[發(fā)明專利]一種發(fā)酵制備燃料酒精的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110322900.4
• 申請日: 2011-10-21
• 公開（公告）號: CN102443607A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李從發(fā);劉四新;譚勇
• 申請（專利權(quán)）人: 海南大學(xué)
• 主分類號: C12P7/06
• 分類號: C12P7/06;C12P19/14;C12R1/865
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 關(guān)暢

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種發(fā)酵制備燃料酒精的方法。

背景技術(shù)

近年來燃料酒精越來越受到人們的關(guān)注。因?yàn)槿剂暇凭鳛樯锬茉淳徑饬耸湍茉炊倘钡膯栴}，使用燃料酒精可以緩解地球溫室效應(yīng)加劇帶來的氣溫升高及地球氣候惡化等嚴(yán)重后果以及環(huán)境污染問題。但是目前缺乏高效的制備燃料酒精的方法。

木薯(cassava)是多年生植物，熱帶和亞熱帶的丘陵地區(qū)廣泛種植的糧食和經(jīng)濟(jì)薯類作物，種植區(qū)域主要分布在廣西、廣東、云南、海南和福建等省。由于其適應(yīng)性強(qiáng)，耐水、耐旱，耐貧瘠，在各種土壤中如荒山、荒坡都能生長，故木薯種植區(qū)域很廣，產(chǎn)量也很大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種發(fā)酵制備燃料酒精的方法。

本發(fā)明所提供的發(fā)酵制備燃料酒精的方法，包括如下步驟：

1)液化：將木薯粉與水混合，先85℃～90℃蒸煮55～65min，再加入淀粉酶，80～85℃酶解55～65min，得到液化醪；淀粉酶的添加量為8～12U/g木薯粉；所述木薯粉與水的質(zhì)量比為1∶(2.0～2.3)；

2)糖化：將液化醪調(diào)整pH至4.0～4.5，添加糖化酶，60～65℃酶解5～15min，得到糖化醪；糖化酶的添加量為140～160U/g木薯粉；

3)發(fā)酵：向所述糖化醪中添加氮源、鉀鹽、鎂鹽和酵母菌，28～32℃第一次培養(yǎng)1.5～2.5小時(shí)；再在28～32℃第二次培養(yǎng)70～74小時(shí)，得到燃料酒精；添加的氮源中N元素的量為0.6g/L～1.0g/L糖化醪，添加的鉀鹽中鉀元素的量為0.4g/L～0.6g/L糖化醪，添加的鎂鹽中鎂元素的量為0.1g/L～0.3g/L糖化醪，添加的酵母菌的量為1.2×10⁶～1.2×10⁸個(gè)酵母菌/ml糖化醪。

上述方法中，所述步驟1)中，所述淀粉酶為α-淀粉酶。

上述方法中，所述步驟3)中，在所述添加N源、鉀鹽、鎂鹽和酵母菌前，包括將所述糖化醪的溫度降至28～32℃的步驟。

上述方法中，所述步驟3)中，所述第一次培養(yǎng)中包括以140～180轉(zhuǎn)/分鐘的速度振蕩的步驟。

上述方法中，所述木薯為淀粉含量在75％以上的木薯(具體品種為華南205)；所述氮源為尿素；所述鉀鹽為KH₂PO₄；所述鎂鹽為MgSO₄；所述酵母菌為安琪酵母。

本發(fā)明工藝制備燃料乙醇的得率高，淀粉利用率高。本發(fā)明方法使用木薯作為原料，具有材料來源廣泛、生產(chǎn)成本低、節(jié)約能源的有益效果。將本發(fā)明制得的燃料乙醇用于汽車燃料，緩解能源供需的矛盾。因此，本發(fā)明工藝具有重要意義。

附圖說明

圖1為料液比對酒精發(fā)酵的影響。

圖2為蒸煮液化溫度對酒精產(chǎn)率的影響。

圖3為液化酶用量對酒精產(chǎn)率的影響。

圖4為糖化溫度對酒精產(chǎn)率的影響。

圖5為糖化酶用量對酒精產(chǎn)率的影響。

圖6為接種量對酒精產(chǎn)率的影響。

圖7為振蕩時(shí)間對酒精產(chǎn)率的影響。

圖8為發(fā)酵溫度對酒精產(chǎn)率的影響

圖9為尿素用量對酒精產(chǎn)率的影響

圖10為木薯濃醪酒精發(fā)酵動(dòng)力學(xué)曲線

具體實(shí)施方式

下述實(shí)施例中所使用的實(shí)驗(yàn)方法如無特殊說明，均為常規(guī)方法。

下述實(shí)施例中所用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可從商業(yè)途徑得到。

使用市售木薯干或者自制木薯干(將新鮮收獲的木薯用流水洗滌，去掉泥石等雜質(zhì)，然后用小刀等工具手工去表皮，再將塊根切成薄片，置于50-55℃的干燥箱中干燥2天或者利用太陽光暴曬3天至干燥(視當(dāng)?shù)氐奶鞖馇闆r決定暴曬時(shí)間)，粉碎后過篩，貯存在塑料容器中備用)。

實(shí)施例1、工藝條件的摸索

一、料液比的確定

其他發(fā)酵工藝條件設(shè)定為，蒸煮條件為85～90℃，90min，液化條件為α-淀粉酶用量為20U/g，85～90℃液化90min。糖化pH為4.0～4.5，糖化酶用量在200U/g，60～65℃糖化30min，發(fā)酵初始pH為4.0～4.5，接種量為0.2％(mL/mL)，硫酸銨用量為0.1％(g/mL)，MgSO₄為0.05％(g/mL)，KH₂PO₄為0.02％(g/mL)，160轉(zhuǎn)/分鐘振蕩培養(yǎng)箱28℃培養(yǎng)1小時(shí)，然后在30±1℃條件下發(fā)酵72小時(shí)。