專利名稱：利用薯類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)于利用薯類原料制備乙醇 的方法。
背景技術(shù)：
薯類，例如紅薯、馬鈴薯、木薯等，富含淀粉，因此廣泛用于發(fā)酵制糖、 制淀粉等領(lǐng)域。木薯是熱帶和亞熱帶多年生、溫帶一年生薯屬灌木，原產(chǎn)于南美洲，適宜在平均溫度為25-29°C、年均降水量1000-1500毫米的低緯度地區(qū)生長。 大約在1820年前，木薯傳到中國南方，主要在廣東、廣西和海南種植，現(xiàn) 在逐漸擴(kuò)大到云南、福建、貴州等省。木薯分為兩類苦味木薯(有毒木薯) 和甜味木薯(無毒木薯)。新鮮的木薯塊根的主要化學(xué)成分是水，其次是碳 水化合物，還有一些含量較少的蛋白質(zhì)、脂肪和果膠。鮮木薯淀粉含量達(dá)到 25-30重量％。成熟的木薯一般粗4-8厘米，長20-30厘米，薯形粗短，呈短圓柱狀， 木薯由內(nèi)及外的結(jié)構(gòu)依次為薯肉和表皮，表皮包括內(nèi)表皮和外表皮，外表皮 為深褐色，間有白色環(huán)狀條紋，內(nèi)表皮和薯肉為白色。木薯的表皮特別是內(nèi)表皮中含有氰化物以及一種能引起食物中毒的氰 甙——亞麻苦甙。亞麻苦甙被水解后產(chǎn)生氫氰酸。氫氰酸和氰化物都有劇毒， 而且中毒非常迅速。氰化物毒素若不除去會導(dǎo)致酶解過程中酶的失活以及發(fā) 酵過程中酵母中毒失效，從而影響后續(xù)的酶解和發(fā)酵過程。因此，現(xiàn)有的利 用薯類原料特別是木薯制備乙醇的方法一般包括先將薯類原料去皮，然后再 粉碎、酶解和發(fā)酵?，F(xiàn)在一般采用人工去皮或簡單的機(jī)械去皮，通過摩擦作用將木薯的表皮 蹭掉、或者將木薯的表皮削掉。由于木薯的表皮特別是內(nèi)表皮緊貼在薯肉上， 因此，當(dāng)通過摩擦作用去皮時，去皮效果不好，還有相當(dāng)一部分表皮殘留在 木薯表面，從而使木薯中的氰化物殘留較大(氰化物去除率約為40-50%)， 導(dǎo)致酶解過程中酶的失活以及發(fā)酵過程中酵母中毒失效，進(jìn)而影響乙醇產(chǎn)
率；或者，將木薯的表皮削掉時，很容易將薯肉去除掉，從而損失大量的原 料，也不可避免地降低乙醇產(chǎn)率?，F(xiàn)有的利用薯類原料特別是木薯制備乙醇 的方法的乙醇產(chǎn)率較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有的利用薯類原料制備乙醇的方法的乙醇產(chǎn)率 較低的缺點(diǎn)，提供一種能夠有效地提高乙醇產(chǎn)率的利用薯類原料制備乙醇的 方法。
本發(fā)明提供了一種利用薯類原料制備乙醇的方法，該方法包括將薯類原 料去皮，將去皮后的薯類原料粉碎，將粉碎后的產(chǎn)物與酶混合、酶解，得到 酶解產(chǎn)物；發(fā)酵該酶解產(chǎn)物，其中，所述薯類原料去皮的方法使用一種薯類 去皮設(shè)備，該薯類去皮設(shè)備包括機(jī)座1、滾筒2、螺旋式進(jìn)給器3和驅(qū)動裝 置，滾筒2可轉(zhuǎn)動地安裝在機(jī)座1上，滾筒2具有進(jìn)料口 4和出料口 5，所 述螺旋進(jìn)給器3位于滾筒2中并與滾筒的內(nèi)壁固定連接，所述驅(qū)動裝置用于 驅(qū)動滾筒2和螺旋進(jìn)給器3 —起轉(zhuǎn)動；該薯類原料去皮的方法包括將薯類原 料通過所述進(jìn)料口 4放入到所述滾筒2中，利用所述驅(qū)動裝置驅(qū)動滾筒2和 螺旋進(jìn)給器3—起轉(zhuǎn)動。
