專利名稱：：采用含纖維素原料制備乙醇的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明是關(guān)于乙醇的制備方法，更具體地是關(guān)于采用含纖維素原料制備乙醇的方法。
背景技術(shù)：
：現(xiàn)有技術(shù)的由含纖維素原料，如秸稈制備乙醇的方法主要包括三個(gè)步驟1、含纖維素原料的預(yù)處理，2、纖維素的酶解；3、糖的發(fā)酵制乙醇。含纖維素原料一般為植物的根、莖和葉，包括秸稈。所述秸稈即農(nóng)作物(--般為草本植物)收獲果實(shí)后留下的根、莖和葉，主要為莖和葉，如玉米秸稈、高粱秸稈、谷類植物的秸稈、麥秸。秸稈的主要成分是木質(zhì)纖維素。所述木質(zhì)纖維素是纖維素、半纖維素和木質(zhì)素的混合物。秸稈中纖維素、半纖維素和木質(zhì)素通過共價(jià)鍵或非共價(jià)鍵緊密結(jié)合而成的木質(zhì)纖維，約占秸稈總重量的70-卯％。秸稈中纖維素、半纖維素和木質(zhì)素的含量會(huì)隨不同來源的農(nóng)作物或農(nóng)作物的不同部分而有所區(qū)別。纖維素被纖維素酶水解的反應(yīng)通常稱為酶解反應(yīng)，又可以稱為糖化反應(yīng)，酶解的主要產(chǎn)物是單糖。纖維素在纖維素酶的作用下能夠轉(zhuǎn)化成葡萄糖，半纖維素在半纖維素酶的作用下能夠轉(zhuǎn)化成木糖等單糖，葡萄糖和木糖都可以用于發(fā)酵生產(chǎn)乙醇，比如釀酒酵母可以發(fā)酵葡萄糖制備乙醇，樹干畢赤酵母可以發(fā)酵木糖制備乙醇。纖維素的非結(jié)晶結(jié)構(gòu)是很容易被打破的，它可以完全降解成葡萄糖，然后由葡萄糖發(fā)酵成乙醇。但是，纖維素的結(jié)晶結(jié)構(gòu)難以被破壞。另外，木質(zhì)素是由苯基丙烷聚合而成的一種非多糖物質(zhì)，由芳香烴的衍生物以-c-c-鍵、-o-鍵縱橫交聯(lián)在一起，其側(cè)鏈又與半纖維素以共價(jià)鍵結(jié)合，形成一個(gè)十分致密的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，將纖維素緊緊包裹在里面，不利于纖維素酶對纖維素的進(jìn)攻，使得纖維素酶和半纖維素酶無法接觸底物，因此，需要先對秸稈進(jìn)行預(yù)處理，如對秸稈進(jìn)行蒸汽爆破或者酸處理后再與纖維素酶和/或半纖維素酶接觸，對纖維素進(jìn)行水解。CN1117835C公開了-種乙醇溶解汽爆秸稈木質(zhì)素制備液體燃料的方法，該方法以汽爆秸稈為原料，在高壓反應(yīng)釜屮，用乙醇萃取汽爆秸稈中的木質(zhì)素;再用真空抽濾得到濾液，并將汽爆秸稈萃取渣進(jìn)行同步糖化固態(tài)發(fā)酵乙醇，乙醇萃取液及真空抽濾所得濾液即為該方法制備的液體燃料。所述汽爆秸稈原料的制備方法包括將切碎的麥草、稻草或玉米稈等植物原料裝入汽爆罐，在1.2-1.7兆帕壓力下，維持壓力5-10分鐘，之后，瞬間減壓釋放。所述的乙醇萃取汽爆秸稈中的木質(zhì)素的方法為在高壓反應(yīng)釜中，加入汽爆秸稈和乙醇，汽爆秸稈和乙醇的體積比為1:10-1:50，在1.5-2.0兆帕的壓力范圍內(nèi)保持1-2小時(shí)。所述的將汽爆秸稈萃取渣進(jìn)行同步糖化固態(tài)發(fā)酵乙醇是指在33-35'C范圍內(nèi)(發(fā)酵)，維持14-16小時(shí)，在38-40'C范圍內(nèi)(酶解)，維持68小時(shí)，并交替進(jìn)行發(fā)酵2-3天。CN1193099C公開了一種使用耐熱型酵母從木素纖維素生物質(zhì)中生產(chǎn)乙醇的方法，該方法包括以下步驟將木素纖維素生物質(zhì)粉碎成顆粒大小為15-30毫米；對粉碎的木素纖維素生物質(zhì)進(jìn)行蒸汽爆炸預(yù)處理，根據(jù)所用材料的類型保持1-3兆帕的壓力和190-230'C的溫度l-10分鐘的時(shí)間，之后引發(fā)迅速減壓；收集預(yù)處理過的物料并且通過過濾分離液體和固體部分，將固體部分引入發(fā)酵貯器中；向發(fā)酵貯器添加濃度為15FPU/克纖維素的纖維素酶和12.6國際單位/克纖維素的p-葡萄糖苷酶；給發(fā)酵貯器接種馬克斯克魯維氏酵母CECT10875耐熱型酵母培養(yǎng)物的懸浮液；將混合物在42'C下?lián)u動(dòng)72小時(shí)。采用上述方法均可實(shí)現(xiàn)由含纖維素原料制備乙醇的目的，但乙醇的產(chǎn)率較低，一般不超過20%。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有的采用含纖維素原料制備乙醇的方法制備得到的乙醇產(chǎn)率較低的缺陷，提供一種乙醇產(chǎn)率較高的采用含纖維素原料制備乙醇的方法。本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)的采用含纖維素原料制備燃料乙醇的方法中，含纖維素原料，如秸稈原料通常是以液漿的形式存在，在將漿液狀的全部秸稈原料直接與酶混合時(shí)，會(huì)使酶濃度降低，使酶活力下降。再者，將經(jīng)過預(yù)處理的秸稈與酶混合酶解的方法通常為將破碎的秸稈顆粒一次全部加入到酶與水的混合液中與酶液混合，進(jìn)行酶解糖化反應(yīng)，或者，先將所用反應(yīng)物料一一經(jīng)預(yù)處理的秸稈顆粒于反應(yīng)罐中與水混合，然后在酶解溫度下，將酶直接加入到反應(yīng)罐中反應(yīng)。盡管上述混合是在攪拌條件下進(jìn)行的，但是秸稈顆粒仍然不容易與酶混合均勻。因?yàn)?，?jīng)過預(yù)處理后的秸稈粒度變小，顆粒以及碎屑狀的秸稈顆粒很容易互相粘連和團(tuán)聚，因此一次將全部秸稈完全與酶混合，僅有部分秸稈能與酶充分接觸，但是由于秸稈之間的粘連和團(tuán)聚也會(huì)有部分秸稈不能充分與酶接觸，即使在攪拌下，也不能完全將秸稈打散。因此，酶解后纖維素轉(zhuǎn)化為糖的轉(zhuǎn)化率低，導(dǎo)致糖發(fā)酵得到的乙醇的產(chǎn)率較低。