CN103484504A - 以木薯为原料发酵制备乙醇的方法 - Google Patents

以木薯为原料发酵制备乙醇的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103484504A
CN103484504A CN201310461955.2A CN201310461955A CN103484504A CN 103484504 A CN103484504 A CN 103484504A CN 201310461955 A CN201310461955 A CN 201310461955A CN 103484504 A CN103484504 A CN 103484504A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cassava
fermentation
yeast
ethanol
liquefaction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201310461955.2A
Other languages
English (en)
Inventor
徐大鹏
冯英
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN201310461955.2A priority Critical patent/CN103484504A/zh
Publication of CN103484504A publication Critical patent/CN103484504A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel

Landscapes

  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

本发明公开了以木薯为原料发酵制备乙醇的方法，包括木薯液化、糖化、固定化酵母发酵、蒸馏提取乙醇的步骤，所述固定化酵母发酵是向糖化醪中接种经固定化的酵母菌，其用量以酵母菌计，为木薯重量的0.5‰～1‰，在38～40℃下发酵9～11h，收集流出液。本发明将活性酵母高密集包埋于于载体中，并不断增殖，形成高密度的生物催化剂，从而具有发酵速度快，产酒率高，抗杂菌能力较强等优点。

Description

以木薯为原料发酵制备乙醇的方法
技术领域
本发明涉及一种制备乙醇的方法，具体涉及以木薯为原料发酵制备乙醇的方法。
背景技术
木薯是热带和亚热带广泛种植的粮食和经济作物，适应性很强，耐旱、耐贫瘠、耐水，对土质要求不高，在各种土壤中都能生长。木薯淀粉含量较高，木薯的块根淀粉含量达25～30%，木薯干淀粉含量达70%左右，被誉为“淀粉之王”，是很有前途的酒精生产原料。以木薯为原料生产燃料酒精可以加速国家摆脱石油危机、减少环境污染，具有很大的战略意义和社会效益。
目前木薯酒精发酵工艺一般分为间歇发酵和连续发酵。间歇发酵是将制备好的糖化醪加到发酵罐中，然后接种一定量的酵母，经过规定的发酵时间后，放出成熟醪液，接着又以同样的操作进行下一批发酵。这种方法是利用悬浮状态的酵母菌，发酵周期较长，因而发酵罐单位容积生产的酒精的效率低。由于间歇发酵的全过程是在同一个发酵罐中进行，一方面是由于发酵初期高的葡萄糖浓度对酵母发酵产生抑制，另一方面是该工艺也存在后糖化过程，酵母自身不能利用淀粉，发酵结束除了取决于酵母利用葡萄糖的速度，还取决于发酵后期糖化酶的后糖化速度。该工艺，糖化后高的葡萄糖对糖化酶的抑制使其活性下降较快，造成后糖化作用弱，发酵时间延长。连续发酵是一个开放系统，通过连续刘佳新鲜培养基并以同样的流速排出发酵液的酒精发酵方法。连续发酵生产酒精，使设备始终处于发酵运行状态，极大的减少了发酵辅助时间，同时，连续发酵排除了微生物繁殖中的迟滞期，醪液进入发酵罐后即进入主发酵期，因此大大提高了设备利用率和酒精产率，同时缩短了发酵周期。但连续发酵过程中，酵母会随着醪液流出，造成酵母浓度迅速降低，发酵速度变慢。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种以木薯为原料制备乙醇的方法，该方法能将酵母一直停留在发酵罐中，保持较高的反应速度，缩短发酵周期，提高乙醇产率。
本发明提供的技术方案是以木薯为原料发酵制备乙醇的方法，包括木薯液化、糖化、发酵、蒸馏提取乙醇的步骤，所述木薯液化是将木薯粉碎后加水搅匀，按照5～10U/g木薯的比例添加淀粉酶，在96～98℃下液化20～30min，得到液化浆液；
所述糖化是将木薯液化得到的浆液真空降温至58～62℃，采用注射方式加入硫酸调节pH4.5～5.0，再按照150～200U/g木薯的比例往木薯液化浆液中加入糖化酶保温糖化40～50min，得到糖化醪。
在木薯液化步骤中，将木薯粉碎至粒度为1.2～1.5mm的细粉，水的加入量为木薯重量的2.5～3.0倍。
