[發明專利]一種木薯片發酵制備乙醇的方法

有效

• 申請號: 201410233386.0
• 申請日: 2014-05-29
• 公開（公告）號: CN103981221A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 帥放文;王向峰;章家偉
• 申請（專利權）人: 湖南爾康制藥股份有限公司
• 主分類號: C12P7/06
• 分類號: C12P7/06;C12R1/84;C12R1/865
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種利用木薯片發酵生產乙醇的生產方法。

背景技術

木薯是世界種植非常廣泛的薯類植物之一，主要種植地位于熱帶和亞熱帶地區。木薯現主要用于生產木薯淀粉，也可以直接加工成食品，還可以通過發酵生產乙醇、山梨醇、檸檬酸等產品。木薯干中淀粉含量大70%左右，非常適合作為乙醇的生產原料。以木薯為原料發酵生產乙醇可以減少有其他糧食類發酵生產乙醇，具有明顯的戰略和社會效益。

現有技術中，以木薯為原料生產乙醇的工藝，一般采用高溫高壓蒸煮法進行液化，這樣會造成原料中可發酵物質變性流失，耗能較高；其次，現有技術中主要酶解發酵對象是淀粉，木薯片中的纖維素、半纖維素和其它聚合糖類未能有效利用；此外，整個工藝酶解效率不高，體現在：（1）同時多種酶進行酶解，因各種酶適宜的條件不同，木薯片中的淀粉、纖維素和半纖維素，以及其他聚合糖類難以同時完全水解成葡萄糖，最終乙醇得率不高；（2）分次酶解，雖然各成分水解完全，乙醇得率提高，但是酶解時間延長。因此，進一步研究木薯片生產乙醇，減少各種酶的使用量，縮短酶解時間，從而提高糖化率和乙醇得率，對于有效利用木薯片具有重要的實際意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種省時以及高乙醇得率的木薯片發酵制備乙醇的方法。

為實現本發明的目的，采用以下技術方案。

一種木薯片發酵制備乙醇的方法，該方法包括如下具體步驟：

a.?將木薯片加水浸潤，濕法粉碎；

b.?將粉碎后的產物，進擠出機擠壓；

c.?取步驟b所得的擠壓物料，加入木薯片3倍質量的水，再加酸調至pH為2-6，加熱至80-95℃，攪拌浸泡2-4h，過濾得濾液和濾渣A，濾液減壓濃縮至原體積1/3得濾液A；

d.?取步驟c所得的濾渣A，加入木薯片3倍質量的水，加堿調至pH為7-9，加熱至80-95℃，攪拌浸泡2-6h后，加酸調節pH至4-7，保溫80-95℃攪拌浸泡2-4h；

e.?向步驟d所得的物料中加入木聚糖酶和糖化酶，用功率為160-200W的超聲波超聲1-2min后關閉超聲波，保溫酶解1.5小時后，再次超聲波超聲1-2min，保溫酶解1.5小時后，酶解溫度為40-60℃；

f.?向步驟e所得的物料中加入糖化酶、淀粉酶和纖維素酶，用功率為100-150W的超聲波超聲1-2min后關閉超聲波，保溫酶解6小時后，再次超聲波超聲1-2min后關閉超聲波，保溫酶解6小時后，酶解溫度為60-80℃。酶解完成后，過濾得濾液和濾渣B，濾液減壓濃縮至原體積1/3得濾液B；

g.?向步驟c所得濾液A中接入畢赤樹酵母發酵后的含乙醇的發酵液A；

h.?向步驟f所得濾液B中接入釀酒酵母發酵后的含乙醇的發酵液B；

i.?取步驟g的發酵液A和步驟h的發酵液B過濾后混合，再經精餾提純得到濃度為95%以上的乙醇。

步驟a木薯片濕法粉碎后過20目篩，加入水的質量為木薯片質量的20-45%。此處加入水量不宜過多，浸濕物料即可。

粉碎過篩后的木薯片物料在擠出機中，在設定的參數下擠壓，在出口處瞬間減壓，從而膨脹得蓬松物料，一方面有利于木薯片中淀粉、纖維素和木質素的分離，提高淀粉和纖維素對酶的可及性，其次擠壓有利于打破纖維素的結晶結構，進一步提高纖維素對酶的可及性。步驟b所述的擠出機為塑料加工工業常用的單螺桿擠出機，擠出溫度為70-90℃，螺桿轉速80-100轉/分鐘，步驟b所述的濾液A是經納濾膜過濾后濃縮獲得，入膜壓力為2-4Mpa。

步驟c和步驟d加入的酸液為鹽酸、磷酸、硫酸、檸檬酸的一種或幾種的組合；步驟d加入的堿液為氫氧化鉀、氫氧化鈉和氫氧化鈣的一種或幾種的組合。其中，步驟c加酸液清洗所得濾液A為含戊糖和其它可溶性糖的混合溶液；濾渣A為淀粉、纖維素、半纖維素和木質素。步驟d先用堿洗在用酸調節pH至酸性酶解，堿洗提高纖維素的水解效率。

步驟e木聚糖酶的加入量為1.0-1.5U/g干木薯片，糖化酶的加入量為60-80U/g干木薯片。本步驟同時加入2種酶，木聚糖酶促進木薯片中存在的半纖維素的水解，糖化酶促進木薯片中淀粉初步水解。

步驟f糖化酶的加入量為60-80U/g干木薯片，淀粉酶的加入量為30-40U/g干木薯片，?纖維素酶的加入量為2-4U/g干木薯片。本步驟同時加入3種酶，協同促進木薯片中存在纖維素和淀粉的水解。