【技术实现步骤摘要】
：本专利技术涉及乙醇发酵，特别涉及一种基于黏度特性的纤维质乙醇发酵方法。
技术介绍
0、
技术介绍
：
1、纤维质原料发酵制备乙醇的工艺主要包括分步糖化发酵技术、同步糖化发酵技术。
2、分步糖化发酵：酶在45～50℃下水解经过处理的木质纤维素材料，随后在30～35℃进行乙醇发酵。采用该方法的优点在于可以使糖化及发酵分别在最适温度及ph值下进行，并可以循环利用发酵过程中的菌体。但是随着水解的进行，纤维的水解产物纤维二糖及葡萄糖不断积累，对纤维素酶造成了强烈的底物抑制，从而使得酶解反应速率下降、纤维素水解不彻底、限制葡萄糖浓度的升高。研究表明，在糖化过程中额外的添加β-葡萄糖苷酶，将纤维二糖降解为葡萄糖，可以降低纤维二糖的抑制，提高酶解的效率。
3、同步糖化发酵指的是将纤维素的糖化及乙醇发酵在一个反应器中进行，从而可以提高生产效率、节约生产成本。并且由于同步糖化发酵过程中酵母对于葡萄糖的不断利用，葡萄糖的浓度很低，减少了葡萄糖及纤维二糖对酶的反馈抑制作用，从而提高酶解的效率。同步糖化发酵的问题是纤维素酶的最佳作用温度与普通酵母的生长温度不相符。纤维素酶的最适作用温度是50℃，而普通酵母的生长温度是30℃，这就使得纤维素酶的活性较低，纤维素的酶解速率较慢。
4、为了克服同步糖化发酵过程中的酶解与发酵的最适温度不同产生的矛盾，提出了nssf法。此方法是酶解及发酵分别在两者最佳的温度下进行，可消除产物对于纤维素酶的反馈抑制作用，同时提高了乙醇的产量，但是其不足之处在于工艺比较复杂。
技术实现思路
0、
技术实现思路
：
1、本专利技术要解决的技术问题是提供一种基于黏度特性的纤维质乙醇发酵方法，该方法实现了依据黏度特性，可以很好的指导高固乙醇发酵，在提高乙醇浓度的同时可有效地缩短发酵周期。克服了现有乙醇发酵根据时间进行补料具有模糊性、主观性的问题，无法在提高乙醇浓度的同时缩短发酵周期的不足。
2、本专利技术所采取的技术方案是：一种基于黏度特性的纤维质乙醇发酵方法，该方法步骤如下：
3、步骤一预处理后物料的脱水：将预处理后物料用螺旋挤压脱水，固含量控制在35％～40％，得到预处理后底物；
4、步骤二酵母菌种的扩培：采用二级酵母菌种扩培，扩培温度为33～36℃，按二级酵母菌种扩培后种子液体积分数的0.5％～1％加入已培养好的一级酵母菌种种子液；
5、步骤三乙醇发酵：先添加工艺水将预处理底物浓度降到12％～15％即120～150g/l，再一次性加入纤维素酶及氮源，最后加入二次扩培的酵母菌种，发酵过程中监测体系的黏度，当黏度下降到700mpa·s时开始补料，该料为预处理后底物，当黏度达到1000mpa·s时停止补料，如此循环，使体系的最终浓度达到26％～30％即260～300g/l。
6、进一步地，所述步骤一中预处理物料为小麦秸秆、稻草、玉米秸秆中一种或几种，，预处理后物料的粒径为0.5～1.5mm。
7、进一步地，所述步骤二中一级酵母菌种的扩培步骤如下：先加入预处理后底物、葡萄糖、尿素和玉米浆，其中预处理后底物浓度为20～30g/l，葡萄糖浓度为10～30g/l，尿素浓度为2～4g/l，玉米浆浓度为4～8g/l，配制结束后进行高温蒸汽灭菌，冷却至室温，再加入纤维素酶，纤维素酶的加入量为15～20fpu/g底物，挑取ypd平板上的酵母菌落，培养时长为16～20h；
8、进一步地，所述步骤二：二级酵母菌种的扩培先加入预处理后底物、葡萄糖、尿素和玉米浆，其中预处理后底物浓度为30～60g/l，葡萄糖浓度为10～30g/l，尿素浓度为2～4g/l，玉米浆浓度为4～8g/l，配制结束后进行高温蒸汽灭菌，冷却至室温，再分别加入纤维素酶、一级酵母菌种种子液，纤维素酶的加入量为15～20fpu/g底物，一级酵母菌种种子液的加入量为二级酵母菌种扩培后种子液体积的0.5％～1％，培养时长为16～20h。
9、进一步地，所述步骤三中纤维素酶加入量为15～20fpu/g底物。