本發(fā)明提供了一種采用含纖維素原料制備乙醇的方法，該方法包括將含纖維素原料與酶混合，將含纖維素原料酶解，得到酶解產(chǎn)物，并發(fā)酵該酶解產(chǎn)物，其中，所述將含纖維素原料與酶混合的方法包括將含纖維素原料分批與酶混合，所述分批次數(shù)至少為2次，每批加入的含纖維素原料的量至多為全部含纖維素原料重量的6()Q/^。本發(fā)明的方法通過將含纖維素原料分批與酶混合，使每批加入的含纖維素原料都能與酶混合均勻并充分接觸，并且在反應(yīng)過程中，酶的濃度一直保持在較高的水平，因此，含纖維素原料能與酶充分反應(yīng)，從而有效地提高了原料的糖轉(zhuǎn)化率，因此大大提高了乙醇的產(chǎn)率。例如，在其它的蒸汽爆破條件都相同的情況下，實(shí)施例1的乙醇產(chǎn)率達(dá)25.0%，而對比例1的乙醇產(chǎn)率僅為18.9%,提高幅度高達(dá)32%。具體實(shí)施例方式按照本發(fā)明，該方法包括將含纖維素原料與酶混合，將含纖維素原料酶解，得到酶解產(chǎn)物，并發(fā)酵該酶解產(chǎn)物，其中，所述將含纖維素原料與酶混合的方法包括將含纖維素原料分批與酶混合，所述分批次數(shù)至少為2次，每批加入的含纖維素原料的量至多為全部含纖維素原料重量的60%。優(yōu)選情況下，為了提高生產(chǎn)效率又同時(shí)能夠保證含纖維素原料與酶的充分混合、得到較高的含纖維素原料濃度以及較高水平的酶作用速度，第一批與酶混合的含纖維素原料的量為全部含纖維素原料重量的20-60%，更優(yōu)選為20-40第一批以后與酶混合的含纖維素原料的量為全部含纖維素原料重量的40-80%，更優(yōu)選為60-80%。更優(yōu)選情況下，所述分批次數(shù)為3次，第一批與酶混合的含纖維素原料的量為全部含纖維素原料重量的20-60%,更優(yōu)選為20-40%;第二批與酶混合的含纖維素原料的量為全部含纖維素原料重量的20-50%，更優(yōu)選為20-40%;第三批與酶混合的含纖維素原料的量為全部含纖維素原料重量的20-40%,更優(yōu)選為20-30%。為了保證酶具有最佳的反應(yīng)活性，在將第一批含纖維素原料與酶混合前，調(diào)節(jié)含纖維素原料的pH值為大于3小于7，優(yōu)選為4-5.5，以使得含纖維素原料與酶混合后，酶具有最佳的反應(yīng)活性。所述調(diào)節(jié)反應(yīng)物料pH值的方法可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的各種方法。如根據(jù)所得含纖維素原料的pH值，在該含纖維素原料中加入酸性物質(zhì)或堿性物質(zhì)。例如，所述酸性物質(zhì)可以是硫酸、鹽酸和磷酸中的一種或幾種；所述堿性物質(zhì)可以是氫氧化鈉和/或氫氧化鉀。優(yōu)選情況下，所述相鄰的兩個(gè)分批混合步驟之間還包括時(shí)間間隔。為了使酶能充分水解含纖維素原料，提高糖的轉(zhuǎn)化率，所述時(shí)間間隔優(yōu)選為10-120分鐘，更優(yōu)選為30-60分鐘。為了使酶與反應(yīng)原料混合的更均勻，所述含纖維素原料的酶解優(yōu)選在水存在條件下進(jìn)行，更優(yōu)選在含有水與含纖維素原料的懸浮液中進(jìn)行。也就是說，本發(fā)明優(yōu)選先將第一批含纖維素原料與水混合制備懸浮液后，再將酶解所需全部酶與懸浮液混合，然后再按照本發(fā)明的方法繼續(xù)分批加入含纖維素原料。對所加入的水的量沒有特別限定，優(yōu)選情況下，所述水的加入量與全部含纖維素原料的重量比為1-4:1。更優(yōu)選情況下，以第一批含纖維素原料與酶混合后得到的混合物為基準(zhǔn)，以纖維素原料的干重計(jì)，含纖維素原料的含量至少為1重量％，優(yōu)選為1-20重量％，更優(yōu)選為1.2-10重量％。在現(xiàn)有的由含纖維素原料制備乙醇的方法中，在酶解時(shí)，由于含纖維素原料的濃度太稀，因此，導(dǎo)致生產(chǎn)周期長，生產(chǎn)效率低。而本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在酶解時(shí)控制第一批含纖維素原料與酶混合后得到的混合物中含纖維素原料的濃度，以第一批含纖維素原料與酶混合后得到的混合物為基準(zhǔn)，以纖維素原料的干重計(jì)，使含纖維素原料的含量至少為1重量%，優(yōu)選為1-20重量％，更優(yōu)選為1.2-10重量％，既能夠保證酶解的周期短，同時(shí)保證具有高的生產(chǎn)效率，即單糖的產(chǎn)率高。由于本發(fā)明僅涉及對含纖維素原料加料方式的改進(jìn)，因此對用含纖維素的原料制備乙醇的方法的其它步驟沒有特別的限制。所述酶解使用的酶包括纖維素酶。所述纖維素酶可以通過各種方式獲得，例如商購得到，或者通過使用產(chǎn)酶微生物分泌得到。由于使用產(chǎn)酶微生物分泌得到的酶會(huì)含有各種副產(chǎn)物，因此優(yōu)選直接加入酶。所述酶的用量越多越好，出于成本考慮，優(yōu)選以每克含纖維素原料的干重計(jì)，所述纖維素酶的用量為8-20酶活力單位，更優(yōu)選為10-15酶活力單位。本發(fā)明所述纖維素酶的酶活力按照美國國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NationalRenewableEnergyLaboratory,NREL)提供的標(biāo)準(zhǔn)方法——纖維素酶活力測定NRELLAP-006測定，所述纖維素酶的酶活力單位為在該標(biāo)準(zhǔn)方法規(guī)定的測定條件下，1分鐘內(nèi)將1克WhatmanNo.1濾紙轉(zhuǎn)化為葡萄糖所需酶的微克數(shù)。所述酶解的溫度可以為纖維素酶的任何最適作用溫度，一般為45-55'C，更優(yōu)選為48-52'C。