CN102242158B - 一种以莲皮粉为原料同步糖化发酵生产乙醇的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种以莲皮粉为原料同步糖化发酵生产乙醇的方法：将磨皮莲子的莲皮粉过30～60目筛；按莲皮粉与水的质量份配比为1∶2.5～6，加水搅拌均匀，升温至50～70℃，按每克莲皮粉加入6～20U的α-淀粉酶，保持30～90min；冷却至30～35℃，按每克莲皮粉加入100～300U的糖化酶和每千克莲皮粉加入1～10克活化后的酵母，在30～35℃条件下发酵2～5天；蒸馏收集乙醇。本发明具有如下的特点和优点：1.本发明将莲皮粉作为乙醇的生产原料，解决了莲皮粉利用水平和利用率不高，附加值低以及可能污染环境的问题。2.采用本发明方法生产的乙醇产率为60～85％，生产效率高，成本低。3.在发酵过程中省略了糖化工序，简化了操作工序，缩短了发酵周期；同时降低了高浓度糖底物对酵母菌的抑制作用，因而提高了乙醇产率和发酵效率。4.本发明采用低温蒸煮工艺，使原料预处理能量消耗降低，水分含量较低，从而使发酵液中乙醇浓度提高，降低了用于蒸馏的能量消耗。

Description

一种以莲皮粉为原料同步糖化发酵生产乙醇的方法
所属技术领域
本发明涉及一种乙醇的生产方法。
背景技术
能源是经济社会的血液。随着我国经济的不断发展，对能源的需求不断增加。传统的煤、石油和天然气等化石能源日趋枯竭，能源安全问题日益突出。同时伴随着能源消耗的不断增加，化石能源对环境污染和全球气候的影响日趋严重。因此，对各种新能源尤其是可再生能源及清洁能源的需求非常紧迫。
乙醇是一种清洁的可再生能源，在生产和使用中不增加温室气体的排放。它不仅可直接用作燃料，而且还可广泛应用于电力、医疗、化工等领域。作为新的替代能源，燃料乙醇是全世界目前解决“能源危机”最有效的途径之一。它的研究和应用被许多国家提到重要的战略地位。
目前，我国的燃料乙醇生产大多采用糖质或淀粉质原料经酿酒酵母进行发酵、提纯制成。这些原料主要来源于玉米、稻谷等粮食作物。这对我国本来就很紧张的粮食供给是一个很大的挑战。近年来，国家已经开始限制使用玉米淀粉作为发酵原料，因此多渠道开辟发酵原料的来源成为当务之急。
莲皮粉是磨皮莲子生产的副产物。磨皮莲子的生产是将新采收来的莲子去壳后烘干，烘干后的莲子用磨皮机磨去皮而制成的。在磨皮莲子的生产过程中，会产生相当数量的莲皮粉。据我们测定，产生的莲皮粉中淀粉含量高达40-50％。这些莲皮粉通常被用作饲料或直接丢弃，利用水平和利用率不高，附加值较低。若直接丢弃还容易污染环境。我国是莲子的主产国，全国年产莲子近20万吨，按每吨莲子产生0.1吨莲皮粉计，全国预计产生约2万吨的莲皮粉。因此，寻求莲皮粉的新的利用途径具有重要的经济价值和社会意义。
传统的以淀粉质原料生产乙醇的方法都是先糖化后发酵，增加了高浓度糖底物对酵母菌的抑制作用，因而发酵效率和乙醇产率均较低、产品成本高；同时操作复杂、发酵周期长，能耗高、生产效率低。
发明内容
本发明的目的是提供一种以磨皮莲子生产的副产物-莲皮粉为原料同步糖化发酵生产乙醇的方法。
本发明的技术方案是，一种以莲皮粉为原料同步糖化发酵生产乙醇的方法：将磨皮莲子莲皮粉过30～60目筛；按莲皮粉与水的质量份配比为1∶2.5～6，加水搅拌均匀，升温至50～70℃，按每克莲皮粉加入6～20U的α-淀粉酶，保持30～90min；冷却至30～35℃，按每克莲皮粉加入100～300U的糖化酶和每千克莲皮粉加入1～10克活化后的酵母，在30～35℃条件下发酵2～5天；蒸馏收集乙醇。
所用酵母为耐高温酿酒活性干酵母。
