一种用油茶壳生产乙醇的方法
【专利摘要】本发明公开的一种用油茶壳生产乙醇的方法，涉及生物医药技术领域，其制备过程如下：⑴、备料；⑵、初处理；⑶、磺化；⑷、清洗；⑸、水解；⑹、中和；⑺、干燥；⑻、糖化：①、干粉糖化；②、水解滤渣糖化；⑼、混合；⑽、发酵；⑾、精馏。具有原料来源广、生产成本低、产品纯度高等特点，适合于用油茶壳制备乙醇，也可用于用其它植物废弃物制备乙醇。
【专利说明】
-种用油茶亮生产乙醇的方法
技术领域
[0001] 本发明设及生物医药技术领域，特别是一种用油茶壳生产乙醇的方法。
【背景技术】
[0002] 乙醇是一种有机物，俗称酒精，化学式为C也C也0H(C2陆0或C出50H)或EtOH，是带有 一个径基的饱和一元醇，在常溫、常压下是一种易燃、易挥发的无色透明液体，它的水溶液 具有酒香的气味，并略带刺激。有酒的气味和刺激的辛辣滋味，微甘。能与氯仿、乙酸、甲醇、 丙酬和其他多数有机溶剂混溶，相对密度(dl 5.56) 0.816。
[0003] 乙醇的用途很广，可用乙醇制造醋酸、饮料、香精、染料、燃料等。医疗上也常用体 积分数为70%-75%的乙醇作消毒剂等，在国防工业、医疗卫生、有机合成、食品工业、工农 业生产中都有广泛的用途。
[0004] 20世纪30年代W前，发酵法是乙醇的唯一工业生产方法。随着石油化工的迅速发 展，合成法乙醇的产量越来越大。但合成法乙醇中夹杂的异构高碳醇，对人的高级神经中枢 的麻搏作用，不适宜用作饮料、食品、医药及香料等。因此，即使在石油化工发达的国家，发 酵法乙醇仍然占有一定的比例。
[0005] 目前，工业化生产乙醇的方法主要有:一是发酵法，即：将富含淀粉的农产品如谷 类、馨类等或野生植物果实经水洗、粉碎后，进行加压蒸煮，使淀粉糊化，再加入适量的水， 冷却至6(TC左右加入淀粉酶，使淀粉依次水解为麦芽糖和葡萄糖，然后加入酶母菌进行发 酵制得乙醇。二是水合法，即：W乙締和水为原料，通过加成反应制取。水合法分为间接水合 法和直接水合法两种，间接水合法也称硫酸醋法，反应分两步进行，先把95-98 %的硫酸和 50-60%的乙締按2:1 (重量比）在塔式反应器吸收反应，60-80°C、0.78-1.96M化条件下生成 硫酸醋;第二步是将硫酸醋在水解塔中，于80-100°C、0.2-0.29M化压力下水解而得乙醇，同 时生成副产物乙酸。直接水合法即一步法，由乙締和水在憐酸催化剂存在下高溫加压水合 制得。
[0006] 中国专利(专利申请号为201110053096.4)公开的慷醒渣和玉米为原料共发酵 制备乙醇的方法"，其是W慷醒渣作为纤维素原料，W玉米作为淀粉类原料，玉米经过液化 和部分糖化之后，与慷醒渣原料禪合，W天然茶皂素为表面活性剂，通过同步糖化共发酵制 备乙醇。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于提供一种原料来源广、生产成本低、产品纯度高的乙醇的生产 方法。
[000引为实现上述目的，本发明所采取的技术措施是发明一种用油茶壳生产乙醇的方 法，其制备过程如下：
[0009] (1)、备料:选择无腐烂、无霉变、无病虫害的新鲜的油茶壳，备用；
[0010] 间、初处理:将油茶壳放入烘箱中，在65-70°C的常压下干燥至水分含量小于8%， 再处理成粒径在0.1-0.28cm的油茶壳颗粒，备用；