所述酶解的時(shí)間理論上越長越好，考慮到設(shè)備利用率，優(yōu)選所述酶解的時(shí)間為25-48小時(shí)，更優(yōu)選為30-40小時(shí)。所述酶解時(shí)間從將酶與含纖維素原料混合時(shí)開始計(jì)算，因此，按照本發(fā)明，所述相鄰的兩個(gè)分批混合步驟之間的時(shí)間間隔也包括在所述酶解時(shí)間之內(nèi)。按照本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，所述將含纖維素原料酶解的方法包括先將第一批含纖維素原料與水混合后加入酶解罐中，調(diào)節(jié)含纖維素原料的pH值為大于3至小于7，并升溫至48-52'C以達(dá)到酶的最佳反應(yīng)活性條件，然后，在攪拌下，向酶解罐中加入酶，攪拌30-60分鐘后，再加入第二批含纖維素原料，攪拌反應(yīng)30-60分鐘后，加入第三批含纖維素原料。所述水的量與全部含纖維素原料的重量比為1-4:1;所述第一批與酶混合的含纖維素原料的量為全部含纖維素原料重量的20-60%;第二批與酶混合的含纖維素原料的量為全部含纖維素原料重量的20-50%;第三批與酶混合的含纖維素原料的量為全部含纖維素原料重量的20-40。^。所述纖維素酶為復(fù)合酶，至少包括d型纖維素酶、Cx型纖維素酶和纖維一糖酶二種酶。酶可以使結(jié)晶的纖維素轉(zhuǎn)變?yōu)榉墙Y(jié)晶的纖維素。Cx型纖維素酶又分為Cw型纖維素酶和Cx2型纖維素酶兩種。Cx,型纖維素酶為內(nèi)切型纖維素酶，可以從水合非結(jié)晶纖維素分子內(nèi)部作用于P-l，4-糖苷鍵，生成纖維糊精和纖維二糖。CX2型纖維素酶是--種外切型纖維素酶，可以從水合非纖維素分子的非還原端作用于p-l,4-糖苷鍵，逐一切斷p-l,4-糖苷鍵生成葡萄糖。纖維二糖酶則作用于纖維二糖，生成葡萄糖。優(yōu)選所述酶解使用的酶還包括半纖維素酶。因?yàn)榘肜w維素酶可以降解半纖維素成為溶于水的木糖，所以酶解使用的酶包括半纖維素酶，一方面可以更充分地暴露纖維素，增加纖維素與纖維素酶的接觸幾率，另一方面半纖維素降解產(chǎn)物木糖能夠被樹干畢赤酵母發(fā)酵生成乙醇，兩方面作用都可以增加乙醇產(chǎn)率。以每克含纖維素的原料的干重計(jì)，所述半纖維素酶的用量為4.4-8.8酶活力單位。本發(fā)明所述半纖維素酶的酶活力單位(U)為在50'C、pH4.8條件下，每分鐘分解濃度為1重量％木聚糖溶液產(chǎn)生1微克還原糖(以木糖計(jì))所需的酶且里。本發(fā)明所述半纖維素酶的活力指每克半纖維素酶所具有的活力單位。所述半纖維素酶的活力利用半纖維素酶在50'C、pH為4.8的條件下水解1重量％木聚糖產(chǎn)生還原糖(以木糖計(jì))，所得還原糖與過量3，5—二硝基水楊酸(DNS)發(fā)生顏色反應(yīng)，用分光光度計(jì)測得反應(yīng)液550納米的光吸收值與還原性糖(以木糖計(jì))的生成量成正比關(guān)系測定。具體測定方法如下準(zhǔn)確稱取1.000克木聚糖，用0.5毫升pH=4.8的0.1摩爾/升乙酸-乙酸鈉緩沖溶液溶解，然后用去離子水定容到100毫升，得到1重量Q/^木聚糖溶液；稱取30克四水合酒石酸鉀鈉放入500毫升錐形瓶內(nèi)，加16克NaOH后，加50毫升去離子水，以5'C/分鐘的速度水浴加熱至固體物質(zhì)溶解，加入1克3，5-二硝基水楊酸，至溶解，冷卻至室溫，用去離子水定容至100毫升，可得3，5-二硝基水楊酸(DNS)溶液；將木糖80'C烘干至恒重，準(zhǔn)確稱取1.000克溶于1000毫升水中，加10毫克疊氮化鈉防腐，得到1毫克/毫升的標(biāo)準(zhǔn)木糖溶液；準(zhǔn)確稱取1.000克固體半纖維素酶或移取1毫升液體半纖維素酶原液，用0.5毫升pH4.8的0.1摩爾乙酸-乙酸鈉緩沖溶液溶解，然后用去離子水定容到100毫升，得到稀釋100倍的待測酶液；分別將在50'C水浴加熱60分鐘的2毫升木糖梯度標(biāo)準(zhǔn)溶液(0.1毫克/毫升、0.2毫克/毫升、0.3毫克/毫升、0.4毫克/毫升和0..5毫克/毫升，所述木糖梯度標(biāo)準(zhǔn)溶液用去離子水與1毫克/毫升的標(biāo)準(zhǔn)木糖溶液混合制備)或去離子水(木糖空白對照)，與2毫升DNS混合沸水浴5分鐘，冷卻，去離子水定容15毫升后，用分光光度計(jì)在550納米下分別測定反應(yīng)后木糖梯度標(biāo)準(zhǔn)溶液的光吸收值，以光吸收值為橫坐標(biāo)，木糖濃度為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。由該標(biāo)準(zhǔn)曲線可得回歸方程y=bx+a，其中，x為光吸收值，y為木糖濃度，a為所得直線方程的截距，b為所得直線方程的斜率；取0.2毫升待測酶液與1.8毫升所述1重量％木聚糖溶液或pH==4.8的0.1摩爾/升乙酸一乙酸鈉緩沖溶液(木聚糖空白對照)，按照與上述木糖梯度標(biāo)準(zhǔn)溶液相同的步驟測試光吸收值。并按照下式計(jì)算半纖維素酶的活力樹維織的活力-(&+"=5><畫u成(毫升)式中x為待測酶液的光吸收值，b和a與木糖濃度對光吸收值的回歸方程中的b和a—致，n為酶的稀釋倍數(shù)，60表示為酶促反應(yīng)的時(shí)間為60分鐘，5為取樣倍數(shù)(這里從1毫升待測酶液中取出了0.2毫升進(jìn)行測試)。根據(jù)上述方法可以測定出具體的半纖維素酶的活力，進(jìn)而計(jì)算出半纖維素酶的用量。所述含纖維素原料可以是各種農(nóng)作物的秸稈、草本植物的莖桿等，如玉米秸稈、稻草、小麥秸稈、高粱稈等。由于秸稈的主要成分包括纖維素、半纖維素和木質(zhì)素，為了在酶解時(shí)能使纖維素酶和半纖維素酶充分與秸稈中的纖維素和半纖維素接觸進(jìn)行充分酶解，在酶解之前優(yōu)選還對含纖維素原料進(jìn)行預(yù)處理以將纖維素、半纖維素和木質(zhì)素分離開。所述含纖維素原料的預(yù)處理方法可以是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的方法，例如，酸處理方法和/或蒸汽爆破方法。