專利名稱：一種以秸稈為原料生產(chǎn)乙醇的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種液體燃料的生產(chǎn)方法，具體講涉及一種以秸稈為原料生產(chǎn)乙醇的方法。
背景技術：
我國每年各類農(nóng)作物的廢棄物秸稈近6億噸，資源豐富、價格低廉。纖維質生物發(fā) 酵生產(chǎn)乙醇不能實行工業(yè)化生產(chǎn)，這一問題的實質是經(jīng)濟成本難于過關，沒有高效率的工 藝條件。據(jù)報道酒精行業(yè)面臨的最大課題是原料、成本和污染三個問題。解決發(fā)酵酒精原料在于利用纖維原料代替糧食；酒精生產(chǎn)與飼料生產(chǎn)相結合；利 用遺傳工程技術選育能直接發(fā)酵纖維素、半纖維素的菌株，以及耐高溫酵母、抗雜菌酒精發(fā) 酵菌等。目前，發(fā)酵纖維質生物量轉化為乙醇的研究距離實際應用仍有一定差距，造成這一 問題的原因有許多方面，主要表現(xiàn)在纖維質原料預處理的能耗高；纖維素酶的生產(chǎn)成本高， 酶活低；纖維素酶解與酵母發(fā)酵的最適溫度不協(xié)調，發(fā)酵工藝還不太成熟；產(chǎn)物濃度低，造 成產(chǎn)物回收費用高。在諸如煤、石油能源等存在嚴重危機和造成嚴重環(huán)境污染的情況下，乙醇燃料以 其可再生、無環(huán)境污染、在機動車中使用技術日臻完善等優(yōu)點備受人們重視。然而傳統(tǒng)的燃 料乙醇的生產(chǎn)主要采用淀粉質原料如小麥、玉米、薯干等，或者糖質原料如甘蔗糖蜜、甜菜 糖蜜等，生產(chǎn)成本較高。植物纖維資源十分豐富，主要是農(nóng)村炊事用，部分還田，少量通過氣 化、固化來作能源用，利用水平低，資源浪費嚴重，造成的環(huán)境污染嚴重。采用秸稈作原料生產(chǎn)乙醇將對資源和社會均將產(chǎn)生良好的效益?，F(xiàn)有技術報道有 以植物纖維為原料生產(chǎn)乙醇的方法，其工藝步驟如下將農(nóng)作物秸稈粉碎、對木質素降解處 理、糖化、過濾、滅菌、發(fā)酵和蒸餾。上述工藝雖然能夠利用農(nóng)作物秸稈生產(chǎn)乙醇，但由于原 料的預處理方法存在著弊端，影響乙醇的產(chǎn)出率，以至于使生產(chǎn)乙醇的成本太高，秸稈也不 能得到充分利用。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種對秸稈類纖維原料的預處理方法進行改進，提高乙醇產(chǎn) 出率、降低成本的秸稈類纖維原料生產(chǎn)燃料乙醇的工藝。本發(fā)明提供的以秸稈為原料生產(chǎn)乙醇的方法，所說方法包括以下步驟(1)前期處理植物秸稈磨碎成漿料、并將PH值調到5. 5-7. 0、在100_115°C下滅 菌21-30分鐘；(2)糖化于35-38°C用木聚糖酶對步驟1的漿料進行糖化，過濾除去糖化液中的 固態(tài)不溶物；(3)按12-13%的接種量接入發(fā)酵培養(yǎng)基進行發(fā)酵，對初始糖濃度為8-9%糖化液 在條件下發(fā)酵，周期為80-82小時；(4)蒸餾本操作在工業(yè)化生產(chǎn)中采用塔式或柱式蒸餾。
本發(fā)明提供的以秸稈為原料生產(chǎn)乙醇的第一優(yōu)選方法中，其特征在于所述(1)前期處理中將PH值調到6.0、在115°C下滅菌21-30分鐘；(2)糖化步驟中于37°C下用木聚糖酶對步驟1的漿料進行糖化，過濾除去糖化液 中的固態(tài)不溶物；(3)按12%的接種量接入發(fā)酵培養(yǎng)基進行發(fā)酵，對初始糖濃度為9%糖化液在 發(fā)酵，周期為80小時。本發(fā)明提供的所述的生產(chǎn)乙醇的第二優(yōu)選方法中，所說培養(yǎng)基為3、根據(jù)權利要 求3所述的生產(chǎn)乙醇的方法，其特征是所說培養(yǎng)基為，按g/100ml計=MgSO4 · 7H20 :0. 05 ； CaCl2 · H2O 0. 01 ；KH2PO4 0. 1 ； (NH4)2SO4 0. 5 ；NaCl 0. 01 ；瓊脂2. 0 ；禾口 PH 4. 5-4. 8。本發(fā)明提供的技術方案中，將固體秸稈磨碎成漿，采用生物方法液態(tài)粗酶液降解 稻草，利用微生物破壞木質纖維素結構的完整并使部分木質素完全分解為二氧化碳和水， 從而使木質纖維素易于在糖化處理階段被纖維素酶作用。