一種以蓮皮粉為原料同步糖化發酵生產乙醇的方法
2023-09-12 16:32:00 2
專利名稱：一種以蓮皮粉為原料同步糖化發酵生產乙醇的方法
技術領域：
本發明涉及一種乙醇的生產方法。
背景技術：
能源是經濟社會的血液。隨著我國經濟的不斷發展，對能源的需求不斷增加。傳統的煤、石油和天然氣等化石能源日趨枯竭，能源安全問題日益突出。同時伴隨著能源消耗的不斷增加，化石能源對環境汙染和全球氣候的影響日趨嚴重。因此，對各種新能源尤其是可再生能源及清潔能源的需求非常緊迫。乙醇是一種清潔的可再生能源，在生產和使用中不增加溫室氣體的排放。它不僅可直接用作燃料，而且還可廣泛應用於電力、醫療、化工等領域。作為新的替代能源，燃料乙醇是全世界目前解決「能源危機」最有效的途徑之一。它的研究和應用被許多國家提到重要的戰略地位。目前，我國的燃料乙醇生產大多採用糖質或澱粉質原料經釀酒酵母進行發酵、提純製成。這些原料主要來源於玉米、稻穀等糧食作物。這對我國本來就很緊張的糧食供給是一個很大的挑戰。近年來，國家已經開始限制使用玉米澱粉作為發酵原料，因此多渠道開闢發酵原料的來源成為當務之急。蓮皮粉是磨皮蓮子生產的副產物。磨皮蓮子的生產是將新採收來的蓮子去殼後烘乾，烘乾後的蓮子用磨皮機磨去皮而製成的。在磨皮蓮子的生產過程中，會產生相當數量的蓮皮粉。據我們測定，產生的蓮皮粉中澱粉含量高達40-50%。這些蓮皮粉通常被用作飼料或直接丟棄，利用水平和利用率不高，附加值較低。若直接丟棄還容易汙染環境。我國是蓮子的主產國，全國年產蓮子近20萬噸，按每噸蓮子產生0. 1噸蓮皮粉計，全國預計產生約2 萬噸的蓮皮粉。因此，尋求蓮皮粉的新的利用途徑具有重要的經濟價值和社會意義。傳統的以澱粉質原料生產乙醇的方法都是先糖化後發酵，增加了高濃度糖底物對酵母菌的抑制作用，因而發酵效率和乙醇產率均較低、產品成本高；同時操作複雜、發酵周期長，能耗高、生產效率低。
發明內容
本發明的目的是提供一種以磨皮蓮子生產的副產物-蓮皮粉為原料同步糖化發酵生產乙醇的方法。本發明的技術方案是，一種以蓮皮粉為原料同步糖化發酵生產乙醇的方法將磨皮蓮子蓮皮粉過30 60目篩；按蓮皮粉與水的質量份配比為1 2.5 6，加水攪拌均勻，升溫至50 70°C，按每克蓮皮粉加入6 20U的α -澱粉酶，保持30 90min ；冷卻至 30 35°C，按每克蓮皮粉加入100 300U的糖化酶和每千克蓮皮粉加入1 10克活化後的酵母，在30 35°C條件下發酵2 5天；蒸餾收集乙醇。所用酵母為耐高溫釀酒活性乾酵母。本發明具有如下的特點和優點1、本發明將蓮皮粉作為乙醇的生產原料，解決了蓮皮粉利用水平和利用率不高，附加值低以及可能汙染環境的問題利用蓮皮粉為原料，將其發酵轉化成高附加值的乙醇具有重要的應用價值。可以在一定程度上緩解國家石油短缺、糧食危機以及環境汙染等問題，為蓮皮粉資源的合理以及高效利用、開發可再生新能源提供一條新途徑。同時可以延長蓮子產品加工的產業鏈條，實現多級轉化增值，達到增加農業整體效益的目的，具有顯著的經濟效益和社會效益。2、本發明的生產方法以磨皮蓮子生產的副產物——蓮皮粉為主要原料來生產乙醇，在於利用了該原料中澱粉含量較高的特點，利用澱粉轉化成的糖來生產乙醇，採用本發明方法生產的乙醇的產率為60 80%，生產效率高，成本低。3、本發明採用同步糖化發酵生產乙醇，在發酵過程中省略了糖化工序， 簡化了操作工序，縮短了發酵周期；同時降低了高濃度糖底物對酵母菌的抑制作用，因而提高了乙醇產率和發酵效率。另外，糖化和發酵同時進行，可使發酵液中葡萄糖濃度始終保持在較低水平，從而使雜菌不易繁殖，有利於防止雜菌汙染。4、本發明採用低溫蒸煮工藝 (50 70°C )，使原料預處理能量消耗降低，水分含量較低，從而使發酵液中乙醇濃度提高， 降低了用於蒸餾的能量消耗。
