[发明专利]一种制造乙醇的固体发酵生物方法

说明书

背景技术

甜高梁亦称芦粟、甜秫秸、甜秆和糖高粱，适应性极强，具有耐干旱、耐水涝、抗盐碱等多重抗逆性，在温度10℃以上和年积温在2900-4100℃范围即可种植；生长能力特别强，在籽粒成熟以后其茎叶仍保持青绿，继续进行光合作用。

利用甜高粱茎秆生产乙醇主要采用和液态两种发酵方式。液态发酵一般采用的是将鲜甜高粱茎秆进行榨汁，将汁液进行液态发酵。

但是液态发酵榨季短、汁液又需要浓缩后保存，榨汁设备投资大、过程能消耗高，一般每榨1吨秆耗电21Kwh，还有糖残留在渣中，废水处理也造成成本提高，不能实现商业化生产。

发明内容

本发明的目的是提供一种微生物发酵法利用甜高粱生产乙醇的方法。甜高粱茎杆采用固态方式，整个过程在发酵罐中一次完成。

一种制造乙醇的固体发酵生物技术，其特征在于利用微生物发酵技术生产乙醇，原料用甜高粱茎杆，无需榨汁液化。其过程包括：原料预处理、固体发酵、连续蒸/精馏、糟渣深加工、分子筛脱水。

本发明的优点：

1、优异的菌种(CGMCC 2026)使甜高粱秆固体发酵乙醇时间从传统窖式发酵的3天以上缩短至10小时以内，亦比用玉米发酵生产乙醇的时间(55小时)缩短5倍以上；

2、乙醇收率高于理论值的94％；

3、生产乙醇后的高粱秆作为乙醇生产所需蒸汽的锅炉燃料，实现了不使用外来化石能源(煤或天然气)；

4、回收甜高粱秆中的水分作为乙醇生产工艺用水；

5、没有玉米等淀粉原料生产乙醇的蒸煮和糖化过程，节省能量、酶制剂和人工；彻底改善传统固体发酵生产乙醇工艺过程，实现了机械化生产和和自动化控制；

具体实施方法

一种制造乙醇的固体发酵生物方法，整个过程采用固体发酵一次完成，其特征在于利用酵母菌CGMCC 2026(购自中国普通微生物菌种保藏管理中心)代谢发酵生产乙醇，具体工序如下：

一，培养基(按重量体积比计)：

(1)种子培养基，按重量体积比计，0.5-2％酵母粉，0.1-1％胰蛋白黄豆肉汤，0.5-0.9％磷酸氢二钾，0.1-0.3％磷酸二氢钾，5％乙醇，余量为水；

(2)基础发酵培养基，按重量体积比计，7-12％甘油，0.5-2％酵母粉，0.5-5％蛋白胨，0.5-0.9％磷酸氢二钾，0.1-0.3％磷酸二氢钾，5％乙醇，余量为水；

二，菌种培养

(1)取适量生产用酵母菌菌种，分布接入2-4只205ml厌氧摇瓶中，内装种子培养基200ml

(2)培养条件：真空抽泣，33-37℃静置培养10小时，OD600的吸光度值达到5以上，备用。

三，种子发酵

(1)在1立方米不锈钢种子罐中装入种子培养基约占种子罐容积的60-75％，蒸汽灭菌115℃/15min，冷却至30℃。

(2)取上述培养好的摇瓶菌种接入种子罐中，温度为33-37℃，充入无菌氮气搅拌培养，通气量0.1-0.2vvm，搅拌速率100-200rpm，生长10小时。

四，生产发酵

(1)在10立方米发酵罐中投入占罐总容积45-60％的基础发酵培养基，蒸汽灭菌115℃/15min，冷却至30℃。

(2)取种子罐中培养好的酵母菌无菌接入发酵罐

(3)发酵生产：温度为33-37℃，充入无菌氮气搅拌培养，通气量0.1-0.2vvm，搅拌速率50-100rpm。