[0011] 间、横化:将油茶壳颗粒投入反应罐中，接着加入同等重量、溫度为50-60°C的溫 水，然后，在真空度12-24邸a下密闭处理8-12h，然后揽匀，使颗粒成为混悬物料;接着向罐 中加入占油茶壳颗粒1-2倍重量、重量浓度为15-25%的亚硫酸氨钢溶液、占油茶壳颗粒重 量15-28%的乙醒、占油茶壳颗粒重量3-5%的氯化铁，揽匀，然后按5-10°C/min的升溫速度 加热至105-130°C，控制罐内压力为0.75-1.5MPa，保溫处理2-3.5h;然后，待罐内溫度自然 降至常溫后，过滤，收集横化油茶壳滤渣，备用；
[0012] (4)、清洗:将横化油茶壳滤渣用1-2倍重量的清水洗涂2-3次，收集水洗横化油茶 壳，备用；
[0013] 间、水解：向水洗横化油茶壳中加入2-4倍重量、重量浓度为1.5-5.0%的酸水溶 液，揽匀，并按5-10°C/min的升溫速度加热至110-14(TC，在压力为1.25-1.5M化下揽拌处理 2.5-4. Oh;然后，待溫度自然降至70-80°C时，过滤，分别收集水解液和水解滤渣，备用；
[0014] (6)、中和:将水解液用重量浓度为3-7 %的碱水溶液调节抑值至6.5-7.5，再转移至 储罐中，维持罐内真空度5-9邸曰，放置10-1化，过滤，收集上层的中和液，备用；
[001引（7)、干燥:将中和液经喷雾干燥，收集所得的干粉，备用；
[0016]脚、糖化：
[0017] ①、干粉糖化：向干粉中加入占其重量20-35%、30-45°C的溫水，再加入占干粉重 量5-15%的面粉、占干粉重量4-10%的糖化酶，揽匀，保溫处理15-2化，得糖化干粉；
[0018] ②、水解滤渣糖化:将水解滤渣用清水洗涂2-3次后，经均质机处理成均匀细料;再 向细料中加入占其重量6-12%的糖化酶，混和均匀，在30-45°C的条件下密封处理10-1化， 得酶处理滤渣;然后向酶处理滤渣中加入1-2.5倍重量的清水，煮沸提取30-45min，过滤，收 集水提液，备用；
[0019] 脚、混合:将水提液经喷雾干燥成水提干粉，再将水提干粉与糖化干粉混合，得待 发酵粉末，备用；
[0020] (10)、发酵:将待发酵粉末放入发酵罐中，同时加入占其重量10-25%的25-45°C的溫 水、占待发酵粉末重量3-7%的酵母菌，揽匀，密封发酵;前期发酵2-化、溫度控制25-30°C， 中期发酵3-化，溫度控制32-40°C，后期发酵1-化，溫度控制在20-25°C，待发酵完成后，过 滤，收集发酵液，备用；
[0021 ] (11)、精馈:将发酵液放入精馈塔中，按精馈塔的标准规程操作，即得乙醇。
[0022] 所述步骤间中的酸水是盐酸、稀硫酸、草酸中的一种或多种的水溶液，当为两种或 =种时，各组分的配比为等重量份或其它比例。
[0023] 所述步骤间中的揽拌速率为15-25r/min。
[0024] 所述步骤做中的碱水是氨氧化钢、氨氧化钟、碳酸氨钢中的一种或多种的水溶液， 当为两种或=种时，各组分的配比为等重量份或其它比例。
[0025] 本发明的用油茶壳生产乙醇的方法，是采用废弃的油茶壳作为原料，因而，其原料 来源广。同时，加之设计了横化、水解、中和、干粉糖化、水解滤渣糖化、发酵和精馈等工序， 使得转化更彻底、更高效，因而，产品出率和纯度更高，生产成本相对较低。
[0026] 下面的表1是应用本发明的方法所生产的乙醇的有效成份检测数据：
[0027] 表UlOOg的含量）
[002引
