[發明專利]一種利用糧食替代物生產乙醇的方法

在審

• 申請號: 201711005418.1
• 申請日: 2017-10-23
• 公開（公告）號: CN107513541A
• 公開（公告）日: 2017-12-26
• 發明（設計）人: 李秋園;代淑梅
• 申請（專利權）人: 唐山中溶科技有限公司
• 主分類號: C12P7/06
• 分類號: C12P7/06;C12P19/20;C12P19/14;C12P19/02
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技術領域

本發明涉及一種制備乙醇的方法。特別是涉及一種利用糧食替代物生產乙醇的方法。

背景技術

目前全球能源供應日益緊張。從國家能源和戰略安全考慮，研究新型能源替代石油尤為迫切，而通過發酵生產乙醇是一種重要的可再生能源獲得途徑。一直以來，乙醇作為一種潔凈的燃料備受關注，無論是單獨作為汽車的燃料，還是部分替代燃油，都被認為是最合適的石化燃料替代物。

中國的紅薯栽培已有400多年的歷史，據史料記載，自從被引入后，中國紅薯的栽培分布越來越廣，目前中國的紅薯其種植面積和總產量分別為世界的80%和90%以上，種植面積和總產量均占世界首位。我國是世界最大的馬鈴薯生產國，馬鈴薯來源廣，且其塊莖含有豐富的淀粉，占其干重60%~80%，占其鮮重可達20%，經處理后是天然良好的培養基。另外，我國用紅薯和馬鈴薯制淀粉后剩下的下腳料薯渣、玉米收儲時產生的篩下物玉米漏的產量也比較大。因此，利用上述這些原料替代糧食發酵生產燃料乙醇是可行的。但是，目前國內對糧食替代物發酵生產乙醇研究的不是很多，工藝也不太成熟，乙醇濃度和產量不高，不能達到工業化生產的需求。

發明內容

為了解決現有技術用糧食替代物發酵生產乙醇工藝不成熟，乙醇濃度和產量不高，不能完全達到工業化生產需求的問題，本發明提供一種能夠提高乙醇產率，縮短發酵周期，降低乙醇生產成本，能夠實現工業化生產的用糧食替代物發酵制備乙醇的工藝。

實現上述目的采用以下技術方案。

一種利用糧食替代物生產乙醇的方法，該方法以紅薯、馬鈴薯、薯渣、玉米篩下物、廢棄大麥芽為主要發酵原料，其制備方法是：

a.按照發酵原料與水一定的重量比例將糧食替代物粉碎后與水混合裝于500mL三角瓶中攪拌，調節pH和溫度至設定值，得到料水混合物；

b.將料水混合物在110-121℃的環境下滅菌冷卻后，按照原料的重量比例往三角瓶中依次加入耐高溫淀粉酶、糖化酶于45-65℃溫度下混合處理1h，然后加入纖維素酶，得到混合物；

c.按照混合物的重量加入消泡劑0.03%-0.10%、酵母接種量0.1%~1.0%進行發酵，得到發酵液；

d.將發酵液放入恒溫培養箱內進行培養，每個試驗平行三次，得到濃度為6-12%(v/v)乙醇；

e.取100mL發酵液于500mL蒸餾瓶中，加100mL蒸餾水，用容量瓶接100mL餾出液，用乙醇密度計測量此溶液的乙醇體積分數及溫度，查表校正后得到發酵液的乙醇體積分數。

進一步，所述的發酵原料為紅薯、馬鈴薯或薯渣、玉米篩下物、廢棄大麥芽等下腳料中的一種或者多種混合。

進一步，發酵原料與水的料水重量比為1: 4-1:6，耐高溫淀粉酶添加量10-30U/g、糖化酶添加量120-200U/g、纖維素酶添加量5-40U/g，酵母接種量0.1-1.0%、發酵時間為48-96h。

進一步，發酵原料與水的料水重量比為料水比1: 5，耐高溫淀粉酶添加量15U/g、糖化酶添加量160U/g、纖維素酶添加量10U/g，酵母接種量0.4%、發酵時間為72h。

進一步，將發酵混合物放入28-38℃的恒溫培養箱內進行恒溫培養。

進一步，添加纖維素酶作為糧食替代物的降粘和液化糖化助劑。

進一步，添加消泡劑作為消除糧食替代物配料以及發酵過程中產生的泡沫。

采用上述技術方案，本發明用糧食替代物紅薯、馬鈴薯或薯渣、玉米篩下物、廢棄大麥芽等下腳料等作為發酵原料生產乙醇，降低了乙醇的生產成本，尤其是在所用糧食替代物液體發酵生產乙醇的優選條件為：料水比1: 5，耐高溫淀粉酶添加量15U/g、糖化酶添加量160U/g、纖維素酶添加量10U/g，酵母接種量0.4%、發酵時間為72h的工藝情況下，可以極大提高乙醇產率，縮短發酵周期。

本發明的方法簡單科學，采用最優的發酵工藝條件優化后的乙醇最高濃度達到8.45%(v/v)。為我國糧食替代物發酵乙醇產業提供技術基礎，為馬鈴薯工業化處理提供參考依據。

附圖說明

圖1 加水量對發酵乙醇的影響。

圖2 耐高溫淀粉酶添加量對發酵乙醇的影響。

圖3 糖化酶添加量對發酵乙醇的影響。

圖4 纖維素酶添加量對發酵乙醇的影響。

圖5 消泡劑用量對發酵乙醇的影響。

圖6 酵母接種量對發酵乙醇的影響。

圖7 發酵時間對發酵乙醇的影響。