[发明专利]一种利用咖啡废弃物生产生物乙醇的方法

说明书

本发明提供一种利用咖啡废弃物（咖啡渣、壳、果皮）渣制备生物乙醇的方法，在去离子水中加入咖啡渣、硫酸，在100℃下水解1小时，然后在30‑37℃下加入异常毕赤酵母菌发酵48‑96小时，得到咖啡废弃物酶解液，在78.5℃下煮沸反应，冷却，得到生物乙醇。本发明回收利用了使用咖啡后的咖啡残渣，经过热反应，制备得到生物乙醇，可带来可观的经济效益，并且对环境友好，减少环境污染。本发明制得的生物乙醇可用于部分替代汽车燃料。

技术领域

本发明属于生物化工技术领域，涉及食品废渣的利用方法，具体是利用咖啡渣生产乙醇的方法。

背景技术

咖啡果在采收过程中，由于不同的加工方法产生不同的咖啡废弃物：湿法加工的咖啡产生大量咖啡壳（占20%），干法加工（日晒法）则产生大量咖啡果皮、果胶和果壳（共占45%）。咖啡豆经咖啡机的研磨，冲泡后成为咖啡饮品，但也留下了约占咖啡豆重量70-80%的萃取渣。在速溶咖啡生产中，厂家提高咖啡机的研磨能力，努力将咖啡豆研磨得更小，萃取后仍要留下50-65%的咖啡渣。目前，咖啡废弃物的利用非常有限，大部分被丢弃，污染环境。

目前，世界经济主要依赖石油、煤、天然气等化石能源，这些能源正用于生产燃料、电力和其他商品。化石燃料的大量消费造成了严重的污染。随着人口的扩大和工业的繁荣，全球能源消费逐渐增加。运输燃料的使用受到世界矿物燃料储量有限的影响。

替代能源必须在技术上可行、经济上有竞争力、环境上可以接受，而且随时可用。已经提出了几种替代燃料，如生物乙醇、生物柴油、甲醇、氢、硼、天然气和液化石油气。生物乙醇是迄今为止全世界使用最广泛的生物燃料。

研究工作更多地集中在可再生、低成本的大规模木质纤维素原料加工上，这些原料主要来自农业和森林残留物。因为农业废物不具有粮食价值，不需要单独的土地、水和能源需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用咖啡废弃物生产生物乙醇的方法。

包括如下步骤：

A、酸解：在去离子水中加入硫酸，硫酸的浓度为0.4-0.6 M，再加入咖啡废弃物，咖啡废弃物与水的比例为（kg/L）=1:3-1:5，温度100℃，搅拌1h；

B、酶解：将咖啡废弃物酸解液降至室温，调节pH值4-6，将温度控制在30-37℃，加入酵母菌，发酵时间为48-96h，得到咖啡废弃物酶解液；

C、煮沸：咖啡废弃物酶解液75-85℃下煮沸反应，冷却得到生物乙醇。

步骤A中所述的咖啡废弃物为咖啡渣、咖啡果皮；硫酸的浓度为0.5M；咖啡废弃物与水的比例为（kg/L）=1：4。

步骤B中所述的酵母菌为异常毕赤酵母菌。

步骤C中所述的咖啡废弃物酶解液78.5℃下煮沸反应。

本发明具有下列优点和效果：

德宏后谷有限公司咖啡速溶加工产每年产生5万吨以上咖啡渣，云南年产咖啡豆果皮15万吨，咖啡渣和咖啡果皮是生产生物乙醇的良好原料。本发明研究了用稀硫酸水解法生产咖啡废液乙醇。利用蒸馏水和不同浓度的硫酸水解咖啡废液，确定了最有效的酸浓度，保证了最大乙醇收率。优化研究表明，在0.4-0.6 M硫酸水解1h，温度为100℃；水解物在酵母菌株生产乙醇的最佳温度为30-37℃和pH值5，发酵时间为48-96h时，最高可生产乙醇产率为11.5%。这项发明清楚地表明了利用湿咖啡废料生产乙醇的可能性。利用咖啡废料作为替代能源生产，可减少了我国的环境污染和对石油和石化油的依赖。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。

一种利用咖啡废弃物生产生物乙醇的方法，包括如下步骤：