專利名稱：一種以蓮皮粉為原料同步糖化發(fā)酵生產(chǎn)乙醇的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種乙醇的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
能源是經(jīng)濟(jì)社會的血液。隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對能源的需求不斷增加。傳統(tǒng)的煤、石油和天然氣等化石能源日趨枯竭，能源安全問題日益突出。同時伴隨著能源消耗的不斷增加，化石能源對環(huán)境污染和全球氣候的影響日趨嚴(yán)重。因此，對各種新能源尤其是可再生能源及清潔能源的需求非常緊迫。乙醇是一種清潔的可再生能源，在生產(chǎn)和使用中不增加溫室氣體的排放。它不僅可直接用作燃料，而且還可廣泛應(yīng)用于電力、醫(yī)療、化工等領(lǐng)域。作為新的替代能源，燃料乙醇是全世界目前解決“能源危機(jī)”最有效的途徑之一。它的研究和應(yīng)用被許多國家提到重要的戰(zhàn)略地位。目前，我國的燃料乙醇生產(chǎn)大多采用糖質(zhì)或淀粉質(zhì)原料經(jīng)釀酒酵母進(jìn)行發(fā)酵、提純制成。這些原料主要來源于玉米、稻谷等糧食作物。這對我國本來就很緊張的糧食供給是一個很大的挑戰(zhàn)。近年來，國家已經(jīng)開始限制使用玉米淀粉作為發(fā)酵原料，因此多渠道開辟發(fā)酵原料的來源成為當(dāng)務(wù)之急。蓮皮粉是磨皮蓮子生產(chǎn)的副產(chǎn)物。磨皮蓮子的生產(chǎn)是將新采收來的蓮子去殼后烘干，烘干后的蓮子用磨皮機(jī)磨去皮而制成的。在磨皮蓮子的生產(chǎn)過程中，會產(chǎn)生相當(dāng)數(shù)量的蓮皮粉。據(jù)我們測定，產(chǎn)生的蓮皮粉中淀粉含量高達(dá)40-50%。這些蓮皮粉通常被用作飼料或直接丟棄，利用水平和利用率不高，附加值較低。若直接丟棄還容易污染環(huán)境。我國是蓮子的主產(chǎn)國，全國年產(chǎn)蓮子近20萬噸，按每噸蓮子產(chǎn)生0. 1噸蓮皮粉計，全國預(yù)計產(chǎn)生約2 萬噸的蓮皮粉。因此，尋求蓮皮粉的新的利用途徑具有重要的經(jīng)濟(jì)價值和社會意義。傳統(tǒng)的以淀粉質(zhì)原料生產(chǎn)乙醇的方法都是先糖化后發(fā)酵，增加了高濃度糖底物對酵母菌的抑制作用，因而發(fā)酵效率和乙醇產(chǎn)率均較低、產(chǎn)品成本高；同時操作復(fù)雜、發(fā)酵周期長，能耗高、生產(chǎn)效率低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種以磨皮蓮子生產(chǎn)的副產(chǎn)物-蓮皮粉為原料同步糖化發(fā)酵生產(chǎn)乙醇的方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種以蓮皮粉為原料同步糖化發(fā)酵生產(chǎn)乙醇的方法將磨皮蓮子蓮皮粉過30 60目篩；按蓮皮粉與水的質(zhì)量份配比為1 2.5 6，加水?dāng)嚢杈鶆?，升溫?0 70°C，按每克蓮皮粉加入6 20U的α -淀粉酶，保持30 90min ；冷卻至 30 35°C，按每克蓮皮粉加入100 300U的糖化酶和每千克蓮皮粉加入1 10克活化后的酵母，在30 35°C條件下發(fā)酵2 5天；蒸餾收集乙醇。所用酵母為耐高溫釀酒活性干酵母。