按照本發(fā)明的去皮方法對木薯原料進(jìn)行去皮，氰化物的去除率能夠達(dá)到 75%以上，原料損失率能夠保持在5重量％以下，因而有利于提高乙醇的產(chǎn)
沖《—。


圖1為本發(fā)明的薯類原料去皮方法所用的薯類去皮設(shè)備的正視圖2為所述薯類去皮設(shè)備的縱剖示意圖3為表示鏈輪與滾筒的連接關(guān)系的橫剖示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提供的利用薯類原料制備乙醇的方法，該方法包括將薯類原料去 皮，將去皮后的薯類原料粉碎，將粉碎后的產(chǎn)物與酶混合、酶解，得到酶解 產(chǎn)物；發(fā)酵該酶解產(chǎn)物，其中，所述薯類原料去皮的方法使用一種薯類去皮 設(shè)備。
如圖1和圖2所示，該去皮設(shè)備包括機(jī)座1、滾筒2、螺旋式進(jìn)給器3 和驅(qū)動裝置(圖中未示出)，滾筒2可轉(zhuǎn)動地、傾斜地安裝在機(jī)座1上，滾 筒2具有進(jìn)料口 4和出料口 5，所述螺旋進(jìn)給器3位于滾筒2中并與滾筒的 內(nèi)壁固定連接，所述驅(qū)動裝置用于驅(qū)動滾筒2和螺旋進(jìn)給器3—起轉(zhuǎn)動。將 薯類原料去皮的方法包括薯類原料通過所述進(jìn)料口 4放入到所述滾筒2中， 利用所述驅(qū)動裝置驅(qū)動滾筒2和螺旋進(jìn)給器3 —起轉(zhuǎn)動。驅(qū)動滾筒2和螺旋 進(jìn)給器3的轉(zhuǎn)動速度可以為2-50轉(zhuǎn)/分鐘，優(yōu)選為5-25轉(zhuǎn)/分鐘。在螺旋進(jìn)給 器3的推動作用下，薯類原料不斷向前移動；同時薯類原料隨著滾筒2和螺 旋進(jìn)給器3轉(zhuǎn)動，在轉(zhuǎn)動過程中，薯類原料之間發(fā)生摩擦，薯類原料與滾筒 壁和螺旋進(jìn)給器之間也發(fā)生摩擦，從而將薯類的表皮去除掉，去皮后的薯類 從出料口 5排出。
所述滾筒2可以由各種耐磨損材料制成，例如，鋼、橡膠或硬質(zhì)塑料。 所述滾筒2中還可以設(shè)置有噴淋裝置，噴淋裝置可以固定安裝在滾筒的內(nèi)壁 上，并且位于靠近滾筒的進(jìn)料口的位置。所述噴淋裝置可以為常規(guī)的各種噴 淋裝置。按照本發(fā)明，該方法還可以包括在去皮過程中將水通過噴淋裝置噴淋到薯類原料上將薯類原料上的污物(如泥土、雜質(zhì)等)去除掉。所述噴水 量沒有特別限定，只要保證能夠?qū)⑹眍愒仙系奈畚锍ゼ纯伞?br> 優(yōu)選情況下，如圖1所示，所述滾筒2從進(jìn)口端到出口端包括第一段滾筒2a和第二段滾筒2b，第一段滾筒2a和第二段滾筒2b連通，第二段滾筒 2b中設(shè)置有噴淋裝置。噴淋裝置可以固定安裝在第二段滾筒2b的內(nèi)壁上， 并且位于靠近第二段滾筒的進(jìn)料口的位置。
