專利名稱：一種以稻草或玉米或高粱秸稈工業化生產乙醇的方法
技術領域：
本發明涉及一種以稻草或玉米或高粱秸稈工業化生產乙醇的加工工藝。
背景技術：
傳統的秸稈木質纖維素降解工藝，是將秸稈木質纖維素經過稀酸稀堿、微波和超聲波、蒸汽爆破等預處理，直接纖維素酶制劑降解成還原糖，通過分步糖化發酵工藝生產乙醇液體燃料。目前在工業化生產應用中主要存在秸稈運輸和貯藏成本高，酸堿用量大而回收低，環境污染嚴重，回收裝置價格昂貴，纖維素酶的生產成本高，酶解效率低，用酶量大等問題。
發明內容
本發明的目的是提供一種以稻草或玉米或高粱秸稈木質纖維素生產乙醇液體燃料加工工藝，通過采用機壓制成秸稈磚，再進行60Co-γ射線或電子束加速器輻照處理。與傳統工藝相比，省去了傳統工藝中的酸、堿處理過程，減少了環境污染，照射處理破壞了秸稈木質纖維素組織結構，提高了木質纖維素酶的可接度，提高了糖化效率和木質纖維素轉化率。采用酶-膜耦合工藝消除了降解產物對酶的抑制作用，提高酶解效率和產物轉化率，并可實現工業化生產。
本發明是這樣實現的將稻草或玉米或高粱秸稈機壓成每立方米重150～300公斤的秸稈磚，采用60Co-γ射線或電子束加速器輻照處理，輻照劑量為0.5～2.0×106Gy，將輻照后的稻草或玉米或高粱秸稈機械粉碎過200目篩，采用乙醇脫木質素處理后將秸稈半纖維素和纖維素與綠色木霉WX1誘導產生的纖維素酶液混合水解，酶解最佳條件為酶解溫度45～50℃，pH值4.5～5.0，酶濃度25～50U/g。采用核孔膜1～2μm將酶解底物與降解產物分離。降解生成的戊糖和己糖采用釀酒酵母和畢赤酵母發酵同步分散糖化發酵生產乙醇。酵母濕重用量為0.01～0.05g/mL發酵液，發酵溫度30～35℃。采用綠色木霉WX1發酵稻草秸稈生產纖維素酶的最佳工藝條件為干料∶水＝1∶1，原料配比稻草∶麩皮為6∶4，容器裝料量7～10％，接種量3～5％，培養溫度36～38℃，發酵周期48～72h。以60Co-γ射線或電子束加速器處理代替酸、蒸汽爆破預處理，減少了環境污染，降低了熱能耗，提高了秸稈纖維素降解速率。采用酶降解-膜耦合與同步糖化發酵工藝，簡化了工藝過程，消除了降解產物對酶的抑制作用，提高了酶解效率和產物轉化率，并可實現工業化生產。
具體實施例方式
將150kg稻草秸稈機壓成1立方米體積的秸稈磚，將其放入源強為20萬居里的60Co-γ輻射源進行輻射處理，輻照劑量0.5～2.0×106Gy，將輻照后的秸稈機械粉碎過200目篩，再將其先用熱水浸提得到半纖維素，再用乙醇萃取去木質素，將稻草秸稈粉末與纖維素酶液混合水解，酶解溫度48℃，pH值4.8，酶濃度35U/g。采用核孔膜1～2μm將酶解底物與降解產物進行膜分離。由半纖維素和纖維素降解生成的戊糖和己糖采用釀酒酵母和畢赤酵母同步發酵，酵母濕重用量為0.03g/mL發酵液。發酵溫度32℃，將其生成的乙醇脫水分離成無水乙醇。通過綠色木霉WX1發酵稻草秸稈生產纖維素酶的條件為干料∶水＝1∶1，原料配比稻草∶麩皮為6∶4，容器裝料量8，接種量4，培養溫度37，發酵周期60。
權利要求
1.一種以稻草或玉米或高粱秸稈工業化生產乙醇的方法，其特征在于將稻草或玉米或高粱秸稈經機壓處理變成秸稈磚，采用60Co-γ射線或電子束加速器輻照處理秸稈磚，將秸稈磚粉碎過200目篩成秸稈粉，再用綠色木霉WX1誘導生產的纖維素酶降解秸稈粉，然后經過核孔膜為1～2μm的酶降解-膜耦合分離，釀酒酵母、畢赤酵母同步分散糖化發酵生產乙醇。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于采用機壓處理稻草或玉米或高粱秸稈工業化生產秸稈磚，使其每立方米達150～300公斤。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于采用0.5～2.0×106Gy輻照劑量工業化處理稻草或玉米或高粱秸稈磚。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于采用綠色木霉WX1誘導纖維素酶降解稻草或玉米或高粱秸稈粉末的酶解最佳條件為酶解溫度45～50℃，pH值4.5～5.0，酶濃度25～50U/g。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于采用釀酒酵母和畢赤酵母發酵，酵母濕重用量為0.01～0.05g/mL發酵液，發酵溫度30～35℃。
6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于采用綠色木霉WX1發酵稻草秸稈生產纖維素酶的最佳工藝條件為干料∶水＝1∶1，原料配比為稻草∶麩皮為6∶4，容器裝料量7～10％，接種量3～5％，培養溫度36～38℃，發酵周期48～72h。
全文摘要
本發明涉及一種以稻草或玉米或高粱秸稈工業化生產乙醇的加工工藝。該工藝包括將稻草秸稈機壓成磚、通過0.5～2.0×10
文檔編號C12P7/10GK101041834SQ20071003480
公開日2007年9月26日 申請日期2007年4月25日 優先權日2007年4月25日
發明者王克勤, 熊興耀 申請人:湖南省原子能農業應用研究所, 長沙桑霖生物科技有限公司