一種利用甜菜生產燃料乙醇的方法
2023-10-10 03:51:39 2
一種利用甜菜生產燃料乙醇的方法
【專利摘要】一種利用甜菜生產燃料乙醇的方法，它包含有：1、製備玉米漿液；2、製備固定化酵母細胞活化增殖培養基；3、酵母菌細胞固定化；4、固定化酵母細胞增殖；5、連續發酵：控制酵液糖度為10%-20%，硫酸銨添加量為0.5-1.0g/L，發酵培養液pH為4.0-4.5，固定化酵母細胞凝膠顆粒填裝量為45-55%，發酵溫度30℃，在糖化醪流加速率為15-16mL/h、停留時間為3-4h和稀釋速率0.15-0.16h-1條件下進行酒精連續發酵；6、確定聚乙烯醇(PVA)凝膠顆粒的穩定性。本發明的有益效果是：本發明通過將酵母固定化，使得酵母在發酵甜菜生產燃料酒精時可以重複利用，且提高了發酵效率和酵母的穩定性。
【專利說明】一種利用甜菜生產燃料乙醇的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及能源領域，具體的說是一種利用甜菜生產燃料乙醇的方法。
【背景技術】
[0002]燃料酒精作為一種可再生的潔淨能源，能替代日益稀少、不可再生的石油化工產品，具有廣闊的市場前景。然而，傳統用糧食生產酒精的巨額成本限制了燃料酒精的推廣使用，而且以玉米等糧食為原料生產酒精，必然引發糧食價格上漲。因此，尋求廉價易得的酒精生物質原料成為國內外研究的熱點。
[0003]甜菜(Betavulgaris)又名泰菜，屬黎科(Familia Chenopodiaceae)甜菜屬 (Genus Beta)。原產於歐洲西部和南部沿海，是除甘蔗外的一個主要糖源，也是我國的主要糖料作物之一。甜菜塊根的主要化學組成成分分析表明，總糖17.3 %，水分75 %，纖維素、 半纖維素3.3%,果膠質2.3%,蛋白質及其他含氮物質1.5%,灰分0.6%。由於甜菜生物學產量和含糖量較高，也是目前世界新興的、具有很大發展潛力的燃料乙醇生產原料之一。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是提供一種利用甜菜生產燃料乙醇的方法。
[0005]本發明的技術方案是:一種利用甜菜生產燃料乙醇的方法，它包含有
1、製備玉米漿液:1L水中加入3 0g玉米粉，加熱為(90±2)°C，加入a-澱粉酶液化 35min,冷卻降溫至(55±2) °C ,加入糖化酶糖化50min。
[0006]2、製備固定化酵母細胞活化增殖培養基:葡萄糖20g，玉米漿液30mL，硫酸銨
0.5g，磷酸二氫鉀0.02g,硫酸亞鐵0.003g,加水至1000mL,常規高壓滅菌後冷卻備用。
[0007]3、酵母菌細胞的固定化:將適量活性乾酵母置於30°C無菌水中化開後，按比例與含有0.6%海藻酸鈉的6%聚乙烯醇水溶液混勻，再用注射器逐滴滴入含I %氯化鈣的 5%硼酸液中，製成直徑為3_左右的固定化凝膠顆粒，固化50min,濾出固定化凝膠顆粒， 用生理鹽水洗滌3次，浸入無菌水中備用。
[0008]4、固定化酵母細胞的增殖:將固定化酵母細胞凝膠顆粒用無菌水浸洗5次，加入同體積的固定化酵母活化增殖培養基，於30°C、120r/min通氣振蕩培養，13h後酵母細胞開始增殖。當培養時間至24h時，游離酵母數為3.SxlO7個/mL以上，即完成增殖過程。
[0009]5、固定化生物催化劑酒精連續發酵:將備好的連續發酵培養基用蠕動泵恆速輸入固定化生物反應器中，控制發酵溫度30°C，在糖化醪流加速率為15-16mL/h、停留時間為 3-4h和稀釋速率0.15-0.161T1條件下進行酒精連續發酵。
[0010]6、確定聚乙烯醇(PVA)凝膠顆粒的穩定性。
[0011]優選的是:所述發酵液糖度為10%_20%。
[0012]優選的是:所述硫酸銨添加量為0.5-1.0g/L。
[0013]優選的是:所述發酵培養液pH為4.0-4.5。
[0014]優選的是:所述固定化酵母細胞凝膠顆粒填裝量為45-55%。[0015]本發明的有益效果是:本發明通過將酵母固定化，使得酵母在發酵甜菜生產燃料酒精時可以重複利用，且提高了發酵效率和酵母的穩定性。
【具體實施方式】
[0016]下面結合具體實施例對本發明做進一步說明。
[0017]實施例1
一種利用甜菜生產燃料乙醇的方法，它包含有
1、製備玉米漿液:1L水中加入30g玉米粉，加熱為(90±2)°C，加入a-澱粉酶液化 35min,冷卻降溫至(55±2) °C ,加入糖化酶糖化50min。
