[发明专利]采用薯类原料制备乙醇的方法

说明书

技术领域

本发明是关于乙醇的制备方法，更具体地是关于采用薯类原料制备乙醇的方法。

背景技术

薯类，例如红薯、马铃薯、木薯等，富含淀粉，因此广泛用于发酵制糖、制淀粉等领域。

木薯是热带和亚热带多年生、温带一年生薯属灌木，原产于南美洲，适宜在平均温度为25-29℃、年均降水量1000-1500毫米的低纬度地区生长。大约在1820年前，木薯传到中国南方，主要在广东、广西和海南种植，现在逐渐扩大到云南、福建、贵州等省。木薯分为两类：苦味木薯(有毒木薯)和甜味木薯(无毒木薯)。新鲜的木薯块根的主要化学成分是水，其次是碳水化合物，还有一些含量较少的蛋白质、脂肪和果胶。鲜木薯淀粉含量达到25-30重量％，干木薯淀粉含量为70重量％左右。

由于木薯的块根较大，在采用木薯原料酶解、发酵制备乙醇之前通常需要对木薯原料进行粉碎，以破坏木薯的组织结构，从而使微小的淀粉颗粒能够从木薯块根中解体、分离出来。为了提高糖分的抽提率，需要使木薯组织的解体更充分、更细小，使淀粉颗粒的分离更彻底。现有技术的采用木薯制备乙醇的方法中，所述木薯的粉碎方法通常包括将木薯与水混合后进行粉碎得到粉碎产物。采用现有的粉碎方法消耗水的量较大，为了保证得到的粉碎产物中对木薯颗粒的粒度要求，采用现有的粉碎方法消耗的能量较大，设备的利用率低。

发明内容

本发明的目的是克服现有的采用薯类原料制备乙醇的方法中粉碎薯类原料的方法消耗水的量较大，消耗的能量较大，设备的利用率低的缺陷，提供一种粉碎薯类原料的消耗水的量较小，消耗的能量较小，设备的利用率高的采用薯类原料制备乙醇的方法。

本发明的发明人发现，现有技术的采用薯类原料制备燃料乙醇的方法中对于粉碎薯类原料的方法，无论薯类原料是鲜木薯还是干木薯，均需在粉碎前将木薯原料与水混合(木薯原料的鲜重与水的重量比通常为1∶1)后进行粉碎，粉碎过程中消耗的量水较大，因而，粉碎产物的量也相应较多，粉碎产物的储存问题也较难解决。此外，现有技术的粉碎的方法通常为二次粉碎，即，在将薯类原料与水混合后先进行一次粉碎，将得到的一次粉碎产物再次进行二次粉碎，而得到最终的粉碎产物。在采用现有的二次粉碎方法粉碎得到的粉碎产物中薯类原料颗粒的粒径大小不均匀，且颗粒粒度较大；若为了保证得到的粉碎产物中木薯颗粒的粒度能够达到一定要求，则采用现有的粉碎方法的粉碎时间会延长，因而消耗的能量较大，设备的利用率低。

本发明提供了一种采用薯类原料制备乙醇的方法，该方法包括将去皮后的薯类原料粉碎，将粉碎后的产物与酶混合、酶解，得到酶解产物；发酵该酶解产物，其中，所述粉碎的方法包括先将去皮后的薯类原料进行一次粉碎，得到一次粉碎产物，将部分一次粉碎产物进行二次粉碎，得到二次粉碎产物，将剩余部分的一次粉碎产物与去皮后的未粉碎的薯类原料混合然后进行一次粉碎。

本发明提供的采用薯类原料制备乙醇的方法中，将去皮后的薯类原料粉碎的方法为二次粉碎的方法，与现有技术不同的是，在粉碎薯类原料之前不需要将薯类原料与水混合，或者仅仅加入少量的水，而后将一次粉碎后的部分一次粉碎产物返回与经过去皮的未经过粉碎的薯类原料重新混合，然后再次进行一次粉碎，该返回的部分一次粉碎产物为薯类原料颗粒的淀粉浆液，该部分粉碎产物即能够起到稀释的作用，又能够与经过去皮的未经过粉碎的薯类原料一起被再次粉碎。本发明的方法不但消耗水的量少，消耗的能量较少，设备的利用率高，粉碎效率高，同时采用本发明的二次粉碎的方法能够很好的控制粉碎后的得到的粉碎产物中薯类原料颗粒的粒径，使最终得到的薯类原料颗粒的粒径小且均匀，同时还解决了粉碎产物的储存问题。此外，本发明的发明人意外的发现，采用本发明的薯类原料制备乙醇的方法得到的淀粉乙醇产率得到显著提高，推测原因可能是由于本发明的粉碎方法能够很好的控制粉碎后得到的粉碎产物中薯类原料颗粒的粒径，使最终得到的薯类原料颗粒的粒径小且均匀，从而能够使粉碎产物中的淀粉被充分释放出来，使最终得到的粉碎产物中的薯类原料颗粒中的微小淀粉颗粒能被充分利用，即能充分与酶接触、酶解，大大提高了淀粉的利用率，从而大大提高了淀粉乙醇产率。例如，在其它条件都相同的情况下，采用实施例2的方法得到的淀粉乙醇产率达52.5％，残糖率为1.5％，而采用对比例1的方法得到的淀粉乙醇产率仅为51.0％，残糖率为2.0％，乙醇产率的提高幅度高达2.9％，残糖率降低了25％。

附图说明

图1为本发明的去皮方法所使用的薯类去皮设备的正视图；

图2为本发明的去皮方法所使用的薯类去皮设备的纵剖示意图；