[发明专利]一种以烟叶为原料发酵制备乙醇的方法

说明书

【技术领域】

本发明属于生物技术领域。更具体地，本发明涉及一种以烟叶为原料发酵制备乙醇的方法。

【背景技术】

我国烟草植物的种植面积和产量均居世界首。烟草种植与产品加工在国民经济发展中发挥着重要的作用。每年烤烟产量中约有30-35%属于无法进行卷烟加工的低等或等外级烟叶未能得到合理利用，粗略估计仅仅云南省烟草废弃物的数量约在60万吨以上。

近几年，国内对这些烟草废弃物的综合利用方法偏重于对烟叶中烟碱、茄尼醇、氨基酸、有机酸等的分析提取研究。但是，烟叶中含量最丰富的化合物是糖类，特别是云南烟叶。据测定，云南烟叶水溶性总糖平均占29.85%，最大值达到41.96%，还原糖占26.50%(以葡萄糖计，还原糖占16-22%)，最大值可达到38.99%。对烟叶中糖类物质的利用研究相对较少。

在全球性的能源危机日益加剧的背景下，许多国家开始致力于开发各种可再生能源。生物质乙醇以其清洁性以及生物质能源在地球上存在的广泛性而引起了人们的特别关注。大部分的生物质乙醇发酵的原料是以甘蔗、甜菜和陈化粮为主，然而我国的国情是人口众多、人均耕地少，用大量粮食生产乙醇必然会产生与人“争食”、“争土地”的状况，容易造成粮食紧张等诸多问题，不符合我国国情。目前对生物质乙醇的研究主要集中在非粮乙醇，又称纤维素乙醇的生产上，其原料主要是农产品废弃物、林产废弃物。

中国专利200910250006.3提出了一种利用秸秆发酵生产乙醇的方法，该方法利用纤维素酶、木聚糖酶和木糖异构酶，将木质纤维素酶解成葡萄糖和木酮糖，酵母利用葡萄糖和木酮糖作为碳源，发酵生产乙醇。本发明方法采用同步进行木质纤维素的糖化、异构化和发酵来生产乙醇，具有减少酶解产物对纤维素酶和木聚糖酶的负反馈抑制、提高酶解速度、缩短发酵周期、降低生产成本等优点。

中国专利200810222819.7提出了一种采用薯类原料制备乙醇的方法，该方法包括将薯类原料粉碎，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，从发酵产物中分离乙醇，并将薯类原料发酵制备乙醇的废液进行固液分离，得到固体产物和液体产物，将得到的液体产物进行废水处理，其特征在于，在对废液进行固液分离之前在废液中加入水溶性海藻酸酯和/或水溶性海藻酸盐。通过本发明提供的方法显著地缩短了固液分离的时间，在无需增加新设备的情况下显著地提高了单位时间内废液的处理量，从而解决了导致木薯发酵制备乙醇的装置的运行负荷较低的瓶颈，提高了木薯发酵制备乙醇的装置的生产能力。

中国专利200810070873.4提出了一种利用烟草废弃物生产酒精的方法。在该方法中，先将抑制酒精发酵的油溶性成分去除后进行制糖，再去除抑制酒精发酵的水溶性成分后进入发酵、蒸馏工序，在最后的蒸馏步骤中，将成熟醪蒸出乙醇和水蒸汽的混合气体，连续进入规整填料塔中进行连续常压蒸馏成96%酒精。

本申请人创造性地研发了以烟叶为原料生产乙醇的方法。考虑到烟草下脚料是卷烟生产中产生的大宗副产品，它含有各种有机成分和次生代谢产物。如果这类废弃物没有得到合理的利用，会给环境造成一定的负担。而利用废弃烟叶发酵制取乙醇可以一举两得，不仅能够带来环境效益，还能够达到废弃物资源合理利用的目的。

本发明申请主要借鉴半固态酿酒工艺，即先固后液的结合法，以烟草废弃物或等级外烟叶为原料，通过无氧发酵制备乙醇，为综合利用废弃物制备乙醇提供一种新的工艺方法。

【发明内容】

[要解决的技术问题]

本发明的目的是提供一种以烟叶为原料发酵制备乙醇的方法。

[技术方案]

本发明是通过下述技术方案实现的。

本发明涉及一种以烟叶为原料发酵制备乙醇的方法，该方法的步骤如下：

(1)粉碎：烟叶进行粉碎，得到烟草粉末；

(2)浸泡：按照一定的料液比，向步骤(1)得到的烟草粉末中加入水，在常温下浸泡一定时间，从而得到烟草粉末与水的混合物；

(3)菌种活化：将菌种加入到一定温度和浓度的蔗糖溶液中活化一定时间，得到活化菌种；

(4)接菌：将步骤(3)得到的活化菌种按照一定比例添加到步骤(2)形成的烟草粉末与水的混合物中；

(5)发酵：对步骤(4)得到的接菌后的物料在无氧条件下进行控温发酵，发酵一定时间后结束；

(6)蒸馏：对步骤(5)发酵后的物料进行蒸馏，经3次蒸馏得到一定浓度的乙醇。

根据本发明的一种优选实施方式，步骤(1)中烟叶粉碎至20-40目。