蒸馏，在对进行冷凝处理，对分离的液体进行蒸馏提纯，即可得到乙醇。
其中，步骤S3中使用的稀硫酸的浓度为1％。
其中，步骤S5中使用的酿酒酵母为二倍体，且酿酒酵母的细胞为球形或者卵形，直径5–10μm。
其中，步骤S3的去离子水为除去了呈离子形式杂质后的纯水，符合国际标准化组织ISO/TC，采用的是反渗透水处理设备与离子交换设备进行组合制取去离子水，反渗透水处理设备与离子交换设备进行组合制取去离子水，对环境的污染小，自动化程度高，初期投入中等，价格适中，适合大批量的使用。
本发明提出的一种利用可降解废弃物制造乙醇的方法,通过四步法实现了利用可降解废弃物制造乙醇，提纯效果比较好，采用的稀硫酸、檬酸-柠檬酸钠酸碱度比较合适，减少了对容器的腐蚀且减少了对环境污染，生产工艺比较简单，适合批量生产。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。