专利名称：一种处理冬瓜汁废水并进一步发酵制备乙醇的工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及环境和化工，具体是一种处理冬瓜汁废水并进一步发酵制备乙醇的工艺。
背景技术：
我国种植冬瓜的省份很多，主要产地包括海南、湖南、广西、广东、山东、江苏等。其中海南各县市冬瓜种植达12. 45万亩，如果按照每亩产量3000— 4000公斤算，海南每年冬瓜产量在37. 35—49. 8万吨左右，由此可见我国冬瓜资源丰富。冬瓜含糖较多，冬瓜蓉月饼极受人们欢迎。通过湖南冬瓜加工行业的调查，日产100吨冬瓜月饼馅料，榨汁日产出冬瓜汁废液900多吨，目前此榨汁未被利用，在利用冬瓜制成月饼冬瓜馅料的加工过程中废水排放量很大，并且在排放的废水中绝大多数成分是冬瓜汁，冬瓜汁中富含着有机物，其中还原糖的含量最高，直接排放冬瓜废水不仅造成了严重的环境污染，而且是很大的资源浪费。
发明内容
本发明的目的是要提供一种工艺简单、成本低、能够把冬瓜废水净化，并将冬瓜废水中的可溶性物质浓缩为原料发酵制备乙醇的工艺。采用膜处理技术有效截留冬瓜废水中的有机物，有效截留率高达99. 93%，渗透液达冬瓜废水量的85%以上，COD值为38. 42mg/L，渗透液可作为工艺水回用或直接达标排放；而冬瓜废水中的有机物被截留成为浓缩液后作为发酵乙醇的原料，通过发酵生物转化率达到95%以上，每吨废水经膜处理浓缩和发酵后可产乙醇10千克以上。实现本发明目的的技术方案是
一种处理冬瓜汁废水并进一步发酵制备乙醇的工艺，包括如下步骤
(1)对冬瓜废液进行粗滤；
(2)采用反渗透膜分离技术对冬瓜加工后产生的冬瓜汁进行分离，得到渗透液和截留浓缩液；渗透液达冬瓜废水量的85%以上，COD值为38. 42mg/L，渗透液可作为工艺水回用或直接排放；
(3)对步骤(2)所得的冬瓜汁截留浓缩液进行发酵，得到乙醇发酵液；
(4)对乙醇发酵液进行蒸馏，得到浓度为90%以上的乙醇。步骤(3)所述的发酵，是在冬瓜汁废水截留浓缩液中加入NH4H2PO4调节pH至
4.8-5. 0，然后加入复合酶(其中复合酶的为果胶酶、a -糖化酶和￠-糖苷酶，复合酶的酶活力单位为60万U/g,各种酶的加入比例为I: I: I),加入量为冬瓜汁废水截留浓缩液质量的0. 2%-0. 6%，40°C恒温酶解2h，在发酵罐中加热到100°C，灭酶灭菌30min。冷却至35°C 后，投加经活化的高活性干酵母液(酵母的活化液按各干酵母菌的说明书进行)，加入量为冬瓜汁废水截留浓缩液的20%，温度为35°C，搅拌速率为80转/min的条件下进行发酵，通入无菌空气时间为3h，关闭空气后厌氧发酵时间为9h，总发酵共时间为12h，得到乙醇发酵液。所述的高活性干酵母可以是丹保利高活性干酵母、丹保利不耐高温干酵母、奥力高活性干酵母和安琪葡萄糖高活性干酵母中的其中一种。本发明的优点是工艺简单，成本低，能将冬瓜汁净化处理，废水达标排放，并能发酵回收乙醇，乙醇收率高,能将冬瓜汁废水资源化利用。
图I为本发明的处理冬瓜汁废水进一步发酵制备乙醇的工艺流程框图。
具体实施方式
、下面通过实施例可以进一步了解本发明，但不是本发明的限定。实施例I :
参照图1，一种处理冬瓜汁废水并进一步发酵制备乙醇的工艺，包括如下步骤
1.对冬瓜废水原液COD进行测定，得到原液中COD平均含量为53554.7mg/l ；
2.将IL冬瓜汁废水用200目的滤布进行粗滤，加入实验室反渗透膜分离仪器中进行分离，得到0. 86L渗透液和0. 14L浓缩液，浓缩率为7倍；
3.对渗透液中COD含量进行测定，得到渗透液中COD平均为含量38.421mg/l，达到国家废水排放标准；
4.将0.14L冬瓜汁废水截留浓缩液置入500ml锥形瓶中，再加入NH4H2PO4调节pH至4. 8-5. 0，然后加入复合酶，加入量为冬瓜汁废水截留浓缩液质量的0. 2%-0. 6%，40°C恒温酶解2h ；