本發(fā)明具有如下的特點和優(yōu)點1、本發(fā)明將蓮皮粉作為乙醇的生產(chǎn)原料，解決了蓮皮粉利用水平和利用率不高，附加值低以及可能污染環(huán)境的問題利用蓮皮粉為原料，將其發(fā)酵轉(zhuǎn)化成高附加值的乙醇具有重要的應(yīng)用價值?？梢栽谝欢ǔ潭壬暇徑鈬沂投倘薄⒓Z食危機(jī)以及環(huán)境污染等問題，為蓮皮粉資源的合理以及高效利用、開發(fā)可再生新能源提供一條新途徑。同時可以延長蓮子產(chǎn)品加工的產(chǎn)業(yè)鏈條，實現(xiàn)多級轉(zhuǎn)化增值，達(dá)到增加農(nóng)業(yè)整體效益的目的，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。2、本發(fā)明的生產(chǎn)方法以磨皮蓮子生產(chǎn)的副產(chǎn)物——蓮皮粉為主要原料來生產(chǎn)乙醇，在于利用了該原料中淀粉含量較高的特點，利用淀粉轉(zhuǎn)化成的糖來生產(chǎn)乙醇，采用本發(fā)明方法生產(chǎn)的乙醇的產(chǎn)率為60 80%，生產(chǎn)效率高，成本低。3、本發(fā)明采用同步糖化發(fā)酵生產(chǎn)乙醇，在發(fā)酵過程中省略了糖化工序， 簡化了操作工序，縮短了發(fā)酵周期；同時降低了高濃度糖底物對酵母菌的抑制作用，因而提高了乙醇產(chǎn)率和發(fā)酵效率。另外，糖化和發(fā)酵同時進(jìn)行，可使發(fā)酵液中葡萄糖濃度始終保持在較低水平，從而使雜菌不易繁殖，有利于防止雜菌污染。4、本發(fā)明采用低溫蒸煮工藝 (50 70°C )，使原料預(yù)處理能量消耗降低，水分含量較低，從而使發(fā)酵液中乙醇濃度提高， 降低了用于蒸餾的能量消耗。
實施例下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。實施例1 將從磨皮蓮子生產(chǎn)廠收集起來的蓮皮粉過30目篩；在蓮皮粉中加入水并拌勻，蓮皮粉水的重量比例為1 2.5，升溫至70°C，加入耐高溫α-淀粉酶，用量為 10U/g蓮皮粉，保持60min ；將蒸煮后的蓮皮粉物料冷卻至35°C，按200U/g蓮皮粉加入糖化酶，按10g/kg蓮皮粉加入活化酵母，35°C下發(fā)酵3天；蒸餾收集發(fā)酵產(chǎn)生的乙醇。乙醇產(chǎn)量為146. 5g/kg蓮皮粉，淀粉利用率為63.8%。實施例2 將從磨皮蓮子生產(chǎn)廠收集起來的蓮皮粉過30目篩；在蓮皮粉中加入自來水并拌勻，蓮皮粉水的重量比例為1 2. 5，升溫至55°C，加入耐高溫α-淀粉酶，用量為10U/g蓮皮粉，保持60min;將蒸煮后的蓮皮粉物料冷卻至30°C，按200U/g蓮皮粉加入糖化酶，按2g/kg蓮皮粉加入活化酵母，發(fā)酵2天；蒸餾收集發(fā)酵產(chǎn)生的乙醇。乙醇產(chǎn)量為 163g/kg蓮皮粉，淀粉利用率為70%。實施例3 將從磨皮蓮子生產(chǎn)廠收集起來的蓮皮粉過30目篩；在蓮皮粉中加入自來水并拌勻，蓮皮粉水的重量比例為1 6，升溫至55°C，加入耐高溫α-淀粉酶，用量為20U/g蓮皮粉，保持90min ；將蒸煮后的蓮皮粉物料冷卻至35°C，按300U/g蓮皮粉加入糖化酶，按2g/kg蓮皮粉加入活化酵母，發(fā)酵2天；蒸餾收集發(fā)酵產(chǎn)生的乙醇。乙醇產(chǎn)量為 192. 5g/kg蓮皮粉，淀粉利用率為80. 7%。實施例4 將從磨皮蓮子生產(chǎn)廠收集起來的蓮皮粉過30目篩；在蓮皮粉中加入自來水并拌勻，蓮皮粉水的重量比例為1 2. 5，升溫至55°C，加入耐高溫α-淀粉酶，用量為20U/g蓮皮粉，保持90min ；將蒸煮后的蓮皮粉物料冷卻至30°C，按300U/g蓮皮粉加入糖化酶，按10g/kg蓮皮粉加入活化酵母，發(fā)酵3天；蒸餾收集發(fā)酵產(chǎn)生的乙醇。