一種發酵制備燃料酒精的方法技術

本發明專利技術公開了一種發酵制備燃料酒精的方法。本發明專利技術方法包括如下步驟：1)液化：將木薯粉與水混合，先85℃～90℃蒸煮55～65min，再加入淀粉酶，80～85℃酶解55～65min，得到液化醪；淀粉酶的添加量為8～12U/g木薯粉；所述木薯粉與水的質量比為1∶(2.0～2.3)；2)糖化：將液化醪調整pH至4.0～4.5，添加糖化酶，60～65℃酶解5～15min，得到糖化醪；糖化酶的添加量為140～160U/g木薯粉。本發明專利技術工藝制備燃料乙醇的得率高，淀粉利用率高。本發明專利技術方法使用木薯作為原料，具有材料來源廣泛、生產成本低、節約能源的有益效果。將本發明專利技術制得的燃料乙醇用于汽車燃料，緩解能源供需的矛盾。因此，本發明專利技術工藝具有重要意義。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及。
技術介紹
近年來燃料酒精越來越受到人們的關注。因為燃料酒精作為生物能源緩解了石油能源短缺的問題，使用燃料酒精可以緩解地球溫室效應加劇帶來的氣溫升高及地球氣候惡化等嚴重后果以及環境污染問題。但是目前缺乏高效的制備燃料酒精的方法。木薯(cassava)是多年生植物，熱帶和亞熱帶的丘陵地區廣泛種植的糧食和經濟薯類作物，種植區域主要分布在廣西、廣東、云南、海南和福建等省。由于其適應性強，耐水、 耐旱，耐貧瘠，在各種土壤中如荒山、荒坡都能生長，故木薯種植區域很廣，產量也很大。
技術實現思路
本專利技術的一個目的是提供。本專利技術所提供的發酵制備燃料酒精的方法，包括如下步驟1)液化將木薯粉與水混合，先85°C 90°C蒸煮55 65min，再加入淀粉酶，80 85°C酶解55 65min，得到液化醪；淀粉酶的添加量為8 12U/g木薯粉；所述木薯粉與水的質量比為1 (2.0 2.3)；2)糖化將液化醪調整pH至4. 0 4. 5，添加糖化酶，60 65°C酶解5 15min， 得到糖化醪；糖化酶的添加量為140 160U/g木薯粉；3)發酵向所述糖化醪中添加氮源、鉀鹽、鎂鹽和酵母菌，28 32°C第一次培養 1. 5 2. 5小時；再在28 32°C第二次培養70 74小時，得到燃料酒精；添加的氮源中N 元素的量為0. 6g/L 1. Og/L糖化醪，添加的鉀鹽中鉀元素的量為0. 4g/L 0. 6g/L糖化醪，添加的鎂鹽中鎂元素的量為0. lg/L 0. 3g/L糖化醪，添加的酵母菌的量為1. 2X106 1.2 X IO8個酵母菌/ml糖化醪。上述方法中，所述步驟1)中，所述淀粉酶為α -淀粉酶。上述方法中，所述步驟幻中，在所述添加N源、鉀鹽、鎂鹽和酵母菌前，包括將所述糖化醪的溫度降至28 32°C的步驟。上述方法中，所述步驟；3)中，所述第一次培養中包括以140 180轉/分鐘的速度振蕩的步驟。上述方法中，所述木薯為淀粉含量在75%以上的木薯(具體品種為華南20 ；所述氮源為尿素；所述鉀鹽為KH2PO4 ；所述鎂鹽為MgSO4 ；所述酵母菌為安琪酵母。本專利技術工藝制備燃料乙醇的得率高，淀粉利用率高。本專利技術方法使用木薯作為原料，具有材料來源廣泛、生產成本低、節約能源的有益效果。將本專利技術制得的燃料乙醇用于汽車燃料，緩解能源供需的矛盾。因此，本專利技術工藝具有重要意義。附圖說明圖1為料液比對酒精發酵的影響。圖2為蒸煮液化溫度對酒精產率的影響。圖3為液化酶用量對酒精產率的影響。圖4為糖化溫度對酒精產率的影響。圖5為糖化酶用量對酒精產率的影響。圖6為接種量對酒精產率的影響。圖7為振蕩時間對酒精產率的影響。圖8為發酵溫度對酒精產率的影響圖9為尿素用量對酒精產率的影響圖10為木薯濃醪酒精發酵動力學曲線具體實施例方式下述實施例中所使用的實驗方法如無特殊說明，均為常規方法。下述實施例中所用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可從商業途徑得到。使用市售木薯干或者自制木薯干(將新鮮收獲的木薯用流水洗滌，去掉泥石等雜質，然后用小刀等工具手工去表皮，再將塊根切成薄片，置于50-55°C的干燥箱中干燥2天或者利用太陽光暴曬3天至干燥(視當地的天氣情況決定暴曬時間)，粉碎后過篩，貯存在塑料容器中備用)。