[发明专利]利用糖化型细胞培养液制造生物燃料乙醇的方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物燃料乙醇的制造工艺领域，特别是涉及一种利用微生物所产生的糖化型细胞培养液替代商品糖化酶制剂制造生物燃料乙醇的方法。

背景技术

我国是一个能源消耗大国，每年要从国外进口大量原油及能源制品补充能源的不足，发展我国可再生能源成为当务之急。随着我国可再生能源的生物燃料乙醇替代车用汽油的发展，生产生物燃料乙醇成本问题成为一个瓶颈问题。在现有的生物燃料乙醇的生产过程中，其糖化工序均采用昂贵的商品糖化酶制剂，而商品糖化酶制剂的生产过程须将微生物细胞培养产生的糖化型细胞培养液通过分离、纯化、过滤、浓缩或干燥等提取工艺后包装而成，然后运输到生物燃料乙醇厂使用，这些过程致使商品糖化酶制剂价格昂贵，从而增加了生物燃料乙醇的生产成本。为了使生物燃料乙醇能替代部分车用汽油，必须降低生物燃料乙醇的生产成本。因此，人们迫切希望一种能适用于目前生物燃料乙醇工厂降低生产成本的生物燃料乙醇的制造方法问世。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的生产生物燃料乙醇成本高的缺陷，满足人们的迫切愿望和当前生物燃料乙醇制造工艺的需求，提供一种利用糖化型细胞培养液替代商品糖化酶制剂制造生物燃料乙醇的方法，可节省因制造商品糖化酶制剂在分离、纯化、过滤、浓缩或干燥等提取工艺和包装过程以及运输、销售等环节所产生的各种费用，从而在很大程度上降低了生物燃料乙醇的生产成本，该方法由于将微生物产生糖化型细胞培养液的过程置入生物燃料乙醇生产体系内，能在产生糖化型细胞培养液时与乙醇发酵共享碳源，提高了设备的利用率，并减少了使用商品酶的各开放环节带来的杂菌污染的危险，达到了环保节能的效果。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：利用糖化型细胞培养液制造生物燃料乙醇的方法，利用生物质原材料制造生物燃料乙醇，其生产工序包括原料预处理、微生物细胞培养、糖化、发酵、蒸馏和脱水，本方法将微生物产生糖化型细胞培养液的过程置入生物燃料乙醇生产体系内，直接利用微生物的产酶细胞，使糖化型细胞培养液替代商品糖化酶制剂制造生物燃料乙醇，具体方法：

(1)、产生糖化型细胞培养液的微生物菌类是真菌、细菌、放线菌、酵母菌中一种以上的菌类；

(2)、产生糖化型细胞培养液的培养基选用的原辅材料及其重量份数是：碳源3～20份、氮源1～15份、营养盐1～10份、生长素1～5份、水50～94份；

(3)、产生糖化型细胞培养液的工艺步骤如下：

①、将产生糖化型细胞培养液的原辅材料按其重量份数投入到糖化型细胞培养液专用培养器内，糖化型细胞培养液专用培养器的投料定容为：按培养器容积的30～90％投料；

②、空气经空压机和净化系统输入糖化型细胞培养液专用培养器内，纯净空气通风量为0.1～1.4L/L·min；

③、将微生物菌种经扩培容器后的糖化型细胞菌种液接种到糖化型细胞培养液专用培养器内，接种量为5～30％；

④、糖化型细胞培养液的微生物进行培养采用的培养条件如下：温度：20～39℃；PH值3.0～8.5；培养时间为40～150小时；DE值达0.1～15％即可终止培养；

⑤、将终止培养后的糖化型细胞培养液与需糖化的物料按体积比0.0001～0.1∶1加到糖化锅对需糖化的物料进行糖化，采用如下糖化条件：温度为30～105℃；PH值为4～8；或者将终止培养后的糖化型细胞培养液与需糖化发酵的物料按体积比0.0001～0.1∶1直接加到乙醇发酵罐与酒母对物料同步糖化发酵，采用的条件与酒母使用条件相同；

(4)、由糖化工序产出的糖化产物部分移到微生物细胞培养工序的培养基中；

(5)、通过原材料预处理工序后的物料部分移到微生物细胞培养工序的培养基中。

所述碳源是淀粉质物料、纤维素质物料、糖质物料中一种以上的物料。

所述氮源是含无机氮、铵盐、硝酸盐、液氨、有机氮、豆饼粉、花生饼粉、麸皮、脲素、胺、酰胺、嘌呤碱、嘧啶碱、蛋白质、蛋白胨、牛肉膏、酵母膏中一种以上的物料。

所述营养盐是含磷、硫、镁、钾、钠、铁、钙、锌、钴、锰中一种以上离子的混合盐液。

所述生长素是含氨基酸、嘌呤、嘧啶、维生素、玉米浆、生物代谢剂中一种以上的物料。

所述生物质原材料是指淀粉质物料、纤维素质物料、糖质物料中一种以上的物料。