[發(fā)明專利]一種利用玉米芯加工殘渣發(fā)酵生產(chǎn)燃料乙醇的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110217566.6
• 申請日: 2011-08-01
• 公開（公告）號: CN102911971A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發(fā)明（設計）人: 張全;黎元生;佟明友;金平;喬凱
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院
• 主分類號: C12P7/10
• 分類號: C12P7/10;C12P19/14;C12R1/865
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• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及一種燃料乙醇的生產(chǎn)方法，特別是以玉米芯加工殘渣為主要原料發(fā)酵生產(chǎn)燃料乙醇的方法。

背景技術

以玉米芯為原料加工生產(chǎn)糠醛和木糖等產(chǎn)品過程中會產(chǎn)生大量的木糖渣和糠醛渣，統(tǒng)稱玉米芯加工殘渣。我國每年排放糠醛廢渣近3000萬噸（CN?200910090506.5），這些廢渣的堆放不僅占用土地，而且對周邊環(huán)境造成污染。經(jīng)測定，玉米芯加工殘渣干基中的纖維素含量占60%以上，半纖維素8%左右，木質(zhì)素26%左右。CN00107969.7公開了一種利用木糖渣生產(chǎn)乙醇的方法，該專利先采用黑曲霉固體發(fā)酵產(chǎn)生纖維素酶曲，再利用制備的纖維素酶曲與木糖渣混合對木糖渣中的纖維素進行水解，然后固液分離，獲得水解糖液，水解糖液中的葡萄糖濃度為5%-12%，將水解糖液中加入酵母菌發(fā)酵生產(chǎn)乙醇，根據(jù)專利中報道的水解糖濃度數(shù)據(jù)，發(fā)酵液中乙醇濃度可達到的理論值為2.5?wt%-6wt%。CN200610131965.x公開了一種利用玉米芯加工殘渣發(fā)酵生產(chǎn)纖維素乙醇的方法，該方法包括利用擬康氏木霉液態(tài)深層發(fā)酵產(chǎn)生纖維素酶，厭氧同步糖化發(fā)酵生產(chǎn)乙醇，乙醇純化等步驟，最終發(fā)酵液中的乙醇濃度為8%?v/v。

與常規(guī)纖維乙醇生產(chǎn)過程不同，由于木糖渣中半纖維素大部分被水解生成木糖和糠醛等產(chǎn)品，玉米芯加工殘渣水解產(chǎn)生的木糖很少，僅靠纖維素水解產(chǎn)生的葡萄糖發(fā)酵乙醇，最終發(fā)酵液中的乙醇濃度很難達到糧食乙醇（發(fā)酵液乙醇濃度可達到12%?v/v以上）的水平。發(fā)酵液中乙醇濃度低造成下一步乙醇精餾能耗過大，增加了乙醇生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有玉米芯加工殘渣發(fā)酵生產(chǎn)乙醇過程中發(fā)酵單元最終乙醇濃度低的問題，本發(fā)明通過纖維素酶的復配、補加非糧碳源和同步糖化發(fā)酵等手段提高木糖渣發(fā)酵液中的乙醇濃度，降低乙醇提濃階段的能耗。

本發(fā)明利用玉米芯加工殘渣發(fā)酵生產(chǎn)燃料乙醇的方法，包括如下內(nèi)容：

（1）配制玉米芯加工殘渣專性水解復合酶制劑，復合酶制劑中含有纖維素內(nèi)切酶、纖維外切酶和β-葡萄糖苷酶，其中，纖維素內(nèi)切酶的濃度為5-30?g/L，纖維素外切酶的濃度為30-90?g/L，β-葡萄糖苷酶的濃度為1-20?g/L；

（2）玉米芯加工殘渣加入玉米芯加工殘渣專性水解復合酶制劑，復合酶制劑用量為0.05-0.5?g/g纖維素；45～60℃預酶解0-36?h，然后調(diào)整溫度至24-44?℃，加入釀酒酵母0.02‰-5‰（以干酵母質(zhì)量為基準計），玉米芯加工殘渣同步糖化發(fā)酵生產(chǎn)乙醇；

（3）在發(fā)酵過程中，優(yōu)選補加糖蜜、淀粉或菊芋等補充發(fā)酵物質(zhì)。

本發(fā)明方法中，玉米芯加工殘渣專性水解復合酶制劑中，還可以含有木聚糖水解酶、果膠酶、漆酶以及輔助因子中的一種或幾種。木聚糖酶的濃度為0-20?g/L。果膠酶的濃度為0-5?g/L。漆酶濃度為0-10?g/L。輔助因子包括表面活性劑和金屬離子，表面活性劑的濃度為0.01-0.1?g/L，金屬離子的濃度為0.01-0.5?g/L。

本發(fā)明方法中，玉米芯加工殘渣專性水解復合酶制劑中的輔助因子使用的表面活性劑優(yōu)選為非離子表面活性劑，如Tween系列表面活性劑中的一種或幾種，優(yōu)選為Tween?80、Tween?60、Tween40、Tween?20等中的一種或幾種。金屬離子可以選擇Ca²⁺、Cu²⁺、Mn²⁺、Zn²⁺、Fe²⁺、Mg²⁺、Co²⁺、K⁺和Fe³⁺?中的一種或任意搭配使用，Ca²⁺、Cu²⁺、Mn²⁺、Zn²⁺、Fe²⁺、Mg²⁺、Co²⁺、K⁺和Fe³⁺的濃度分別為0-0.04?g/L，0-0.04?g/L，0-0.02?g/L，0-0.04?g/L，0-0.04?g/L，0-0.08?g/L，0-0.05?g/L，0-0.09?g/L，0-0.1?g/L。復合酶制劑中的其它物質(zhì)為水。