[发明专利]利用无患子果皮发酵生产生物质能源酒精的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用无患子果皮发酵生产酒精的方法，特别是一种利用无患子果皮中的糖和糖苷生产酒精的方法。

背景技术

在石油资源日益枯竭，环境保护意识加强的形势下，人们更看重从资源、能源和经济一体化协调考虑的社会可持续发展模式。在这一形势下人们开始关注生物能源，如燃料酒精、生物柴油、生物质气化及液化燃料等能源物质的生产研究。无患子(Sapindus mukorossi Gaerth.)是一种民间植物，自古以来为人们所熟悉，别名：圆皂角、木患子、菩提子、皮皂子等。在江浙一代，栽培无患子树大多作为绿化带，每年有大量的无患子果被丢弃或堆积于路边，造成了资源的浪费。其实无患子浑身都是宝：无患子的果皮含有丰富的糖类和皂苷类成分，果仁则含油丰富。无患子果皮中的糖类主要是果糖、鼠李糖、阿拉伯糖等一些单糖和少量的寡糖和多糖；无患子果皮中的皂苷则由皂苷元和糖基构成，这些糖类和糖基可为微生物的生长提供良好的碳源。此外，无患子果皮中还含有少量的尼克酸、有机酸、酚酸等十多种氨基酸和铁、钙、镁、钾、钠、磷等成分，可为微生物的生长繁殖提供氮源和矿物质。但是有文献表明，从无患子果皮中的粗皂苷对啤酿酒糖酵母菌和产脘假丝酵母菌有明显的抗菌活性，对酵母菌抑制较强，所以利用酵母菌来发酵无患子生产酒精有一定的风险与难度。    

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用无患子果制造生物质能源酒精的方法，提高废弃无患子果的附加值，减少环境污染，实现企业节能减排的目的。本发明提供了利用无患子生产生物乙醇最有效的酵母菌株以及通过使酵母菌株发酵来最大化生产生物乙醇的方法。

本发明所采用的技术方案为一种利用无患子果皮发酵生产生物质能源酒精的方法，该方法包括以下步骤： 1）将干无患子果进行预处理，用水浸泡，待果皮泡软后用振动筛将浸泡液与无患子果分离；2）用脱壳机将无患子果的果核与果皮分离，并用湿法粉碎机粉碎果皮，将粉碎后的果皮并入步骤1）的浸泡液中，在20℃-70℃的恒温常压状态下再搅拌提取2-7h，用振动筛将提取液与粉碎后的果皮渣分离，并用压榨机对湿果皮进行压榨，合并浸泡液和压榨液；3）将上述所得的提取液泵入灭菌罐中，灭菌罐夹套中通蒸汽，将提取液加热到80-90℃，维持1-2h，然后通循环水冷却至28-40℃后保温，得到无患子灭菌提取液T公斤；4）取10%-60% T公斤的无患子灭菌提取液加入重量为此部分无患子灭菌提取液3%-10%的干酵母，在32-40℃温度常压状态下活化15-40min，得到活化液；5）将活化液冷却至32℃±1℃，加入15%-60%T公斤的无患子灭菌提取液进行接种，于28-37℃发酵，转速0-150r/min；6）当出现发酵停滞，将剩余无患子灭菌提取液按步骤4）进行活化后，加入，继续在28-37℃常压条件下发酵，转速0-150r/min，总发酵时间为4-10天；7）将发酵醪液经预热到30-60℃进入塔压为0.2-0.5atm的减压粗馏塔，进行乙醇初步分离，馏出物经60-100℃预热后进入塔压为1.2-1.8atm的精馏塔，进一步获得乙醇较高质量浓度的气相产物，再进入分子筛吸附塔即得到燃料乙醇。

所述的将干无患子果进行预处理是指在干无患子果中加入是其1-5倍重量的水，在20℃-70℃的恒温常压状态下以20-60r/min转速搅拌提取10-15h。

当然也可使用新鲜的无患子果进行制作，浸泡所使用的水可适当减少，由于无患子果为季节性果实，所以以干无患子果为整个制作过程的用量依据。

用于乙醇发酵的干酵母为高活性干酵母、耐高温酵母、黄酒酵母、啤酒酵母、葡萄酒酵母中的一种或几种。

所述的活化时所用的无患子灭菌提取液为无患子灭菌上清液或将无患子灭菌上清液稀释1-3倍后的液体。

所述的发酵停滞是指发酵液中不再有气泡产生，菌种全部沉降至罐底。

所述的酒精蒸馏方法为第一步粗馏，第二步精馏；粗馏至蒸馏液中乙醇含量小于0.5%（v/v），馏分进入精馏塔进行精馏。

本发明与现有研究相比，具有以下明显的优势和有益效果：1.本方法工艺简单，采用干酵母，可在短时间内完成活化，节省了鲜酵母连续活化时所用的大量培养基和灭菌等工序；2.本方法提取的无患子液体本身pH适宜菌种生长与发酵，不需另外添加酸类来调节PH；且发酵开始时不必添加发酵营养物质，是一种节能环保的方法。

具体实施方式

下面的实施例可以使本专业的技术人员更理解本发明，但不以任何形式限制本发明。