CN101638671B - 一种以浒苔为原料制取生物乙醇的方法 - Google Patents

一种以浒苔为原料制取生物乙醇的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种以浒苔为原料制取生物乙醇的方法，包括以下步骤：(1)对浒苔进行漂洗；(2)对浒苔粉碎至粒径为0.5～2mm；(3)将步骤(2)所得的浒苔投入到酸解装置中，料液比为1∶20-1∶5，加入酸，至酸浓度为0.5％-2.5％(w/w)。反应釜中110℃-150℃水解；(4)将步骤(3)所得的浒苔水解液中加入氢氧化钙中和至中性，室温静置；压滤除去固形物，得富含葡萄糖和木糖的水解液；(5)将步骤(4)所得的水解液，接入5％的休哈塔假丝酵母30℃发酵1～5天；(6)发酵液蒸馏得到生物乙醇。本发明利用浒苔作为乙醇发酵的原料，结合浒苔的特点，不需经过酶解，水解液可直接用于生物乙醇发酵。

Description

一种以浒苔为原料制取生物乙醇的方法
技术领域
本发明涉及能源领域，具体是涉及一种制取生物乙醇的方法，更具体是一种以浒苔为原料制取生物乙醇的方法。
背景技术
目前，人类社会面临能源与环境的双重巨大压力，积极开发利用以生物质为原料的生物乙醇正成为缓解这一压力的一种方法。目前，生产燃料乙醇主要以谷物、薯类和糖蜜等为原料，存在与人类争粮争地的问题。秸秆、海藻等生物质原料制取生物乙醇不存在与人争粮争地的问题，具有广阔的发展前景，是缓解石化能源危机的一条可行性途径。
海洋的面积广大，约占了地球表面积的70％，蕴含了丰富的生物资源。其中的海藻资源具有巨大的生物量。现在，对海藻的利用主要是其药用和食用价值，而以海藻作为能源资源的报道还较少。
2008年，青岛爆发的浒苔藻华，显示了绿藻巨大的生长力和生物量。浒苔藻体柔软，由单层细胞构成，较陆地生物质更易于被酸、碱和酶消化，且生物量可观，浒苔(干基)含有50％以上的多糖和10％左右的纤维素。浒苔巨大的生物量和以多糖为主要成分的特点，使其有别于其他生产燃料乙醇的材料，将显示其巨大的能源资源化方面的潜在价值。
发明内容
本发明的目的是为了高值化的利用浒苔，使其能够变废为宝，解决环境污染的问题。本发明提供了一种利用浒苔酸解液生产生物乙醇的方法，该方法简便有效。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括以下步骤：
(1)用水对浒苔进行漂洗，除去盐分和泥沙等杂质；
(2)对步骤(1)所得的浒苔进行粉碎处理，粉碎至粒径为0.5～2mm；
(3)将步骤(2)所得的浒苔投入到酸解装置中，料液比为1∶20-1∶5，加入酸，至酸浓度为0.5％-2.5％(w/w)，反应釜中110℃-150℃水解20min-100min；
(4)将步骤(3)所得的浒苔水解液中加入氢氧化钙中和至中性，室温静置，压滤除去固形物，得富含葡萄糖和木糖的水解液；
(5)将步骤(4)所得的水解液中添加至终浓度(w/w)为0.1％的硫酸铵，0.2％的硫酸氢二钾，0.1％的硫酸镁，0.3％的酵母粉，接入5％的休哈塔假丝酵母30℃发酵1～5天；
(6)发酵液蒸馏得到生物乙醇。
所述的浒苔为缘管浒苔、扁浒苔、条浒苔、肠浒苔的一种或几种。
步骤(2)中，浒苔加适量水，用高速组织粉碎机处理3～5分钟，使浒苔粒径达到0.5～2mm。
步骤(3)中所述的酸为硫酸、盐酸、磷酸和马来酸中的一种。
本发明的优点：本发明充分实现了浒苔这一近两年来泛滥成灾的海藻的资源化利用，将构成环境灾害的浒苔转化为生物质能源资源。浒苔经过简单的高温高压酸解产生大量可用于生物乙醇发酵的葡萄糖和木糖，水解液经过中和以后，接入酵母进行酒精发酵，可产生生物乙醇，其工艺简便，操作简单，不仅改善了海洋环境，而且还创造了经济价值。浒苔的大规模生长可以吸收海洋水体中的过量营养元素，可以减少和防止海洋赤潮的发生，而本发明可以充分利用浒苔生物质，防止浒苔在海水中聚集发臭，引起海洋水体的再次污染和海洋景观的破坏。
具体实施方式
实施例1
(1)用水对浒苔进行漂洗，除去盐分和泥沙等杂质；
(2)对步骤(1)所得的浒苔进行粉碎处理，粉碎至粒径为0.5～2mm
(3)将步骤(2)所得的浒苔1000克(干重)投入到酸解装置中，料液比为1∶20，加入硫酸，至酸浓度为1.8％(w/w)，反应釜中121℃水解60min；
(4)将步骤(3)所得的浒苔水解液中加入氢氧化钙中和至中性，室温静置；压滤除去固形物，得富含葡萄糖和木糖的水解液，共产生葡萄糖和木糖230克；(5)将步骤(4)所得的水解液中添加至终浓度(w/w)为0.1％的硫酸铵，0.2％的硫酸氢二钾，0.1％的硫酸镁，0.3％的酵母粉，接入5％的休哈塔假丝酵母30℃发酵3天；
(6)发酵液蒸馏得到生物乙醇52克。
实施例2
(1)用水对浒苔进行漂洗，除去盐分和泥沙等杂质；
(2)对步骤(1)所得的浒苔进行粉碎处理，粉碎至粒径为0.5～2mm；
(3)将步骤(2)所得的浒苔1000克(干重)投入到酸解装置中，料液比为1∶5，加入硫酸，至酸浓度为2.0％(w/w)，反应釜中121℃水解60min；
(4)将步骤(3)所得的浒苔水解液中加入氢氧化钙中和至中性，室温静置；压滤除去固形物，得富含葡萄糖和木糖的水解液，共产生葡萄糖和木糖220克；
(5)将步骤(4)所得的水解液中添加至终浓度(w/w)为0.1％的硫酸铵，0.2％的硫酸氢二钾，0.1％的硫酸镁，0.3％的酵母粉，接入5％的休哈塔假丝酵母30℃发酵3天；
(6)发酵液蒸馏得到生物乙醇41克。
实施例3
(1)用水对浒苔进行漂洗，除去盐分和泥沙等杂质；
(2)对步骤(1)所得的浒苔进行粉碎处理，粉碎至粒径为0.5～2mm；
(3)将步骤(2)所得的浒苔1000克(干重)投入到酸解装置中，料液比为1∶10，加入盐酸，至酸浓度为1.4％(w/w)，反应釜中121℃水解40min；
(4)将步骤(3)所得的浒苔水解液中加入氢氧化钙中和至中性，室温静置；压滤除去固形物，得富含葡萄糖和木糖的水解液，共产生葡萄糖和木糖200克；
(5)将步骤(4)所得的水解液中添加至终浓度(w/w)为0.1％的硫酸铵，0.2％的硫酸氢二钾，0.1％的硫酸镁，0.3％的酵母粉，接入5％的休哈塔假丝酵母30℃发酵3天；
(6)发酵液蒸馏得到生物乙醇45克。
实施例4
(1)用水对浒苔进行漂洗，除去盐分和泥沙等杂质；
(2)对步骤(1)所得的浒苔进行粉碎处理，粉碎至粒径为0.5～2mm；
(3)将步骤(2)所得的浒苔1000克(干重)投入到酸解装置中，料液比为1∶15，加入磷酸，至酸浓度为1.6％(w/w)，反应釜中121℃水解80min；
(4)将步骤(3)所得的浒苔水解液中加入氢氧化钙中和至中性，室温静置；压滤除去固形物，得富含葡萄糖和木糖的水解液，共产生葡萄糖和木糖150克；
(5)将步骤(4)所得的水解液中添加至终浓度(w/w)为0.1％的硫酸铵，0.2％的硫酸氢二钾，0.1％的硫酸镁，0.3％的酵母粉，接入5％的休哈塔假丝酵母30℃发酵3天；
(6)发酵液蒸馏得到生物乙醇28克。
实施例5
(1)用水对浒苔进行漂洗，除去盐分和泥沙等杂质；
(2)对步骤(1)所得的浒苔进行粉碎处理，粉碎至粒径为0.5～2mm；
(3)将步骤(2)所得的浒苔1000克(干重)投入到酸解装置中，料液比为1∶10，加入马来酸，至酸浓度为2.5％(w/w)，反应釜中121℃水解90min；
(4)将步骤(3)所得的浒苔水解液中加入氢氧化钙中和至中性，室温静置；压滤除去固形物，得富含葡萄糖和木糖的水解液，共产生葡萄糖和木糖105克；
(5)将步骤(4)所得的水解液中添加至终浓度(w/w)为0.1％的硫酸铵，0.2％的硫酸氢二钾，0.1％的硫酸镁，0.3％的酵母粉，接入5％的休哈塔假丝酵母30℃发酵3天；
(6)发酵液蒸馏得到生物乙醇18克。

