CN101381744A - 橡子果汽爆处理发酵燃料乙醇及其综合利用的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于淀粉质原料发酵领域，涉及一种以汽爆的方式预处理橡子的方法。橡子经汽爆预处理，此处理方法不同于传统的淀粉质原料处理方法，它不但可以达到传统方法仅能达到的粉碎目的，而且将橡子果中影响发酵乙醇的成分单宁，以滤液的形式大部分溶于液化的水蒸气中，为单宁的进一步分离纯化打好了基础，此方法相对于传统方法而言更加经济、环保。汽爆后的滤液提取单宁，实现橡子的综合利用。

Description

橡子果汽爆处理发酵燃料乙醇及其综合利用的方法
技术领域
本发明属于淀粉质原料发酵酒精领域，涉及一种以蒸汽爆破法预处理橡子实现其综合利用的方法。
背景技术
随着经济的发展以及石油资源的不断枯竭，用生物质原料生产生物能源和生物化工产品替代石化产品已成为当前发展的必然趋势。以生物质为原料生产生物能源和生物化工产品(特别是替代石油化工产品)是目前国内外的热门话题，已经成为许多国家研究开发的重点。淀粉质原料作为生物质原料的重要组成部分，其利用日益受到关注。
在我国，淀粉作为商品和生物技术产品的原料，产量占世界第二位，资源非常丰富(粮食产量5亿吨/年，未包括木薯等含淀粉质资源、秸秆7亿吨/年)。橡子是壳斗科植物的通称，橡子果是其种子，坚果类，外被壳斗，壳斗又称橡碗，世界上有六个属600余种，我国有五个属，301种，其中栎属世界上肓300种，我国占有栓皮栎、蒙古栎等120个树种。全国30个省、市、自治区除青海、新疆各省、市、自治区均有自然分布，我国栎属品种最多，多产于山区，分布极广，我国是橡子资源主要产地.也是世界的分布中心。橡子作为淀粉质原料，其淀粉含量高达50-60％。
利用含淀粉质原料生产酒精，主要是通过生物方法转化淀粉生成糖，然后用微生物发酵技术制备生物燃料和生物化工产品。目前淀粉质原料的预处理方法主要是粉碎。通过粉碎，有利于原料中淀粉的释出，有利于淀粉大面积地、均衡地与糖化水解酶作用，加速了蒸煮、糖化、发酵的反应速度，缩短了生产周期。但是采用粉碎处理，能耗高，噪音大，粉尘大，易磨损，此外，利用传统的方法发酵橡子，需要在发酵前进行单宁的去除，而采用汽爆法处理橡子，橡子中的大部分单宁经汽爆处理后溶于水中，为下一步直接用汽爆后滤液分离提纯单宁提供了条件。
发明内容
本发明旨在提供一种清洁的橡子预处理方法，即蒸汽爆破预处理，并通过微生物发酵实现汽爆橡子发酵生产酒精及其合利用。
本发明中所用的橡子包括新鲜橡子和干橡子，经实验分析，橡子淀粉含量为43.70％～84.15％，单宁含量10.16％～13.96％，蛋白质含量2.7％～3.72％。
本发明是通过如下步骤得以实现的：
(1)取橡子，放入蒸汽爆破罐中，以饱和水蒸气进行处理，处理压力为0.9～2.2Mpa，处理时间为30s～10min；
(2)将步骤(1)处理后的产物经过振动筛处理，去掉橡子壳；
(3)将步骤(2)所得产物过滤，分成滤渣和滤液两部分；
(4)步骤(3)的滤渣用于发酵生产酒精；
(5)步骤(3)的滤液用于生产单宁。
本发明包括一种利用汽爆预处理的橡子发酵生产酒精的方法:
汽爆后的橡子，经淀粉酶、糖化酶酶解，接入酵母进行发酵。
本发明还包括一种制备橡子单宁的方法：
汽爆后的滤液经浓缩，用大孔树脂吸附，分离纯化，得到单宁产品。
本发明的优点在于：
(1)采用蒸汽爆破法预处理橡子，克服了传统粉碎方法能耗高，噪音大，粉尘大，易磨损的缺点。
(2)汽爆后滤液可直接经吸附等方法提取单宁，省去了加水提单宁的步骤，使汽爆用水得以充分利用，节省了生产成本。
(3)实现了橡子的综合利用。
具体实施方式
实施例1
取100g新鲜橡子，投入蒸汽爆破器，在0.9MPa条件下处理3分钟，爆破。将汽爆料过滤，分离成滤液和滤渣两部分，滤渣中未进行酶解处理，直接接入酵母，在35℃发酵72h，实际出酒率0.88％(酒精g/干汽爆料g)蒸馏法收集酒精。
实施例2
取100g新鲜橡子，投入蒸汽爆破器，在1.5MPa条件下处理3分钟，爆破。将汽爆料过滤，分离成滤液和滤渣两部分，按照汽爆料：水1：2的比例加入水，按10u/g加入淀粉酶，90℃高温蒸煮30min，冷却后，按200u/g接入糖化酶，60℃水浴1小时，35℃发酵72h，蒸馏法收集酒精。
实施利3
取100g新鲜橡子，投入蒸汽爆破器，在2.2MPa条件下处理3分钟，爆破。将汽爆料过滤，分离成滤液和滤渣两部分，按照干汽爆料：水1：2.3的比例加入水，按10u/g加入淀粉酶，90℃高温蒸煮30min，冷却后，按200u/g接入糖化酶，60℃水浴1小时，35℃发酵72h，蒸馏法收集酒精。

Claims (9)

1、橡子果汽爆处理发酵燃料乙醇及其综合利用的方法，步骤如下：
取新鲜橡子，投入蒸汽爆破器，在一定条件下处理一段时间，爆破。将汽爆料过滤，分离成滤液和滤渣两部分，按比例加入水，每克原料加入一定量的淀粉酶，高温蒸煮，冷却至室温，在无菌室每克原料按比例加入糖化酶，酶解发酵乙醇。滤液综合利用。
2、按权利要求1所述的橡子果汽爆处理发酵燃料乙醇及其综合利用的方法，其特征在于，预处理方法为蒸汽爆破法；
3、按权利要求1所述的橡子果汽爆处理发酵燃料乙醇及其综合利用的方法，其特征在于，蒸汽爆破处理的压力条件为0.9～2.2MPa；
4、按权利要求1所述的橡子果汽爆处理发酵燃料乙醇及其综合利用的方法，其特征在于，蒸汽爆破处理维持压力的条件为2～5分钟；
5、按权利要求1所述的橡子果汽爆处理发酵燃料乙醇及其综合利用的方法，其特征在于，水比滤渣的比例为2～3比1；
6、按权利要求1所述的橡子果汽爆处理发酵燃料乙醇及其综合利用的方法，其特征在于，每克原料加入淀粉酶为5～20u；
7、按权利要求1所述的橡子果汽爆处理发酵燃料乙醇及其综合利用的方法，其特征在于，蒸煮温度为60～90℃；
8、按权利要求1所述的橡子果汽爆处理发酵燃料乙醇及其综合利用的方法，其特征在于，每克原料加入糖化酶为150～250u；
9、按权利要求1所述的橡子果汽爆处理发酵燃料乙醇及其综合利用的方法，其特征在于，滤液提取单宁。
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