所述固定化酵母发酵是向糖化醪中接种经固定化的酵母菌，其用量以酵母菌计，为木薯重量的0.5‰～1‰，在38～40℃下发酵9～11h，收集流出液，即为发酵成熟醪液。
所述酵母菌的固定化方法为：将活化酵母与2w%的海藻酸钠溶液混匀后用注射器逐滴滴加到2w%的氯化钙溶液中，反应2h形成海藻酸钙凝胶颗粒；再将海藻酸钙凝胶颗粒水洗后移入到2w%的氯化钙溶液中，在4℃下平衡12h，用蒸馏水洗涤3次后，移入到1w%的硫酸铝溶液中，在4℃下交换12h，得到海藻酸铝凝胶颗粒。
所述蒸馏是蒸馏成熟醪液，即为乙醇。
本发明是是将活酵母高密集包埋于载体中，并不断增殖，形成高密度的生物催化剂，从而具有发酵速度快，产酒率高，抗杂菌能力较强等优点。本发明所选择的高分子载体为海藻酸铝，具有价格便宜，制备简单，安全无毒、扩散系数大，机械强度好，固定化条件温和等优点，同时具有很强的耐盐能力，尤其是耐磷酸盐的能力，选用海藻酸铝合凝胶固定化酵母菌能明显延长固定化酵母的使用寿命，降低生产成本。
具体实施方式
以下具体实施例对本发明作进一步阐述，但不作为对本发明的限定。
实施例1
1）木薯粉碎至粒度为1.2mm的细粉后加水搅匀，水的加入量为木薯重量的2.5倍，按照5U/g木薯的比例添加淀粉酶，在96℃下液化20min，得到液化浆液；
2）将木薯液化得到的浆液真空降温至58℃，采用注射方式加入硫酸调节pH4.5，再按照150U/g木薯的比例往木薯液化浆液中加入糖化酶保温糖化40min，得到糖化醪；
3）将活化酵母与2w%的海藻酸钠溶液混匀后用注射器逐滴滴加到2w%的氯化钙溶液中，反应2h形成海藻酸钙凝胶颗粒；再将海藻酸钙凝胶颗粒水洗后移入到2w%的氯化钙溶液中，在4℃下平衡12h，用蒸馏水洗涤3次后，移入到1w%的硫酸铝溶液中，在4℃下交换12h，得到海藻酸铝凝胶颗粒；
4）向糖化醪中接种海藻酸铝凝胶颗粒，其用量以酵母菌计，为木薯重量的0.5‰，在38℃下发酵9h，收集流出液，即为发酵成熟醪液；测定成熟醪液中乙醇含量为18.7%。
5）蒸馏成熟醪液，即得乙醇。
实施例2
1）木薯粉碎至粒度为1.5mm的细粉后加水搅匀，水的加入量为木薯重量的3.0倍，按照10U/g木薯的比例添加淀粉酶，在98℃下液化30min，得到液化浆液；
2）将木薯液化得到的浆液真空降温至62℃，采用注射方式加入硫酸调节pH5.0，再按照150～200U/g木薯的比例往木薯液化浆液中加入糖化酶保温糖化50min，得到糖化醪；
3）将活化酵母与2w%的海藻酸钠溶液混匀后用注射器逐滴滴加到2w%的氯化钙溶液中，反应2h形成海藻酸钙凝胶颗粒；再将海藻酸钙凝胶颗粒水洗后移入到2w%的氯化钙溶液中，在4℃下平衡12h，用蒸馏水洗涤3次后，移入到1w%的硫酸铝溶液中，在4℃下交换12h，得到海藻酸铝凝胶颗粒；
4）向糖化醪中接种海藻酸铝凝胶颗粒，其用量以酵母菌计，为木薯重量的1‰，在40℃下发酵11h，收集流出液，即为发酵成熟醪液；测定成熟醪液中乙醇含量为19.3%。
5）蒸馏成熟醪液，即得乙醇。
实施例3
1）木薯粉碎至粒度为1.4mm的细粉后加水搅匀，水的加入量为木薯重量的2.8倍，按照8U/g木薯的比例添加淀粉酶，在97℃下液化25min，得到液化浆液；
2）将木薯液化得到的浆液真空降温至60℃，采用注射方式加入硫酸调节pH4.7，再按照185U/g木薯的比例往木薯液化浆液中加入糖化酶保温糖化46min，得到糖化醪；
3）将活化酵母与2w%的海藻酸钠溶液混匀后用注射器逐滴滴加到2w%的氯化钙溶液中，反应2h形成海藻酸钙凝胶颗粒；再将海藻酸钙凝胶颗粒水洗后移入到2w%的氯化钙溶液中，在4℃下平衡12h，用蒸馏水洗涤3次后，移入到1w%的硫酸铝溶液中，在4℃下交换12h，得到海藻酸铝凝胶颗粒；
4）向糖化醪中接种海藻酸铝凝胶颗粒，其用量以酵母菌计，为木薯重量的0.75‰，在39℃下发酵10.5h，收集流出液，即为发酵成熟醪液；测定成熟醪液中乙醇含量为19.6%。
5）蒸馏成熟醪液，即得乙醇。
实施例4
1）木薯粉碎至粒度为1.2mm的细粉后加水搅匀，水的加入量为木薯重量的3.0倍，按照5U/g木薯的比例添加淀粉酶，在98℃下液化20min，得到液化浆液；
2）将木薯液化得到的浆液真空降温至62℃，采用注射方式加入硫酸调节pH4.5，再按照200U/g木薯的比例往木薯液化浆液中加入糖化酶保温糖化40min，得到糖化醪；
3）将活化酵母与2w%的海藻酸钠溶液混匀后用注射器逐滴滴加到2w%的氯化钙溶液中，反应2h形成海藻酸钙凝胶颗粒；再将海藻酸钙凝胶颗粒水洗后移入到2w%的氯化钙溶液中，在4℃下平衡12h，用蒸馏水洗涤3次后，移入到1w%的硫酸铝溶液中，在4℃下交换12h，得到海藻酸铝凝胶颗粒；
4）向糖化醪中接种海藻酸铝凝胶颗粒，其用量以酵母菌计，为木薯重量的1‰，在38℃下发酵11h，收集流出液，即为发酵成熟醪液；测定成熟醪液中乙醇含量为18.9%。
5）蒸馏成熟醪液，即得乙醇。

