[發明專利]利用香/芭蕉根部球莖干粉制備乙醇

無效

• 申請號: 201110008780.0
• 申請日: 2011-01-03
• 公開（公告）號: CN102533873A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 黃廣民;陳偉;黃偉
• 申請（專利權）人: 黃廣民;陳偉;黃偉
• 主分類號: C12P7/06
• 分類號: C12P7/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

發明所屬技術領域

本發明是利用香/芭蕉根部球莖干粉制備乙醇，屬食品工業、精細化工和生物質能源領域。

發明技術背景

能源是當今世界發展面臨的三大問題之一。隨著化石能源日趨枯竭，開發新能源已成為各國競相發展的戰略決策。開發利用生物質能源是新能源的重要內涵，燃料乙醇則是生物質能源的重要組成部分。

我國人多地少，糧食供給處于緊平衡狀態，沒有富余的糧食用于生產乙醇，發展燃料乙醇產業必須堅持不與人畜爭糧食，走非糧型燃料乙醇的道路。充分利用非糧型高糖植物資源，開發燃料乙醇產業，這對我國燃料乙醇產業的規模化發展及可持續發展，至關重要。種植燃料乙醇原料所需的土地，必須堅持不與糧食爭土地、不與現有重點產業爭土地的原則。大規模發展燃料乙醇產業，存在土地資源緊缺的問題。充分利用現有高糖作物資源，以現有產業規模為基礎，在不另占用土地的前提下，通過綜合利用，解決燃料乙醇原料問題，是發展燃料乙醇產業規模比較現實的選擇。

香/芭蕉是生物量巨大的水果植物，其莖稈總產量可達40噸/畝，其中鮮假莖稈達25噸/畝，鮮根部球莖達15/畝噸，經切片曬干或烘干，香/芭蕉根部球莖干物質可達1.4噸/畝。香/芭蕉根部球莖干物質富含果膠、淀粉類、雜多糖、半纖維素等，經水解后，其水解液中含有葡萄糖、甘露糖、果糖和其它五碳糖等，干基總還原糖含量高達63％，是制備乙醇的理想原料。海南全省種植香/芭蕉70多萬畝/年，約有1050萬噸/年香/芭蕉根部球莖廢棄物，可產生鮮根部球莖干物質98萬噸/年。利用香/芭蕉根部球莖干粉制備乙醇，1噸原料可產乙醇220kg，可產乙醇21.56萬噸/年，乙醇價格以0.6萬元/噸計，將新增產值12.94億元/年。充分利用香/芭蕉根部球莖制備乙醇，可在不另占有土地的前提下，較大規模地發展香/芭蕉種植業和燃料乙醇產業，可實現廢物利用，為香/芭蕉重復種植根除病源病害，大幅度增加農民收入，提高經濟效益，促進海南省國際旅游島經濟建設和可持續發展。

發明內容

本發明是利用香/芭蕉根部球莖干粉制備乙醇，其工藝過程如下：

1、香/芭蕉根部球莖切片、曬干或烘干、粉碎

新采收的香/芭蕉根部球莖含水量高，游離還原糖含量極低，淀粉類和雜多糖含量也很低，含有抑制酒精酵母生長的成分，不能直接發酵制備乙醇。原料脫水干燥是制備乙醇的第一道工序。干燥的作用一是減少原料的運輸和貯存成本，二是原料脫水后，有效成分能充分富集，利于后續工序進行，提高燃料乙醇的產率。其操作方法是將香/芭蕉根部球莖投入多功能切片機切成厚5～8mm的薄片，置于烈日下曝曬至干或用隧道式烘干機烘干。切片的作用是增大原料的表面積，使水分能迅速蒸發，縮短干燥時間。將香/芭蕉根部球莖干片投入粉碎機，粉碎至80～100目，得含水量8％～12％的香/芭蕉根部球莖干粉，備用。

2、香/芭蕉根部球莖干粉中多糖的水解

香/芭蕉根部球莖中多糖的水解有酶水解法、酶和酸兩步水解法、酸水解法，現分述如下：

(1)酶水解法：稱取一定量的香/芭蕉根部球莖干粉，配成一定濃度的粉漿，加入高溫α-淀粉酶，恒溫水解一定時間，使香/芭蕉根部球莖中的多糖水解轉化為低聚糖，再加入糖化酶，恒溫水解，便得到含有葡萄糖和麥芽糖的糖化液，糖化液可直接接種發酵制備乙醇。酶法水解，條件溫和，水解速度慢，時間長，水解條件易于控制。但該法只能使香/芭蕉根部球莖中淀粉類多糖水解，其它雜多糖卻不能水解，水解液中酵母可利用的糖含量低，乙醇產率低。

(2)酶和酸兩步水解法：即先用高溫α-淀粉酶和糖化酶將香/芭蕉根部球莖中淀粉類多糖水解為麥芽糖和葡萄糖，再加入適量的無機酸使麥芽糖和其它雜多糖等水解轉化為葡萄糖、甘露糖、果糖和其它五碳糖。所用的酸有鹽酸或硫酸。該法能使麥芽糖和其它雜多糖(除纖維素外)等全部水解轉化為葡萄糖、甘露糖、果糖和其它五碳糖等，水解液中酵母可發酵糖的含量高。但是，因酶水解生成的低聚糖和其它雜多糖長時間在酸性條件下加熱將發生分解，并有糠醛類物質生成，水解液色澤加深，不利于酵母生長，該法水解工藝復雜，生產周期長。