按照本發(fā)明的方法，為了達(dá)到更好的去皮效果，所述滾筒2的內(nèi)壁上還 具有摩擦結(jié)構(gòu)。所述摩擦結(jié)構(gòu)可以為各種表面粗糙的結(jié)構(gòu)，優(yōu)選為一條或多 條帶肋鋼筋，更優(yōu)選為多條帶肋鋼筋。帶肋鋼筋具有橫肋，可以使用常規(guī)的 各種規(guī)格的熱軋帶肋鋼筋和冷軋帶肋鋼筋，如符合GB1499-1998規(guī)定的帶肋 鋼筋。帶肋鋼筋的公稱直徑可以為6-25毫米，優(yōu)選為8-20毫米；橫肋間距 可以為3-16毫米，優(yōu)選為4-12毫米。帶肋鋼筋的牌號包括但不限于HRB335、 HRB400和HRB500。所述帶肋鋼筋與滾筒2的內(nèi)壁固定連接，在滾筒轉(zhuǎn)動 過程中，帶肋鋼筋可以對薯類原料起到摩擦作用。為了便于在滾筒2的內(nèi)壁 上固定連接帶肋鋼筋，帶肋鋼筋優(yōu)選與滾筒2的中心軸線平行。
所述滾筒2可以水平地或傾斜地安裝在機(jī)座1上。當(dāng)所述滾筒水平地安 裝時，薯類原料在螺旋進(jìn)給器3的推動作用下向前移動，最終從滾筒的出料 口排出。當(dāng)所述滾筒傾斜地安裝時，進(jìn)料口的位置比出料口高，薯類原料還 可以借助自身的重力作用向下移動(即向前移動)。滾筒2的傾斜角度可以 為0-15度，優(yōu)選為5-10度；滾筒2的長度可以為2-10米，優(yōu)選為3.5-7米。 當(dāng)滾筒包括所述第一段滾筒和第二段滾筒時，此處的長度是指第一段滾筒和 第二段滾筒的長度之和。所述傾斜角度是指滾筒的中心軸與水平線的夾角。 對滾筒的內(nèi)直徑?jīng)]有特別的限定，可以根據(jù)需要進(jìn)行去皮處理的薯類原料的 量來選擇合適的滾筒內(nèi)直徑， 一般情況下，滾筒內(nèi)直徑可以為l-2米。
所述螺旋進(jìn)給器3可以為機(jī)械領(lǐng)域常規(guī)的各種螺旋進(jìn)給器。所述螺旋進(jìn)給器3可以通過常規(guī)的各種固定連接方式連接在滾筒2的內(nèi)壁上，例如，如圖2所示，螺旋進(jìn)給器3通過緊固件8固定連接在滾筒2的內(nèi)壁上。為了達(dá) 到更好的去皮效果，所述螺旋進(jìn)給器3的螺距優(yōu)選為0.3-0.8米，螺紋高度 優(yōu)選為0.1-0.4米。螺旋進(jìn)給器可以由各種耐磨損材料制成，例如，鋼、橡 膠、尼龍。本發(fā)明對所述驅(qū)動裝置沒有特別限定，只要能驅(qū)動滾筒2和螺旋進(jìn)給器 3 —起轉(zhuǎn)動即可。例如，所述驅(qū)動裝置可以包括驅(qū)動源、傳動鏈和鏈輪6。 如圖3所示，鏈輪6固定在滾筒2上。當(dāng)滾筒2包括第一段滾筒2a和第二 段滾筒2b時，優(yōu)選將鏈輪6安裝在第一段滾筒2a和第二段滾筒2b之間。 由于滾筒2可轉(zhuǎn)動地安裝在機(jī)座1上，因此傳動鏈將驅(qū)動源的動力傳遞給鏈 輪時，鏈輪能夠帶動滾筒轉(zhuǎn)動?？赊D(zhuǎn)動的安裝方式可以為常規(guī)的各種方法， 例如，可以使用支撐輥或支撐架將滾筒架設(shè)在機(jī)座上，使?jié)L筒可以繞中心軸 轉(zhuǎn)動。驅(qū)動源可以為各種能夠產(chǎn)生動力的裝置，如電動機(jī)。