一种利用谷壳生产燃料乙醇的方法
【专利摘要】本发明公开了一种利用谷壳生产燃料乙醇的方法，选用农业加工的副产品和废弃物谷壳作为原料，使用氢氧化钙对原料进行了预处理再进行糖化发酵等工艺生产燃料乙醇，经过氢氧化钙的预处理，增加了原料的溶解性，从而增加酶液化和糖化过程中酶的水解率，从而提高了反应的产品转化率，谷壳的利用一方面解决了环境污染的问题，另一方面解决了能源浪费问题，且预处理工艺简单，成本低廉，可操作性强，产品转化率高。
【专利说明】—种利用谷壳生产燃料乙醇的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及有机化合物的合成方法，尤其涉及一种利用谷壳生产燃料乙醇的方法。
【背景技术】
[0002]当今世界，能源问题作为一个世界性的问题，受到世人的广泛关注，燃料乙醇由于具有清洁可再生等特点，可以降低汽车尾气中一氧化碳和碳氢化合物的排放，其消费增长也在提速。目前燃料乙醇的生产原料其一为粮食作物类，如木薯、甘薯、马铃薯、玉米、小麦、大米、高粱等，其二为糖质原料如甘蔗、甜菜、糖蜜等，其三为纤维素原料如农作物秸杆等，但粮食作物原料的大量使用已经威胁到了全球的粮食安全，糖质原料的大量利用也一定程度上阻碍了制糖工业的发展，而秸杆类原料的预处理过程较为繁琐复杂，产率亦不高，这就要求我们寻求一种更为合适的生产原料来解决此问题。
[0003]谷壳作为谷物加工的主要副产品之一，约占谷物重量的20%,是一种量大面广价廉的可再生资源，目前我国利用谷壳水平较低，一方面造成能源浪费，一方面造成环境污染，谷壳的主要成分为木质纤维素，可作为生产燃料乙醇的物质原料。
【发明内容】
[0004]发明目的:为了解决现有技术所存在的问题，本发明提供了一种利用谷壳生产燃料乙醇的方法，利用农业加工的副产品和废弃物，一方面解决了环境污染的问题，另一方面解决了能源浪费问题，且预处理工艺简单，成本低廉，可操作性强，产品转化率高。
[0005]技术方案:为达到上述目的，本发明一种利用谷壳生产燃料乙醇的方法可采用如下技术方案:一种利用谷壳生产燃料乙醇的方法，包括以下步骤:
(O原料的清洗和溶解:选用无霉烂的谷壳，经清洗、称量，溶解于水中，固液比为1:10?1:15，温度控制在40?50°C加热40?60min ；
(2)氢氧化钙预处理:向步骤(I)所得物料中加入氢氧化钙粉末，添加比例按照谷壳与氢氧化钙质量比为100:1?50:1，升高温度至60?80°C，保温时间为4?5d ;
(3)酶液化:向步骤(2)得到的物料中加入α-淀粉酶，添加量为8?10u/g，温度90°C，液化时间为5?6h，制成醪液；
(4)除杂:向步骤(3)所得醪液中加入碳酸钠粉末，添加量为步骤(2)中氢氧化钙质量的1.5?2倍,反应时间为I?2h,反应完毕过滤去洛,留滤液；
(5)糖化发酵:将步骤(4)所得的滤液移入发酵罐中，添加糖化酶和酵母菌，糖化酶添加比例为60?100U/g，酵母菌添加比例为5%?10%，温度维持在30?35°C，边糖化，边进行密闭厌氧发酵70?90h，制成含有乙醇的发酵液；
(6)蒸馏、精馏:将步骤(5)所得到的发酵液按照传统方法将乙醇蒸馏出来，再经精馏制成燃料乙醇。
[0006]有益效果:本发明所述的一种利用谷壳生产燃料乙醇的方法，选用农业加工的副产品和废弃物谷壳作为原料，使用氢氧化钙对原料进行了预处理再进行糖化发酵等工艺生产燃料乙醇，经过氢氧化钙的预处理，增加了原料的溶解性，从而增加酶液化和糖化过程中酶的水解率，从而提高了反应的产品转化率，谷壳的利用一方面解决了环境污染的问题，另一方面解决了能源浪费问题，且预处理工艺简单，成本低廉，可操作性强，产品转化率高。
【具体实施方式】
[0007]下面结合【具体实施方式】，进一步阐明本发明，应理解下述【具体实施方式】仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
[0008]实施例1:
一种利用谷壳生产燃料乙醇的方法，其特征在于包括以下步骤:
(O原料的清洗和溶解:选用无霉烂的谷壳，经清洗、称量，溶解于水中，固液比为1:10，温度控制在40°C加热40min ；
(2)氢氧化钙预处理:向步骤(I)所得物料中加入氢氧化钙粉末，添加比例按照谷壳与氢氧化钙质量比为50:1，升高温度至60°C，保温时间为4d ；
