一种植物秸秆的保存方法技术

本发明专利技术提供了一种保存诸如甜菜、红薯、马铃薯、木薯、黄姜一类植物块茎块植物秸秆的保存方法和利用该法保存的秸秆生产乙醇的用途，所说方法包括如下步骤：将植物秸秆破碎成不超过２０ｃｍ长的碎块，灭菌；将所说碎块放入池库内，在其最上面撒上一层盐；向码实植物秸秆的池库内加入百分比浓度２％－２０％的酸液，加入量是植物秸秆总重量的５％－３０％；密封池库；和将贮存过程中的池库温度维持在３５℃以下。根据本发明专利技术提供的方法，不仅玉米鲜秸秆能长时间保存，能全年连续均匀生产乙醇，并且玉米秸秆的榨汁量、汁液可发酵糖含量都有所提高。经实践证明，玉米鲜秸秆用本发明专利技术技术保存６个月后，榨汁率达７５％以上，汁液糖度可达１２％以上。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种保存植物秸秆的方法和利用这种保存的秸秆制备液体燃料的用途，具体地讲涉及一种保存植物鲜秸秆及块茎的方法和利用保存的秸秆或块茎制备乙醇的用途。
技术介绍
甜高粱作为一种能够生产乙醇的能源作物，具有太阳能转换效率高、单位面积生物学产量多、适应性强(耐旱、耐涝、耐盐碱、耐瘠薄)等诸多优点，被中外专家一致认定为“生物能源系统中最有力的竞争者”，是最有希望率先实现产业化的生物质能源作物之一。甜高粱产业化生产生物质能源，主要是利用甜高粱秸秆生产乙醇，其实质首先是充分利用占甜高粱鲜秆总量75％以上的糖液(水分和糖分)进行发酵生产乙醇，其次才是利用秸秆中的纤维素等成分进行水解产生可发酵糖生产乙醇。在我国目前大力推广使用车用乙醇汽油情况下，利用甜高粱秸秆生产乙醇能源，对调整我国农业种植结构、提高农民收入、保证车用乙醇汽油的供应、减少环境污染和提高我国粮食安全与能源安全等方面，都具有重要战略意义和现实意义，符合我国产业发展规划。然而，虽然目前我国在甜高粱的品种选育、栽培技术，以及糖质原料发酵生产乙醇工艺技术方面日益完善，而且国家颁布了相关的政策鼓励生物质能源的研究、开发和应用，但是由于甜高粱种植收获的季节性强，秸秆有效物质(可发酵糖)的保质存贮问题没有得到突破性解决，导致甜高粱秸秆产业化生产乙醇项目的经济效益和社会效益未能充分体现，影响了社会对该项目投资的积极性，使得甜高粱秸秆保质存贮问题成为该项目产业链中技术的、经济的瓶颈。因此，在甜高粱的品种选育、栽培技术，以及糖质原料发酵生产乙醇工艺技术日益完善的条件下，如能在经济上合理、技术上有效解决甜高粱秸秆有效物质(可发酵糖)的保质存贮问题，将对我国全面实施甜高粱秸秆产业化生产乙醇项目起到关键性推动作用。首先，综合能够查阅到的大量国内外文献，现有解决甜高粱秸秆有效物质(可发酵糖)保质存贮问题的各种工艺技术方法，目前已报道的主要有四种工艺，归纳如下1.延长种植收获期。比如新疆农科院研发的早熟、特早熟、中熟、中晚熟品种等，收获期能从8月初至12月上旬。但是这个延长是有限的，不能保证乙醇厂全年连续生产。2.分散收获加工集中度。如农业部农业工程规划设计研究院王孟杰研究员提出的方案。本工艺要求收割后在田间就地粉碎，就地挖池发酵，就地蒸馏得粗酒，然后运到乙醇厂精制乙醇。这个方法的优点是秸秆不需运输，且分散了集中加工带来的难度，但缺点却很多，如①不能工厂化连续生产，劳动量大；②生产损失大，如发酵不完全、蒸馏不完全造成损失；③污染严重，蒸馏后的糟渣和糟水随意排放，未能有效利用；④浪费能源、处处点火、随处冒烟；⑤生产环境恶劣，不管下雨下雪、白天黑夜都要坚持生产。这也不能保证甜高粱秸秆生产乙醇项目的经济效益。3.整株保存型。该工艺方法将成熟甜高粱秸秆连根带兜砍下，去叶，整株打捆，集中保存于地窖，或半埋于地池中。类似于甘蔗种质保存方法。但对于以甜高粱秸秆生产乙醇来说，显然有保存数量小、时间短、可发酵糖损失大等缺点。该方法也不适合甜高粱秸秆生产乙醇项目中的秸秆可酵糖保存。4.榨汁保存型。该工艺方法是将甜高粱秸秆砍割后榨汁保存。应该说该工艺方法能够实现工厂规模化生产，生产效率高，经济效益应该好。但由于小型榨汁机榨汁不充分，需将秸秆运输集中到大型榨汁机生产线，因此这种方法有运输距离远，有效运量低、成本高，榨汁设备和秸秆堆放场地要求大，及大量的榨液保存难等缺点。榨液保存有原汁保存和浓缩保存，原汁保存需要乙醇厂附近有大量的池或罐足以容装，浓缩保存需要浓缩设备，这也增加了乙醇厂的固定资产投入。淀粉质原料(粮食)生产乙醇能够产业化，是因为淀粉质原料(粮食)能够全年供应乙醇厂连续均匀生产，乙醇均匀出厂。粮食的保存是固体物质保存，用麻袋包装、用仓库储藏。