乙醇產(chǎn)量為 175g/kg蓮皮粉，淀粉利用率為74. 3%。實施例5 將從磨皮蓮子生產(chǎn)廠收集起來的蓮皮粉過30目篩；在蓮皮粉中加入自來水并拌勻，蓮皮粉水的重量比例為1 6，升溫至55°C，加入耐高溫α-淀粉酶，用量為20U/g蓮皮粉，保持90min ；將蒸煮后的蓮皮粉物料冷卻至35°C，按200U/g蓮皮粉加入糖化酶，按10g/kg蓮皮粉加入活化酵母，發(fā)酵2天；蒸餾收集發(fā)酵產(chǎn)生的乙醇。乙醇產(chǎn)量為 171g/kg蓮皮粉，淀粉利用率為72. 8%。 實施例6 將從磨皮蓮子生產(chǎn)廠收集起來的蓮皮粉過60目篩；在蓮皮粉中加入自來水并拌勻，蓮皮粉水的重量比例為1 6，升溫至55°C，加入耐高溫α-淀粉酶，用量為10U/g蓮皮粉，保持90min ；將蒸煮后的蓮皮粉物料冷卻至30°C，按300U/g蓮皮粉加入糖化酶，按2g/kg蓮皮粉加入活化酵母，發(fā)酵3天；蒸餾收集發(fā)酵產(chǎn)生的乙醇。乙醇產(chǎn)量為 185. 5g/kg蓮皮粉，淀粉利用率為79. 6%。
權(quán)利要求
1.一種以蓮皮粉為原料同步糖化發(fā)酵生產(chǎn)乙醇的方法其特征在于將磨皮蓮子的蓮皮粉過30 60目篩；按蓮皮粉與水的質(zhì)量份配比為1 2. 5 6，加水?dāng)嚢杈鶆?，升溫?50 70°C，按每克蓮皮粉加入6 20U的α -淀粉酶，保持30 90min ；冷卻至30 35°C， 按每克蓮皮粉加入100 300U的糖化酶和每千克蓮皮粉加入1 10克活化后的酵母，在 30 35°C條件下發(fā)酵2 5天；蒸餾收集乙醇。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以蓮皮粉為原料同步糖化發(fā)酵生產(chǎn)乙醇的方法其特征在于所用酵母為耐高溫釀酒活性干酵母。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種以蓮皮粉為原料同步糖化發(fā)酵生產(chǎn)乙醇的方法將磨皮蓮子的蓮皮粉過30～60目篩；按蓮皮粉與水的質(zhì)量份配比為1∶2.5～6，加水?dāng)嚢杈鶆颍郎刂?0～70℃，按每克蓮皮粉加入6～20U的α-淀粉酶，保持30～90min；冷卻至30～35℃，按每克蓮皮粉加入100～300U的糖化酶和每千克蓮皮粉加入1～10克活化后的酵母，在30～35℃條件下發(fā)酵2～5天；蒸餾收集乙醇。本發(fā)明具有如下的特點和優(yōu)點1、本發(fā)明將蓮皮粉作為乙醇的生產(chǎn)原料，解決了蓮皮粉利用水平和利用率不高，附加值低以及可能污染環(huán)境的問題。2、采用本發(fā)明方法生產(chǎn)的乙醇產(chǎn)率為60～85％，生產(chǎn)效率高，成本低。3、在發(fā)酵過程中省略了糖化工序，簡化了操作工序，縮短了發(fā)酵周期；同時降低了高濃度糖底物對酵母菌的抑制作用，因而提高了乙醇產(chǎn)率和發(fā)酵效率。4、本發(fā)明采用低溫蒸煮工藝，使原料預(yù)處理能量消耗降低，水分含量較低，從而使發(fā)酵液中乙醇濃度提高，降低了用于蒸餾的能量消耗。
文檔編號C12R1/865GK102242158SQ201110138219
公開日2011年11月16日 申請日期2011年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月26日
發(fā)明者馮波, 李嫦, 林爭鳴, 陶能國, 黃師榮 申請人:湘潭大學(xué)