為了便于進(jìn)料，該去皮設(shè)備還可以包括風(fēng)車進(jìn)給器7。如圖1或2所示， 風(fēng)車進(jìn)給器7安裝于滾筒的進(jìn)料口 4。風(fēng)車進(jìn)給器7可以為機(jī)械領(lǐng)域常規(guī)的 各種風(fēng)車進(jìn)給器。采用本發(fā)明所述的薯類去皮設(shè)備是利用在滾筒中的薯類原料之間以及 薯類原料與筒壁之間的摩擦力的作用而將薯類原料去皮。按照本發(fā)明的去皮 方法對木薯原料進(jìn)行去皮，氰化物的去除率能夠達(dá)到75%以上，原料損失率 能夠保持在5重量％以下，因而有利于提高乙醇的產(chǎn)率。所述薯類原料可以為各種薯類原料，如紅薯、馬鈴薯、木薯等，本發(fā)明 的具體實(shí)施方案中采用的薯類原料為木薯。由于薯類原料中可能會含有泥 土、沙石雜質(zhì)以及鐵雜質(zhì)，會對去皮設(shè)備造成損害，因此，按照本發(fā)明的方 法，還可以包括去皮之前對薯類原料進(jìn)行預(yù)處理的常規(guī)操作，所述預(yù)處理的 步驟一般包括除去雜質(zhì)和清洗的步驟。如，在鮮木薯采收后，除去木薯上的泥土、根、須及木質(zhì)部分以及砂石等雜質(zhì)。并對木薯進(jìn)行清洗，所述清洗的 方法和設(shè)備為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知。
按照本發(fā)明，所述粉碎方法可以為本領(lǐng)域常規(guī)的粉碎方法，只要將木薯 的組織結(jié)構(gòu)破壞，使微小的淀粉顆粒能夠從木薯塊根中解體、分離出來即可。 例如，可以采用干式粉碎或濕式粉碎，兩種粉碎方式之間的差別主要在于是 否將木薯與水混合。濕式粉碎包括將去皮后的木薯與水混合，然后進(jìn)行一次 或多次粉碎。粉碎后的產(chǎn)物的平均顆粒直徑優(yōu)選為1.5-10毫米。木薯與水的 重量比可以為1: 0.2-5，優(yōu)選為1: 0.5-2?？梢允褂贸Ｒ?guī)的各種粉碎機(jī)，例
如SFSP系列錘片式粉碎機(jī)。
所述酶解步驟可以通過本領(lǐng)域常用的方法完成，比如向粉碎產(chǎn)物中添加 產(chǎn)酶微生物和/或酶，在產(chǎn)酶微生物的生長溫度和/或酶有活力的溫度下保溫 完成。所述產(chǎn)酶微生物為能夠分泌淀粉酶的產(chǎn)酶微生物。所述酶包括淀粉酶。
由于微生物生長會產(chǎn)生副產(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)選以每克粉碎后的產(chǎn)物的干重計，所述淀粉酶的
用量為4-50酶活力單位，更優(yōu)選以每克粉碎后的產(chǎn)物的干重計，所述淀粉 酶的用量為10-30酶活力單位。
本發(fā)明所述酶的酶活力單位可以為在pH值為6.0、溫度為7(TC的條件 下，1分鐘將1毫克淀粉轉(zhuǎn)化為葡萄糖所需的酶量為一個酶活力單位。