[0018]2、製備固定化酵母細胞活化增殖培養基:葡萄糖20g，玉米漿液30mL，硫酸銨 0.5g，磷酸二氫鉀0.02g,硫酸亞鐵0.003g,加水至1000mL,常規高壓滅菌後冷卻備用。
[0019]3、酵母菌細胞的固定化:將適量活性乾酵母置於30°C無菌水中化開後，按比例與含有0.6%海藻酸鈉的6%聚乙烯醇水溶液混勻，再用注射器逐滴滴入含I %氯化鈣的 5%硼酸液中，製成直徑為3mm左右的固定化凝膠顆粒，固化50min,濾出固定化凝膠顆粒， 用生理鹽水洗滌3次，浸入無菌水中備用。
[0020]4、固定化酵母細胞的增殖:將固定化酵母細胞凝膠顆粒用無菌水浸洗5次，加入同體積的固定化酵母活化增殖培養基，於30°C、120r/min通氣振蕩培養，13h後酵母細胞開始增殖。當培養時間至24h時，游離酵母數為3.SxlO7個/mL以上，即完成增殖過程。
[0021]5、固定化生物催化劑酒精連續發酵:將備好的連續發酵培養基用蠕動泵恆速輸入固定化生物反應器中，發酵液糖度為10%，硫酸銨添加量為0.6g/L，發酵培養液pH為4.0，固定化酵母細胞凝膠顆粒填裝量為45%，控制發酵溫度30°C，在糖化醪流加速率為15-16mL/ h、停留時間為3-4h和稀釋速率0.15-0.1er1條件下進行酒精連續發酵。此時，總糖利用率為 68.78%o
[0022]6、確定聚乙烯醇(PVA)凝膠顆粒的穩定性，發現固定化凝膠顆粒未發現有破損現象。
[0023]實施例2
其他操作及條件不變，改變連續發酵條件為:發酵液糖度為15%，硫酸銨添加量為
0.8g/L，發酵培養液pH為4.3，固定化酵母細胞凝膠顆粒填裝量為48%，控制發酵溫度30°C， 在糖化醪流加速率為15-16mL/h、停留時間為3-4h和稀釋速率0.15-0.161T1條件下進行酒精連續發酵。此時，總糖利用率為78.15%。未發現固定化凝膠 顆粒未發現破損現象。
[0024]實施例3
其他操作及條件不變，改變連續發酵條件為:發酵液糖度為18%，硫酸銨添加量為
1.0g/L，發酵培養液pH為4.5，固定化酵母細胞凝膠顆粒填裝量為55%，控制發酵溫度30°C， 在糖化醪流加速率為15-16mL/h、停留時間為3-4h和稀釋速率0.15-0.161T1條件下進行酒精連續發酵。此時，總糖利用率為89.36%。未發現固定化凝膠顆粒未發現破損現象。
【權利要求】
1.一種利用甜菜生產燃料乙醇的方法，它包含有A、製備玉米漿液:1L水中加入30g玉米粉，加熱為(90±2)°C，加入a-澱粉酶液化 35min,冷卻降溫至(55±2) °C ,加入糖化酶糖化50min ；B、B、製備固定化酵母細胞活化增殖培養基:葡萄糖20g，玉米漿液30mL，硫酸銨0.5g， 磷酸二氫鉀0.02g，硫酸亞鐵0.003g，加水至1000mL,常規高壓滅菌後冷卻備用；C、酵母菌細胞的固定化:將適量活性乾酵母置於30°C無菌水中化開後，按比例與含有0.6%海藻酸鈉的6%聚乙烯醇水溶液混勻，再用注射器逐滴滴入含I %氯化鈣的5%硼酸液中，製成直徑為3mm左右的固定化凝膠顆粒，固化50min,濾出固定化凝膠顆粒,用生理鹽水洗滌3次，浸入無菌水中備用；D、固定化酵母細胞的增殖:將固定化酵母細胞凝膠顆粒用無菌水浸洗5次，加入同體積的固定化酵母活化增殖培養基，於30°C、120r/min通氣振蕩培養，13h後酵母細胞開始增殖。
2.當培養時間至24h時，游離酵母數為3.SxlO7個/mL以上，即完成增殖過程；E、固定化生物催化劑酒精連續發酵:將備好的連續發酵培養基用蠕動泵恆速輸入固定化生物反應器中，控制發酵溫度30°C，在糖化醪流加速率為15-16mL/h、停留時間為3_4h和稀釋速率0.15-0.161T1條件下進行酒精連續發酵；F、確定聚乙烯醇(PVA)凝膠顆粒的穩定性。
3.按照權利要求1所述的一種 利用甜菜生產燃料乙醇的方法，其特徵在於:所述發酵液糖度為10%-20%。
4.按照權利要求1所述的一種利用甜菜生產燃料乙醇的方法，其特徵在於:所述硫酸銨添加量為0.5-1.0g/L。
5.按照權利要求1所述的一種利用甜菜生產燃料乙醇的方法，其特徵在於:所述發酵培養液PH為4.0-4.5。
6.按照權利要求1所述的一種利用甜菜生產燃料乙醇的方法，其特徵在於:所述固定化酵母細胞凝膠顆粒填裝量為45-55%。
【文檔編號】C12N11/04GK103571880SQ201210267448
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年7月31日 優先權日:2012年7月31日
【發明者】董承來, 劉曉娜 申請人:青島嘉能節能環保技術有限公司