本发明具有如下的特点和优点：1、本发明将莲皮粉作为乙醇的生产原料，解决了莲皮粉利用水平和利用率不高，附加值低以及可能污染环境的问题：利用莲皮粉为原料，将其发酵转化成高附加值的乙醇具有重要的应用价值。可以在一定程度上缓解国家石油短缺、粮食危机以及环境污染等问题，为莲皮粉资源的合理以及高效利用、开发可再生新能源提供一条新途径。同时可以延长莲子产品加工的产业链条，实现多级转化增值，达到增加农业整体效益的目的，具有显著的经济效益和社会效益。2、本发明的生产方法以磨皮莲子生产的副产物——莲皮粉为主要原料来生产乙醇，在于利用了该原料中淀粉含量较高的特点，利用淀粉转化成的糖来生产乙醇，采用本发明方法生产的乙醇的产率为60～80％，生产效率高，成本低。3、本发明采用同步糖化发酵生产乙醇，在发酵过程中省略了糖化工序，简化了操作工序，缩短了发酵周期；同时降低了高浓度糖底物对酵母菌的抑制作用，因而提高了乙醇产率和发酵效率。另外，糖化和发酵同时进行，可使发酵液中葡萄糖浓度始终保持在较低水平，从而使杂菌不易繁殖，有利于防止杂菌污染。4、本发明采用低温蒸煮工艺(50～70℃)，使原料预处理能量消耗降低，水分含量较低，从而使发酵液中乙醇浓度提高，降低了用于蒸馏的能量消耗。
实施例
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
实施例1：将从磨皮莲子生产厂收集起来的莲皮粉过30目筛；在莲皮粉中加入水并拌匀，莲皮粉：水的重量比例为1∶2.5，升温至70℃，加入耐高温α-淀粉酶，用量为10U/g莲皮粉，保持60min；将蒸煮后的莲皮粉物料冷却至35℃，按200U/g莲皮粉加入糖化酶，按10g/kg莲皮粉加入活化酵母，35℃下发酵3天；蒸馏收集发酵产生的乙醇。乙醇产量为146.5g/kg莲皮粉，淀粉利用率为63.8％。
实施例2：将从磨皮莲子生产厂收集起来的莲皮粉过30目筛；在莲皮粉中加入自来水并拌匀，莲皮粉：水的重量比例为1∶2.5，升温至55℃，加入耐高温α-淀粉酶，用量为10U/g莲皮粉，保持60min；将蒸煮后的莲皮粉物料冷却至30℃，按200U/g莲皮粉加入糖化酶，按2g/kg莲皮粉加入活化酵母，发酵2天；蒸馏收集发酵产生的乙醇。乙醇产量为163g/kg莲皮粉，淀粉利用率为70％。
实施例3：将从磨皮莲子生产厂收集起来的莲皮粉过30目筛；在莲皮粉中加入自来水并拌匀，莲皮粉：水的重量比例为1∶6，升温至55℃，加入耐高温α-淀粉酶，用量为20U/g莲皮粉，保持90min；将蒸煮后的莲皮粉物料冷却至35℃，按300U/g莲皮粉加入糖化酶，按2g/kg莲皮粉加入活化酵母，发酵2天；蒸馏收集发酵产生的乙醇。乙醇产量为192.5g/kg莲皮粉，淀粉利用率为80.7％。
实施例4：将从磨皮莲子生产厂收集起来的莲皮粉过30目筛；在莲皮粉中加入自来水并拌匀，莲皮粉∶水的重量比例为1∶2.5，升温至55℃，加入耐高温α-淀粉酶，用量为20U/g莲皮粉，保持90min；将蒸煮后的莲皮粉物料冷却至30℃，按300U/g莲皮粉加入糖化酶，按10g/kg莲皮粉加入活化酵母，发酵3天；蒸馏收集发酵产生的乙醇。乙醇产量为175g/kg莲皮粉，淀粉利用率为74.3％。
实施例5：将从磨皮莲子生产厂收集起来的莲皮粉过30目筛；在莲皮粉中加入自来水并拌匀，莲皮粉∶水的重量比例为1∶6，升温至55℃，加入耐高温α-淀粉酶，用量为20U/g莲皮粉，保持90min；将蒸煮后的莲皮粉物料冷却至35℃，按200U/g莲皮粉加入糖化酶，按10g/kg莲皮粉加入活化酵母，发酵2天；蒸馏收集发酵产生的乙醇。乙醇产量为171g/kg莲皮粉，淀粉利用率为72.8％。
实施例6：将从磨皮莲子生产厂收集起来的莲皮粉过60目筛；在莲皮粉中加入自来水并拌匀，莲皮粉∶水的重量比例为1∶6，升温至55℃，加入耐高温α-淀粉酶，用量为10U/g莲皮粉，保持90min；将蒸煮后的莲皮粉物料冷却至30℃，按300U/g莲皮粉加入糖化酶，按2g/kg莲皮粉加入活化酵母，发酵3天；蒸馏收集发酵产生的乙醇。乙醇产量为185.5g/kg莲皮粉，淀粉利用率为79.6％。

Claims (2)

1.一种以莲皮粉为原料同步糖化发酵生产乙醇的方法，其特征在于：将磨皮莲子的莲皮粉过30～60目筛；按莲皮粉与水的质量份配比为1∶2.5～6，加水搅拌均匀，升温至50～70℃，按每克莲皮粉加入6～20U的耐高温α-淀粉酶，保持30～90min；冷却至30～35℃，按每克莲皮粉加入100～300U的糖化酶和每千克莲皮粉加入1～10克活化后的酵母，在30～35℃条件下发酵2～5天；蒸馏收集乙醇。
2.根据权利要求1所述的一种以莲皮粉为原料同步糖化发酵生产乙醇的方法，其特征在于：所用酵母为耐高温酿酒活性干酵母。
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