CN101041834A - 一种以稻草或玉米或高粱秸秆工业化生产乙醇的方法 - Google Patents

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王克勤
熊兴耀
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SANGLIN BIOLOGICAL SCIENCE-TECHNOLOGY Co Ltd CHANGSHA
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Abstract

本发明涉及一种以稻草或玉米或高粱秸秆工业化生产乙醇的加工工艺。该工艺包括将稻草秸秆机压成砖、通过0.5～2.0×106Gy的60Co－γ射线或电子束加速器辐射处理、机械粉碎过200目筛、热水浸提、乙醇脱木质素、酶降解与1～2μm核孔膜分离、酿酒酵母和毕赤酵母同步糖化分散发酵、乙醇脱水分离等工序。采用该工艺技术，减少了反应容器，提高底物的转化率，消除酶解产物对酶的抑制作用，提高酶的利用率，降低生产成本。

Description

一种以稻草或玉米或高粱秸秆工业化生产乙醇的方法
技术领域
本发明涉及一种以稻草或玉米或高粱秸秆工业化生产乙醇的加工工艺。
背景技术
传统的秸秆木质纤维素降解工艺，是将秸秆木质纤维素经过稀酸稀碱、微波和超声波、蒸汽爆破等预处理，直接纤维素酶制剂降解成还原糖，通过分步糖化发酵工艺生产乙醇液体燃料。目前在工业化生产应用中主要存在秸秆运输和贮藏成本高，酸碱用量大而回收低，环境污染严重，回收装置价格昂贵，纤维素酶的生产成本高，酶解效率低，用酶量大等问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种以稻草或玉米或高粱秸秆木质纤维素生产乙醇液体燃料加工工艺，通过采用机压制成秸秆砖，再进行60Co-γ射线或电子束加速器辐照处理。与传统工艺相比，省去了传统工艺中的酸、碱处理过程，减少了环境污染，照射处理破坏了秸秆木质纤维素组织结构，提高了木质纤维素酶的可接度，提高了糖化效率和木质纤维素转化率。采用酶-膜耦合工艺消除了降解产物对酶的抑制作用，提高酶解效率和产物转化率，并可实现工业化生产。
本发明是这样实现的：将稻草或玉米或高粱秸秆机压成每立方米重150～300公斤的秸秆砖，采用60Co-γ射线或电子束加速器辐照处理，辐照剂量为0.5～2.0×106Gy，将辐照后的稻草或玉米或高粱秸秆机械粉碎过200目筛，采用乙醇脱木质素处理后将秸秆半纤维素和纤维素与绿色木霉WX1诱导产生的纤维素酶液混合水解，酶解最佳条件为：酶解温度45～50℃，pH值4.5～5.0，酶浓度25～50U/g。采用核孔膜1～2μm将酶解底物与降解产物分离。降解生成的戊糖和己糖采用酿酒酵母和毕赤酵母发酵同步分散糖化发酵生产乙醇。酵母湿重用量为0.01～0.05g/mL发酵液，发酵温度30～35℃。采用绿色木霉WX1发酵稻草秸秆生产纤维素酶的最佳工艺条件为干料∶水＝1∶1，原料配比稻草∶麸皮为6∶4，容器装料量7～10％，接种量3～5％，培养温度36～38℃，发酵周期48～72h。以60Co-γ射线或电子束加速器处理代替酸、蒸汽爆破预处理，减少了环境污染，降低了热能耗，提高了秸秆纤维素降解速率。采用酶降解-膜耦合与同步糖化发酵工艺，简化了工艺过程，消除了降解产物对酶的抑制作用，提高了酶解效率和产物转化率，并可实现工业化生产。
具体实施方式
将150kg稻草秸秆机压成1立方米体积的秸秆砖，将其放入源强为20万居里的60Co-γ辐射源进行辐射处理，辐照剂量0.5～2.0×106Gy，将辐照后的秸秆机械粉碎过200目筛，再将其先用热水浸提得到半纤维素，再用乙醇萃取去木质素，将稻草秸秆粉末与纤维素酶液混合水解，酶解温度48℃，pH值4.8，酶浓度35U/g。采用核孔膜1～2μm将酶解底物与降解产物进行膜分离。由半纤维素和纤维素降解生成的戊糖和己糖采用酿酒酵母和毕赤酵母同步发酵，酵母湿重用量为0.03g/mL发酵液。发酵温度32℃，将其生成的乙醇脱水分离成无水乙醇。通过绿色木霉WX1发酵稻草秸秆生产纤维素酶的条件为干料∶水＝1∶1，原料配比稻草∶麸皮为6∶4，容器装料量8，接种量4，培养温度37，发酵周期60。

Claims (6)

1、一种以稻草或玉米或高粱秸秆工业化生产乙醇的方法，其特征在于将稻草或玉米或高粱秸秆经机压处理变成秸秆砖，采用60Co-γ射线或电子束加速器辐照处理秸秆砖，将秸秆砖粉碎过200目筛成秸秆粉，再用绿色木霉WX1诱导生产的纤维素酶降解秸秆粉，然后经过核孔膜为1～2μm的酶降解-膜耦合分离，酿酒酵母、毕赤酵母同步分散糖化发酵生产乙醇。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于采用机压处理稻草或玉米或高粱秸秆工业化生产秸秆砖，使其每立方米达150～300公斤。
3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于采用0.5～2.0×106Gy辐照剂量工业化处理稻草或玉米或高粱秸秆砖。
4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于采用绿色木霉WX1诱导纤维素酶降解稻草或玉米或高粱秸秆粉末的酶解最佳条件为：酶解温度45～50℃，pH值4.5～5.0，酶浓度25～50U/g。
5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于采用酿酒酵母和毕赤酵母发酵，酵母湿重用量为0.01～0.05g/mL发酵液，发酵温度30～35℃。
6、根据权利要求1所述的方法，其特征在于采用绿色木霉WX1发酵稻草秸秆生产纤维素酶的最佳工艺条件为干料∶水＝1∶1，原料配比为稻草∶麸皮为6∶4，容器装料量7～10％，接种量3～5％，培养温度36～38℃，发酵周期48～72h。
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