[发明专利]一种乙醇的制备方法

说明书

技术领域：

本发明属于精细化工领域，更具体的说，是涉及一种乙醇的制备方法。

背景技术：

乙醇的结构简式为CH₃CH₂OH，俗称酒精，它在常温、常压下是一种易燃、易挥发的无色透明液体，它的水溶液具有特殊的、令人愉快的香味，并略带刺激性。乙醇的用途很广，可用乙醇来制造醋酸、饮料、香精、染料、燃料等。医疗上也常用体积分数为70％——75％的乙醇作消毒剂等。

工业上一般用淀粉发酵法或乙烯直接水化法制取乙醇：

1.发酵法

发酵法制乙醇是在酿酒的基础上发展起来的，在相当长的历史时期内，曾是生产乙醇的唯一工业方法。发酵法的原料可以是含淀粉的农产品，如谷类、薯类或野生植物果实等；也可用制糖厂的废糖蜜；或者用含纤维素的木屑、植物茎秆等。这些物质经一定的预处理后，经水解(用废蜜糖作原料部经这一步)、发酵，即可制得乙醇。该方法产率较低，发酵液中的质量分数约为6％～10％，并含有其他一些有机杂质，经精馏可得95％的工业乙醇。

2.乙烯水化法

乙烯直接水化法，就是在加热、加压和有催化剂存在的条件下，是乙烯与水直接反应，生产乙醇：

CH₂＝CH₂+H——OH→C₂H₅OH(该反应分两步进行，第一步是与醋酸汞等汞盐在水-四氢呋喃溶液中生成有机汞化合物，而后用硼氢化钠还原)

该方法，虽然具有较高的产率，但是制作过程危险性高，污染大。

甜高粱压榨得到的糖浆中蔗糖浓度很高，可直接用作培养基发酵生产乙醇；而残渣作为下脚料一直没有得到充分利用，这既造成了资源浪费，又带来了环境问题。

发明内容：

本发明就是针对上述问题，提供了一种安全、环保、高效的乙醇的制备方法。

为了实现本发明的上述目的，本发明的制备步骤为：

1.磷酸水解

取甜高粱渣于250mL三角瓶中，加入浓度为40～80％的磷酸，用去离子水调节固液比为8∶1～12∶1，在100～120℃下进行水解反应，80～160min后过滤，热水洗两遍后放入80℃烘箱干燥；

2.水解液发酵

取一环管囊酵母接种于管囊酵母种子培养基(木糖20g/L，蛋白胨20g/L，酵母粉10g/L)中，250mL三角瓶装液量为30～60mL，在30～50℃、150～200r/min条件下培养24h后以10％接种量接种于水解液培养基，于250mL三角瓶中30～60℃、100～150r/min培养；

3.水解残渣同步糖化发酵

取一环酿酒酵母接种于酿酒酵母种子培养基(葡萄糖20g/L，蛋白胨5g/L，酵母粉3g/L)中，250mL三角瓶装液量为30～60mL，在35～40℃、150～200r/min条件下培养24h后以10％接种量接种于SSF培养基，同时加入纤维素酶，于250mL三角瓶中35～40℃、100～150r/min培养。

本发明的有益效果：

1.本发明以高粱残渣为原料，做到了资源的再利用，减少了环境的污染；

2.本发明制备过程安全可靠，没有对环境造成污染；

3.本发明的乙醇得率达到0.1479/g干物料。

具体实施方式：

本发明以高粱残渣为原料，利用水解和发酵相结合的方法对乙醇进行了制备，本发明的制备步骤为：

1.磷酸水解

取甜高粱渣于250mL三角瓶中，加入浓度为40～80％的磷酸，用去离子水调节固液比为8∶1～12∶1，在100～120℃下进行水解反应，80～160min后过滤，热水洗两遍后放入80℃烘箱干燥；

本发明选择磷酸浓度、固液比、水解温度、水解时间为影响磷酸水解效果，即还原糖得率的因素，具体情况可见表1；

表1四因素对还原糖得率的影响

作为一种优选方案，本发明的制备步骤为：磷酸浓度80g/L，反应温度120℃，反应时间为80min，固液比为1∶10；

2.水解液发酵

取一环管囊酵母接种于管囊酵母种子培养基(木糖20g/L，蛋白胨20g/L，酵母粉10g/L)中，250mL三角瓶装液量为30～60mL，在30～50℃、150～200r/min条件下培养24h后以10％接种量接种于水解液培养基，于250mL三角瓶中30～60℃、100～150r/min培养；

3.水解残渣同步糖化发酵

取一环酿酒酵母接种于酿酒酵母种子培养基(葡萄糖20g/L，蛋白胨5g/L，酵母粉3g/L)中，250mL三角瓶装液量为30～60mL，在35～40℃、150～200r/min条件下培养24h后以10％接种量接种于SSF培养基，同时加入纤维素酶，于250mL三角瓶中35～40℃、100～150r/min培养。