[發明專利]一種汽爆橡子殼發酵生產乙醇的方法

有效

• 申請號: 201310276378.X
• 申請日: 2013-07-03
• 公開（公告）號: CN103305556A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 楊靜;衛民;張寧;蔣劍春;趙劍
• 申請（專利權）人: 中國林業科學研究院林產化學工業研究所
• 主分類號: C12P7/10
• 分類號: C12P7/10;C12R1/865
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 馮慧

技術領域

本發明涉及燃料乙醇的生產方法，特別是汽爆橡子殼發酵生產燃料乙醇的方法。

背景技術

多年來，傳統能源的大量使用導致了能源危機以及環境惡化。為了實現經濟和環境的可持續發展，可再生、無污染的生物質能源已成為當今的研究熱點。

木質纖維素是地球上數量最大的可再生能源物質，據初步統計全世界每年產量大約為100億t。利用農林廢棄物作為原料生產乙醇，實現生物質資源的高值化利用，有利于改善生態環境，符合循環經濟發展的要求，還可以增加農民的收入。

橡子是殼斗科麻櫟屬和常綠櫧栲類野生植物橡樹的果實。全世界有8屬900余種，分布于溫帶、亞熱帶和熱帶，我國占6屬301種。我國有著豐富的橡子資源，橡子林約有(1.3~1.67)×10^7?hm²，每年可產60~70億千克橡子。橡子仁既可作為動物飼料、工業原料，也可用來加工保健食品，以橡實淀粉為原料生產生物燃料酒精也是一條較好的利用途徑，成為目前研究的熱點。而由此產生的橡子殼，產量大、來源廣、價格低，但卻無法得到很好的利用，不僅污染環境而且造成能源浪費。因此，可以考慮利用纖維素酶水解糖化橡子殼，從而充分利用生物質資源，保護生態環境，實現可持續發展。

蒸汽爆破是采用飽和水蒸汽加熱原料至一定的壓力，高壓蒸汽滲入纖維內部，以氣流的方式從封閉的孔隙中釋放出來，使纖維發生一定的機械斷裂，然后驟然減壓至大氣壓的生物質預處理手段，是木質纖維素原料預處理的有效方法之一。

發明內容

本發明的目的是提供一種汽爆橡子殼發酵生產乙醇的方法，把橡子殼變廢為寶，降低燃料乙醇的生產成本，提高燃料乙醇的生產過程的經濟性。

本發明采用以下技術方案：

一種汽爆橡子殼發酵生產乙醇的方法，包括如下步驟：

步驟一、將橡子殼烘干，利用蒸汽爆破法進行預處理，其中，橡子殼質量和水體積的比為1:10-1:20(g:ml)，蒸汽爆破的壓力為1.0-2.0MPa，持續時間為6-10min，之后水洗至中性，烘干、粉碎、過40-~60目篩,制得爆破料粉末；

步驟二、將爆破料粉末采用超聲波清洗去除單寧，爆破料粉末質量：水體積的比為1:15-1:25(g:20ml)，超聲溫度為40-60℃，超聲時間為20-40min，超聲功率為300W，之后過濾，烘干粉末，制得去單寧橡子殼粉末；

步驟三、稱去單寧橡子殼粉末，加入檸檬酸緩沖液，其中，去單寧橡子殼粉末質量：檸檬酸緩沖液體積的比為1g:10ml，加熱到50℃預熱20min，按照20FPU/g粉末加入纖維素酶，在50℃下震蕩水解48h，其中檸檬酸緩沖液為0.1M，pH4.8，之后過濾，收集水解液，濃縮至糖濃度為60g/L，制得纖維素酶水解糖化液；

步驟四、按纖維素酶水解糖化液、酵母浸膏2g/L，硫酸銨10g/L，磷酸二氫鉀2g/L，硫酸鎂2g/L配制成發酵培養液，接種6-10%（v/v）的釀酒酵母發酵，之后過濾得到乙醇，其中發酵溫度為32℃，發酵轉速為120r/min，發酵時間為68h。

進一步地，步驟三中纖維素酶活力為15.6FPU/g。

進一步地，步驟四中釀酒酵母為PDA培養基培養的對數期72h的酵母培養液。

本發明的有益效果：本發明方法以林業廢棄物橡子殼為原料，經過原料預處理及纖維素酶糖化后，利用釀酒酵母發酵生產燃料乙醇，降低了燃料乙醇生產過程的成本，提高了燃料乙醇的生產過程的經濟性。本發明方法利用農林廢棄物生產燃料乙醇，變廢為寶，解決了燃料與人爭糧的問題，同時可充分利用生物質資源，保護生態環境，有利于實現可持續發展。

具體實施方式：

下面結合實施例對本發明做更進一步的解釋。應該理解以下實施例僅旨在說明，不應被視為對本發明范圍的限制。

實施例1

將橡子（采自安徽滁州）風干后脫殼，橡子殼105℃?烘干備用。使用蒸汽爆破機對橡子殼進行預處理，橡子殼質量和水的體積比為1:20(g:?ml)，爆破壓力為1.0?MPa，持續時間6分鐘。處理后，用蒸餾水將原料洗至中性，?105℃烘干，用粉碎機粉碎，過40~60目篩。

取定量的爆破料粉末，按質量體積比1:20(g:?ml)加入水，在60℃下，功率為300W，超聲波清洗20min，然后過濾，105℃烘干，制得去單寧橡子殼粉末。