一种玉米秸秆制作药用乙醇的生产方法技术

本发明专利技术属于医药化工领域，具体涉及一种玉米秸秆制作药用乙醇的生产方法，将玉米秸秆进行切片、粉碎、挤压至出口物料温度为140℃，加水、无机酸进行调节至物料pH为3-4，体积百分比浓度为30-70％，然后置于温度为120-150℃条件下蒸煮，过滤，得滤液和滤渣；在滤渣中加入纤维素酶进行固态发酵，所述固态发酵的温度为30-40℃，时间为4-5天，获得固体发酵物；将固体发酵物置于加热环境温度为52-55℃条件下蒸馏后，得乙醇和固态废渣；将固体发酵所得的乙醇和滤液经发酵、蒸馏处理所得的乙醇混合后，依次经二级、三级精馏后，再经脱甲醇、除菌过滤工序，得药用乙醇，本发明专利技术方法简单，物料循环生产，成本低，能耗小。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于医药化工领域，具体涉及一种玉米秸杆制作药用乙醇的生产方法。
技术介绍
目前，全国玉米种植面积高达2亿亩，每年产生2亿吨的玉米秸杆，除了少部分被利用外，大部分以堆积、焚烧等形式直接浸入环境，造成了极大地污染，同时也是一种资源浪费。如果将玉米秸杆经过预处理后水解，其所含的纤维素和半纤维素可分解成糖，经发酵可转化为乙醇，总收率可达10%，热转化率达30%以上。因此，近年来玉米秸杆成为生物能源领域的研究热点。如今，用玉米生产乙醇的技术，一般采用先用玉米制成食用级酒精后，再经深加工得药用乙醇，或者用玉米配合其他物质制作药用乙醇，但少有只用玉米秸杆直接生产药用乙醇的研究文献及技术记载。其中，专利号为200610114240.X的《玉米秸杆制取酒精技术》公开了一种由玉米秸杆经粉碎、整料、加安琪酵母、入池发酵、蒸馏生产出初级乙醇，该专利技术工艺简单、操作易行，但产品经过多次提取后，依旧达不到药用级要求，并且废弃物再利用率低，有二次污染的风险存在。为此，本专利技术结合药用乙醇生产技术和玉米秸杆深加工技术，为药用乙醇的制备提供了一种新思路。
技术实现思路
本专利技术为解决上述技术问题，提供一种只用玉米秸杆直接生产药用乙醇的方法，该法污染小，物料循环利用率高。—种玉米秸杆制作药用乙醇的生产方法，包括以下步骤:(1)将玉米秸杆进行切片、粉碎后，转入挤压机内进行挤压至出口物料温度为(140±2)°C，加水、无机酸进行调节至物料pH为3-4，体积百分比浓度为30-70%，然后置于温度为120_150°C条件下蒸煮20-50min，过滤，获得滤液和滤渣；(2)在滤渣中加入纤维素酶和酵母进行固态发酵，所述固态发酵的温度为30-40°C，时间为4-5天，获得固体发酵物；(3)将固体发酵物置于加热环境温度为52_55°C条件下蒸馏后，获得乙醇和固态废渣；(4)将步骤(3)所得的乙醇和滤液经发酵、蒸馏处理所得的乙醇混合后，依次经二级、三级精馏后，再经脱甲醇、除菌过滤工序，得药用乙醇。所述无机酸为硫酸或盐酸之一。所述固态发酵，各物质的添加量配比为:滤渣lkg、纤维素酶50-80u/g、酵母3.8-4.5g/L0所述步骤(3)所得的固态废渣和滤液经发酵、蒸馏处理所得的废液混合后，经产朊酵母菌的发酵处理后，送入锅炉工段。所述滤液的发酵、蒸馏处理方法为:在滤液中加入氨水或碳酸氢铵调节pH为3.8-4.5后，加入纤维素酶、糖化酶、酵母进行搅拌发酵10-30h后，再进行恒温发酵30-40h，然后置于加热环境温度为52-55°C条件下蒸馏后，获得乙醇和废液。所述发酵，各物质的添加量配比为:滤液2kg、纤维素酶20_40u/g、糖化酶120-180u/g、酵母 4.5-5.5g/L。所述搅拌发酵，其搅拌转速为120-150r/min。所述恒温发酵，其温度为30_34°C。所述二级精馏的温度为58_68°C。所述三级精馏的温度为70_75°C本专利技术的有益效果本专利技术以玉米秸杆为原料，实现了药用乙醇的循环生产工艺，将玉米秸杆在剪切和挤压的摩擦热作用力下升高物料温度后喷出，此刻物料的压力突然降低、体积迅速膨胀，纤维素晶体结构被破坏，从而为纤维素的酶解处理创造有利条件，该阶段的生产过程连续，无需消耗蒸汽，且具有灭菌效果，降低了杂菌对发酵的影响，减少成品中的杂质；结合糖化和发酵同步的方法，使得玉米秸杆的糖化能力得以提升，再配合温度、pH的控制，提高了发酵效率，又由于糖化-发酵体系中富含蛋白质，因此减少了氮素的添加，进一步，提高了发酵后乙醇的最终浓度，减少了后续提纯的成本，再配合蒸馏、精馏技术，减少了乙醇和水形成的共沸物，进一步提高了乙醇浓度，通过成本计算，本专利技术减少了生产成本约30%，节约蒸汽约25 %。