所述酸處理方法包括將含纖維素原料與酸混合以溶解木質(zhì)素而使之與纖維素和半纖維素分離。所述用于溶解含纖維素原料中的木質(zhì)素的酸的種類為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，如所述酸可以是本領(lǐng)域常規(guī)的各種酸，如，選自硫酸、鹽酸和磷酸中的一種或幾種；所述酸的用量和濃度沒有特別限定，可以根據(jù)需要溶解的含纖維素原料中木質(zhì)素的量控制酸的用量和濃度。所述蒸汽爆破方法包括將含纖維素原料與水混合后進(jìn)行蒸汽爆破或者直接將含纖維素原料置于蒸汽爆破裝置中進(jìn)行蒸汽爆破。由于蒸汽爆破方法更有利于破壞含纖維素原料中纖維素、半纖維素和木質(zhì)素之間的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使纖維素能夠被充分分離出來，有利于纖維素酶在纖維素表面的作用，提高纖維素的水解率及糖的產(chǎn)率。因此，本發(fā)明優(yōu)選所述含纖維素原料的預(yù)處理方法為蒸汽爆破方法，所述含纖維素原料優(yōu)選為蒸汽爆破的含纖維素原料和/或酸處理的含纖維素原料。采用現(xiàn)有技術(shù)常規(guī)的蒸汽爆破條件進(jìn)行的蒸汽爆破都能達(dá)到本發(fā)明的發(fā)明目的，例如，所述蒸汽爆破的溫度為180-200'C，所述蒸汽爆破的壓力為1.4-1.8兆帕，所述蒸汽爆破壓力的維持時(shí)間為3-7分鐘。更優(yōu)選所述蒸汽爆破的溫度為185-195'C，所述蒸汽爆破的壓力為1.4-1.6兆帕，所述蒸汽爆破壓力的維持時(shí)間為4-5分鐘。能夠發(fā)酵戊糖和/或己糖的微生物都可以用于本發(fā)明的發(fā)酵過程，由于釀酒酵母是釀酒工業(yè)上普遍應(yīng)用的耐酒精、副產(chǎn)物少、乙醇產(chǎn)率高的發(fā)酵己糖的微生物；樹干畢赤酵母為既可以發(fā)酵戊糖也可以發(fā)酵己糖的微生物(參見"樹干畢赤酵母連續(xù)發(fā)酵戊糖己糖生成酒精"，季更生等，南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)自然科學(xué)版，第28巻第3期，第9-13頁，2004年)，因此優(yōu)選所述發(fā)酵所使用的酵母為樹干畢赤酵母和/或釀酒酵母。以每克酶解產(chǎn)物計(jì)，所述發(fā)酵所使用的酵母的接種量為103-108菌落形成單位，更優(yōu)選104-106菌落形成單位。本發(fā)明發(fā)酵所使用的酵母可以為商購酵母固體制劑(比如干酵母粉)或酵母菌種(比如ATCC編號2601的啤酒酵母)。所述酵母的菌落形成單位可以通過本領(lǐng)域公知的方法測定，比如亞甲基藍(lán)染色活菌計(jì)數(shù)法。亞甲基藍(lán)染色活菌計(jì)數(shù)法的具體方法如下將1克干酵母粉溶于10毫升無菌水中，或?qū)?毫升菌種活化液用無菌水稀釋至10毫升，加入0.5毫升0.1重量％亞甲基藍(lán)，在35'C下保溫30分鐘。在IO倍光學(xué)顯微鏡下，用血球計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)保溫后的溶液中活菌的數(shù)目(死菌染色，活菌不染色)，可得1克干酵母或1毫升菌種活化液中活菌的數(shù)目，即菌落形成單位數(shù)。所述酵母可以采用常規(guī)的方法接種，例如向酶解產(chǎn)物中加入5-15體積％的種子液。所述種子液可以為干酵母的水溶液或培養(yǎng)基溶液，也可以為干酵母或商購菌種的活化種子液。所述發(fā)酵的溫度可以為任何適于酵母生長的溫度，優(yōu)選為30-36'C，更優(yōu)選為32-35'C。所述發(fā)酵的時(shí)間可以為從接種開始至酵母生長的衰亡期出現(xiàn)(即發(fā)酵時(shí)間為遲滯期、對數(shù)期加上穩(wěn)定期)的時(shí)間，優(yōu)選發(fā)酵的時(shí)間為32-48小時(shí)，更優(yōu)選32-40小時(shí)。發(fā)酵產(chǎn)物乙醇可以用常規(guī)的方法，根據(jù)不同工業(yè)產(chǎn)品的要求(比如燃料酒精要求乙醇的純度達(dá)99%以上)分離并精制，比如蒸餾、濃縮、除水。另外，蒸汽爆破的壓力和溫度可以滅菌，酸處理也能夠起到殺菌的作用。為防止在酶解過程中雜菌(主要是細(xì)菌)污染產(chǎn)生影響酶活力的毒素，并防止在發(fā)酵過程中雜菌污染影響酵母的生長，優(yōu)選在酶解之前加入諸如工業(yè)青霉素的細(xì)菌抗生素，所述抗生素對酵母沒有作用但可以抑制雜菌的生長。以每毫升酶解液或發(fā)酵液為基準(zhǔn)，所述抗生素的加入量為1-10單位。所述酶解液包括蒸汽爆破產(chǎn)物、酶以及水，所述發(fā)酵液包括酶解產(chǎn)物和接種的酵母。由于在蒸汽爆破的高溫高壓條件下，含纖維素原料中的半纖維素會(huì)產(chǎn)生諸如糠醛、呋喃之類的抑制物，所述抑制物會(huì)降低酶的活力和發(fā)酵菌的活性，因此所述方法還包括在蒸汽爆破含纖維素原料之后，酶解得到的蒸汽爆破產(chǎn)物之前，水洗所述蒸汽爆破產(chǎn)物。所述水洗是將蒸汽爆破產(chǎn)物與水混合，攪拌，使上述抑制物溶解在水中，然后離心分離蒸汽爆破產(chǎn)物，從而從蒸汽爆破產(chǎn)物中除去抑制物。理論上所述水洗的溫度越高，能夠溶解的抑制物越多，考慮到能耗，優(yōu)選所述水洗的溫度至少為60'C，更優(yōu)選為60-80'C。由于水洗所加入的水越多，則溶解抑制物的溶劑越多，但是考慮到離心分離的能耗，優(yōu)選以每克含纖維素原料的干重計(jì)，所述水洗的加水量為2-10克，更優(yōu)選為2-3克。由于含纖維素原料中可能會(huì)含有沙石雜質(zhì)以及鐵雜質(zhì)，對蒸汽爆破設(shè)備會(huì)造成損害，因此本發(fā)明的制備乙醇的方法，可以包括在蒸汽爆破之前對含纖維素原料進(jìn)行除石除鐵常規(guī)操作，比如以"風(fēng)送"含纖維素原料并磁鐵吸引的方法進(jìn)行除石除鐵。