所述酶解的溫度可以為淀粉酶的任何最適作用溫度， 一般為50-90°C， 更優(yōu)選60-70°C。所述酶解的時間理論上越長越好，考慮到設(shè)備利用率，優(yōu) 選所述酶解的時間為20-240分鐘，更優(yōu)選為30-120分鐘。所述酶解的pH 值可以為淀粉酶的任何最適作用pH， 一般為3.0-7.0，更優(yōu)選pH值為5.0-6.0。 由于酶解過程中pH值的波動不大，因此所述酶解的pH值可以按照本領(lǐng)域 常用的方法在加入酶之前進(jìn)行調(diào)節(jié)，例如先將粉碎產(chǎn)物與水或培養(yǎng)基(加酶 一般與水混合，加入產(chǎn)酶微生物一般與該微生物的培養(yǎng)基)混合， 一般使所得混合物的固含量為20-40重量％，根據(jù)所得混合物的pH值，用硫酸溶液 或氫氧化鈉將待酶解的混合物pH調(diào)節(jié)至3.0-7.0，更優(yōu)選調(diào)節(jié)至pH值為 5.0-6.0。淀粉酶是能夠分解淀粉糖苷鍵的一類酶的總稱，所述淀粉酶一般包括ot-淀粉酶、(3-淀粉酶、糖化酶和異淀粉酶。本發(fā)明所述酶包括淀粉酶。(x-淀粉酶又稱淀粉1,4-糊精酶，它能夠任意地、不規(guī)則地切開淀粉鏈內(nèi) 部的(x-l，4-糖苷鍵，將淀粉水解為麥芽糖、含有6個葡萄糖單位的寡糖和帶 有支鏈的寡糖。生產(chǎn)此酶的微生物主要有枯草桿菌、黑曲霉、米曲霉和根霉。(3-淀粉酶又稱淀粉1，4-麥芽糖苷酶，能夠從淀粉分子非還原性末端切開 1,4-糖苷鍵，生成麥芽糖。此酶作用于淀粉的產(chǎn)物是麥芽糖與極限糊精。此 酶主要由曲霉、根霉和內(nèi)孢霉產(chǎn)生。糖化酶又稱淀粉a-l，4-葡萄糖苷酶，此酶作用于淀粉分子的非還原性末 端，以葡萄糖為單位，依次作用于淀粉分子中的a-l，4-糖苷鍵，生成葡萄糖。 此酶作用于支鏈淀粉后的產(chǎn)物有葡萄糖和帶有a-l，6-糖苷鍵的寡糖；作用于 直鏈淀粉后的產(chǎn)物幾乎全部是葡萄糖。此酶產(chǎn)生菌主要是黑曲霉(左美曲霉、 泡盛曲霉)、根霉(雪白根酶、德氏根霉)、擬內(nèi)孢霉、紅曲霉。異淀粉酶又稱淀粉(x-l,6-葡萄糖苷酶、分枝酶，此酶作用于枝鏈淀粉分 子分枝點(diǎn)處的a-l，6-糖苷鍵，將枝鏈淀粉的整個側(cè)鏈切下變成直鏈淀粉。此 酶產(chǎn)生菌主要是嫌氣桿菌、芽孢桿菌及某些假單孢桿菌等細(xì)菌。優(yōu)選所述酶解使用的酶還包括磷酸酯酶。因?yàn)榱姿狨ッ改軌蚴沽姿崤c醇 式羥基結(jié)合成酯的磷酸糊精水解成葡萄糖，并釋放出磷酸，具有極明顯的液 化力，所以酶解使用的酶包括磷酸酯酶，可以更充分地水解淀粉，以增加乙 醇產(chǎn)率。能夠發(fā)酵單糖如葡萄糖和/或果糖、寡糖如蔗糖和/或半乳糖的微生物都 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，因此優(yōu)選所述發(fā)酵所使用 的酵母為釀酒酵母。
以每克酶解產(chǎn)物計，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。
所述菌落形成單位的定義為將稀釋后的一定量的菌液通過澆注或涂布 的方法，讓其內(nèi)的微生物單細(xì)胞一一分散在培養(yǎng)基平板上，待培養(yǎng)后，每一 活細(xì)胞就形成一個菌落。即每毫升菌液中含有的單細(xì)胞的數(shù)目。