實施例1、工藝條件的摸索一、料液比的確定其他發酵工藝條件設定為，蒸煮條件為85 90°C，90min，液化條件為α -淀粉酶用量為20U/g，85 90°C液化90min。糖化pH為4. 0 4. 5，糖化酶用量在200U/g，60 65°C糖化30min，發酵初始pH為4. 0 4. 5，接種量為0. 2% (mL/mL)，硫酸銨用量為0. 1% (g/mL)，MgSO4 為 0. 05% (g/mL), KH2PO4 為 0. 02% (g/mL)，160 轉 / 分鐘振蕩培養箱培 養1小時，然后在30士 1°C條件下發酵72小時。結果如圖1。研究表明，料液比在1 3. 0時，其酒精度數不高，殘還原糖和殘總糖都很小，而在1 2.0時，酒精度數在15%以上，但殘糖含量較高，在3 4%，而李志軍等的研究在料液比為1 2. 1時，酒份為15.8% (ν/ν)，殘總糖達到1.84% (g/mL)。考慮到酒精產量提高的潛力，選取1 2.0的料液比開展其他試驗。二、液化溫度對酒精產率的影響其他發酵工藝條件為，1 2.0的料液比，采用不同溫度蒸煮90min，液化條件為 α -淀粉酶用量為20U/g，液化90min。糖化pH為4. 0 4. 5，糖化酶用量在200U/g，60 65°C糖化30min，發酵初始pH為4. 0 4. 5，接種量為0. 2% (mL/mL)，硫酸銨用量為0. 1% (g/mL)，MgSO4 為 0. (g/mL), KH2PO4 為 0. (g/mL)，160 轉 / 分鐘振蕩培養箱培養 1小時，在30士 1°C條件下發酵72小時。結果如圖2.試驗表明，液化溫度達到在80 85°C時，溫度的影響就比較小了。三、液化酶用量對酒精產率的影響其他發酵工藝條件為，蒸煮條件為80 85°C，90min，添加不同量的α -淀粉酶， 液化90min。糖化pH為4. 0 4. 5，糖化酶用量在200U/g，60 65°C糖化30min，發酵初始pH 為 4. 0 4. 5，接種量為 0. 2% (mL/mL)，硫酸銨用量為 0. 1% (g/mL)，MgSO4 為 0. (g/ mL)，KH2PO4為0. 1 % (g/mL)，160轉/分鐘振蕩培養箱培養1小時，在30士 1°C條件下發酵72小時。結果如圖3.試驗表明，液化酶用量在lOu/g時，就能取得較好的液化效果。四、液化工藝的確定其他發酵工藝條件為，蒸煮溫度、蒸煮時間、α-淀粉酶的用量、酶液化時間這四個變量做正交試驗。其他條件為糖化pH為4. O 4. 5，糖化酶用量在200U/g，60 65°C糖化 30min，發酵初始pH為4. O 4. 5，接種量為0. 2% (mL/mL)，硫酸銨用量為0. 1% (g/mL)， MgSO4為0. 1 % (g/mL)，KH2PO4為0. 1 % (g/mL)，160轉/分鐘振蕩培養箱培養1小時， 在30士 1°C條件下發酵72小時。結果如表1和表2。表1、L16 05)正交試驗因素和水平權利要求1.，包括如下步驟1)液化將木薯粉與水混合，先85°C 90°C蒸煮55 65min，再加入淀粉酶，80 85°C 酶解55 65min，得到液化醪；淀粉酶的添加量為8 12U/g木薯粉；所述木薯粉與水的質量比為1 (2.0 2.3)；2)糖化將液化醪調整pH至4.0 4. 5，添加糖化酶，60 65°C酶解5 15min，得到糖化醪；糖化酶的添加量為140 160U/g木薯粉；3)發酵向所述糖化醪中添加氮源、鉀鹽、鎂鹽和酵母菌，觀 32°C第一次培養1.5 2. 5小時；再在觀 32°C第二次培養70 74小時，得到燃料酒精；添加的氮源中N元素的量為0. 6g/L 1. Og/L糖化醪，添加的鉀鹽中鉀元素的量為0. 4g/L 0. 6g/L糖化醪， 添加的鎂鹽中鎂元素的量為0. lg/L 0. 3g/L糖化醪本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：李從發，劉四新，譚勇，
申請(專利權)人：海南大學，
類型：發明
國別省市：