沙石由于質(zhì)量大，不能被風(fēng)送到蒸汽爆破設(shè)備中，鐵雜質(zhì)由于磁鐵的吸引也不會(huì)隨原料進(jìn)入蒸汽爆破設(shè)備中，從而可以完成除石除鐵。此外，由于含纖維素原料本身容易纏結(jié)而堵塞設(shè)備管路，因此，在進(jìn)入蒸汽爆破設(shè)備前，優(yōu)選使所述含纖維素原料的大小為0.5-3厘米x0,2-l厘米x0,2-l厘米，更優(yōu)選使所述含纖維素原料的大小為1-2厘米x0.4-0.6厘米x0.5-l厘米。下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的說明。實(shí)施例l本實(shí)施例用于說明本發(fā)明的采用含纖維素原料制備乙醇的方法。(1)含纖維素原料的預(yù)處理將1000克沒有雜質(zhì)的玉米秸稈(含水量10%)切成不超過1.2厘米X0.5厘米X1.0厘米的小段，在195'C下維持1.6兆帕的壓力5分鐘，然后泄壓，完成蒸汽爆破。將所得蒸汽爆破產(chǎn)物與7(TC水按照質(zhì)量比1:3攪拌混合30分鐘，然后用LW400型臥螺離心機(jī)(張家港華大離心機(jī)制造有限公司)在卯0轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下進(jìn)行固液分離，共得到3000克水洗蒸汽爆破產(chǎn)物(含水量為70重量％)。所得固體蒸汽爆破產(chǎn)物中纖維素總重量和半纖維素總重量的測定取10克上述水洗蒸汽爆破產(chǎn)物在45'C下烘干至恒重3克，稱量300.0毫克該干燥后的蒸汽爆破產(chǎn)物，放置于重80克的IOO毫升干燥三角燒瓶內(nèi)。向所述三角燒瓶內(nèi)加入3.00毫升濃度為72重量％的硫酸溶液，攪拌1分鐘。然后將三角燒瓶在30。C的水浴中放置60分鐘，每隔5分鐘攪拌一次以確保均勻水解。水解結(jié)束后，用去離子水使硫酸的濃度稀釋到4重量％，然后用布氏漏斗過濾，共得到濾液84毫升。將20毫升濾液轉(zhuǎn)移至干燥的50毫升的三角瓶中。使用2.5克碳酸鈣調(diào)節(jié)該濾液的pH值至5.5，靜置5小時(shí)，收集上層清液。用0.2微米濾膜過濾收集的上層清液，所得濾液用BioradAminexHPX-87P高效液相色譜(HPLC)分析。HPLC條件進(jìn)樣量20微升；流動(dòng)相為0.2微米濾膜過濾并且超聲振蕩脫氣的HPLC超純水；流速為0.6毫升/分鐘；柱溫80-85'C;檢測器溫度80-85'C;檢測器為折光率檢測器；運(yùn)行時(shí)間為35分鐘。以0.1-4.0毫克/毫升濃度范圍的D-(+)葡萄糖和0.1-4.0毫克/毫升濃度范圍D-(+)木糖作為標(biāo)準(zhǔn)樣品。HPLC分析得到蒸汽爆破產(chǎn)物酸水解液中葡萄糖濃度為1.6毫克/毫升，計(jì)算可得1克所述水洗后的蒸汽爆破產(chǎn)物酸水解能得到重量為0.134克的葡萄糖，因?yàn)闈舛葹?2重量％的硫酸溶液可以將蒸汽爆破的產(chǎn)物的纖維素全部水解成葡萄糖，因此所得葡萄糖的重量是蒸汽爆破產(chǎn)物中纖維素重量的l.ll倍，即l克所述水洗后的蒸汽爆破產(chǎn)物中含纖維素0.121克，則3000克蒸汽爆破產(chǎn)物中共含纖維素363克。HPLC分析得到蒸汽爆破產(chǎn)物酸水解液中木糖濃度為0.4毫克/毫升，計(jì)算可得1克所述水洗后的蒸汽爆破產(chǎn)物酸水解能得到重量為0.034克的木糖，因?yàn)闈舛葹?2重量％的硫酸溶液可以將蒸汽爆破的產(chǎn)物的半纖維素全部水解成木糖，因此所得木糖的重量是蒸汽爆破產(chǎn)物中半纖維素重量的1.14倍，即1克所述水洗后的蒸汽爆破產(chǎn)物中含半纖維素0.029克，則3000克蒸汽爆破產(chǎn)物中共含半纖維素87克。(2)酶解向酶解罐中加入水，并在攪拌下，加入第一批步驟(1)取樣測試后剩余的水洗蒸汽爆破產(chǎn)物，第一批加入的水洗蒸汽爆破產(chǎn)物的量為步驟(1)取樣測試后剩余的全部水洗蒸汽爆破產(chǎn)物重量的35%，然后調(diào)節(jié)pH值為4，加熱至52。C后，以全部秸稈的干重計(jì)(卯0克)，加入18000酶活力單位的纖維素酶(和氏璧生物技術(shù)有限公司)，并在52'C下保溫混合30分鐘；然后加入第二批水洗蒸汽爆破產(chǎn)物，第二批加入的水洗蒸汽爆破產(chǎn)物的量為步驟(1)取樣測試后剩余的全部水洗蒸汽爆破產(chǎn)物重量的35%,并在52'C下保溫混合50分鐘；然后再加入第三批水洗蒸汽爆破產(chǎn)物，第三批加入的水洗蒸汽爆破產(chǎn)物的量為步驟(1)取樣測試后剩余的全部水洗蒸汽爆破產(chǎn)物重量的30%，并在52""C下保溫酶解40小時(shí)后得到酶解產(chǎn)物。所述水的加入量與全部水洗蒸汽爆破產(chǎn)物的重量比為2:1。將酶解產(chǎn)物用布氏漏斗過濾，將20毫升濾液轉(zhuǎn)移至干燥50毫升的三角瓶中，靜置5小時(shí)，收集上層清液。0.2微米濾膜過濾收集的上層清液，按照上述步驟(1)所述高效液相條件，測定并計(jì)算出酶解產(chǎn)物中的葡萄糖共372.71克。所述酶解得到的葡萄糖重量除以1.11，即蒸汽爆破產(chǎn)物中被酶解的纖維素的重量共335.78克，按照下式計(jì)算纖維素轉(zhuǎn)化率和單糖產(chǎn)率，計(jì)算結(jié)果見表l。每小時(shí)酶解的纖維素的量為8.1克。(以纖維素原料的干重計(jì)，第一批含纖維素原料的含量為4.5重量％。)纖維素轉(zhuǎn)化率-iooy。x被酶解的纖維素的重量/纖維素的總重量單糖產(chǎn)率-100。/。X酶解得到的葡萄糖重量/秸稈干重(3)發(fā)酵使酶解產(chǎn)物的溫度降至35'C，以每克酶解產(chǎn)物的重量計(jì)，接種105菌落形成單位的釀酒酵母(安琪超級釀酒高活性干酵母，湖北安琪酵母股份公司)，所得混合物在32'C下于發(fā)酵罐中攪拌培養(yǎng)40小時(shí)。