【附图说明】图1表示玉米秸杆制作药用乙醇的生产流程图。【具体实施方式】下面结合具体的实施方式来对本专利技术的技术方案做进一步的限定，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。实施例1(1)将1.8kg玉米秸杆进行切片、粉碎后，转入挤压机内进行挤压至出口物料温度为140°C，加水、分析纯稀硫酸进行调节至物料pH为3.5，体积百分比浓度为60%，然后置于温度为150°C条件下蒸煮50min，过滤，获得滤液和滤渣；(2)滤渣处理:按lkg滤渣中加入65u/g纤维素酶，接入4.0g/L酵母的比例混合物料，将其进行固态发酵，所述固态发酵的温度为32°C，时间为4天，获得固体发酵物;将固体发酵物置于加热环境温度为52°C条件下蒸馏至无明显酒精味产生后，获得乙醇和固态废渣；(3)滤液处理:按2kg滤液中加入氨水或碳酸氢铵调节pH为4.0后，加入32u/g纤维素酶、120u/g糖化酶，接入4.8g/L酵母的比例混合物料后，将物料在转速为130r/min条件下搅拌发酵15h后，再置于温度为32°C下恒温发酵35h，然后置于加热环境温度为52°C条件下蒸馏至无明显酒精味产生后，获得乙醇和废液；(4)将步骤(2)所得的乙醇和步骤(3)所得的乙醇混合后，先于温度为66°C条件下精馏20min，再转入温度为72°C条件下精馏30min后，再经脱甲醇、除菌过滤工序，得药用乙醇。实施例2(1)将3kg玉米秸杆进行切片、粉碎后，转入挤压机内进行挤压至出口物料温度为138°C，加水、分析纯盐酸进行调节至物料pH为3.2，体积百分比浓度为30%，然后置于温度为150°C条件下蒸煮30min，过滤，获得滤液和滤渣； (2)滤渣处理:按lkg滤渣中加入70u/g纤维素酶，接入4.3g/L酵母的比例混合物料，将其进行固态发酵，所述固态发酵的温度为40°C，时间为5天，获得固体发酵物;将固体发酵物置于加热环境温度为55°C条件下蒸馏至无明显酒精味产生后，获得乙醇和固态废渣；(3)滤液处理:按2kg滤液中加入氨水或碳酸氢铵调节pH为4.5后，加入28u/g纤维素酶、125u/g糖化酶，接入5.4g/L酵母的比例混合物料，将物料在转速为120r/mi η条件下搅拌发酵28h后，再置于温度为33°C下恒温发酵38h，然后置于加热环境温度为55°C条件下蒸馏至无明显酒精味产生后，获得乙醇和废液；(4)将步骤(2)所得的乙醇和步骤(3)所得的乙醇混合后，先于温度为65°C条件下精馏30min，再转入温度为74°C条件下精馏8min后，再经脱甲醇、除菌过滤工序，得药用乙醇。...

【技术保护点】
一种玉米秸秆制作药用乙醇的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将玉米秸秆进行切片、粉碎后，转入挤压机内进行挤压至出口物料温度为(140±2)℃，加水、无机酸进行调节至物料pH为3‑4，体积百分比浓度为30‑70％，然后置于温度为120‑150℃条件下蒸煮20‑50min，过滤，获得滤液和滤渣；(2)在滤渣中加入纤维素酶和酵母进行固态发酵，所述固态发酵的温度为30‑40℃，时间为4‑5天，获得固体发酵物；(3)将固体发酵物置于加热环境温度为52‑55℃条件下蒸馏后，获得乙醇和固态废渣；(4)将步骤(3)所得的乙醇和滤液经发酵、蒸馏处理所得的乙醇混合后，依次经二级、三级精馏后，再经脱甲醇、除菌过滤工序，得药用乙醇。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：印卫东，沈惠，母泽波，文学金，母瑞，文民，
申请(专利权)人：贵州省欣紫鸿药用辅料有限公司，
类型：发明
国别省市：贵州;52