一種玉米秸稈制作藥用乙醇的生產(chǎn)方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明屬于醫(yī)藥化工領域，具體涉及一種玉米秸桿制作藥用乙醇的生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，全國玉米種植面積高達2億畝，每年產(chǎn)生2億噸的玉米秸桿，除了少部分被利用外，大部分以堆積、焚燒等形式直接浸入環(huán)境，造成了極大地污染，同時也是一種資源浪費。如果將玉米秸桿經(jīng)過預處理后水解，其所含的纖維素和半纖維素可分解成糖，經(jīng)發(fā)酵可轉(zhuǎn)化為乙醇，總收率可達10%，熱轉(zhuǎn)化率達30%以上。因此，近年來玉米秸桿成為生物能源領域的研究熱點。
[0003]如今，用玉米生產(chǎn)乙醇的技術(shù)，一般采用先用玉米制成食用級酒精后，再經(jīng)深加工得藥用乙醇，或者用玉米配合其他物質(zhì)制作藥用乙醇，但少有只用玉米秸桿直接生產(chǎn)藥用乙醇的研究文獻及技術(shù)記載。其中，專利號為200610114240.X的《玉米秸桿制取酒精技術(shù)》公開了一種由玉米秸桿經(jīng)粉碎、整料、加安琪酵母、入池發(fā)酵、蒸餾生產(chǎn)出初級乙醇，該發(fā)明工藝簡單、操作易行，但產(chǎn)品經(jīng)過多次提取后，依舊達不到藥用級要求，并且廢棄物再利用率低，有二次污染的風險存在。
[0004]為此，本發(fā)明結(jié)合藥用乙醇生產(chǎn)技術(shù)和玉米秸桿深加工技術(shù)，為藥用乙醇的制備提供了一種新思路。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題，提供一種只用玉米秸桿直接生產(chǎn)藥用乙醇的方法，該法污染小，物料循環(huán)利用率高。
[0006]—種玉米秸桿制作藥用乙醇的生產(chǎn)方法，包括以下步驟:
[0007](1)將玉米秸桿進行切片、粉碎后，轉(zhuǎn)入擠壓機內(nèi)進行擠壓至出口物料溫度為(140±2)°C，加水、無機酸進行調(diào)節(jié)至物料pH為3-4，體積百分比濃度為30-70%，然后置于溫度為120_150°C條件下蒸煮20-50min，過濾，獲得濾液和濾渣；
[0008](2)在濾渣中加入纖維素酶和酵母進行固態(tài)發(fā)酵，所述固態(tài)發(fā)酵的溫度為30-40°C，時間為4-5天，獲得固體發(fā)酵物；
[0009](3)將固體發(fā)酵物置于加熱環(huán)境溫度為52_55°C條件下蒸餾后，獲得乙醇和固態(tài)廢渣；
[0010](4)將步驟(3)所得的乙醇和濾液經(jīng)發(fā)酵、蒸餾處理所得的乙醇混合后，依次經(jīng)二級、三級精餾后，再經(jīng)脫甲醇、除菌過濾工序，得藥用乙醇。
[0011]所述無機酸為硫酸或鹽酸之一。
[0012]所述固態(tài)發(fā)酵，各物質(zhì)的添加量配比為:濾渣lkg、纖維素酶50-80u/g、酵母3.8-4.5g/L0
[0013]所述步驟(3)所得的固態(tài)廢渣和濾液經(jīng)發(fā)酵、蒸餾處理所得的廢液混合后，經(jīng)產(chǎn)朊酵母菌的發(fā)酵處理后，送入鍋爐工段。
[0014]所述濾液的發(fā)酵、蒸餾處理方法為:在濾液中加入氨水或碳酸氫銨調(diào)節(jié)pH為3.8-4.5后，加入纖維素酶、糖化酶、酵母進行攪拌發(fā)酵10-30h后，再進行恒溫發(fā)酵30-40h，然后置于加熱環(huán)境溫度為52-55°C條件下蒸餾后，獲得乙醇和廢液。
[0015]所述發(fā)酵，各物質(zhì)的添加量配比為:濾液2kg、纖維素酶20_40u/g、糖化酶120-180u/g、酵母 4.5-5.5g/L。
[0016]所述攪拌發(fā)酵，其攪拌轉(zhuǎn)速為120-150r/min。
[0017]所述恒溫發(fā)酵，其溫度為30_34°C。
[0018]所述二級精餾的溫度為58_68°C。
[0019]所述三級精餾的溫度為70_75°C
[0020]本發(fā)明的有益效果