但是甜高粱秸秆中可供乙醇发酵的有效物质，主要是单糖(果糖、葡萄糖)和双糖(蔗糖、麦芽糖)，单糖一般不能单独长时间存在，必须以水合物(如糖浆)或化合物(如葡萄糖酸钙)的形式存在，双糖一般与水结晶成砂糖而保存。还应与甘蔗榨汁生产砂糖的工艺技术进行比较。砂糖的主要成分是双糖，存在于甘蔗茎秆中，由于双糖极易被(酸或酶)水解成单糖，单糖不能结晶成砂糖，所以糖厂以甘蔗生产砂糖，一般是以鲜蔗秆鲜榨汁生产。为了澄清榨汁，不加酸而加石灰乳澄清，清液加酸中和，再蒸发去水分而得砂糖。即使这样，如操作不当就有可能造成转化糖(废糖蜜)增多而影响产率。因此，甘蔗生产砂糖(糖厂)一般是不长时间保存甘蔗或蔗汁的，而是以鲜秆鲜汁迅速生产——不生产就不砍割甘蔗，砍割了甘蔗就立即(48小时内)生产，所以糖厂有“榨季”之说。由此看来，不能从糖厂借鉴秸秆保存经验。经大量研究后，本专利技术人提出了诸如甜高粱一类秸秆可发酵糖保质存贮技术和利用这种保存后的秸秆制备乙醇的用途。
技术实现思路
本专利技术提供的植物秸秆保存方法，包括如下步骤①破碎灭菌植物秸秆破碎成不超过20cm长的碎块，灭菌；②入池库将所说碎块放入池库内，在其最上面撒上一层盐；③加酸液向码实植物秸秆的池库内加入百分比浓度2％-20％的酸液，加入量是植物秸秆总重量的5％-30％；④密封池库；⑤贮存过程中的池库温度维持在35℃以下。本专利技术提供的优选植物秸秆的保存方法中，所说灭菌为加入占秸秆总量0.1％-1％的、有效成分含量在10％-50％的灭菌剂。本专利技术提供的最优选植物秸秆的保存方法中，所说池库密封为在保存有植物秸秆的池库口的上层捆包面上依次覆盖一层塑料膜，20-50cm厚柔软物，塑料膜和泥土或细沙层。本专利技术所说术语“秸秆”包括甜高粱秸秆、高粱秸秆、玉米秸秆、甘蔗秸秆、红薯鲜藤蔓、木薯地上茎叶、马铃薯叶藤、甜菜茎叶、稻草。本专利技术的再一目的是提供一种利用本专利技术方法保存的植物秸秆或块茎制备乙醇的用途。本专利技术中所说的制备乙醇的方法为惯常的制备乙醇的方法。本专利技术提供的方法也适用于保存诸如甜菜、红薯、马铃薯、木薯、黄姜一类植物块茎块。(一)池库及其建造本专利技术所指“池库”指盛装鲜植物破碎物的池库。乙醇厂的原料库可分散建于乙醇厂周围5-50km范围内，发酵用糖液(榨汁)用管道运输，糟水可顺管道返输以供种植用水(如图七、图八)。本领域的普通技术人员知道，鉴于下述公知缘由，本专利技术专利申请中所说的植物秸秆收获后为未干燥或干枯的植物秸秆，优选收获后水分最多的植物秸秆植物的茎秆茎叶在干燥失水过程中，失去大量的可发酵糖和淀粉(也称为纤维化)，以至于变得无用或利用价值低，加工难度大。如甘蔗茎秆干燥后糖分损失90％以上；玉米秸秆干燥后工业利用价值低，再利用其纤维素水解成可发酵糖的加工难度大等。运用本专利技术技术在作物砍割后未失水时或失水不多时保存，可保住作物秸秆中大量的可发酵糖。如收获玉米棒时的玉米秸秆，收获高粱穗时的高粱秸秆，收获红薯时的红薯藤等都含有乙醇工业利用价值高的糖分、淀粉等，而不能待其干燥(或干枯)后保存利用。可发酵糖的作物如甘蔗、甜高粱，待其含糖量达到最大峰值的前后10天内收割、破碎、打捆。可兼收的可发酵糖的作物如玉米、红薯等，待收获其主收产品后(或同时)应立即收获秸秆或藤蔓破碎打捆；因为此时作物秸秆可发酵糖量最大，最具保存、加工价值。本专利技术中所说秸秆或藤蔓，都要进行破碎以破坏其生理结构并促其失活。为促进失活并容易水解，破碎粒度应尽量小；一般认为最大粒长不超过20c本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种植物秸秆的保存方法，其特征在于包括如下步骤：①破碎灭菌植物秸秆破碎成不超过２０ｃｍ长的碎块，灭菌；②入池库将所说碎块放入池库内，在其最上面撒上一层盐；③加酸液向码实植物秸秆的池库内加入百分比浓度２％－２０％的酸液，加入量是植物秸秆总重量的５％－３０％；④密封池库；⑤贮存过程中的池库温度维持在３５℃以下。

【技术特征摘要】
1.一种植物秸秆的保存方法，其特征在于包括如下步骤①破碎灭菌植物秸秆破碎成不超过20cm长的碎块，灭菌；②入池库将所说碎块放入池库内，在其最上面撒上一层盐；③加酸液向码实植物秸秆的池库内加入百分比浓度2％-20％的酸液，加入量是植物秸秆总重量的5％-30％；④密封池库；⑤贮存过程中的池库温度维持在35℃以下。2.根据权利要求1的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐道清，余方，
申请(专利权)人：徐道清，余方，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]