[发明专利]一种纤维素乙醇生产中氢氧化钙过量解毒的改进方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种氢氧化钙过量解毒的改进方法。

背景技术

在纤维素乙醇生产中，基于天然纤维素的特殊结构，在酶解纤维素前，进行适当的预处理以打开木质纤维素的分子结构是必要的技术手段。蒸汽爆破预处理是目前应用最广泛的一种纤维素预处理方法。但是经过此方法处理的玉米秸秆，在预处理过程中产生的甲酸、乙酸、呋喃类物质(如糠醛和羧甲基糠醛)和多种酚类化合物对乙醇发酵都存在强烈的抑制作用。因此有必要预先清除这些毒物或减小其毒性作用。

目前，氢氧化钙过量法是应用最广泛并最有效的解毒方法，氢氧化钙过量解毒是依据一些预处理副产物在较高的pH(10～11)和一定温度下不稳定，会发生分解，而分解的产物对糖化和发酵没有抑制作用或抑制作用很小，另外氢氧化钙还能吸附金属离子等对糖化和发酵有抑制作用的物质从而达到解毒的效果。目前应用的氢氧化钙的解毒方法都是将氢氧化钙直接加到发酵罐中，解毒后沉淀物不与秸秆分离，这样导致氢氧化钙用量大；在发酵过程中由于pH的降低，又使大量的钙离子溶解到发酵液中，从而影响了发酵效果枛纤维素乙醇转化率低，仅为75％～79％，进而影响工艺的应用推广。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有氢氧化钙过量解毒法存在氢氧化钙用量大和纤维素乙醇转化率低的问题，而提供了一种纤维素乙醇生产中氢氧化钙过量解毒的改进方法。

改进纤维素乙醇生产中氢氧化钙过量解毒的方法按以下步骤进行：一、将成熟的玉米秸秆切段，然后在温度为220～240℃、压力为1.6～1.8MPa的条件下蒸汽爆破预处理4～6min，得汽爆秸秆；二、将汽爆秸秆放入到蒸馏水中混合，然后在搅拌速度为150～300r/min的条件下搅拌20～30min，过滤，得滤液A和滤渣；三、用氢氧化钙将滤液A的pH调节至10～11，然后在温度为65℃水浴中保温处理20～30min，而后冷却至室温后过滤，得滤液B；四、将滤液B放入步骤二中的滤渣中并调节pH至4.8～5.5，然后在温度为121℃条件下，湿热灭菌20min，再依次加入纤维素酶和酿酒酵母混合均匀，而后在温度为38～42℃、搅拌速度为200r/min的条件下糖化、发酵60～96h；即完成纤维素乙醇生产中氢氧化钙过量解毒的改进；其中步骤二中汽爆秸秆的加入量占蒸馏水总重量的15％～25％；步骤四中纤维素酶按照每克汽爆秸秆的干重加入10～15IU的纤维素酶，步骤四中酿酒酵母按照每升汽爆秸秆与蒸馏水的混合物加入1.0～3.0g酿酒酵母。

采用本发明的改进纤维素乙醇生产中氢氧化钙过量解毒的方法能够使沉淀物与秸秆发酵液很好的得到分离，这样将大大降低氢氧化钙的用量(仅为现有技术用量的50％～60％)，并可获得更好的纤维素乙醇发酵效果。

采用本发明的改进纤维素乙醇生产中氢氧化钙过量解毒的方法，使纤维素乙醇转化率从原来的75％～79％，提高到84％～95％，可广泛的应用于生产工艺中。

本发明的方法所需设备简单，原材料价格低廉。

附图说明

图1为现有氢氧化钙解毒的方法与具体实施方式二十三改进纤维素乙醇生产中氢氧化钙过量解毒的方法对纤维素糖化的效果柱形图，图2为现有氢氧化钙解毒的方法与具体实施方式二十三改进纤维素乙醇生产中氢氧化钙过量解毒的方法对乙醇发酵的效果柱形图，图3为现有氢氧化钙解毒的方法与具体实施方式二十三改进纤维素乙醇生产中氢氧化钙过量解毒的方法对糖化发酵的效果图。

具体实施方式

本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。