(3)酶液化:向步骤(2)得到的物料中加入α-淀粉酶，添加量为8u/g，温度90°C，液化时间为5h，制成醪液；
(4)除杂:向步骤(3)所得醪液中加入碳酸钠粉末，添加量为步骤(2)中氢氧化钙质量的1.5倍，反应时间为lh，反应完毕过滤去渣，留滤液；
(5)糖化发酵:将步骤(4)所得的滤液移入发酵罐中，添加糖化酶和酵母菌，糖化酶添加比例为60U/g，酵母菌添加比例为5%%，温度维持在30°C，边糖化，边进行密闭厌氧发酵70h，制成含有乙醇的发酵液；
(6)蒸馏、精馏:将步骤(5)所得到的发酵液按照传统方法将乙醇蒸馏出来，再经精馏制成燃料乙醇。
[0009]实施例2:
一种利用谷壳生产燃料乙醇的方法，包括以下步骤:
(O原料的清洗和溶解:选用无霉烂的谷壳，经清洗、称量，溶解于水中，固液比为1:15，温度控制在50。。加热60min ；
(2)氢氧化钙预处理:向步骤(I)所得物料中加入氢氧化钙粉末，添加比例按照谷壳与氢氧化钙质量比为100:1，升高温度至80°C，保温时间为5d ；
(3)酶液化:向步骤(2)得到的物料中加入α-淀粉酶，添加量为10u/g，温度90°C，液化时间为6h，制成醪液；
(4)除杂:向步骤(3)所得醪液中加入碳酸钠粉末，添加量为步骤(2)中氢氧化钙质量的2倍，反应时间为2h，反应完毕过滤去渣，留滤液；
(5)糖化发酵:将步骤(4)所得的滤液移入发酵罐中，添加糖化酶和酵母菌，糖化酶添加比例为100U/g，酵母菌添加比例为10%，温度维持在35 °C，边糖化，边进行密闭厌氧发酵90h，制成含有乙醇的发酵液；
(6)蒸馏、精馏:将步骤(5)所得到的发酵液按照传统方法将乙醇蒸馏出来，再经精馏制成燃料乙醇。
[0010] 实施例3:
一种利用谷壳生产燃料乙醇的方法，包括以下步骤:
(O原料的清洗和溶解:选用无霉烂的谷壳，经清洗、称量，溶解于水中，固液比为I: 12，温度控制在45°C加热50min ；
(2)氢氧化钙预处理:向步骤(I)所得物料中加入氢氧化钙粉末，添加比例按照谷壳与氢氧化钙质量比为75:1，升高温度至70°C，保温时间为5d ；
(3)酶液化:向步骤(2)得到的物料中加入α-淀粉酶，添加量为9u/g，温度90°C，液化时间为6h，制成醪液；
(4)除杂:向步骤(3)所得醪液中加入碳酸钠粉末，添加量为步骤(2)中氢氧化钙质量的1.75倍，反应时间为2h，反应完毕过滤去渣，留滤液；
(5)糖化发酵:将步骤(4)所得的滤液移入发酵罐中，添加糖化酶和酵母菌，糖化酶添加比例为80U/g，酵母菌添加比例为7%，温度维持在35°C，边糖化，边进行密闭厌氧发酵80h，制成含有乙醇的发酵液；
(6)蒸馏、精馏:将步骤(5)所得到的发酵液按照传统方法将乙醇蒸馏出来，再经精馏制成燃料乙醇。
【权利要求】
1.一种利用谷壳生产燃料乙醇的方法，其特征在于包括以下步骤: (1)原料的清洗和溶解:选用无霉烂的谷壳，经清洗、称量，溶解于水中，固液比为1:10?1:15，温度控制在40?50°C加热40?60min ； (2)氢氧化钙预处理:向步骤(1)所得物料中加入氢氧化钙粉末，添加比例按照谷壳与氢氧化钙质量比为100:1?50:1，升高温度至60?80°C，保温时间为4?5d ; (3)酶液化:向步骤(2)得到的物料中加入α-淀粉酶，添加量为8?10u/g，温度90°C，液化时间为5?6h，制成醪液； (4)除杂:向步骤(3)所得醪液中加入碳酸钠粉末，添加量为步骤(2)中氢氧化钙质量的1.5?2倍,反应时间为1?2h,反应完毕过滤去洛,留滤液； (5)糖化发酵:将步骤(4)所得的滤液移入发酵罐中，添加糖化酶和酵母菌，糖化酶添加比例为60?100U/g，酵母菌添加比例为5%?10%，温度维持在30?35°C，边糖化，边进行密闭厌氧发酵70?90h，制成含有乙醇的发酵液； (6)蒸馏、精馏:将步骤(5)所得到的发酵液按照传统方法将乙醇蒸馏出来，再经精馏制成燃料乙醇。
【文档编号】C12P19/14GK104313059SQ201310457431
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2013年9月30日 优先权日:2013年9月30日
【发明者】顾凤兴 申请人:昆山市巴城镇顺拓工程机械配件厂