[发明专利]一种以野芋发酵生产乙醇的方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种以野生植物野芋为原料生产高纯度乙醇的方法，属于能源工业技术领域。

背景技术

乙醇也叫酒精，是一种易挥发、易燃有机化合物，由于乙醇的化学物理特征与气油相似，并且燃烧后不产生烟雾、乙醇能在能源燃料上取代气油，更优于汽油，并且乙醇可以由植物加工提取而得，因此乙醇是人类可利用开发的可再生能源之一。野芋是天南星科植物，属于多年生的常绿草本植物，也称为狼毒、海芋等，常见于中国南部。野芋的叶片阔大，茎干粗长，喜欢湿阴暗的地方生长。因野芋植物体内含有大量剧毒物质，动物、牲畜不能食用，很少受到破坏和攻击，繁殖又能以种子和块茎式传播，因而生长较为疯狂，以至于中国南方的村落中到处长满了野芋植物。野芋虽然也属于中药的一类，但由于其内部的毒性难以去除，作为中药使用还是少量，大多数医生为了安全，不把方东狼毒作为配方药使用。广东狼毒也被大量砍伐用作沼气或积肥的原料，但由于其茎干过粗，内含剧毒，一般的微生物很难将其分解腐化，积在池内长时间不产生沼气，不适合人们快速生产要求，因此广东狼毒更得以大量生长，不受干扰。

乙醇的生产一般采用有淀粉和糖类的植物发酵制得，例如大量的木薯、玉米、甘蔗渣等，但这些原料的来源都是农业生产物种，需要一定的原料投资。乙醇由于能成为混合汽油的原料之一，所以乙醇的需求量大增，各种生产乙醇的原料方式都在进行开发研究。

发明内容

经过发明人研究发现：野芋植物茎干内含有大量的淀粉、糖类和纤维素类物质，一种新鲜的野芋植物茎干中含有大约70％的水分、约含15％的淀粉、5％的糖份、10％纤维结缔组织体，其中的各微量元素和剧毒物质成分存在于结缔组织体中，野芋的植物茎干体内的能量物质(淀粉和糖分)含量超过了甘蔗。因此我们把野芋用作制造乙醇的原料是一种可行性的投资生产项目。

一种以野芋发酵生产乙醇的方法采取的技术方案是按下面的步骤进行：一、砍伐收割鲜生的野芋的茎部并清除外表的枯叶和泥污；二、将野芋茎部流进捣碎机捣碎成糊粥状体；三、将野芋糊粥状体放进高压容器内进行200℃以上高温、压强100kPa以上熟化、灭菌20分钟；四、将灭菌熟化后的糊状野芋料放进无菌容器中降温至常温并加入糖化酶和20％的酒菌种搅拌均匀；五、将装料容器置于25℃至30℃温度下静置发酵7日以上产生乙醇；六、将发酵后的将料容器转移上蒸馏塔以70℃至85℃温度进行蒸馏得到含水乙醇；七、在含水乙醇中加入生石灰与水反应后除去乙醇中的水分得到高纯度的乙醇。

乙醇的生产可以由植物中的淀粉、糖类、纤维素作为原料进行发酵得到。通常我们所说的酒精是有机物中的乙醇C2H4OH，一种挥发性的物质，有刺激性的气味。乙醇能对人的神经系统产生刺激，能使人能产生兴奋、飘浮、脱离了重力的幻觉，因此乙醇酒类成为人类助兴、解愁、除烦的饮料。乙醇虽然有如此大的神经刺激功能和麻醉功能，但世界各国政府并没有把乙醇饮料当作毒品而作禁止，因为乙醇只是暂时对人体产生作用，对身体不会产生过大的伤害后果。乙醚是由酵母菌将糖类发酵分解转化而成，但是一般的植物中的糖分含量很少，而淀粉、纤维素的含量较大，这就要把淀粉、纤维素转化成糖类，酒母中产生的有益分解淀粉、纤维素的微生物和细菌，把淀粉、纤维素转化成糖类。有的厂家也会加入糖化剂，糖化酶帮助淀粉、纤维素加速糖化。

新鲜的野芋植物物茎干中含有大量的水分，这些水分不必要作干燥处理，因为乙醇的制作过程中正需要一定的水分参与，只有水分的参与，淀粉和纤维素才能被微生物分解成糖类，在我们对植物茎干的加工碎屑的过程中、熬煮、蒸馏的过程中都需要一定的水分才能胜利地进行。对野芋的碎屑是为了植物茎干中的物质能充分地和有关的分解酶接触，更快速地发酵产生酒精。高温熬煮也是一个不可缺少的酿制酒精的工序，高温不能能把沾附在碎屑体表面的杂菌消灭，使这些杂核菌不会对碎屑体产生干扰性分解产生一些非乙醇的物质，如甲烷，无菌的环境有利于我们接进产生酒精的酒母菌种，同时高温也能使淀粉、纤维素能结合足够的水分，有利于淀粉、纤维素向糖类转化，封闭高压的目的在于能产生更高的温度，一方面有利于消灭杂菌，另一方面能把野芋中的有毒物质改变毒性性质，减少影响对酒化菌种的发酵。