預處理的具體步驟將秸稈漿料，于37°C、PH 5和固液比13下用木聚糖酶進行糖化，得還原糖。用嗜 鞣管囊酵母(Pachysolen tannophilus)于30°C下，對糖液濃度為7_8 %的糖化液發(fā)酵72 小時，蒸餾得乙醇。與現(xiàn)有技術比，本發(fā)明具有以下優(yōu)異效果將秸稈制成秸稈漿料除便于輸送外，還有利于后續(xù)糖化和發(fā)酵步驟，這是本發(fā)明 除具有一般利用秸稈制備乙醇所具有的下述有益效果之外的突出優(yōu)點作為生物質液體燃料——酒精的生產(chǎn)原料來源豐富，是價格低廉的可再生能源資 源，拓寬了廢棄物利用的途徑。采用玉米秸稈制酒精，不僅節(jié)省了糧食，同時對玉米秸稈進行綜合利用，可收到較 高的效益。玉米每畝可收到糧食500公斤，玉米秸稈每噸，可生產(chǎn)乙醇4-10公斤；糖化的 渣，適口性好，可以做牛羊飼料。
具體實施例方式一種秸稈類纖維原料生產(chǎn)乙醇的工藝，包括(1)制備秸稈漿液將新鮮秸稈加入 適量水分制成秸稈漿，(2)糖化用木聚糖酶在38°C、PH5. 0、液固比為12條件下對秸稈漿 液進行糖化；(3)對除去不溶物后糖化液在120°C條件下滅菌20分鐘(4)用基本培養(yǎng)基對 嗜鞣管囊酵母(Pachysolen tannophilus)培養(yǎng)，按10%的接種量接入發(fā)酵培養(yǎng)基于30°C 進行發(fā)酵72小時；所說基本培養(yǎng)基為所說培養(yǎng)基為按g/100ml計MgS04 · 7H20 :0. 05 ； CaCl2 · H2O 0. 01 ；KH2PO4 0. 1 ； (NH4)2SO4 0. 5 ；NaCl 0. 01 ；瓊脂 2. 0 ；PH 4. 5-4. 8。
權利要求
1.一種以秸稈為原料生產(chǎn)乙醇的方法，所說方法包括以下步驟(1)前期處理植物秸稈磨碎成漿料、并將PH值調到5.5-7.0、在100-115°c下滅菌 21-30分鐘；(2)糖化于35-38°C用木聚糖酶對步驟1的漿料進行糖化，過濾除去糖化液中的固態(tài) 不溶物；(3)按12-13%的接種量接入發(fā)酵培養(yǎng)基進行發(fā)酵，對初始糖濃度為8-9%糖化液在 29°C發(fā)酵，周期為80-82小時；(4)蒸餾本操作在工業(yè)化生產(chǎn)中采用塔式或柱式蒸餾。
2.根據(jù)權利要求1的一種以秸稈為原料生產(chǎn)乙醇的方法，其特征在于所述(1)前期處理中將PH值調到6.0、在115°C下滅菌21-30分鐘；(2)糖化步驟中于37°C下用木聚糖酶對步驟1的漿料進行糖化，過濾除去糖化液中的 固態(tài)不溶物；(3)按12%的接種量接入發(fā)酵培養(yǎng)基進行發(fā)酵，對初始糖濃度為9%糖化液在^TC發(fā) 酵，周期為80小時。
3.根據(jù)權利要求3所述的生產(chǎn)乙醇的方法，其特征是所說培養(yǎng)基為，按g/100ml計 MgSO4 · 7H20 :0. 05 ；CaCl2 · H2O 0. 01 ； KH2PO4 0. 1 ； (NH4)2SO4 0. 5 ； NaCl 0. 01 ； 瓊脂2. 0 ；和 PH 4. 5-4. 8。
全文摘要
本發(fā)明提供了以秸稈為原料生產(chǎn)乙醇的方法，該方法包括(1)粉碎打漿植物秸稈磨碎成漿料；(2)糖化于35-38℃下用木聚糖酶對步驟1的漿料進行糖化；(3)按12-13％的接種量接入發(fā)酵培養(yǎng)基進行發(fā)酵，對初始糖濃度為8-9％糖化液在28-29℃條件下發(fā)酵，周期為80-82小時；(4)蒸餾本操作在工業(yè)化生產(chǎn)中采用塔式或柱式蒸餾。將秸稈制成秸稈漿料除便于輸送外，還有利于后續(xù)糖化和發(fā)酵步驟，這是本發(fā)明除具有一般利用秸稈制備乙醇所具有的下述有益效果。玉米秸稈，可生產(chǎn)乙醇4-10公斤；糖化的渣，適口性好，可以做牲畜飼料。
文檔編號C12P7/06GK102146419SQ20101057657
公開日2011年8月10日 申請日期2010年12月7日 優(yōu)先權日2010年12月7日
發(fā)明者徐雙發(fā), 朱紀伍 申請人:朱紀伍