實施例下面結合具體實施例對本發明做進一步說明。實施例1 將從磨皮蓮子生產廠收集起來的蓮皮粉過30目篩；在蓮皮粉中加入水並拌勻，蓮皮粉水的重量比例為1 2.5，升溫至70°C，加入耐高溫α-澱粉酶，用量為 10U/g蓮皮粉，保持60min ；將蒸煮後的蓮皮粉物料冷卻至35°C，按200U/g蓮皮粉加入糖化酶，按10g/kg蓮皮粉加入活化酵母，35°C下發酵3天；蒸餾收集發酵產生的乙醇。乙醇產量為146. 5g/kg蓮皮粉，澱粉利用率為63.8%。實施例2 將從磨皮蓮子生產廠收集起來的蓮皮粉過30目篩；在蓮皮粉中加入自來水並拌勻，蓮皮粉水的重量比例為1 2. 5，升溫至55°C，加入耐高溫α-澱粉酶，用量為10U/g蓮皮粉，保持60min;將蒸煮後的蓮皮粉物料冷卻至30°C，按200U/g蓮皮粉加入糖化酶，按2g/kg蓮皮粉加入活化酵母，發酵2天；蒸餾收集發酵產生的乙醇。乙醇產量為 163g/kg蓮皮粉，澱粉利用率為70%。實施例3 將從磨皮蓮子生產廠收集起來的蓮皮粉過30目篩；在蓮皮粉中加入自來水並拌勻，蓮皮粉水的重量比例為1 6，升溫至55°C，加入耐高溫α-澱粉酶，用量為20U/g蓮皮粉，保持90min ；將蒸煮後的蓮皮粉物料冷卻至35°C，按300U/g蓮皮粉加入糖化酶，按2g/kg蓮皮粉加入活化酵母，發酵2天；蒸餾收集發酵產生的乙醇。乙醇產量為 192. 5g/kg蓮皮粉，澱粉利用率為80. 7%。實施例4 將從磨皮蓮子生產廠收集起來的蓮皮粉過30目篩；在蓮皮粉中加入自來水並拌勻，蓮皮粉水的重量比例為1 2. 5，升溫至55°C，加入耐高溫α-澱粉酶，用量為20U/g蓮皮粉，保持90min ；將蒸煮後的蓮皮粉物料冷卻至30°C，按300U/g蓮皮粉加入糖化酶，按10g/kg蓮皮粉加入活化酵母，發酵3天；蒸餾收集發酵產生的乙醇。乙醇產量為 175g/kg蓮皮粉，澱粉利用率為74. 3%。實施例5 將從磨皮蓮子生產廠收集起來的蓮皮粉過30目篩；在蓮皮粉中加入自來水並拌勻，蓮皮粉水的重量比例為1 6，升溫至55°C，加入耐高溫α-澱粉酶，用量為20U/g蓮皮粉，保持90min ；將蒸煮後的蓮皮粉物料冷卻至35°C，按200U/g蓮皮粉加入糖化酶，按10g/kg蓮皮粉加入活化酵母，發酵2天；蒸餾收集發酵產生的乙醇。乙醇產量為 171g/kg蓮皮粉，澱粉利用率為72. 8%。 實施例6 將從磨皮蓮子生產廠收集起來的蓮皮粉過60目篩；在蓮皮粉中加入自來水並拌勻，蓮皮粉水的重量比例為1 6，升溫至55°C，加入耐高溫α-澱粉酶，用量為10U/g蓮皮粉，保持90min ；將蒸煮後的蓮皮粉物料冷卻至30°C，按300U/g蓮皮粉加入糖化酶，按2g/kg蓮皮粉加入活化酵母，發酵3天；蒸餾收集發酵產生的乙醇。乙醇產量為 185. 5g/kg蓮皮粉，澱粉利用率為79. 6%。
權利要求
1.一種以蓮皮粉為原料同步糖化發酵生產乙醇的方法其特徵在於將磨皮蓮子的蓮皮粉過30 60目篩；按蓮皮粉與水的質量份配比為1 2. 5 6，加水攪拌均勻，升溫至 50 70°C，按每克蓮皮粉加入6 20U的α -澱粉酶，保持30 90min ；冷卻至30 35°C， 按每克蓮皮粉加入100 300U的糖化酶和每千克蓮皮粉加入1 10克活化後的酵母，在 30 35°C條件下發酵2 5天；蒸餾收集乙醇。
2.根據權利要求1所述的一種以蓮皮粉為原料同步糖化發酵生產乙醇的方法其特徵在於所用酵母為耐高溫釀酒活性乾酵母。
全文摘要
本發明公開了一種以蓮皮粉為原料同步糖化發酵生產乙醇的方法將磨皮蓮子的蓮皮粉過30～60目篩；按蓮皮粉與水的質量份配比為1∶2.5～6，加水攪拌均勻，升溫至50～70℃，按每克蓮皮粉加入6～20U的α-澱粉酶，保持30～90min；冷卻至30～35℃，按每克蓮皮粉加入100～300U的糖化酶和每千克蓮皮粉加入1～10克活化後的酵母，在30～35℃條件下發酵2～5天；蒸餾收集乙醇。本發明具有如下的特點和優點1、本發明將蓮皮粉作為乙醇的生產原料，解決了蓮皮粉利用水平和利用率不高，附加值低以及可能汙染環境的問題。2、採用本發明方法生產的乙醇產率為60～85％，生產效率高，成本低。3、在發酵過程中省略了糖化工序，簡化了操作工序，縮短了發酵周期；同時降低了高濃度糖底物對酵母菌的抑制作用，因而提高了乙醇產率和發酵效率。4、本發明採用低溫蒸煮工藝，使原料預處理能量消耗降低，水分含量較低，從而使發酵液中乙醇濃度提高，降低了用於蒸餾的能量消耗。
文檔編號C12R1/865GK102242158SQ201110138219
公開日2011年11月16日 申請日期2011年5月26日 優先權日2011年5月26日
發明者馮波, 李嫦, 林爭鳴, 陶能國, 黃師榮 申請人:湘潭大學