[0029] 从上表数据可W看出，应用本发明的方法所生产的乙醇，含量高、品质好，适合各 领域的应用。
【具体实施方式】
[0030] W下结合实施例，对本发明作进一步的说明。下面的说明是W例举的方式，但本发 明的保护范围并不局限于此。
[0031] 本实施例的用油茶壳生产乙醇的方法，其制备过程如下：
[0032] (1)、备料:选择无腐烂、无霉变、无病虫害的新鲜的油茶壳，备用；
[0033] 间、初处理:将油茶壳放入烘箱中，在68°C的常压下干燥至水分含量小于8%，再处 理成粒径在0.2cm的油茶壳颗粒，备用；
[0034] 间、横化:将油茶壳颗粒投入反应罐中，接着加入同等重量、溫度为55°C的溫水，然 后，在真空度18KPa下密闭处理lOh，然后揽匀，使颗粒成为混悬物料;接着向罐中加入占油 茶壳颗粒2倍重量、重量浓度为20%的亚硫酸氨钢溶液、占油茶壳颗粒重量20%的乙醒、占 油茶壳颗粒重量4%的氯化铁，揽匀，然后按8°C/min的升溫速度加热至120°C，控制罐内压 力为1.2MPa，保溫处理化;然后，待罐内溫度自然降至常溫后，过滤，收集横化油茶壳滤渣， 备用；
[0035] (4)、清洗:将横化油茶壳滤渣用2倍重量的清水洗涂3次，收集水洗横化油茶壳，备 用；
[0036] 间、水解：向水洗横化油茶壳中加入3倍重量、重量浓度为3.5%的草酸水溶液，揽 匀，并按8°C/min的升溫速度加热至125°C，在压力为1.4M化下揽拌处理3.化，揽拌速率为 2化/min;然后，待溫度自然降至75 °C时，过滤，分别收集水解液和水解滤渣，备用；
[0037] (6)、中和:将水解液用重量浓度为5%的氨氧化钟水溶液调节pH值至7,再转移至储 罐中，维持罐内真空度7邸曰，放置15h，过滤，收集上层的中和液，备用；
[0038] 例、干燥:将中和液经喷雾干燥，收集所得的干粉，备用；
[00例设)、糖化：
[0040] ①、干粉糖化：向干粉中加入占其重量28%、40°C的溫水，再加入占干粉重量10% 的面粉、占干粉重量7 %的糖化酶，揽匀，保溫处理1她，得糖化干粉；
[0041] ②、水解滤渣糖化:将水解滤渣用清水洗涂3次后，经均质机处理成均匀细料;再向 细料中加入占其重量9 %的糖化酶，混和均匀，在38 °C的条件下密封处理15h，得酶处理滤 渣;然后向酶处理滤渣中加入1.8倍重量的清水，煮沸提取38min，过滤，收集水提液，备用；
[0042] 脚、混合:将水提液经喷雾干燥成水提干粉，再将水提干粉与糖化干粉混合，得待 发酵粉末，备用；
[0043] (10)、发酵:将待发酵粉末放入发酵罐中，同时加入占其重量18%的35°C的溫水、占 待发酵粉末重量5%的酵母菌，揽匀，密封发酵;前期发酵地、溫度控制28°C，中期发酵地，溫 度控制36°C，后期发酵化，溫度控制在22°C，待发酵完成后，过滤，收集发酵液，备用；
[0044] (11)、精馈:将发酵液放入精馈塔中，按精馈塔的标准规程操作，即得乙醇。
[0045] 本发明的用油茶壳生产乙醇的方法，适合于用油茶壳制备乙醇，也可用于用其它 植物废弃物制备乙醇。
【主权项】
