[发明专利]一种利用过期面包发酵制备燃料乙醇的方法

说明书

本发明公开了一种利用过期面包发酵制备燃料乙醇的方法，包括以下步骤：对过期面包进行粉碎处理；称取50g粉碎面包后加500ml水溶解；调整pH值为5.0～6.5，加入适量成品耐高温α‑淀粉酶，60～110℃水浴恒温加热并持续搅拌，糖化面包碎渣；水解60～150min后冷却至室温，将混合物以8000r/min的转速离心10min；取上清液过滤，使得油水分离；酵母活化，将干酵母、水、葡萄糖按质量比100︰1000︰1的比例混匀，30℃水浴30min；在水解液中加入10mL酵母，干酵母质量与水解液体积比w/v％为0.3～2‰，调整初始pH为4.5，密封厌氧发酵并持续搅拌；发酵48～96h，直到乙醇含量已达到最大。本发明利用过期面包生产燃料乙醇，废物利用，且基于小麦粉为主要原料，工艺简单，所需设备少、产能效率高。

技术领域

本发明属于生物发酵领域，涉及一种利用过期面包发酵制备燃料乙醇的方法。

背景技术

发展可持续可再生的绿色新能源来代替传统化石燃料能源，已经成为全球新能源领域的研究热点。燃料乙醇指以生物质为原料通过生物发酵等途径获得，体积浓度达到99.5％以上的无水乙醇，其辛烷值高达115。按照我国的国家标准，乙醇汽油是用90％的普通汽油与10％的燃料乙醇调和而成。车用乙醇汽油含氧量达35％，使燃料燃烧更加充分，尾气排放的CO和碳氢化合物平均减少30％以上；因燃烧充分而减少积碳，延长汽车部件使用寿命；有效降低汽油中芳烃、烯烃含量，从而降低炼油厂的改造油品费用。生产使用燃料乙醇不仅从源头上缓解世界能源危机，还保护环境，使经济又好又快发展。

生物发酵法是目前制取燃料乙醇最主要的方法。我国燃料乙醇的主要生产原料仍以玉米为主，但是玉米是人类的主要粮食作物之一，且我国玉米价格从2010年到2015年一直居高不下，2016年开始粮食燃料乙醇不再享有国家财政补贴。2016年汽油表观消费量为11983万吨，按照乙醇汽油10％的添加比例测算燃料乙醇需求量将达到1198万吨。因此，改变燃料乙醇生产原料是必由之路。

目前最接近的技术是餐厨垃圾复合酶解发酵制备燃料乙醇。餐厨垃圾存在大量剩饭剩菜、油脂、馊水等，有机物含量高，易腐烂变质、滋生病原微生物。因此，利用餐厨类垃圾制备燃料乙醇对进料要求高，所需的前处理步骤繁复，例如高温杀菌、去除油脂等，但仍存在底物转化率低、水解速度慢、发酵过程中的酸抑制和氨氮抑制、发酵后残渣多。以淀粉类餐厨垃圾为原料生产燃料乙醇的主要工艺过程包括原料粉碎、液化糖化、乙醇发酵、蒸馏脱水等几个环节。

近年来，全球烘焙食品规模稳步增长，我国烘培行业规模增长速度最快，2011～2016年复合增长率为13％，2016年以251.82亿美元位居全球第二，仅次于美国，其中面包品类占烘焙行业规模的17％，销售达223万吨。每年全球大约有13亿吨的食物被浪费，相当于生产总量的三分之一，尤其在美国、加拿大等发达国家，有约40％的废弃食物被消费者丢掉。按照三分之一的比例计算，每年仅中国废弃或过期面包就有74万吨。面包是以小麦等粮食作物为基本原料，加入糖类等各种辅料烘培烤制而成，具有高淀粉、高糖等特点，产乙醇效率高，是发酵生产燃料乙醇的优良原料。

发明内容

为了解决玉米燃料乙醇会带来粮食危机、我国燃料乙醇需求缺口巨大、燃料乙醇生产成本高等问题，本发明提供一种面包发酵制备燃料乙醇的方法；省去了现有技术需要的高温灭菌步骤，节省能耗；增加加水溶解步骤，可提高淀粉酶的酶解效率，达到提高乙醇产率和固体物减量的目的；实验用水在乙醇提纯后可循环使用。利用过期面包生产燃料乙醇，从环境角度，不仅很好地废物利用、垃圾减量，而且避免了废弃食物造成的大量碳排放而引起的环境污染；从生产工艺角度，过期面包基于小麦粉为主要原料，发酵生产燃料乙醇工艺简单，所需设备少、投资成本低、产能效率高。

为实现上述目的，本发明的技术方案为一种利用过期面包发酵制备燃料乙醇的方法，包括以下步骤：

S10，对过期面包进行粉碎处理，增加原料的比表面积；