CN101381746A - 一种用微生物发酵方式生产燃料乙醇的方法 - Google Patents

一种用微生物发酵方式生产燃料乙醇的方法 Download PDF

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Abstract

一种用微生物发酵方式生产燃料乙醇的方法，包括筛选多种常用的微生物菌种进行优化组合培养，制成纤维素发酵促进剂，利用该促进剂将农作物秸杆进行糖化发酵，将秸杆中的纤维素转化为糖，进而通过发酵生产燃料乙醇。这种方式的特点是不需要高温爆破和酶制剂，能大幅度地节约能源，降低成本，提高秸杆利用效率，利用现有的粮食生产酒精的工艺，即可实现以秸杆纤维素替代部分或全部粮食的目的。其残渣与麦麸、米糠、豆渣等辅料混合，发酵后可制成富含蛋白质的动物饲料。对生物能源和饲料产业发展具有促进作用。

Description

一种用微生物发酵方式生产燃料乙醇的方法
技术领域
本发明属于生物新能源技术领域，特指一种用微生物发酵方式生产燃料乙醇的方法。
背景技术
我国是一个能源短缺的国家。每年要从国外进口大量原油及能源制品，并对国际原油市场产生一定的信赖。与此同时，每年有各种农业秸杆7-8亿吨，其中90％没有得到利用。这些秸杆作为原料制成燃料乙醇是一项变废为宝的事业。
目前中国每年的汽油消费量约为5000万吨，平均每年以6％的速度递增，按照10％添加燃料乙醇的添加量，中国的乙醇汽油的需求量约5000万吨。2006年，中国的生物燃料乙醇产量132万元吨。但全部是以粮食为原料生产的。由此导致了严重的与农业争粮、争地问题，甚至造成粮食大幅度涨价。用非粮作物替代粮食生产燃料乙醇已经列入“国家十一五发展规划“。
但目前制约生物制造燃料乙醇的主要因素:一是成本问题。国内最好的实验室技术只能推算出15吨左右的秸杆制造出1吨燃料乙醇。每吨成本在6000元以上。二是目前国内还没有规模化、工业化的生产技术。现有的技术都只能在试验室生产。导致成本高的最根本的有三:一是原料处理上只能采用高温爆破的方式，能源消耗高。二是要耗费大量昂贵的酶制剂。三是由于原料受到杂菌污染，导致利用率低。
本发明最大的特点是:提供一种微生物方式处理原料通过发酵的方式提取酒精。突破了目前国内外普遍采用的高温爆破处理纤维素的方式，也不用酶制剂，因此节约了大量的能源和昂贵的酶制剂成本，而且在原料处理阶段，通过抑制有害细菌生长，提高原料的利用率，因而大大降低了用纤维素生产燃料乙醇的成本。
发明的具体内容
本发明的目的在于提供一种用微生物发酵方式生产燃料乙醇的方法。利用微生物技术打破秸杆等纤维素的细胞壁，人工营造一种类似牛胃的强大消化功能，先将纤维素分解为糖(单糖和双糖)，再由糖转化为酒精。这种方法既可以实现单独以100％的纤维素秸杆来生产乙醇，也可以将经微生物糖化发酵后秸杆粉和玉米等粮食原料粉混合使用，生产乙醇。既可以液体的方式混合，也可以固态的方式混合，实现节约大量粮食，减少能源消耗，降低成本的目的。
本发明是这以如下方式实现的。一种用微生物发酵方式生产乙醇的方法。它包括以下步骤:
(一)纤维素发酵促进剂菌剂的制备
1.选用以下微生物作为菌源
1)枯草芽孢杆菌(bacillus subtilis subsp.subtilis)
2)产朊假丝酵母(candida utilis)
3)干酪乳杆菌(lactobacillus casei)
4)地衣芽孢杆菌(bcillus licheniformis)
2.纤维素发酵促进剂的制备工艺
1)斜面菌种培养。
