[发明专利]一种以洋姜为原料生产燃料乙醇的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃料乙醇的生产方法，尤其是涉及一种以洋姜为原料的生产 燃料乙醇的方法。

背景技术

随着能源问题的日益严峻，以燃料乙醇作为替代能源成为当今的一大热点。 发展燃料乙醇有助于保证我国能源安全，改善生态环境，而且还能拓宽农业服 务领域，为农民增收开辟新途径。因此，进一步发展燃料乙醇构建国家能源安 全新体系和促进社会主义新农村和谐建设，具有重要的现实意义和战略意义。

目前，燃料乙醇的生产主要以粮食为原料，如玉米淀粉等，成本高，环境污 染严重等因素限制，纤维素燃料乙醇的产业化前景不容乐观，并且国际粮价攀 高，粮食资源匮乏。因此，寻找能够替代粮食生产燃料乙醇的生物资源，无疑 是一种最佳的选择。

洋姜，学名菊芋，又叫菊姜、鬼子姜等，是一种可食用的根茎的草本植物， 通常鲜菊芋块茎含碳水化合物11-20％，其中5碳水化合物的70-90％为菊糖， 又名菊粉。洋姜生长适应性强和抗病能力强，在不适宜粮食作物生长的贫瘠土 地上也能很好生长，而且种植简单，管理粗放，不需施用肥料，产量很高，一 般亩产2000-4000公斤。如果在我国沟坡荒岭大量种植洋姜，假设1亿亩，来 种植洋姜，则可生产2-4亿吨。如能利用洋姜为原料生产燃料乙醇，则可为燃 料乙醇的生产开辟重要的原料来源。

目前，用洋姜生产乙醇工艺通常有3种，其中，一步法是利用具有产菊糖酶 的酵母菌直接发酵生产乙醇；两步法是先接种糖化菌株进行糖化，在接种发酵 菌株进行发酵；同步糖化发酵法则是利用同时接种糖化菌株(一般多为产菊糖 的曲霉和酵母菌)和发酵菌株进行发酵。经过比较：一步法工艺简单，但由于 菌种对乙醇的耐受力不强，不适合单独进行发酵。两步法最终乙醇得率普遍较 低，没有多大经济价值。同步糖化发酵法工艺简单，成本较低，最终乙醇得率 高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工艺简单、能耗低、生产成本低，以洋姜为原料 生产燃料乙醇的方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：其包括以下步骤：(1)将洋姜 粉碎，过60目筛；(2)将洋姜均匀混于30-35℃水中，料水比为1∶2.0-1∶3.0， 然后加入活化后菌种的10％，再加入0.2％的硫酸铵，32-34℃，PH值调整为5.0 条件下密封进行84小时发酵；(3)经蒸馏脱水后可以得到燃料乙醇。

所述活化菌由马克思克鲁维酵母菌(Combination of Kluveromyces marxinus)、酿酒酵母菌(Sacchaaromyces cerevisiae)和根霉(Rhizopus chinenssis)构成。三种菌的配比不限，较优选的配比为：马克思克鲁维酵母菌 30-40％，根霉10-20％，酵母菌40-60％。最佳配比为：马克思克鲁维酵母 菌40％，根霉10％，酵母菌50％。

所述活化菌也可采用处于对数生长期，菌落浓度在1×10⁷-1×10⁹cfu/ml 的培养液，各菌种的组成比例同上，总体积为糖化发酵液总体积的1-10％。

蒸馏可以采用塔式蒸馏或者柱式蒸馏。精蒸馏脱水后可以得到燃料乙醇。 采用本发明的发酵方法生产的燃料乙醇最高浓度9.84％vol，以总糖计转化率为 理论值的86.27％，乙醇得率高，具有很好的经济价值和社会价值，易于推广应 用。

本发明的有益效果：(1)解决了洋姜生产燃料乙醇的问题，扩大了非粮作 物生产燃料乙醇的原料来源。(2)操作简单，原料经粉碎过筛后即进行同步糖 化发酵，发酵好后，即得燃料乙醇发酵液。(3)活化菌种构成简单，可以不用 由果胶酶、纤维素酶、酸性蛋白酶组成的复合酶，避免高温蒸煮，节能。(4) 直接同时接种糖化菌株和发酵菌株进行发酵，进一步减低了生产成本。(5)燃 料乙醇制备后的糟液可用于生产蛋白质含量丰富的饲料。

具体实施方式

实例1

(1)将洋姜粉碎，通过60目筛；(2)将洋姜粉均匀混于30℃水中，料液比 为1∶2.0，然后添加10％活化菌种(其中马克思克鲁维酵母菌40％，根霉10％， 酵母菌50％。)进行发酵，再加入0.2％的硫酸铵，发酵温度为32℃，发酵时间 84h，制得乙醇含量为0.44g/g的燃料乙醇发酵液，经塔式精蒸馏脱水后可以得到 99％以上燃料乙醇。

实例2