[发明专利]利用烟草废弃物发酵生产酒精的方法

说明书

技术领域

本发明属于酒精的生产技术领域，具体涉及以烟草废弃物为原料发酵生产酒精的方法。

背景技术

烟草废弃物，指的是未能用于制烟（包括用下脚料制造膨胀烟丝与薄片等）的烟草组成部分，包括烟茎（又称烟杆，烟秆，烟梗）、无法进行卷烟加工的低等级或者等外级烟叶，烟草植株的根、茎、叶、芽、花蕾、种子，卷烟企业积存的烟末、烟根、根出条等等。这些废弃物或丢弃于田间地头形成农业固体废弃物造成环境污染，或被晒干焚烧造成大气污染，不仅破坏了生态环境，而且浪费了可供利用的资源。

目前，烟草废弃物的利用主要有提取香料、生产卷烟盘纸、生产饲料、提取生化产品等，但这些都不能达到充分利用烟草废弃物。

酒精作为一种重要的基础化工原料，广泛用于基本有机原料（如氯乙醇、乙醚、醋酸等）农药及医药、橡胶、塑料、人造纤维、洗涤剂等有机化工产品的生产，又是环保无污染的生物燃料。目前，酒精的生产主要以玉米、小麦、薯类、糖蜜等粮食类植物为原料，经发酵、蒸馏制成。存在的问题是：一方面粮食价格不断上升，使酒精成本居高不下，另一方面，我国是一个人口大国，粮食问题是一个大问题，故酒精生产仅仅依靠粮食作为原料，已不能满足产业发展的需求。而烟草废弃物，无论是烟田产生的根、茎、叶、芽、花蕾、种子，还是烟厂产生的碎烟叶、烟末、烟梗等都富含纤维素、淀粉等，是上好的发酵原料。

利用烟草废弃物生产酒精解决了生产酒精原料的短缺，同时也大大提高了烟草废弃物的利用率，但这种利用涉及到一个关键的问题：因烟草废弃物中含有的是大分子的纤维素，小分子糖类含量较少，无法满足发酵工艺要求，在发酵前需要进行糖化处理，糖化处理又关系到后一步能否进行成功发酵产生酒精及酒精的产率；另一方面，烟草废弃物中还含有抑制发酵的油溶性成分如茄尼醇和水溶性成分如果胶和单宁等，在进行发酵前必须将这些成分除掉，这些都给发酵前物料的预处理带来了困难。公开号为CN1167828A的发明专利报道了一种烟草工业专用酒精的生产方法，以烟草废弃为原料，经配料、粉碎、酵前物化处理、发酵、蒸馏而制得，该方法制得的酒精具有烟草特征香味和发酵香味，以及恰当的浓度，使用时一般不必稀释，成本低，使用方便。该专利中介绍的酵前物化处理方法有蒸料、萃取分离、酸解、酶解等，具体可采用其中的一种，也可几种方法联合使用，但蒸料和酸解均需要在较高的温度下完成，蒸料需要的时间较长（如实施例1中8天），酸解需要加酸且后续还需加碱中和，操作较复杂，最终酒精的得率较低。申请号为200810070873.4的发明专利公开了一种利用烟草废弃物生产酒精的方法，其是采用一种特殊的溶剂油萃取除去茄尼醇等油溶性成分和采用酸性螯合剂除去果胶和单宁等水溶性成分后再进行发酵，该方法中采用的试剂如特殊的溶剂油、酸性螯合剂成本较高，且操作复杂。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种利用烟草废弃物发酵生产酒精的方法，该方法生产成本低，操作简单，可大规模工业化生产。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种利用烟草废弃物发酵生产酒精的方法，将烟草废弃物进行糖化预处理后进行发酵得酒精，所述糖化预处理包括如下进行的步骤：

（1）浸泡

将烟草废弃物于水介质中浸泡，固液分离，得滤饼Ⅰ；

（2）汽爆

将步骤（1）所得的滤饼Ⅰ蒸汽爆碎，得爆碎物料；

（3）水洗

将步骤（2）所得的爆碎物料进行水洗，水洗后固液分离，得滤饼Ⅱ；

（4）酶解

将步骤（3）所得的滤饼Ⅱ加入到pH5.0柠檬酸及柠檬酸三钠缓冲液中，然后加入纤维素酶进行酶解，得酶解反应液，所得酶解反应液灭菌后即可进行发酵。

上述烟草废弃物是指未能用于制烟（包括用下脚料制造膨胀烟丝与薄片等）的烟草组成部分，包括烟茎（又成烟杆，烟秆，烟梗）、无法进行卷烟加工的低等级或者等外级烟叶，烟田烟草植株的根、茎、叶、芽、花蕾、种子，卷烟企业积存的烟末、烟根、根出条等等，还可以是其他加工工艺中产生的烟草废料等等。

上述技术方案中，发酵是通过向糖化预处理后得到的酶解反应液中加入适当的发酵剂，在25-40℃条件下完成的，优选的发酵温度为30℃，发酵时间一般为24-48h。所述发酵添加的发酵剂可以是现有酒精或酿酒工业中常用的发酵剂，如各种酒母、酒曲、菌液等，发酵剂中的菌种至少含有酵母菌。在本发明中，所述的发酵剂为酵母、蛋白胨、酵母浸出液、硫酸镁、硫酸铵和磷酸二氢钾的混合物。