[发明专利]一种利用甜菜生产燃料乙醇的方法

说明书

技术领域

本发明涉及能源领域，具体的说是一种利用甜菜生产燃料乙醇的方法。

背景技术

燃料酒精作为一种可再生的洁净能源，能替代日益稀少、不可再生的石油化工产品，具有广阔的市场前景。然而，传统用粮食生产酒精的巨额成本限制了燃料酒精的推广使用，而且以玉米等粮食为原料生产酒精，必然引发粮食价格上涨。因此，寻求廉价易得的酒精生物质原料成为国内外研究的热点。

甜菜(Beta vulgaris)又名菾菜，属藜科（Familia Chenopodiaceae）甜菜属（Genus Beta）。原产于欧洲西部和南部沿海，是除甘蔗外的一个主要糖源，也是我国的主要糖料作物之一。甜菜块根的主要化学组成成分分析表明，总糖17.3％，水分75％，纤维素、半纤维素3.3％，果胶质2.3％，蛋白质及其他含氮物质1.5％，灰分0.6％。由于甜菜生物学产量和含糖量较高，也是目前世界新兴的、具有很大发展潜力的燃料乙醇生产原料之一。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用甜菜生产燃料乙醇的方法。

本发明的技术方案是：一种利用甜菜生产燃料乙醇的方法，它包含有

1、制备玉米浆液：1L水中加入30g玉米粉，加热为(90±2)℃，加入α-淀粉酶液化35min，冷却降温至(55±2)℃，加入糖化酶糖化50min。

2、制备固定化酵母细胞活化增殖培养基：葡萄糖20g，玉米浆液30mL，硫酸铵0.5g，磷酸二氢钾0.02g，硫酸亚铁0.003g，加水至lO00mL，常规高压灭菌后冷却备用。

3、 酵母菌细胞的固定化：将适量活性干酵母置于30℃无菌水中化开后，按比例与含有0.6％海藻酸钠的6％聚乙烯醇水溶液混匀，再用注射器逐滴滴入含1％氯化钙的5％硼酸液中，制成直径为3mm左右的固定化凝胶颗粒，固化50min，滤出固定化凝胶颗粒，用生理盐水洗涤3次，浸入无菌水中备用。

4、固定化酵母细胞的增殖：将固定化酵母细胞凝胶颗粒用无菌水浸洗5次，加入同体积的固定化酵母活化增殖培养基，于30℃、120r/min通气振荡培养，13h后酵母细胞开始增殖。当培养时间至24h时，游离酵母数为3.8x10⁷个/mL以上，即完成增殖过程。

5、固定化生物催化剂酒精连续发酵：将备好的连续发酵培养基用蠕动泵恒速输入固定化生物反应器中，控制发酵温度30℃，在糖化醪流加速率为15-16mL/h、停留时间为3-4h和稀释速率0.15-0.16h^-1条件下进行酒精连续发酵。

6、确定聚乙烯醇(PVA)凝胶颗粒的稳定性。

优选的是：所述发酵液糖度为10%-20%。

优选的是：所述硫酸铵添加量为0.5-1.0g/L。

优选的是：所述发酵培养液pH为4.0-4.5。

优选的是：所述固定化酵母细胞凝胶颗粒填装量为45-55%。

本发明的有益效果是：本发明通过将酵母固定化，使得酵母在发酵甜菜生产燃料酒精时可以重复利用，且提高了发酵效率和酵母的稳定性。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。

实施例1

一种利用甜菜生产燃料乙醇的方法，它包含有

1、制备玉米浆液：1L水中加入30g玉米粉，加热为(90±2)℃，加入α-淀粉酶液化35min，冷却降温至(55±2)℃，加入糖化酶糖化50min。

    2、制备固定化酵母细胞活化增殖培养基：葡萄糖20g，玉米浆液30mL，硫酸铵0.5g，磷酸二氢钾0.02g，硫酸亚铁0.003g，加水至lO00mL，常规高压灭菌后冷却备用。

3、 酵母菌细胞的固定化：将适量活性干酵母置于30℃无菌水中化开后，按比例与含有0.6％海藻酸钠的6％聚乙烯醇水溶液混匀，再用注射器逐滴滴入含1％氯化钙的5％硼酸液中，制成直径为3mm左右的固定化凝胶颗粒，固化50min，滤出固定化凝胶颗粒，用生理盐水洗涤3次，浸入无菌水中备用。

4、固定化酵母细胞的增殖：将固定化酵母细胞凝胶颗粒用无菌水浸洗5次，加入同体积的固定化酵母活化增殖培养基，于30℃、120r/min通气振荡培养，13h后酵母细胞开始增殖。当培养时间至24h时，游离酵母数为3.8x10⁷个/mL以上，即完成增殖过程。