[发明专利]一种木薯渣发酵生产乙醇的方法

说明书

本发明提供了一种木薯渣发酵生产乙醇的方法，包括以下步骤：将木薯渣粉碎，加水调成木薯渣浆料，调节pH，加入硫酸铵，高压蒸汽灭菌，冷却；在无菌操作条件下加入纤维素酶，同时加入酿酒活性干酵母，依次进行好氧发酵和厌氧发酵，发酵时分批添加木薯渣；加入木薯粉，加入α‑淀粉酶后，加水后，蒸煮之后冷却，得到木薯粉液化液；木薯渣浆料发酵至一段时间后，在无菌操作条件下加入糖化酶和木薯粉液化液，采用常规乙醇发酵工艺，得到乙醇发酵醪。本发明是以木薯渣为原料生产乙醇的新工艺，能够提高木薯燃料乙醇装置的整体经济效益。

技术领域

本发明属于生物化工技术领域，涉及一种由木薯酒精厂经厌氧处理后产生的废渣为原料同步糖化发酵生产乙醇的方法。

背景技术

近年来，燃料乙醇作为新的可再生燃料替代品日益受到各国的重视，其中非粮乙醇是今后产业发展的基本方向，作为从粮食乙醇到纤维素乙醇的过渡，木薯乙醇是目前的发展重点之一。这类项目的特点之一是相应产生大量废渣，每生产1吨木薯乙醇大约产生0.33吨木薯渣(干基)，因此，如何提高木薯渣的综合利用价值，变废为宝，是木薯酒精行业亟待解决的问题。

目前木薯渣主要用于酒精生产的原料的公开文献报道如下：

1.“木薯渣的发酵工艺研究”(苏小建，谢丽霞等，广西师范大学环境与资环学院，《粮油加工》，2010，10：127-129)研究了利用木薯制取淀粉过程中所产生的废弃固体物发酵制取乙醇的最优条件，结果表明：在料水比1∶4，温度35℃，酵母种类为高活性干酵母，纤维素酶用量为0.15g的条件下乙醇的最高产率为27.3％。

2.“木薯渣酒精生产新工艺”(广西明阳生物科技股份有限公司，专利号：CN101195836A将生产淀粉后的木薯渣与生木薯或木薯干片分开，分别进行蒸煮和糖化，木薯渣经糖化后进行渣水分离，固渣直接作为饲料或肥料，分离的木薯渣糖化滤液用于作生木薯或木薯干片的调浆用液，进一步发酵生产乙醇。采用此工艺后，吨乙醇的木薯干片消耗由2.7吨降至2.2吨。但该方法中木薯渣的利用率不高，因此，乙醇的产率受到限制。

3.“采用含木薯渣的原料制备乙醇的方法”(中粮集团有限公司，专利号：CN101423849A涉及的是将含木薯渣的原料与酶混合，酶解含木薯渣的原料中的纤维素，得到酶解产物，并发酵该酶解产物，其中，将含木薯渣的原料与酶混合的方法包括将含木薯渣的原料分批与酶混合，所述分批次数至少为2次，每批加入的含木薯渣的原料的量至多为全部含木薯渣的原料质量的60％，该法虽然能够提高含木薯渣原料的利用率，但采用了先糖化后发酵的方式，设备利用率低，生产周期长，同时乙醇浓度偏低，使后续产品精制过程能耗较高。

可见，目前所用的木薯渣原料大多是淀粉厂的废渣，少数利用木薯酒精厂废渣生产乙醇的工艺存在木薯渣的利用率不高，乙醇浓度偏低及设备利用率低的问题，随着木薯乙醇产业的发展，迫切需要寻找一种以木薯渣为原料生产乙醇的新工艺，以提高木薯燃料乙醇装置的整体经济效益。

发明内容

本发明的主要目的是为木薯酒精厂经厌氧发酵后产生的废渣提供一种利用率高，发酵液中乙醇浓度高的方法，提高木薯燃料乙醇装置的经济效益。

为达到上述目的，本发明提供一种木薯渣发酵生产乙醇的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将木薯渣粉碎，加水调成木薯渣浆料，pH调至4.0～5.0，然后加入0.5g/L～0.75g/L的硫酸铵，高压蒸汽灭菌，冷却；

(2)步骤(1)中灭菌后的木薯渣浆料在无菌操作条件下加入纤维素酶，同时加入酿酒活性干酵母，先好氧发酵4h～6h，再厌氧发酵，发酵的20h内分批添加木薯渣，使最终木薯渣与水的质量比为1:2～1:3；

(3)称取步骤(2)所加入木薯渣质量的3～4倍的木薯粉，加入α-淀粉酶后，与水以1:2～1:2.5的比例混合均匀，放入90℃～97℃水浴中，蒸煮20min～40min之后冷却，得到木薯粉液化液；