1. 一种用油茶壳生产乙醇的方法，其特征在于，制备过程如下： ⑴、备料:选择无腐烂、无霉变、无病虫害的新鲜的油茶壳，备用； ⑵、初处理:将油茶壳放入烘箱中，在65-70°C的常压下干燥至水分含量小于8%，再处 理成粒径在0.1-0.28cm的油茶壳颗粒，备用； (3)、磺化:将油茶壳颗粒投入反应罐中，接着加入同等重量、温度为50-60°C的温水，然 后，在真空度12-24KPa下密闭处理8-12h，然后搅匀，使颗粒成为混悬物料;接着向罐中加入 占油茶壳颗粒1-2倍重量、重量浓度为15-25%的亚硫酸氢钠溶液、占油茶壳颗粒重量15-28%的乙醛、占油茶壳颗粒重量3-5%的氯化铁，搅匀，然后按5-10°C/min的升温速度加热 至105-130°C，控制罐内压力为0.75-1.5MPa，保温处理2-3.5h;然后，待罐内温度自然降至 常温后，过滤，收集磺化油茶壳滤渣，备用； ⑷、清洗:将磺化油茶壳滤渣用1-2倍重量的清水洗涤2-3次，收集水洗磺化油茶壳，备 用； (5) 、水解：向水洗磺化油茶壳中加入2-4倍重量、重量浓度为1.5-5.0 %的酸水溶液，搅 匀，并按5_10°C/min的升温速度加热至110-140°C，在压力为1.25-1.5MPa下搅拌处理2.5-4. Oh;然后，待温度自然降至70-80°C时，过滤，分别收集水解液和水解滤渣，备用； (6) 、中和:将水解液用重量浓度为3-7 %的碱水溶液调节pH值至6.5-7.5，再转移至储罐 中，维持罐内真空度5-9KPa，放置10-18h，过滤，收集上层的中和液，备用； ⑵、干燥:将中和液经喷雾干燥，收集所得的干粉，备用； (8)、糖化： ① 、干粉糖化：向干粉中加入占其重量20-35 %、30-45°C的温水，再加入占干粉重量5-15 %的面粉、占干粉重量4-10 %的糖化酶，搅匀，保温处理15-20h，得糖化干粉； ② 、水解滤渣糖化:将水解滤渣用清水洗涤2-3次后，经均质机处理成均匀细料;再向细 料中加入占其重量6-12 %的糖化酶，混和均匀，在30-45 °C的条件下密封处理10-18h，得酶 处理滤渣;然后向酶处理滤渣中加入1-2.5倍重量的清水，煮沸提取30-45min，过滤，收集水 提液，备用；(9)、混合:将水提液经喷雾干燥成水提干粉，再将水提干粉与糖化干粉混合，得 待发酵粉末，备用； (10) 、发酵:将待发酵粉末放入发酵罐中，同时加入占其重量10-25%的25-45°C的温水、 占待发酵粉末重量3-7 %的酵母菌，搅匀，密封发酵;前期发酵2-5h、温度控制25-30 °C，中期 发酵3-5h，温度控制32-40°C，后期发酵l_2h，温度控制在20-25Γ，待发酵完成后，过滤，收 集发酵液，备用； (11) 、精馏:将发酵液放入精馏塔中，按精馏塔的标准规程操作，即得乙醇。2. 根据权利要求1所述用油茶壳生产乙醇的方法，其特征在于:所述步骤(5)中的酸水是 盐酸、稀硫酸、草酸中的一种或多种的水溶液，当为两种或三种时，各组分的配比为等重量 份或其它比例。3. 根据权利要求1所述用油茶壳生产乙醇的方法，其特征在于:所述步骤(5)中的搅拌速 率为 15_25r/min。4. 根据权利要求1所述用油茶壳生产乙醇的方法，其特征在于:所述步骤(6)中的碱水是 氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸氢钠中的一种或多种的水溶液，当为两种或三种时，各组分的配 比为等重量份或其它比例。
【文档编号】C12P7/08GK106047946SQ201610698146
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年8月19日
【发明人】管敏, 管天球
【申请人】管天球