Claims (4)

1.一种以浒苔为原料制取生物乙醇的方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)用水对浒苔进行漂洗，除去盐分和泥沙等杂质；
(2)对步骤(1)所得的浒苔进行粉碎处理，粉碎至粒径为0.5～2mm；
(3)将步骤(2)所得的浒苔投入到酸解装置中，料液比为1∶20～1∶5，加入酸，至酸浓度为0.5％～2.5％(w/w)，反应釜中110℃～150℃水解20min～100min；
(4)将步骤(3)所得的浒苔水解液中加入氢氧化钙中和至中性，室温静置，压滤除去固形物，得富含葡萄糖和木糖的水解液；
(5)在步骤(4)所得的水解液中添加至终浓度(w/w)为0.1％的硫酸铵，0.2％的硫酸氢二钾，0.1％的硫酸镁，0.3％的酵母粉，接入5％的休哈塔假丝酵母，30℃发酵1～5天；
(6)发酵液蒸馏得到生物乙醇。
2.根据权利要求1所述的生产生物乙醇的方法，其特征是：所述的浒苔为缘管浒苔、扁浒苔、条浒苔、肠浒苔的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的生产生物乙醇的方法，其特征是：步骤(2)中，浒苔加适量水，用高速组织粉碎机处理3～5分钟，使浒苔粒径达到0.5～2mm。
4.根据权利要求1所述的生产生物乙醇的方法，其特征是：步骤(3)中所述的酸为硫酸、盐酸、磷酸和马来酸中的一种。 
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