在IO(TC蒸餾所得發(fā)酵產(chǎn)物，所得蒸餾餾分在78.3°(:下二次蒸餾可得乙醇225克，按照下式計(jì)算乙醇產(chǎn)率，計(jì)算結(jié)果見表l。乙醇產(chǎn)率-100n/cX乙醇重量/秸稈干重對比例1本對比例說明采用含纖維素原料制備乙醇的參比方法。按照實(shí)施例1的方法制備乙醇，不同的是，在酶解步驟(2)中將步驟(1)取樣測試后剩余的水洗蒸汽爆破產(chǎn)物一次全部加入到含水的酶解罐中，然后與酶混合均勻(全部水洗蒸汽爆破產(chǎn)物與水的重量比為2:1)，酶解時(shí)間為41小時(shí)20分鐘；二次蒸餾得到乙醇170.1克。并按照實(shí)施例1的方法和公式計(jì)算纖維素轉(zhuǎn)化率、單糖產(chǎn)率和乙醇產(chǎn)率，計(jì)算結(jié)果見表l。實(shí)施例2本實(shí)施例用于說明本發(fā)明的采用含纖維素原料制備乙醇的方法。按照實(shí)施例1的方法制備乙醇，不同的是，在含纖維素原料的預(yù)處理步驟中，所述蒸汽爆破產(chǎn)物不經(jīng)過水洗；在酶解步驟屮，將蒸汽爆破產(chǎn)物分三批與酶混合，第一批加入的蒸汽爆破產(chǎn)物的量為取樣測試后剩余的全部蒸汽爆破產(chǎn)物重量的60%，在50'C下保溫混合100分鐘然后加入第二批蒸汽爆破產(chǎn)物，第二批加入的蒸汽爆破產(chǎn)物的量為取樣測試后剩余的全部蒸汽爆破產(chǎn)物重量的20%，在50'C下保溫混合50分鐘；然后再加入第三批蒸汽爆破產(chǎn)物，第三批加入的蒸汽爆破產(chǎn)物的量為取樣測試后剩余的全部蒸汽爆破產(chǎn)物重量的20%，在5(TC—卜—保溫酶解42小時(shí)后得到酶解產(chǎn)物。按照實(shí)施例1步驟(1)所述高效液相條件，測定并計(jì)算出酶解產(chǎn)物中的葡萄糖共366.75克。所述酶解得到的葡萄糖重量除以1.11，即蒸汽爆破產(chǎn)物中被酶解的纖維素的重量共330.41克，每小時(shí)酶解的纖維素的量為7.4克；發(fā)酵步驟同實(shí)施例l，二次蒸餾得到乙醇208.8克。并按照實(shí)施例1的方法和公式計(jì)算纖維素轉(zhuǎn)化率、單糖產(chǎn)率和乙醇產(chǎn)率，計(jì)算結(jié)果見表l。(以纖維素原料的干重計(jì)，第一批含纖維素原料的含量為6.9重量％。)實(shí)施例3本實(shí)施例用于說明本發(fā)明的采用含纖維素原料制備乙醇的方法。按照實(shí)施例1的方法制備乙醇，不同的是，在酶解步驟中，將水洗蒸汽爆破產(chǎn)物分三批與酶混合，第一批加入的水洗蒸汽爆破產(chǎn)物的量為取樣測試后剩余的全部水洗蒸汽爆破產(chǎn)物重量的20%，在52'C下保溫混合20分鐘；然后加入第二批水洗蒸汽爆破產(chǎn)物，第二批加入的水洗蒸汽爆破產(chǎn)物的量為取樣測試后剩余的全部水洗蒸汽爆破產(chǎn)物重量的40%,在52'C下保溫混合40分鐘；然后再加入第三批水洗蒸汽爆破產(chǎn)物，第三批加入的水洗蒸汽爆破產(chǎn)物的量為取樣測試后剩余的全部水洗蒸汽爆破產(chǎn)物重量的40%，在52-C下保溫酶解42小時(shí)后得到酶解產(chǎn)物。按照實(shí)施例1步驟(1)所述高效液相條件，測定并計(jì)算出酶解產(chǎn)物中的葡萄糖共367.47克。所述酶解得到的葡萄糖重量除以1.11，即蒸汽爆破產(chǎn)物中被酶解的纖維素的重量共331.06克，每小時(shí)酶解的纖維素的量為7.7克；在發(fā)酵步驟中，不同的是，使酶解產(chǎn)物的溫度降至32'C，以每克酶解產(chǎn)物的重量計(jì)，接種106菌落形成單位的釀酒酵母(安琪超級釀酒高活性干酵母，湖北安琪酵母股份公司)，所得混合物在32'C下于發(fā)酵罐中攪拌培養(yǎng)36小時(shí)；在100'C蒸餾所得發(fā)酵產(chǎn)物，所得蒸餾餾分在78,3。C下二次蒸餾可得乙醇221.4克。并按照實(shí)施例1的方法和公式計(jì)算纖維素轉(zhuǎn)化率、單糖產(chǎn)率和乙醇產(chǎn)率，計(jì)算結(jié)果見表l。(以纖維素原料的干重計(jì)，第一批含纖維素原料的含量為2.7重量％。)實(shí)施例4本實(shí)施例用于說明本發(fā)明的釆用含纖維素原料制備乙醇的方法。按照實(shí)施例1的方法制備乙醇，不同的是，在酶解步驟中，將水洗蒸汽爆破產(chǎn)物分三批與酶混合，第一批加入的水洗蒸汽爆破產(chǎn)物的量為取樣測試后剩余的全部水洗蒸汽爆破產(chǎn)物重量的10%，在52'C下保溫混合10分鐘；然后加入第二批水洗蒸汽爆破產(chǎn)物，第二批加入的水洗蒸汽爆破產(chǎn)物的量為取樣測試后剩余的全部水洗蒸汽爆破產(chǎn)物重量的40%，在52'C下保溫混合50分鐘；然后再加入第三批水洗蒸汽爆破產(chǎn)物，第三批加入的水洗蒸汽爆破產(chǎn)物的量為取樣測試后剩余的全部水洗蒸汽爆破產(chǎn)物重量的50%，在52'C下保溫酶解42小時(shí)后得到酶解產(chǎn)物。所述水的加入量與全部水洗蒸汽爆破產(chǎn)物的重量比為3.5:1。按照實(shí)施例l步驟(1)所述高效液相條件，測定并計(jì)算出酶解產(chǎn)物中的葡萄糖共349.92克。所述酶解得到的葡萄糖重量除以1.11，即蒸汽爆破產(chǎn)物中被酶解的纖維素的重量共315.24克，每小時(shí)酶解的纖維素的量為7.3克；發(fā)酵步驟同實(shí)施例l，二次蒸餾得到乙醇219.6克。并按照實(shí)施例1的方法和公式計(jì)算纖維素轉(zhuǎn)化率、單糖產(chǎn)率和乙醇產(chǎn)率，計(jì)算結(jié)果見表l。(以纖維素原料的干重計(jì)，第一批含纖維素原料的含量為0.8重量％。)實(shí)施例5本實(shí)施例用于說明本發(fā)明的采用含纖維素原料制備乙醇的方法。