10、进一步地，所述步骤三中氮源为尿素和玉米浆，尿素浓度为2～4g/l，玉米浆浓度为4～8g/l。
11、进一步地，所述步骤三中二次扩培的酵母菌种的加入量为发酵液体积的0.5％～1％。
12、进一步地，所述步骤一中预处理后物料经螺旋挤压脱水后采用快速水分测定仪测定固含量。
13、本专利技术的有益效果是：
14、(1)本专利技术基于黏度特性数据，在提高乙醇浓度的同时有效地缩短发酵周期，减少了蒸汽以及水的消耗，增加了设备的利用率，达到降低成本的目的。
15、(2)本专利技术采用二级种子培养，可以使酵母更好适应预处理底物环境，从而更加高效的将预处理后的木质纤维素原料转化为乙醇。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于黏度特性的纤维质乙醇发酵方法，其特征在于：该方法步骤如下：
2.按照权利要求1所述的基于黏度特性的纤维质乙醇发酵方法，其特征在于：所述步骤一中预处理物料为小麦秸秆、稻草、玉米秸秆中一种或几种，预处理后物料的粒径为0.5～1.5mm。
3.按照权利要求1所述的基于黏度特性的纤维质乙醇发酵方法，其特征在于：所述步骤二中一级酵母菌种的扩培步骤如下：先加入预处理后底物、葡萄糖、尿素和玉米浆，其中预处理后底物浓度为20～30g/L，葡萄糖浓度为10～30g/L，尿素浓度为2～4g/L，玉米浆浓度为4～8g/L，配制结束后进行高温蒸汽灭菌，冷却至室温，再加入纤维素酶，纤维素酶的加入量为15～20FPU/g底物，挑取YPD平板上的酵母菌落，培养时长为16～20h。
4.按照权利要求1所述的基于黏度特性的纤维质乙醇发酵方法，其特征在于：所述步骤二：二级酵母菌种的扩培先加入预处理后底物、葡萄糖、尿素和玉米浆，其中预处理后底物浓度为30～60g/L，葡萄糖浓度为10～30g/L，尿素浓度为2～4g/L，玉米浆浓度为4～8g/L，配制结束后进行高温蒸汽灭
5.按照权利要求1所述的基于黏度特性的纤维质乙醇发酵方法，其特征在于：所述步骤三中纤维素酶加入量为15～20FPU/g底物。
6.按照权利要求1所述的基于黏度特性的纤维质乙醇发酵方法，其特征在于：所述步骤三中氮源为尿素和玉米浆，尿素浓度为2～4g/L，玉米浆浓度为4～8g/L。
7.按照权利要求1所述的基于黏度特性的纤维质乙醇发酵方法，其特征在于：所述步骤三中二次扩培的酵母菌种的加入量为发酵液体积的0.5％～1％。
8.按照权利要求1所述的基于黏度特性的纤维质乙醇发酵方法，其特征在于：所述步骤一中预处理后物料经螺旋挤压脱水后采用快速水分测定仪测定固含量。
...【技术特征摘要】
1.一种基于黏度特性的纤维质乙醇发酵方法，其特征在于：该方法步骤如下：
2.按照权利要求1所述的基于黏度特性的纤维质乙醇发酵方法，其特征在于：所述步骤一中预处理物料为小麦秸秆、稻草、玉米秸秆中一种或几种，预处理后物料的粒径为0.5～1.5mm。
3.按照权利要求1所述的基于黏度特性的纤维质乙醇发酵方法，其特征在于：所述步骤二中一级酵母菌种的扩培步骤如下：先加入预处理后底物、葡萄糖、尿素和玉米浆，其中预处理后底物浓度为20～30g/l，葡萄糖浓度为10～30g/l，尿素浓度为2～4g/l，玉米浆浓度为4～8g/l，配制结束后进行高温蒸汽灭菌，冷却至室温，再加入纤维素酶，纤维素酶的加入量为15～20fpu/g底物，挑取ypd平板上的酵母菌落，培养时长为16～20h。
4.按照权利要求1所述的基于黏度特性的纤维质乙醇发酵方法，其特征在于：所述步骤二：二级酵母菌种的扩培先加入预处理后底物、葡萄糖、尿素和玉米浆，其中预处理后底物浓度为30～60g/l，葡萄糖浓度为1...
【专利技术属性】
技术研发人员：岳军，宁艳春，杨雨富，徐友海，刘乃青，许芳，杨艳妮，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。