使用总糖量为10％--15％的麦芽汁培养基，四种种子液的接种量分别为5％-20％，在37℃下，摇床培养15—20小时，放入1℃-4℃的冰箱保存。
2)液体菌种培养。
使用总含糖量10-15％的淀粉水解糖化液，四种种子液的接种量分别为5％-20％，在37℃-40℃下，静止培养15—20小时。
3)发酵罐液体培养。
使用总含糖量10-15％的淀粉水解糖化液，四种种子液的接种量分别为5％-20％，在37℃-40℃下，静止培养24—48小时。
4)固体发酵。
固体发酵的培养基配方为:秸杆粉20-30份，酒糟30-35份，玉米粉20-30份，硫酸铵0.5-1.0份，原料:水的比例为1:0.5-2.0，种子液的接种量为25％-35％，在在37℃-40℃下静止培养36-48小时。
5)烘干及粉碎。
将分别制成的发酵物质，在40℃下烘干，使其水分小于15％，粉碎成200目左右颗粒。
6)将1、2、3、4四种发酵物按照重量份数配比0.1-0.9:0.5-1.5:0.1-0.9:0.5-1.5的比例混合，添加0.5-2重量份数的硫酸铵，1-2重量份数的蔗糖，混合均匀即成为纤维素发酵促进剂。
(二)用纤维素发酵促进剂生产秸杆燃料乙醇
将粉碎成3-5cm的玉米秸杆、高梁秸杆、小麦秸杆等纤维素原料加入水份，即按照原料:水为1:0.4-0.6的比例混合，在混合的同时，添加3--5％的纤维素发酵促进剂，1-3％的玉米粉，将其混合均匀后，在35℃-37℃，密封厌氧的条件下，发酵7天。
将发酵后的秸杆粉碎成100目左右的颗粒，然后再加入2％的纤维素发酵促进剂，同时加入10倍-15倍的水，在35℃-40℃下再发酵12-24小时，然后采用传统蒸馏的方式收集酒精，
该纤维素发酵促进剂菌剂的制备工艺程序为:斜面菌种培养、液体菌种培养、发酵罐液体培养、固体发酵、烘干及粉碎、按比例将1、2、3、4四种菌的发酵物与辅料均匀混合，制成纤维素发酵促进剂。
该纤维素发酵促进剂菌剂的制备工艺程序为:斜面菌种培养、液体菌种培养、大缸发酵、固体发酵、在37-40℃条件下烘干，粉碎，按比例将1、2、3、4四种菌的发酵物与辅料均匀混合，制成纤维素发酵促进剂。
该纤维素发酵促进剂菌剂的制备工艺根据不同的秸杆，不同的辅助原料，可以适当增加或减少纤维素发酵促进剂菌剂的制备步骤。该植物秸杆可以包括目前所有的植物秸杆，如高梁秸杆、玉米秸杆、小麦秸杆等农作物秸杆。也可以用棕梠油渣、甘蔗渣、木薯等原料。该辅料包括麦糠、米糠、豆饼渣等。
本发明的优点及特点如下:
1.解决了不用高温爆破的方式和添加酶制剂的方式也能使纤维素秸杆通过发酵的方式先转化为糖，再提取酒精。节省了大量的能源消耗和降低了加工成本。
2.添加了纤维素发酵促进剂的秸杆，能够克服杂菌的污染，提高秸杆原料的品质，进而提高生产酒精的效率。
3.通过控制纤维素发酵促进剂的数量和糖化时的环境温度，可以实现延长或缩短发酵速度和糖化过程，从而使整个生产变得可控制。
4.提取酒精后的秸杆剩余物质，含丰富的蛋白质和各种氨基酸，可以作为优质的饲料，提供给牛、羊、猪、鸡及水产动物食用。实现循环经济利用，没有任何副副作用和环境污染。
5.本发明从根本上解决了用秸杆等纤维素原料生产燃料乙醇的技术问题，从而可以使中国每年近8亿吨的农作物秸杆变废为宝，解决了目前生物燃料乙醇以粮食为原料，与农业争粮、争地的问题。
6.本发明还拓宽了传统酒精生产加工的原料来源，为传统酒精制造工业更新换代提供了技术支持。
附图1是本发明中纤维素发酵促进剂菌剂的制备工艺示意图
附图2是本发明中用微生物发酵方式生产乙醇的示意图
具体实施方式
实施实例一
参阅图1、图2，本发明所涉及的微生物发酵方式生产乙醇的方法主要有以下程序:
(一)先制备纤维素发酵促进剂菌剂
本发明所使用的发酵剂是利用自然界已经存在的微生物，经过长期试验的基础上进行科学筛选复合而成的菌剂。制作这种菌剂的程序如下:
1.选用以下微生物作为菌源
1)枯草芽孢杆菌(bacillus subtilis subsp.subtilis)
2)产朊假丝酵母(candida utilis)
3)干酪乳杆菌(lactobacillus casei)
4)地衣芽孢杆菌(bcillus licheniformis)
2.纤维素发酵促进剂的制备工艺如下:
斜面菌种培养、液体菌种培养、发酵罐液体培养、固体发酵、烘干及粉碎、按比例将1、2、3、4四种菌的发酵物与辅料均匀混合，制成纤维素发酵促进剂。
以下是对该制备工艺的详细说明:
1)斜面菌种培养。
使用总糖量为10％--15％的麦芽汁培养基，四种种子液的接种量分别为5％-20％，在37℃下，摇床培养15—20小时，放入1℃-4℃的冰箱保存。
2)液体菌种培养。
使用总含糖量10-15％的淀粉水解糖化液，四种种子液的接种量分别为5％-20％，在37℃-40℃下，静止培养15—20小时。
3)发酵罐液体培养。
使用总含糖量10-15％的淀粉水解糖化液，四种种子液的接种量分别为5％-20％，在37℃-40℃下，静止培养24—48小时。
4)固体发酵。
固体发酵的培养基配方为:秸杆粉20-30份，酒糟30-35份，玉米粉20-30份，硫酸铵0.5-1.0份，原料:水的比例为1:0.5-2.0，种子液的接种量为25％-35％，在在37℃-40℃下静止培养36-48小时。
5)烘干及粉碎。
将分别制成的发酵物质，在40℃下烘干，使其水分小于15％，粉碎成200目左右颗粒。
6)将1、2、3、4四种发酵物按照重量份数配比0.1-0.9:0.5-1.5:0.1-0.9:0.5-1.5的比例混合，添加0.5-2重量份数的硫酸铵，1-2重量份数的蔗糖，混合均匀即成为纤维素发酵促进剂。
(二)用纤维素发酵促进剂生产秸杆乙醇
将粉碎成3-5cm的玉米秸杆、高梁秸杆、小麦秸杆等纤维素原料加入水份，即按照原料:水为1:0.4-0.6的比例混合，在混合的同时，添加3--5％的纤维素发酵促进剂，1-3％的玉米粉，将其混合均匀后，在35℃-37℃，密封厌氧的条件下，发酵7天。
将发酵后的秸杆粉碎成100目左右的颗粒，然后再加入2％的纤维素发酵促进剂，同时加入10倍-15倍的水，在35℃-40℃下再发酵12-24小时，然后采用传统蒸馏的方式收集酒精，可得到10％-20％的酒精。
实施实例二
本发明所涉及的纤维素发酵促进剂生产秸杆乙醇的方法，可以以固态、液态及秸杆原料与粮食原料配合等多种不同的方式进行。
本实施实例是一种与玉米粉混合后生产乙醇的方式。该纤维素发酵促进剂的制备工艺如下:
斜面菌种培养、液体菌种培养、发酵罐液体培养、固体发酵、烘干及粉碎、按比例将1、2、3、4四种菌的发酵物与辅料均匀混合，制成纤维素发酵促进剂。
将粉碎成3-5cm的玉米秸杆、高梁秸杆、小麦秸杆等纤维素原料加入水份，即按照原料:水为1:0.4-0.6的比例混合，在混合的同时，添加3--5％的纤维素发酵促进剂，1-2％的玉米粉，将其混合均匀后，在30℃-35℃，密封厌氧的条件下，发酵10天。
将发酵后的秸杆粉碎成100目左右的颗粒，然后再加入3％的纤维素发酵促进剂，同时加入10倍-15倍的水，在35℃-40℃下再发酵12-24小时.将发酵后的秸杆纤维素原料按照10％—30％的比例与经过发酵糖化后的小麦粉糖化胶混合，然后进行粮食酒精提取程序，采用传统蒸馏的方式收集酒精。

