[发明专利]联合纤维素制乙醇法

说明书

本发明提供了联合纤维素制乙醇法，包括如下几个步骤：1)称取一定量纤维素原料，粉碎后蒸汽蒸煮5‑20min，然后加入3‑5倍量的水混合均匀，加入纤维素原料质量1‑4％的碱或1‑5‰的稀硫酸；2)将步骤1)所得碱性原料高温蒸煮15‑45min，随后通氧10‑30min，过滤后加入3‑5倍量的水，加酸调节pH为4.5‑5.5；3)将步骤1)所得酸性原料高温蒸煮5‑20min，测量PH将PH调节为4.5‑5.5；4)向步骤2)或步骤3)所得原料中加入酶活性为10000U的纤维素酶，随后导入温度为55℃的密封罐内保温24‑48h，降温至35℃，加入1‑4％于纤维素原料质量的耐高温酵母，保温发酵7天，即得；本发明中采用蒸煮法破坏纤维素结构，减少对纤维素酶和酵母菌的毒害，引入沼气发酵技术提供足够热能和电能，提高综合利用率和经济效益。

技术领域

本发明涉及乙醇制备技术领域，具体涉及联合纤维素制乙醇法。

背景技术

纤维素(cellulose)是由葡萄糖组成的大分子多糖。不溶于水及一般有机溶剂。是植物细胞壁的主要成分。纤维素是自然界中分布最广、含量最多的一种多糖，占植物界碳含量的50％以上。棉花的纤维素含量接近100％，为天然的最纯纤维素来源。一般木材中，纤维素占40～50％，还有10～30％的半纤维素和20～30％的木质素。

以纤维素为原料生产乙醇由于原料来源广泛、价格低廉，前景广扩。纤维素的主要成份为纤维素、半纤维素和木质素。前二者都能被水解为单糖，再经发酵生成乙醇。木质素不能水解且在纤维素周围形成保护层影响纤维素水解。

随着化石能源的逐渐枯竭，消耗化石能源所带来的气候变暖、环境恶化等现象的出现，人们迫切的希望找到一种可再生的清洁能源作为化石能源的替代品，在满足消耗需求的同时减少对环境的破坏。燃料乙醇作为一种可再生的清洁能源，从上世纪70年代在美国、巴西开始推行，由于初始推行的燃料乙醇大多数是通过玉米等淀粉质粮食作物为原料，导致世界粮食价格的上涨，形成了与人争粮的局面，制约了其大规模推广。随着纤维素酶技术的发展，纤维素乙醇技术的开发和纤维素酶商业化生产正渐成气候和规模。

在中国公开的专利文件CN103060391A中公开了适用于纤维素乙醇生产的低温灭菌方法，该低温灭菌方法包括以下步骤：(1)称取定量的经过预处理的纤维素原料及培养基的其他组分直接加入发酵罐中；(2)根据最终发酵体积加入定量的纤维素酶酶液并升温至50～65℃，保温1～3h，降温至乙醇发酵菌株的发酵温度；(3)通过无菌接种的方式加入培养好的乙醇发酵菌株种子悬液，维持罐压在0.01～0.02Mpa，控制合适的条件进行厌氧发酵直至发酵结束。该低温灭菌方法在保证不染杂菌的同时兼顾纤维素酶的催化效率，消除传统灭菌方式产生的抑制产物，减少能耗利用，节约灭菌成本。

但现有的联合纤维素制乙醇法存在生产成本高，污染大的缺陷。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了联合纤维素制乙醇法，有效的弥补了现有技术存在的缺陷。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种联合纤维素制乙醇法，所述联合纤维素制乙醇法包括如下几个步骤：

1)称取一定量纤维素原料，粉碎后蒸汽蒸煮5-20min，然后加入3-5倍量的水混合均匀，加入纤维素原料质量1-4％的碱或1-5‰的稀硫酸；

2)将步骤1)所得碱性原料高温蒸煮15-45min，随后通氧10-30min，过滤后加入3-5倍量的水，加酸调节pH为4.5-5.5；

3)将步骤1)所得酸性原料高温蒸煮5-20min，测量PH将PH调节为4.5-5.5；

4)向步骤2)或步骤3)所得原料中加入酶活性为10000U的纤维素酶，随后导入温度为55℃的密封桶内，保温24-48h，降温至35℃，加入1-4％于纤维素原料质量的耐高温酵母，保温发酵7天，即得。