一种以秸秆为原料发酵生产乙醇的方法技术

本发明专利技术属于发酵技术领域，特别涉及一种以秸秆为原料发酵生产乙醇的方法。包括原料预处理，水解，发酵，蒸馏，其中，水解过程中添加纤维素酶，甘露聚糖酶，木聚糖酶和木质素过氧化物酶进行水解，发酵过程采用间歇式多次物料研磨提高总酸产率，采用啤酒酵母培养液和发酵单胞菌培养液的混合液作为发酵剂进行发酵。本发明专利技术通过间歇式多次物料研磨提高总酸产量，从而促进乙醇产量，还通过啤酒酵母和发酵单胞菌组合制备发酵剂，促进发酵，增加乙醇产量，缩短周期。期。期。

【技术实现步骤摘要】
一种以秸秆为原料发酵生产乙醇的方法


[0001]本专利技术属于发酵
，特别涉及一种以秸秆为原料发酵生产乙醇的方法。

技术介绍

[0002]乙醇在常温常压下是一种易燃、易挥发，且具有特殊香味(略带刺激)的无色透明液体，是常用的燃料、溶剂和消毒剂，也用于有机合成。工业上一般用淀粉发酵法或乙烯直接水化法制取乙醇，生物转化使用的原料是玉米等粮食作物，但是这些原料的大量使用会影响到粮食安全，所以秸秆、麸皮、锯木粉等农业、工业废弃物等含有大量的木质纤维素，是很有潜力的乙醇发酵原料。
[0003]乙醇的应用途径多种多样，可以作为消毒用品，饮料制品，有机原料，汽车燃料等。但是目前利用发酵法生产乙醇过程中总酸产量低，乙醇含量低，生产周期较长，因此，效率低。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供的一种以秸秆为原料发酵生产乙醇的方法，能够在发酵中通过间歇式多次物料研磨提高总酸产量，从而促进乙醇产量，还通过啤酒酵母和发酵单胞菌组合制备发酵剂，促进发酵，增加乙醇产量，缩短周期。
[0005]本专利技术提供了一种以秸秆为原料发酵生产乙醇的方法，包括原料预处理，水解，发酵，蒸馏；
[0006]所述水解过程中添加纤维素酶，甘露聚糖酶，木聚糖酶和木质素过氧化物酶进行水解；
[0007]所述发酵过程包括：在水解后的物料中按照质量分数8
‑
10％的接种量添加发酵剂，且发酵过程中采取间歇式多次物料研磨；
[0008]所述发酵剂由啤酒酵母培养液和发酵单胞菌培养液按照体积比3：2
‑
3组成；
[0009]所述间歇式多次物料研磨过程为：每隔3
‑
4天研磨发酵罐中的固体物料一次，具体为，以4000
‑
5000r/min的速度离心10
‑
20min，分离获得上层清液和下层固体物料，将下层固体物料研磨粉碎，然后与上层清液混合后继续发酵，直至发酵完成。
[0010]进一步地，所述水解过程中每kg秸秆原料中添加90000
‑
100000U纤维素酶，50000
‑
60000U甘露聚糖酶，16000
‑
20000U木聚糖酶和40000
‑
50000U木质素过氧化物酶。
[0011]进一步地，所述间歇式多次物料研磨过程中，条件为4000r/min的速度离心10min。
[0012]进一步地，所述发酵完成判断标准为：待检测到气体生成量减少至基本不变时，说明发酵基本进行完全，停止发酵。
[0013]进一步地，所述啤酒酵母培养液中活菌数为2
‑4×
108，发酵单胞菌培养液中活菌数为3
‑5×
107。
[0014]进一步地，所述原料预处理过程为：将玉米秸秆除杂后粉碎研磨至1
‑
2mm获得秸秆屑，然后将秸秆屑蒸汽热蒸2
‑
4h，然后连续蒸煮3
‑
4次，气液分离后获得蒸煮醪。
[0015]进一步地，所述水解具体过程为：按照蒸煮醪与蒸馏水质量比为1：5
‑
6混合后，用H2SO4调节pH为4.2
‑
4.5，添加纤维素酶、甘露聚糖酶，木聚糖酶，木质素过氧化物酶进行水解，于140
‑
160rpm下搅拌，反应14h
‑
16h，获得酶解液。
[0016]进一步地，所述水解过程中，搅拌条件为：160rpm，反应14h。
[0017]进一步地，发酵温度为33
‑
35℃。
[0018]进一步地，发酵温度为35℃。
[0019]与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
[0020]1、本专利技术中在发酵中通过间歇式多次物料研磨提高总酸产量，从而促进乙醇产量，相比较不采取间歇式多次物料研磨的对比例1，本专利技术实施例1中总酸产量明显提高，总酸浓度可以达到31.6g/L，使得总酸产率提高了29％，因此，在发酵过程中间歇式多次物料反复研磨能够提高总酸产量，促进乙醇产量提高。