Claims (4)

1.以木薯为原料发酵制备乙醇的方法，包括木薯液化、糖化、固定化酵母发酵、蒸馏提取乙醇的步骤，其特征在于：所述木薯液化是将木薯粉碎后加水搅匀，按照5～10U/g木薯的比例添加淀粉酶，在96～98℃下液化20～30min，得到液化浆液；
所述糖化是将木薯液化得到的浆液真空降温至58～62℃，采用注射方式加入硫酸调节pH4.5～5.0，再按照150～200U/g木薯的比例往木薯液化浆液中加入糖化酶保温糖化40～50min，得到糖化醪；
所述固定化酵母发酵是向糖化醪中接种经固定化的酵母菌，其用量以酵母菌计，为木薯重量的0.5‰～1‰，在38～40℃下发酵9～11h，收集流出液。
2.根据权利要求1所述的以木薯为原料发酵制备乙醇的方法，其特征在于：水的加入量为木薯重量的2.5～3.0倍。
3.根据权利要求1所述的以木薯为原料发酵制备乙醇的方法，其特征在于：所述粉碎是将木薯粉碎至粒度为1.2～1.5mm的细粉。
4.根据权利要求1所述的以木薯为原料发酵制备乙醇的方法，其特征在于：所述酵母菌的固定化方法为：将活化酵母与2w%的海藻酸钠溶液混匀后用注射器逐滴滴加到2w%的氯化钙溶液中，反应2h形成海藻酸钙凝胶颗粒；再将海藻酸钙凝胶颗粒水洗后移入到2w%的氯化钙溶液中，在4℃下平衡12h，用蒸馏水洗涤3次后，移入到1w%的硫酸铝溶液中，在4℃下交换12h，得到海藻酸铝凝胶颗粒。
CN201310461955.2A 2013-09-30 2013-09-30 以木薯为原料发酵制备乙醇的方法 Pending CN103484504A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310461955.2A CN103484504A (zh) 2013-09-30 2013-09-30 以木薯为原料发酵制备乙醇的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310461955.2A CN103484504A (zh) 2013-09-30 2013-09-30 以木薯为原料发酵制备乙醇的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103484504A true CN103484504A (zh) 2014-01-01

