[发明专利]固体发酵后的甜高粱茎秆渣用酶水解法制取燃料乙醇的方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物质的生物发酵工艺，具体的说是以固体发酵后的甜高粱茎秆渣用酶水解法制取燃料乙醇。

背景技术

我国由于陈化粮的供应已不能满足燃料乙醇生产的需要，开发利用生物质原料，使燃料乙醇生产原料多样化，这是今后发展我国燃料乙醇生产的必由之路。为了解决燃料乙醇原料供应问题，植物纤维水解制取燃料乙醇已成为当今世界最具挑战性的前沿工程之一。

加拿大IOGEN公司在纤维素燃料乙醇生产技术方面一直处于国际领先地位，2004年该公司以麦秸和木材加工剩余物为原料，采用预处理及酶法水解，建成年产乙醇300-400万升的示范工厂。

国内方面，2001年，河南天冠集团与山东大学，河南农业大学联合，确立了利用纤维原料生产燃料乙醇的项目，对菌种，原料预处理方法展开了一系列研究。安徽丰原集团与国内有关大专院校共同研究，开发以农业秸秆为原料生产燃料乙醇的技术，秸秆先经过酸预处理，将五碳糖，六碳糖分别发酵生产乙醇。

从现有的资料看，国内外利用纤维素制取乙醇的工艺流程都要对原料先进行预处理，然后再进行酶水解，增加运行成本，预处理所用的酸如不处理还会对环境造成污染。

发明内容

为解决上述问题，本发明的提供一种酶水解前不需对原料进行预处理的固体发酵后的甜高粱茎秆渣用酶水解法制取燃料乙醇的方法。

包括以下步骤：固体发酵后的甜高梁茎秆渣用酶水解法制取戊糖和己糖液，然后进行戊糖己糖共发酵，生产燃料乙醇；通过粗料培养，分解出高活性的纤维素酶，使纤维素酶的成本大幅度降低。

通过粗料培养，分解出高活性的纤维素酶。

半纤维素水解与纤维素酶解相结合的水解加工工艺。

戊糖和己糖共发酵，提高乙醇的产率。

世界上除了合成方法以外，淀粉，天然的糖液和纤维是生产乙醇的三种原料。而甜高粱则是集这三种原料于一身的高能作物。本发明就是现有的甜高粱茎秆糖汁固体发酵制取燃料乙醇利用的延伸，开辟甜高粱纤维素制取燃料乙醇利用的蹊径，降低成本，减少环境污染。

具体实施方式：

固体发酵后的甜高粱茎秆渣用酶水解法制取戊糖和己糖液，然后进行戊糖己糖共发酵，生产燃料乙醇。

通过粗料培养，分解出高活性的纤维素酶，使纤维素酶的成本大幅度降低。从植物纤维水解的角度来看，甜高粱茎秆固体发酵残渣是一种松散的物料，该甜高粱茎秆渣含纤维素39.7％，戊聚糖24.4％，木素22.54％。

实验结果；

里氏木酶以含16g/L纤维素的甜高粱茎秆渣为碳源制备纤维素酶，泸纸酶活力，纤维素酶体积生产率和酶得率分别为2.85 FPIU/ml，32.20 FPIU/[L.h]和155.3 FPIU/g纤维素。

以15％甜高粱茎秆渣制得的纤维素酶来水解剩余的85％甜高粱茎秆渣，在底物浓度为20％的条件下，水解48小时，酶水解得率为73％。

上述酶水解液经自驯育的特种酵母16小时发酵后，从最初的还原糖浓度44.80g/L下降到5.10g/L。醪液乙醇浓度达到16.57g/L。还原糖利用率和乙醇得率分别为88.62％和0.42g乙醇/g消耗的糖。