Claims (1)

1.一种用微生物发酵方式生产燃料乙醇的方法，其特征在于:
(一)纤维素发酵促进剂菌剂的制备
1)选用以下微生物作为菌源
(1)枯草芽孢杆菌(bacillus subtili ssubsp.subtilis)
(2)产朊假丝酵母(candida utilis)
(3)干酪乳杆菌(lactobacillus casei)
(4)地衣芽孢杆菌(bcillus licheniformis)
2)纤维素发酵促进剂的制备工艺
(1)斜面菌种培养。
使用总糖量为10％--15％的麦芽汁培养基，四种种子液的接种量分别为5％-20％，在37℃下，摇床培养15—20小时，放入1℃-4℃的冰箱保存。
(2)液体菌种培养。
使用总含糖量10-15％的淀粉水解糖化液，四种种子液的接种量分别为5％-20％，在37℃-40℃下，静止培养15—20小时。
(3)发酵罐液体培养。
使用总含糖量10-15％的淀粉水解糖化液，四种种子液的接种量分别为5％-20％，在37℃-40℃下，静止培养24—48小时。
(4)固体发酵。
固体发酵的培养基配方为:秸杆粉20-30份，酒糟30-35份，玉米粉20-30份，硫酸铵0.5-1.0份，原料:水的比例为1:0.5-2.0，种子液的接种量为25％-35％，在在37℃-40℃下静止培养36-48小时。
(5)烘干及粉碎。
将分别制成的发酵物质，在40℃下烘干，使其水分小于15％，粉碎成200目左右颗粒。
(6)将1、2、3种发酵物按照重量份数配比0.1-0.9:0.5-1.5:0.1-0.9:0.5-1.5的比例混合，添加0.5-2重量份数的硫酸铵，1-2重量份数的蔗糖，混合均匀即成为纤维素发酵促进剂。
(二)用纤维素发酵促进剂生产秸杆燃料乙醇
将粉碎成3-5cm的玉米秸杆、高梁秸杆、小麦秸杆等纤维素原料加入水份，即按照原料:水为1:0.4-0.6的比例混合，在混合的同时，添加3--5％的纤维素发酵促进剂，1-3％的玉米粉，将其混合均匀后，在35℃-37℃，密封厌氧的条件下，发酵7天。
1)将发酵后的秸杆粉碎成100目左右的颗粒，然后再加入2％的纤维素发酵促进剂，同时加入10倍-15倍的水，在35℃-40℃下再发酵12-24小时，然后采用传统蒸馏的方式收集酒精，可得到10％-20％的酒精。
2)发酵后的秸杆粉10％-30％与粮食生产乙醇中的粮食糖化胶70％-90％混合，进入常规酒精生产加工工艺，实现将秸杆替代部分粮食提取燃料乙醇。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101591679A (zh) * 2009-07-07 2009-12-02 南京大学 利用混合菌种提高天然牧草生产燃料乙醇利用率的方法
CN101974568A (zh) * 2010-11-01 2011-02-16 黄虹寓 利用糖化型细胞培养液制造生物燃料乙醇的方法
CN102094046A (zh) * 2010-11-26 2011-06-15 黄虹寓 利用多酶体系细胞培养液制造生物质燃料乙醇的方法
CN102220381A (zh) * 2011-04-26 2011-10-19 烟台双塔食品股份有限公司 利用碎粉、豆渣生产食用酒精的工艺
CN117413924A (zh) * 2023-11-02 2024-01-19 北京衍微科技有限公司 兼具有抑菌和促发酵作用的组合物及其应用

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101591679A (zh) * 2009-07-07 2009-12-02 南京大学 利用混合菌种提高天然牧草生产燃料乙醇利用率的方法
CN101591679B (zh) * 2009-07-07 2012-11-07 南京大学 利用混合菌种提高天然牧草生产燃料乙醇利用率的方法
CN101974568A (zh) * 2010-11-01 2011-02-16 黄虹寓 利用糖化型细胞培养液制造生物燃料乙醇的方法
CN102094046A (zh) * 2010-11-26 2011-06-15 黄虹寓 利用多酶体系细胞培养液制造生物质燃料乙醇的方法
CN102220381A (zh) * 2011-04-26 2011-10-19 烟台双塔食品股份有限公司 利用碎粉、豆渣生产食用酒精的工艺
CN102220381B (zh) * 2011-04-26 2013-06-26 烟台双塔食品股份有限公司 利用碎粉、豆渣生产食用酒精的工艺
CN117413924A (zh) * 2023-11-02 2024-01-19 北京衍微科技有限公司 兼具有抑菌和促发酵作用的组合物及其应用

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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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