Family

ID=49825096

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310461955.2A Pending CN103484504A (zh) 2013-09-30 2013-09-30 以木薯为原料发酵制备乙醇的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103484504A (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103829042A (zh) * 2014-03-26 2014-06-04 广西新天德能源有限公司 一种多维活性木薯蛋白饲料的生产方法
CN104086369A (zh) * 2014-06-18 2014-10-08 华南理工大学 木薯渣氢解制备低级醇的方法
CN105420286A (zh) * 2015-11-24 2016-03-23 广西罗城科潮基业科技发展有限公司 一种酒精生产方法
CN105647977A (zh) * 2014-11-10 2016-06-08 中国石油天然气股份有限公司 一种固定化糖化酶及酵母同步糖化发酵木薯生产乙醇的方法
CN110484573A (zh) * 2019-08-16 2019-11-22 江苏花厅生物科技有限公司 以木薯粉为原料制备乙醇的方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR910009161B1 (ko) * 1987-07-07 1991-10-31 한국과학 기술원 동시당화 및 발효공정에 의한 에탄올의 제조방법
CN101676395A (zh) * 2008-09-19 2010-03-24 中粮集团有限公司 采用薯类原料制备乙醇的方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR910009161B1 (ko) * 1987-07-07 1991-10-31 한국과학 기술원 동시당화 및 발효공정에 의한 에탄올의 제조방법
CN101676395A (zh) * 2008-09-19 2010-03-24 中粮集团有限公司 采用薯类原料制备乙醇的方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
徐大鹏等: "木薯半连续同步糖化发酵乙醇", 《中国酿造》 *
田小光等: "海藻酸铝固定化酵母生产高浓度酒精的研究", 《微生物学通报》 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103829042A (zh) * 2014-03-26 2014-06-04 广西新天德能源有限公司 一种多维活性木薯蛋白饲料的生产方法
CN103829042B (zh) * 2014-03-26 2016-05-25 广西新天德能源有限公司 一种多维活性木薯蛋白饲料的生产方法
CN104086369A (zh) * 2014-06-18 2014-10-08 华南理工大学 木薯渣氢解制备低级醇的方法
CN105647977A (zh) * 2014-11-10 2016-06-08 中国石油天然气股份有限公司 一种固定化糖化酶及酵母同步糖化发酵木薯生产乙醇的方法
CN105420286A (zh) * 2015-11-24 2016-03-23 广西罗城科潮基业科技发展有限公司 一种酒精生产方法
CN110484573A (zh) * 2019-08-16 2019-11-22 江苏花厅生物科技有限公司 以木薯粉为原料制备乙醇的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Liu et al. Refining bioethanol from stalk juice of sweet sorghum by immobilized yeast fermentation
Brethauer et al. Continuous hydrolysis and fermentation for cellulosic ethanol production
Liu et al. Impacts of main factors on bioethanol fermentation from stalk juice of sweet sorghum by immobilized Saccharomyces cerevisiae (CICC 1308)
Cai et al. Acetone–butanol–ethanol (ABE) fermentation integrated with simplified gas stripping using sweet sorghum bagasse as immobilized carrier
Ylitervo et al. Ethanol production at elevated temperatures using encapsulation of yeast
CN103865958B (zh) 一种采用固定化酵母细胞连续发酵生产乙醇的方法
CN102676589B (zh) 一种发酵偶联气提的生产和分离纯化丁醇的方法
CN103484504A (zh) 以木薯为原料发酵制备乙醇的方法
Amin et al. Determination of by-products formed during the ethanolic fermentation, using batch and immobilized cell systems of Zymomonas mobilis and Saccharomyces bayanus
MX2014000665A (es) Proceso de produccion de celulasas para hongo filamentoso adaptado a fermentador que tiene un coeficiente reducido de transferencia volumetrica del oxigeno.
Mathew et al. Comparison of entrapment and biofilm mode of immobilisation for bioethanol production from oilseed rape straw using Saccharomyces cerevisiae cells
CN102367437A (zh) 一种重组大肠杆菌发酵生产果胶酶的方法
CN109097417A (zh) 提高木质纤维素糖化效率的全菌糖化方法
CN105524850B (zh) 酵母菌株的扩培方法以及生产乙醇的方法
CN103789349A (zh) 利用非离子表面活性剂提高甘蔗渣微生物转化率的方法
CN103627740A (zh) 一种微生物细胞转化法生产2-酮基-d-葡萄糖酸的方法
CN101565721A (zh) 一种利用淀粉类原料生产2,3-丁二醇的方法
Liu et al. Bioethanol production from potato starch by a novel vertical mass-flow type bioreactor with a co-cultured-cell strategy
CN112063532B (zh) 林生地霉及其制备(s)-1-(2-三氟甲基苯基)乙醇的应用
CN103184243A (zh) 一种木糖醇的发酵生产方法
CN106893683B (zh) 一种扩培酵母菌的方法及其应用和发酵乙醇的方法
CN105219665A (zh) 一种低聚异麦芽糖的制造方法及其催化剂
CN104694585A (zh) 一种赤藓糖醇的生产方法
Zhao et al. Role of microbubbles coupling fibrous-bed bioreactor in butyric acid production by Clostridium tyrobutyricum using Brewer’s spent grain as feedstock
CN109988757A (zh) 一种表面固定化酵母半连续发酵制备乙醇的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C05 Deemed withdrawal (patent law before 1993)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20140101