[發明專利]一種處理冬瓜汁廢水并進一步發酵制備乙醇的工藝

有效

• 申請號: 201210146012.6
• 申請日: 2012-05-14
• 公開（公告）號: CN102659257A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: 蘇小建;康如龍;何星存;覃玉婷;張道平;何星基;劉倩
• 申請（專利權）人: 廣西師范大學
• 主分類號: C02F9/02
• 分類號: C02F9/02;C12P7/08
• 代理公司: 桂林市華杰專利商標事務所有限責任公司 45112
• 代理人: 羅玉榮

技術領域

本發明涉及環境和化工，具體是一種處理冬瓜汁廢水并進一步發酵制備乙醇的工藝。

背景技術

我國種植冬瓜的省份很多，主要產地包括：海南、湖南、廣西、廣東、山東、江蘇等。其中海南各縣市冬瓜種植達12.45萬畝，如果按照每畝產量3000—4000公斤算，海南每年冬瓜產量在37.35—49.8萬噸左右，由此可見我國冬瓜資源豐富。

冬瓜含糖較多，冬瓜蓉月餅極受人們歡迎。通過湖南冬瓜加工行業的調查，日產100噸冬瓜月餅餡料，榨汁日產出冬瓜汁廢液900多噸，目前此榨汁未被利用，在利用冬瓜制成月餅冬瓜餡料的加工過程中廢水排放量很大，并且在排放的廢水中絕大多數成分是冬瓜汁，冬瓜汁中富含著有機物，其中還原糖的含量最高，直接排放冬瓜廢水不僅造成了嚴重的環境污染，而且是很大的資源浪費。

發明內容

本發明的目的是要提供一種工藝簡單、成本低、能夠把冬瓜廢水凈化，并將冬瓜廢水中的可溶性物質濃縮為原料發酵制備乙醇的工藝。采用膜處理技術有效截留冬瓜廢水中的有機物，有效截留率高達99.93％，滲透液達冬瓜廢水量的85％以上，COD值為38.42mg/L，滲透液可作為工藝水回用或直接達標排放；而冬瓜廢水中的有機物被截留成為濃縮液后作為發酵乙醇的原料，通過發酵生物轉化率達到95%以上，每噸廢水經膜處理濃縮和發酵后可產乙醇10千克以上。

實現本發明目的的技術方案是：

一種處理冬瓜汁廢水并進一步發酵制備乙醇的工藝，包括如下步驟：

（1）對冬瓜廢液進行粗濾；

（2）采用反滲透膜分離技術對冬瓜加工后產生的冬瓜汁進行分離，得到滲透液和截留濃縮液；滲透液達冬瓜廢水量的85％以上，COD值為38.42mg/L，滲透液可作為工藝水回用或直接排放；

（3）對步驟（2）所得的冬瓜汁截留濃縮液進行發酵，得到乙醇發酵液；

（4）對乙醇發酵液進行蒸餾，得到濃度為90%以上的乙醇。

步驟（3）所述的發酵，是在冬瓜汁廢水截留濃縮液中加入NH₄H₂PO₄調節pH至4.8-5.0，然后加入復合酶（其中復合酶的為果膠酶、α-糖化酶?和β-糖苷酶，復合酶的酶活力單位為60萬U/g，各種酶的加入比例為1:1:1），加入量為冬瓜汁廢水截留濃縮液質量的0.2%-0.6%，40℃恒溫酶解2h，在發酵罐中加熱到100℃，滅酶滅菌30min。冷卻至35℃后，投加經活化的高活性干酵母液（酵母的活化液按各干酵母菌的說明書進行），加入量為冬瓜汁廢水截留濃縮液的20%，溫度為35℃，攪拌速率為80轉/min的條件下進行發酵，通入無菌空氣時間為3h，關閉空氣后厭氧發酵時間為9h,總發酵共時間為12h,得到乙醇發酵液。所述的高活性干酵母可以是丹保利高活性干酵母、丹保利不耐高溫干酵母、奧力高活性干酵母和安琪葡萄糖高活性干酵母中的其中一種。

本發明的優點是：工藝簡單，成本低，能將冬瓜汁凈化處理，廢水達標排放，并能發酵回收乙醇，乙醇收率高，能將冬瓜汁廢水資源化利用。

附圖說明

圖1為本發明的處理冬瓜汁廢水進一步發酵制備乙醇的工藝流程框圖。

具體實施方式

下面通過實施例可以進一步了解本發明，但不是本發明的限定。

實施例1：

參照圖1，一種處理冬瓜汁廢水并進一步發酵制備乙醇的工藝，包括如下步驟：

1.對冬瓜廢水原液COD進行測定，得到原液中COD平均含量為53554.7mg/l；

2.?將1L冬瓜汁廢水用200目的濾布進行粗濾，加入實驗室反滲透膜分離儀器中進行分離，得到0.86L滲透液和0.14L濃縮液，濃縮率為7倍；

3.對滲透液中COD含量進行測定，得到滲透液中COD平均為含量38.421mg/l，達到國家廢水排放標準；

4.將0.14L冬瓜汁廢水截留濃縮液置入500ml錐形瓶中，再加入NH₄H₂PO₄調節pH至4.8-5.0，然后加入復合酶，加入量為冬瓜汁廢水截留濃縮液質量的0.2%-0.6%，40℃恒溫酶解2h；

5.將上述錐形瓶置入滅菌鍋中加熱到100℃，滅酶滅菌30min；

6.?冷卻至35℃后，投加經活化的高活性干酵母液，加入量為28ml，再將上述錐形瓶放入搖床中，溫度為35℃，轉速為80轉/min的條件下進行發酵，轉動時間為3h，停止轉動后厭氧發酵時間為9h,總發酵共時間為12h，得到乙醇發酵液；