(1)含纖維素原料的預(yù)處理將1000克沒有雜質(zhì)的玉米秸稈(含水量10%)切成不超過1.5厘米X0.4厘米X1.0厘米的小段，將秸稈段水浸5分鐘后(秸稈與水的重量比為2.5:1)在190'C下維持1.5兆帕的壓力5分鐘，然后泄壓，完成蒸汽爆破。將所得蒸汽爆破產(chǎn)物與65'C水按照質(zhì)量比1:3攪抨混合30分鐘，然后用LW400型臥螺離心機(jī)(張家港華大離心機(jī)制造有限公司)在卯0轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下進(jìn)行固液分離。共得到3250克蒸汽爆破產(chǎn)物(含水量為72.3重量％)。按照實(shí)施例1所述HPLC分析硫酸水解蒸汽爆破產(chǎn)物的方法，得到蒸汽爆破產(chǎn)物酸水解液中葡萄糖濃度為1.62毫克/毫升，計(jì)算可得1克所述水洗后的蒸汽爆破產(chǎn)物酸水解能得到重量為0.136克的葡萄糖，因?yàn)闈舛葹?2重量％的硫酸溶液可以將蒸汽爆破的產(chǎn)物的纖維素全部水解成葡萄糖，因此所得葡萄糖的重量是蒸汽爆破產(chǎn)物中纖維素重量的1.11倍，即1克所述水洗后的蒸汽爆破產(chǎn)物中含纖維素0.123克，則3250克蒸汽爆破產(chǎn)物中共含纖維素399.75克。HPLC分析得到蒸汽爆破產(chǎn)物酸水解液中木糖濃度為0.41毫克/毫升，計(jì)算可得1克所述水洗后的蒸汽爆破產(chǎn)物酸水解能得到重量為0.034克的木糖，因?yàn)闈舛葹?2重量％的硫酸溶液可以將蒸汽爆破的產(chǎn)物的半纖維素全部水解成木糖，因此所得木糖的重量是蒸汽爆破產(chǎn)物中半纖維素重量的1.14倍，即1克所述水洗后的蒸汽爆破產(chǎn)物中含半纖維素0.030克，則3250克蒸汽爆破產(chǎn)物中共含半纖維素97.5克。(2)酶解向酶解罐中加入水，并在攪拌下，加入第一批步驟(1)取樣測試后剩余的水洗蒸汽爆破產(chǎn)物，第一批加入的水洗蒸汽爆破產(chǎn)物的量為步驟(1)取樣測試后剩余的全部水洗蒸汽爆破產(chǎn)物重量的60%，然后調(diào)節(jié)反應(yīng)物料的pH值為5，并加熱至50。C后，以全部秸稈的干重計(jì)(卯0克)，加入16000酶活力單位的纖維素酶(和氏璧生物技術(shù)有限公司)和4500酶活力單位的半纖維素酶(北京化學(xué)試劑公司)，并保溫混合80分鐘；然后加入第二批水洗蒸汽爆破產(chǎn)物，第二批加入的水洗蒸汽爆破產(chǎn)物的量為步驟(1)取樣測試后剩余的全部水洗蒸汽爆破產(chǎn)物重量的40%，保溫酶解42小時(shí)后得到酶解產(chǎn)物。并按照實(shí)施例1步驟(1)所述高效液相條件，測定并計(jì)算出酶解產(chǎn)物中的葡萄糖共369克，所述酶解得到的葡萄糖的重量除以1.11，即蒸汽爆破產(chǎn)物中被酶解的纖維素的重量共332.43克,測定并計(jì)算出酶解產(chǎn)物中的木糖共78.14克，所述酶解得到的木糖的重量除以1.14，即蒸汽爆破產(chǎn)物中被酶解的半纖維素的重量共68.54克，每小時(shí)酶解的纖維素和半纖維素的總重量為9.26克；并按照下述公式計(jì)算纖維素、半纖維素轉(zhuǎn)化率和單糖產(chǎn)率，計(jì)算結(jié)果見表l。(以纖維素原料的干重計(jì)，第一批含纖維素原料的含量為6.4重量％。)纖維素轉(zhuǎn)化率40oy。x被酶解的纖維素的重量/纖維素的總重量半纖維素轉(zhuǎn)化率-100。/。x被酶解的半纖維素的重量/半纖維素的總重量單糖產(chǎn)率-100。/。X(酶解得到的葡萄糖重量+酶解得到的木糖重量)/秸稈干重(3)發(fā)酵使酶解產(chǎn)物的溫度降至34'C,以每克酶解產(chǎn)物的重量計(jì)，接種為104菌落形成單位的釀酒酵母(安琪超級釀酒高活性干酵母，湖北安琪酵母股份公司)和104菌落形成單位的樹干畢赤酵母，所得混合物在331C下于發(fā)酵罐中攪拌培養(yǎng)37小時(shí)。在IOO'C蒸餾所得發(fā)酵產(chǎn)物，所得蒸餾餾分在78.3'C下二次蒸餾可得乙醇331.2克，并按照實(shí)施例1的公式計(jì)算乙醇產(chǎn)率，計(jì)算結(jié)果見表l。實(shí)施例6本實(shí)施例用于說明本發(fā)明的采用含纖維素原料制備乙醇的方法。按照實(shí)施例1的方法制備乙醇，不同的是，在含纖維素原料的預(yù)處理步驟中，釆用酸處理含纖維素原料，該方法包括，在14(TC，0.06兆帕壓力下，將1000克玉米秸稈(含水量為10%)，與250毫升濃度為2重量％的稀硫酸保溫混合40分鐘，得到酸處理產(chǎn)物。將所得酸處理產(chǎn)物過濾，并與水按照質(zhì)量比1:3攪拌混合30分鐘，然后用LW400型臥螺離心機(jī)(張家港華大離心機(jī)制造有限公司)在900轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速下進(jìn)行固液分離。共得到3600克酸處理含纖維素原料產(chǎn)物(含水量為75重量％)。按照實(shí)施例1所述HPLC分析硫酸水解蒸汽爆破產(chǎn)物的方法，得到酸處理產(chǎn)物酸水解液中葡萄糖濃度為1.8毫克/毫升，計(jì)算町得1克所述水洗后的酸處理產(chǎn)物酸水解能得到重量為0.126克的葡萄糖，因?yàn)闈舛葹?2重量％的硫酸溶液可以將酸處理產(chǎn)物中的纖維素全部水解成葡萄糖，因此所得葡萄糖的重量是酸處理產(chǎn)物中纖維素重量的1.11倍，即1克所述水洗后酸處理產(chǎn)物中含纖維素0.114克，則3600克酸處理產(chǎn)物中共含纖維素408.65克。HPLC分析得到酸處理產(chǎn)物酸水解液中木糖濃度為0.8毫克/毫升，計(jì)算可得1克所述水洗后酸處理產(chǎn)物酸水解能得到重量為0.057克的木糖，因?yàn)闈舛葹?2重量％的硫酸溶液可以將酸處理產(chǎn)物的半纖維素全部水解成木糖，因此所得木糖的重量是酸處理產(chǎn)物中半纖維素重量的1.14倍，即1克所述水洗后酸處理產(chǎn)物中含半纖維素0.050克，則3600克酸處理產(chǎn)物屮共含半纖維素181.62克。