5.将上述锥形瓶置入灭菌锅中加热到100°C，灭酶灭菌30min；
6.冷却至35°C后，投加经活化的高活性干酵母液，加入量为28ml，再将上述锥形瓶放入摇床中，温度为35°C，转速为80转/min的条件下进行发酵，转动时间为3h，停止转动后厌氧发酵时间为9h，总发酵共时间为12h，得到乙醇发酵液；
7.对乙醇发酵液进行精馏，得乙醇0.13千克，浓度为95%。其乙醇生物转化率达到97. 12%。实施例2:
1.将100L冬瓜汁废水用200目的滤布进行粗滤，在反渗透膜分离设备中进行分离，得到85L-90L的渗透液和10L-15L冬瓜汁废水截留浓缩液，浓缩率为6_7倍；
2.对渗透液进行回用，用于清洗冬瓜，或将达到国家废水排放标准的渗透液直接排
放；
3.在15L冬瓜汁废水截留浓缩液中加入NH4H2PO4调节pH至4.8-5. 0，然后加入复合酶，加入量为冬瓜汁废水截留浓缩液的0. 2%-0. 6%，40°C恒温酶解2h ；
4.在发酵罐中加热到100°C，灭酶灭菌30min ；
5冷却至35°C后，投加经活化的高活性干酵母液，加入量为3L，温度为35°C，搅拌速度为80转/min的条件下进行发酵，通入无菌空气时间为3h，关闭空气后厌氧发酵时间为9h，总发酵共时间为12h，得到乙醇发酵液；
6.对乙醇发酵液进行精馏得乙醇I. 12千克，浓度为95%。其乙醇生物转化率达到96. 73%，每吨废水经膜处理浓缩和发酵后可产乙醇10千克以上。
权利要求
1.一种处理冬瓜汁废水并进ー步发酵制备こ醇的エ艺，其特征是包括如下步骤 (1)对冬瓜废液进行粗滤； (2)采用反滲透膜对冬瓜加工后产生的冬瓜汁进行分离，得到滲透液和截留浓缩液；滲透液达冬瓜废水量的85%，COD值达到国家废水排放标准，渗透液可作为エ艺水回用或直接排放； (3)对步骤(2)所得的冬瓜汁截留浓缩液进行发酵，得到こ醇发酵液； (4)对こ醇发酵液进行蒸馏，得到浓度为90%以上的こ醇。
2.根据权利要求I所述的エ艺，其特征是步骤(3)所述的发酵，是在冬瓜汁废水截留浓缩液中加入NH4H2PO4调节pH至4. 8-5. O,然后加入复合酶，30_45°C恒温酶解2h，在加热到100°C后，灭酶灭菌30min ;冷却至35°C后，投加经活化的高活性干酵母液，加入量为冬瓜汁废水截留浓缩液的20%，温度为35°C，搅拌速率为80转/min的条件下进行发酵，通入无菌空气时间为3h，关闭空气后厌氧发酵时间为9h，总发酵时间共为12h，得到こ醇发酵液。
3.根据权利要求2所述的エ艺，其特征是所述复合酶为果胶酶、α-糖化酶和β-糖苷酶，各种酶的加入比例为1:1:1。
4.根据权利要求3所述的エ艺，其特征是所述复合酶的酶活力单位为60万U/g。
5.根据权利要求2或3所述的エ艺，其特征是所述复合酶的加入量为冬瓜汁废水截留浓缩液质量的O. 2%-0. 6%。
6.根据权利要求2所述的エ艺，其特征是所述的高活性干酵母为丹保利高活性干酵母、丹保利不耐高温干酵母、奥力高活性干酵母和安琪葡萄糖高活性干酵母中的ー种。
全文摘要
本发明公开了一种处理冬瓜汁废水并进一步发酵制备乙醇的工艺，它是先对冬瓜加工后产生的冬瓜汁废水进行粗滤，再采用反渗透膜分离技术对粗滤液进行分离，得到渗透液和冬瓜汁废水截留浓缩液；渗透液COD值达到国家废水排放标准，可作为工艺水回用或直接排放；同时对冬瓜汁废水截留浓缩液进行乙醇发酵，得到发酵液；对发酵液进行精馏，得到乙醇。本发明工艺简单，成本低，乙醇收率高，能将冬瓜汁废水资源化利用，废水能回用或达标排放。
文档编号C02F9/02GK102659257SQ20121014601
公开日2012年9月12日 申请日期2012年5月14日 优先权日2012年5月14日
发明者何星基, 何星存, 刘倩, 康如龙, 张道平, 苏小建, 覃玉婷 申请人:广西师范大学