[0021]本發(fā)明以玉米秸桿為原料，實現(xiàn)了藥用乙醇的循環(huán)生產(chǎn)工藝，將玉米秸桿在剪切和擠壓的摩擦熱作用力下升高物料溫度后噴出，此刻物料的壓力突然降低、體積迅速膨脹，纖維素晶體結(jié)構(gòu)被破壞，從而為纖維素的酶解處理創(chuàng)造有利條件，該階段的生產(chǎn)過程連續(xù)，無需消耗蒸汽，且具有滅菌效果，降低了雜菌對發(fā)酵的影響，減少成品中的雜質(zhì)；結(jié)合糖化和發(fā)酵同步的方法，使得玉米秸桿的糖化能力得以提升，再配合溫度、pH的控制，提高了發(fā)酵效率，又由于糖化-發(fā)酵體系中富含蛋白質(zhì)，因此減少了氮素的添加，進一步，提高了發(fā)酵后乙醇的最終濃度，減少了后續(xù)提純的成本，再配合蒸餾、精餾技術(shù)，減少了乙醇和水形成的共沸物，進一步提高了乙醇濃度，通過成本計算，本發(fā)明減少了生產(chǎn)成本約30%，節(jié)約蒸汽約25 %。
【附圖說明】
[0022]圖1表示玉米秸桿制作藥用乙醇的生產(chǎn)流程圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合具體的實施方式來對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的限定，但要求保護的范圍不僅局限于所作的描述。
[0024]實施例1
[0025](1)將1.8kg玉米秸桿進行切片、粉碎后，轉(zhuǎn)入擠壓機內(nèi)進行擠壓至出口物料溫度為140°C，加水、分析純稀硫酸進行調(diào)節(jié)至物料pH為3.5，體積百分比濃度為60%，然后置于溫度為150°C條件下蒸煮50min，過濾，獲得濾液和濾渣；
[0026](2)濾渣處理:按lkg濾渣中加入65u/g纖維素酶，接入4.0g/L酵母的比例混合物料，將其進行固態(tài)發(fā)酵，所述固態(tài)發(fā)酵的溫度為32°C，時間為4天，獲得固體發(fā)酵物;將固體發(fā)酵物置于加熱環(huán)境溫度為52°C條件下蒸餾至無明顯酒精味產(chǎn)生后，獲得乙醇和固態(tài)廢渣；
[0027](3)濾液處理:按2kg濾液中加入氨水或碳酸氫銨調(diào)節(jié)pH為4.0后，加入32u/g纖維素酶、120u/g糖化酶，接入4.8g/L酵母的比例混合物料后，將物料在轉(zhuǎn)速為130r/min條件下攪拌發(fā)酵15h后，再置于溫度為32°C下恒溫發(fā)酵35h，然后置于加熱環(huán)境溫度為52°C條件下蒸餾至無明顯酒精味產(chǎn)生后，獲得乙醇和廢液；
[0028](4)將步驟(2)所得的乙醇和步驟(3)所得的乙醇混合后，先于溫度為66°C條件下精餾20min，再轉(zhuǎn)入溫度為72°C條件下精餾30min后，再經(jīng)脫甲醇、除菌過濾工序，得藥用乙醇。
[0029]實施例2
[0030](1)將3kg玉米秸桿進行切片、粉碎后，轉(zhuǎn)入擠壓機內(nèi)進行擠壓至出口物料溫度為138°C，加水、分析純鹽酸進行調(diào)節(jié)至物料pH為3.2，體積百分比濃度為30%，然后置于溫度為150°C條件下蒸煮30min，過濾，獲得濾液和濾渣；
[0031 ] (2)濾渣處理:按lkg濾渣中加入70u/g纖維素酶，接入4.3g/L酵母的比例混合物料，將其進行固態(tài)發(fā)酵，所述固態(tài)發(fā)酵的溫度為40°C，時間為5天，獲得固體發(fā)酵物;將固體發(fā)酵物置于加熱環(huán)境溫度為55°C條件下蒸餾至無明顯酒精味產(chǎn)生后，獲得乙醇和固態(tài)廢渣；
[0032](3)濾液處理:按2kg濾液中加入氨水或碳酸氫銨調(diào)節(jié)pH為4.5后，加入28u/g纖維素酶、125u/g糖化酶，接入5.4g/L酵母的比例混合物料，將物料在轉(zhuǎn)速為120r/mi η條件下攪拌發(fā)酵28h后，再置于溫度為33°C下恒溫發(fā)酵38h，然后置于加熱環(huán)境溫度為55°C條件下蒸餾至無明顯酒精味產(chǎn)生后，獲得乙醇和廢液；
[0033](4)將步驟(2)所得的乙醇和步驟(3)所得的乙醇混合后，先于溫度為65°C條件下精餾30min，再轉(zhuǎn)入溫度為74°C條件下精餾8min后，再經(jīng)脫甲醇、除菌過濾工序，得藥用乙醇。