[0021]2、本专利技术通过啤酒酵母和发酵单胞菌组合制备发酵剂，促进发酵，增加乙醇产量，缩短周期，啤酒酵母和发酵单胞菌两个菌种组合发酵获得的乙醇产量远远大于单一菌种发酵获得的产量，且混合菌种在发酵40h后逐渐趋于平稳，且产量高，而单一菌种发酵中乙醇生产缓慢，在50h以后才趋于稳定，周期较长，因此，利用啤酒酵母和发酵单胞菌共同发酵秸秆生产乙醇既可以提高乙醇产量，也可以缩短反应周期。
[0022]3、本专利技术在发酵过程中通过物理处理(多次反复研磨)反应物料，添加啤酒酵母和发酵单胞菌组合作为发酵剂，最终提高了乙醇产量，缩短了周期。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1表示本专利技术中间歇式多次物料研磨手段对总酸产率的影响。
具体实施方式
[0025]下面对本专利技术的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本专利技术的保护范围并不受具体实施方式的限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术各实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
[0026]实施例1
[0027]本实施例提供一种以秸秆为原料发酵生产乙醇的方法，包括以下步骤：
[0028]原料预处理：将1kg玉米秸秆通过风选机风选除杂后粉碎研磨至1
‑
2mm获得秸秆屑，然后将秸秆屑利用蒸汽热蒸2h(起到软化破坏植物细胞壁的作用)，转移至蒸煮罐中连续蒸煮3次糊化，便于后期糖化，然后在气液分离器中进行分离，获得蒸煮醪；
[0029]水解：按照蒸煮醪与蒸馏水质量比为1：6混合后，用H2SO4调节pH为4.2
‑
4.5，添加100000U纤维素酶、60000U甘露聚糖酶，20000U木聚糖酶，50000U木质素过氧化物酶进行水解，以160rpm下搅拌，反应14h，使得玉米秸秆原料充分水解，获得酶解液；
[0030]发酵：将水解后的物料置于高温蒸汽灭菌处理后的发酵瓶中，按照质量分数10％的接种量添加发酵剂，采用氮气吹扫发酵罐，盖紧，于35℃下进行发酵，发酵过程中进行间歇式多次物料研磨，待检测到气体生成量减少至基本不变时，说明发酵基本进行完全，停止发酵；
[0031]所述发酵剂由啤酒酵母培养液和发酵单胞菌培养液按照体积比3：2组成；
[0032]所述啤酒酵母购买于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CMCC No.15504；所述发酵单胞菌购买于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种以秸秆为原料发酵生产乙醇的方法，包括原料预处理，水解，发酵，蒸馏，其特征在于，所述水解过程中添加纤维素酶，甘露聚糖酶，木聚糖酶和木质素过氧化物酶进行水解；所述发酵过程包括：在水解后的物料中按照质量分数8
‑
10％的接种量添加发酵剂，且发酵过程中采取间歇式多次物料研磨；所述发酵剂由啤酒酵母培养液和发酵单胞菌培养液按照体积比3：2
‑
3组成；所述间歇式多次物料研磨过程为：每隔3
‑
4天研磨发酵罐中的固体物料一次，具体为，以4000
‑
5000r/min的速度离心10
‑
20min，分离获得上层清液和下层固体物料，将下层固体物料研磨粉碎，然后与上层清液混合后继续发酵，直至发酵完成。2.如权利要求1所述的以秸秆为原料发酵生产乙醇的方法，其特征在于，所述水解过程中每kg秸秆原料中添加90000
‑
100000U纤维素酶，50000
‑
60000U甘露聚糖酶，16000
‑
20000U木聚糖酶和40000
‑
50000U木质素过氧化物酶。3.如权利要求1所述的以秸秆为原料发酵生产乙醇的方法，其特征在于，所述间歇式多次物料研磨过程中，条件为4000r/min的速度离心10min。4.如权利要求1所述的以秸秆为原料发酵生产乙醇的方法，其特征在于，所述发酵完成判断标准为：...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄菊，李烨，堵锡华，陈艳，庄文昌，
申请(专利权)人：徐州工程学院，
类型：发明
国别省市：