[发明专利]一种利用木薯渣生产乙醇的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种乙醇的生产方法，特别是利用木薯渣发酵生产乙醇的方法。

背景技术

木薯(Manihot esculenta Crantz)是世界三大薯类之一，广泛栽培于热带和亚热带地区。木薯在我国热带地区是仅次于水稻、甘薯、甘蔗和玉米的第五大作物，其化学成分见表1(张绪跃，李素贞.木薯酒精废水全渣厌氧机理的探讨.甘蔗糖业.2006(3)：36-39)。

表1木薯的化学成分单位：质量％

利用木薯不仅可以生产普通木薯淀粉，还可以加工食品，生产各种变形淀粉和淀粉糖类，也可以通过糖化与发酵生产各生化产品，如乙醇、丁醇、乳酸和柠檬酸等(如CN200810108467.2“一种木薯生淀粉批量发酵酒精的生物方法”，CN200710050079.9“以木薯为原料制取燃料油生物丁醇的方法”等)。在木薯利用过程中，会产生大量的固体排放物，一般称为木薯渣，如CN200710304356.4公开了一种从木薯发酵制备乙醇的废液中回收固体残渣的方法，因此木薯渣的进一步利用是发展木薯经济不可回避的问题。

木薯渣干基中含有丰富的纤维素、半纤维素、淀粉和无机盐等。根据木薯渣的来源不同，各组分含量有所差异。CN200810223312.3报道利用木薯制备燃料乙醇剩余的木薯渣干基中纤维素、半纤维素、木质素、粗蛋白、粗脂肪和淀粉的含量分别为25-30wt％、10-12wt％、30-32wt％、4-6wt％、2-4wt％和8-10％。CN200810111159.5中报道的淀粉加工剩余的木薯渣干基中淀粉含量为35-45wt％。陈超纲等报道木薯渣中的纤维素、半纤维素、木质素含量分别为30.9wt％、6.9wt％、9.5wt％(文献：陈超纲，黄海宝.木薯渣栽培平菇.广西农业科学，1993(04))。

现有木薯工业产生的木薯废液废渣多采取焚烧以及发酵制备沼气的方法进行处理，如CN200810035434.x公开了一种木薯酒糟厌氧处理的方法，该方法能够处理高浓度悬浮固体含量的木薯酒糟，采用的是高温厌氧消化技术。焚烧的方法浪费资源，而且会对环境造成二次污染。发酵制备沼气的方法对技术和设备要求比较高，而且固体残渣很难被转化成沼气。CN200710304356.4公开了一种从木薯发酵制备乙醇的废液中回收固体残渣的方法，该方法包括去除废液中的水，得到滤饼，后对滤饼烘干，得固体残渣，滤饼含水量约60wt％，获得的固体残渣主要用于制作饲料。CN200710066412.5公开了一种处理木薯酒糟渣液的方法，该方法包括①将木薯酒糟渣液回收于沉淀池，调节pH到6-9；②加入聚合氯化铝或/和聚合硫酸铁，加入量为0.0015-0.003％；③排除上层水液；④沉淀脱水。该方法获得的固体残渣主要用于饲料或饲料原料。CN200810073913.0公开了一种木薯渣，酒糟渣生产瓦楞纸，纱管纸的方法。CN200810015418.4公开了一种利用木薯渣生产乙醇的方法，该专利利用木薯渣中的淀粉，采用固态发酵的方法进行，具体步骤为将木薯淀粉渣晒干或压榨烘干，拌料，蒸熟，一次性冷却，加糖化酶；二次冷却加入酵母，入池发酵；蒸馏，产生的淡酒暂时进入精馏，冷却得成品酒精。CN200810073402.9也公开了一种利用木薯渣中的淀粉发酵生成乙醇的方法，具体为将木薯渣和木薯或木薯干片分开，分别进行蒸煮和糖化，木薯渣经过糖化后进行渣水分离，固渣直接做饲料或肥料，木薯渣糖化滤液用作生木薯或木薯干片的调浆用液。CN200810223312.3和CN200810223313.8则公开了利用木薯渣中的纤维素水解糖发酵制备乙醇的方法，包括将木薯渣的原料和酶混合，酶解含木薯渣原料中的纤维素，得到水解产物，并发酵该产物产乙醇，该发明采用批次补料糖化，分批次数至少两次，每批加入的含木薯渣的原料的量最多为全部含木薯渣原料重量的60％，采用该工艺，木薯渣的纤维素水解率为85.4-92.5％。

传统酿酒酵母的乙醇发酵温度为28～33℃，一般不超过36℃。这一限制因素增加了乙醇的生产成本。由于淀粉或纤维素的分解步骤需要在较高的温度(40～60℃)进行，所以通常在乙醇发酵过程中淀粉或纤维素的分解与乙醇发酵不能在同一个反应器中同时进行，传统的乙醇发酵工业是采用先在40-60℃的温度条件下糖化，再把温度降到28～33℃接种酵母菌进行乙醇发酵。这势必要延长乙醇发酵时间，浪费一部分热能，增加乙醇生产的成本。

发明内容

本发明提供一种利用木薯渣生产乙醇的方法，可以对充分利用木薯渣中的淀粉、纤维素和半纤维素，并且过程简单。