在酶解步驟中，不同的是，在向含有水的酶解罐中加入第一批步驟(1)取樣測試后剩余的酸處理產(chǎn)物后，加入NaOH調(diào)節(jié)物料的pH值為5，加熱至52'C后，以全部秸稈的干重計(jì)(900克)，加入18000酶活力單位的纖維素酶(和氏璧生物技術(shù)有限公司)，并在49'C下保溫混合30分鐘；然后再按照實(shí)施例l的酶解步驟中的方法分批加入隨后的物料，其它的步驟和條件與實(shí)施例1的方法相同。按照實(shí)施例1步驟(1)所述髙效液相條件，測定并計(jì)算出酶解產(chǎn)物中的葡萄糖共362.88克，所述酶解得到的葡萄糖的重量除以l.ll，即酸處理產(chǎn)物中被酶解的纖維素的重量共326.92克;每小時(shí)酶解的纖維素和半纖維素的總重量為7.9克。(以纖維素原料的干重計(jì)，第一批含纖維素原料的含量為3.7重量％。)在發(fā)酵步驟中，不同的是，使酶解產(chǎn)物的溫度降至33'C，以每克酶解產(chǎn)物的重量計(jì)，接種106菌落形成單位的釀酒酵母(安琪超級釀酒高活性干酵母，湖北安琪酵母股份公司)，所得混合物在33'C下于發(fā)酵罐中攪拌培養(yǎng)36小B、J"。在IOO'C蒸餾所得發(fā)酵產(chǎn)物,所得蒸餾餾分在78.3'C下二次蒸餾可得乙醇218.7克。按照實(shí)施例1的方法和公式計(jì)算纖維素轉(zhuǎn)化率、單糖產(chǎn)率和乙醇產(chǎn)率，計(jì)算結(jié)果見表l。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>從上表I中的數(shù)據(jù)可以看出，采用本發(fā)明的采用含纖維素原料制備乙醇的方法得到的乙醇的產(chǎn)率以及單糖的產(chǎn)率均明顯高于由參比方法得到的乙醇的產(chǎn)率以及單糖的產(chǎn)率。權(quán)利要求1、一種采用含纖維素原料制備乙醇的方法，該方法包括將含纖維素原料與酶混合，將含纖維素原料酶解，得到酶解產(chǎn)物，并發(fā)酵該酶解產(chǎn)物，其特征在于，所述將含纖維素原料與酶混合的方法包括將含纖維素原料分批與酶混合，所述分批次數(shù)至少為2次，每批加入的含纖維素原料的量至多為全部含纖維素原料重量的60％。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，第一批與酶混合的含纖維素原料的量為全部含纖維素原料重量的20-60%，第一批以后與酶混合的含纖維素原料的量為全部含纖維素原料重量的40-80%。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述分批次數(shù)為3次，第一批與酶混合的含纖維素原料的量為全部含纖維素原料重量的20-60%;第二批與酶混合的含纖維素原料的量為全部含纖維素原料重量的20-50%;第三批與酶混合的含纖維素原料的量為全部含纖維素原料重量的20-40%。4、根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其中，以第一批含纖維素原料與酶混合后得到的混合物為基準(zhǔn)，以纖維素原料的干重計(jì)，含纖維素原料的含量至少為1重量％。5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，以第一批含纖維素原料與酶混合后得到的混合物為基準(zhǔn)，以纖維素原料的干重計(jì)，含纖維素原料的含量為1.2-10重量％。6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，相鄰的兩個(gè)分批混合步驟之間還包括時(shí)間間隔。7、根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述時(shí)間間隔為10-120分鐘。8、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述酶解使用的酶包括纖維素酶，以每克含纖維素原料的干重計(jì)，所述纖維素酶的用量為8-20酶活力單位；所述酶解的溫度為45-55'C，所述酶解的時(shí)間為25-48小時(shí)，所述酶解的pH值為3.0-7.0。9、根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述酶解使用的酶還包括半纖維素酶，以每克含纖維素原料的干重計(jì)，所述半纖維素酶的用量為4.4-8.8酶活力單位。10、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，含纖維素原料為蒸汽爆破的含纖維素原料和/或酸處理的含纖維素原料。11、根據(jù)權(quán)利要求1或10所述的方法，其中，所述含纖維素原料為秸稈。12、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述發(fā)酵所使用的酵母為樹干畢赤酵母和/或釀酒酵母；以每克酶解產(chǎn)物計(jì)，所述發(fā)酵所使用的酵母的接種量為103-108菌落形成單位，所述發(fā)酵的溫度為30-36'C，發(fā)酵的時(shí)間為32-48小時(shí)。全文摘要一種采用含纖維素原料制備乙醇的方法，該方法包括將含纖維素原料與酶混合，將含纖維素原料酶解，得到酶解產(chǎn)物，并發(fā)酵該酶解產(chǎn)物，其中，所述將含纖維素原料與酶混合的方法包括將含纖維素原料分批與酶混合，所述分批次數(shù)至少為2次，每批加入的含纖維素原料的量至多為全部含纖維素原料重量的60％。本發(fā)明的方法制備得到的乙醇的產(chǎn)率較高。文檔編號C12P7/10GK101289677SQ20071009840公開日2008年10月22日申請日期2007年4月17日優(yōu)先權(quán)日2007年4月17日發(fā)明者劉甲申,岳國君,杰李,李春玲,袁敬偉,鄧立康申請人:中糧集團(tuán)有限公司;諾維信公司