本发明涉及无水酒精生产技术领域,具体涉及一种利用玉米秸秆生产无水酒精的方法。
背景技术
乙醇是一种重要的工业原料,广泛应用于食品、化工、医药等领域,而且可以部分或全部替代汽油,具有安全、清洁、再生等优点。传统的乙醇生产主要以玉米、甘蔗、薯类等农作物发酵而成,使其生产成本过高,无法得到广泛应用。必须寻找新的生产原料和技术,降低燃料乙醇的生产成本,使其大规模应用成为可能。
技术实现要素:
基于背景技术存在的技术问题,本发明提出了一种利用玉米秸秆生产无水酒精的方法。本发明先对玉米秸秆进行超声波和碱液处理,再进行液化、糖化、发酵和蒸馏制得无水酒精,具有较高的酶解率和糖产率。
本发明提出的一种利用玉米秸秆生产无水酒精的方法,包括下述步骤:
s1、将改性玉米秸秆注入喷射液化罐内,加入液化酶,进行喷射液化,得到液化玉米秸秆;
s2、将液化玉米秸秆送入糖化罐内,加入糖化酶搅拌均匀,进行糖化,得到糖化玉米秸秆;
s3、向糖化玉米秸秆中接种酿酒酵母进行厌氧发酵,得到发酵液;
s4、将发酵液进行蒸馏提纯,得到无水酒精。
优选地,s1中,改性玉米秸秆的制备方法为:将玉米秸秆粉碎,先用20-100w的超声波处理20-45min,接着在氨水中浸渍30-50min,得到改性玉米秸秆。
优选地,s1中,液化酶的加入量为35-45u/g。
优选地,s1中,喷射液化的温度为85-95℃,时间为1.5-3h。
优选地,s2中,糖化酶的加入量为650-750u/g。
优选地,s2中,糖化的温度为50-65℃,时间为10-15h。
优选地,s3中,酿酒酵母的接种量为糖化玉米秸秆重量的10-15%。
优选地,s3中,厌氧发酵的温度为30-40℃,时间为65-80h。
本发明在使用玉米秸秆提取无水酒精的过程中,先对玉米秸秆进行改性,优选方案中改性的方式为先进行超声波处理,由于声波通过空化的作用能够产生巨大能量,加快木质素的震动,破坏木质素,能够提高后续的液化和糖化能力,接着进行碱液处理,不仅可以有效去除半纤维素和木质素,进一步提高液化和糖化能力,同时能明显降低纤维素的结晶度,提高酶解的效率,使得本发明的酶解率为99%以上,糖产率为95%以上。本发明先对玉米秸秆进行超声波和碱液处理,再进行液化、糖化、发酵和蒸馏制得无水酒精,具有较高的酶解率和糖产率,且本发明生产条件温和,能耗低,无二次污染,实现了废弃物的无害化、减量化和资源化。
具体实施方式
下面,通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
一种利用玉米秸秆生产无水酒精的方法,包括下述步骤:
s1、将改性玉米秸秆注入喷射液化罐内,加入液化酶,进行喷射液化,得到液化玉米秸秆;
s2、将液化玉米秸秆送入糖化罐内,加入糖化酶搅拌均匀,进行糖化,得到糖化玉米秸秆;
s3、向糖化玉米秸秆中接种酿酒酵母进行厌氧发酵,得到发酵液;
s4、将发酵液进行蒸馏提纯,得到无水酒精。
实施例2
一种利用玉米秸秆生产无水酒精的方法,包括下述步骤:
s1、将改性玉米秸秆注入喷射液化罐内,加入液化酶,进行喷射液化,得到液化玉米秸秆;
s2、将液化玉米秸秆送入糖化罐内,加入糖化酶搅拌均匀,进行糖化,得到糖化玉米秸秆;
s3、向糖化玉米秸秆中接种酿酒酵母进行厌氧发酵,得到发酵液;
s4、将发酵液进行蒸馏提纯,得到无水酒精;
其中,s1中,改性玉米秸秆的制备方法为:将玉米秸秆粉碎,先用40w的超声波处理30min,接着在氨水中浸渍35min,得到改性玉米秸秆。
实施例3
一种利用玉米秸秆生产无水酒精的方法,包括下述步骤:
s1、将改性玉米秸秆注入喷射液化罐内,加入液化酶,进行喷射液化,得到液化玉米秸秆;
s2、将液化玉米秸秆送入糖化罐内,加入糖化酶搅拌均匀,进行糖化,得到糖化玉米秸秆;
s3、向糖化玉米秸秆中接种酿酒酵母进行厌氧发酵,得到发酵液;
s4、将发酵液进行蒸馏提纯,得到无水酒精;
其中,s1中,改性玉米秸秆的制备方法为:将玉米秸秆粉碎,先用80w的超声波处理40min,接着在氨水中浸渍45min,得到改性玉米秸秆;
s1中,液化酶的加入量为40u/g;
s1中,喷射液化的温度为90℃,时间为2h;
s2中,糖化酶的加入量为700u/g;
s2中,糖化的温度为60℃,时间为12h;
s3中,酿酒酵母的接种量为糖化玉米秸秆重量的13%;
s3中,厌氧发酵的温度为35℃,时间为70h。
实施例4
一种利用玉米秸秆生产无水酒精的方法,包括下述步骤:
s1、将改性玉米秸秆注入喷射液化罐内,加入液化酶,进行喷射液化,得到液化玉米秸秆;
s2、将液化玉米秸秆送入糖化罐内,加入糖化酶搅拌均匀,进行糖化,得到糖化玉米秸秆;
s3、向糖化玉米秸秆中接种酿酒酵母进行厌氧发酵,得到发酵液;
s4、将发酵液进行蒸馏提纯,得到无水酒精;
其中,s1中,改性玉米秸秆的制备方法为:将玉米秸秆粉碎,先用20w的超声波处理45min,接着在氨水中浸渍30min,得到改性玉米秸秆;
s1中,液化酶的加入量为45u/g;
s1中,喷射液化的温度为85℃,时间为3h;
s2中,糖化酶的加入量为650u/g;
s2中,糖化的温度为65℃,时间为10h;
s3中,酿酒酵母的接种量为糖化玉米秸秆重量的15%;
s3中,厌氧发酵的温度为30℃,时间为80h。
实施例5
一种利用玉米秸秆生产无水酒精的方法,包括下述步骤:
s1、将改性玉米秸秆注入喷射液化罐内,加入液化酶,进行喷射液化,得到液化玉米秸秆;
s2、将液化玉米秸秆送入糖化罐内,加入糖化酶搅拌均匀,进行糖化,得到糖化玉米秸秆;
s3、向糖化玉米秸秆中接种酿酒酵母进行厌氧发酵,得到发酵液;
s4、将发酵液进行蒸馏提纯,得到无水酒精;
其中,s1中,改性玉米秸秆的制备方法为:将玉米秸秆粉碎,先用100w的超声波处理20min,接着在氨水中浸渍50min,得到改性玉米秸秆;
s1中,液化酶的加入量为35u/g;
s1中,喷射液化的温度为95℃,时间为1.5h;
s2中,糖化酶的加入量为750u/g;
s2中,糖化的温度为50℃,时间为15h;
s3中,酿酒酵母的接种量为糖化玉米秸秆重量的10%;
s3中,厌氧发酵的温度为40℃,时间为65h。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。