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，比如拉斯2號(Rasse II)酵母，又名德國二號酵母、拉斯12 號(Rasse XD)酵母，又名德國12號酵母、K字酵母、南陽五號酵母(1300) 和南陽混合酵母(1308)。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)染色活菌計數(shù)法。亞甲基藍(lán)染色活菌計數(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，用血球計數(shù)板計數(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30-33"C。 pH值為4-6，優(yōu)選為4-4.5。所述發(fā)酵的時間可以為從接種 開始至酵母生長的衰亡期出現(xiàn)(即發(fā)酵時間為遲滯期、對數(shù)期加上穩(wěn)定期) 的時間，優(yōu)選發(fā)酵的時間為55-70小時，更優(yōu)選60-70小時。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。 下面通過實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的說明。實(shí)施例中所用的木薯原料為同一批收獲的新鮮木薯，粗4-8厘米，長 20-30厘米，含水量為約65重量％。實(shí)施例1本實(shí)施例用于說明本發(fā)明的采用木薯原料制備乙醇的方法。(1)木薯原料的去皮及粉碎 如下制備如圖l、 2和3所示的去皮設(shè)備。滾筒2從上到下包括第一段滾筒2a和第二段滾筒2b，第一段滾筒2a 和第二段滾筒2b連通，第一段滾筒2a和第二段滾筒2b的長度分別為1.8 米和1.6米；所述滾筒2由鋼制成，內(nèi)直徑為1.6米；第一段滾筒2a的內(nèi)壁 上固定40條長度均為1.5米的熱軋帶肋鋼筋(牌號為HRB335，公稱直徑為 12毫米)，各條熱軋帶肋鋼筋與滾筒的中心軸線平行，各條熱軋帶肋鋼筋沿 滾筒內(nèi)壁的圓周等間距地分布，相鄰兩條熱軋帶肋鋼筋之間的圓周距離為 0.125米；第二段滾筒2b的內(nèi)壁上固定50條長度均為1.2米的熱軋帶肋鋼筋 (牌號為HRB500，公稱直徑為16毫米)，各條熱軋帶肋鋼筋與滾筒的中心 軸線平行，各條熱軋帶肋鋼筋沿滾筒內(nèi)壁的圓周等間距地分布，相鄰兩條熱 軋帶肋鋼筋之間的圓周距離為0.1米；滾筒2傾斜地安裝在機(jī)座1上，傾斜 角度為5度。螺旋進(jìn)給器3由橡膠制成，螺距為0.5米，螺紋高度為0.2米； 螺旋進(jìn)給器3通過緊固件8固定連接在滾筒2的內(nèi)壁上。驅(qū)動裝置包括電動 機(jī)、傳動鏈和鏈輪6;鏈輪6固定在滾筒2上，傳動鏈將電動機(jī)的動力傳遞 給鏈輪，電動機(jī)的功率為5.5千瓦。啟動電動機(jī)，使?jié)L筒2和螺旋進(jìn)給器3繞滾筒的中心軸轉(zhuǎn)動(轉(zhuǎn)速為7轉(zhuǎn)/分鐘)；將收獲的100千克表面干凈的新鮮木薯連續(xù)通過進(jìn)料口 4加入到 滾筒2中，去皮后的木薯從出料口 5排出，收集得到96千克去皮后的木薯原料。
將該96千克木薯原料清洗后切成1厘米左右后的圓片，然后用SFSP 系列錘片式粉碎機(jī)對去皮后的木薯片進(jìn)行粉碎，所述粉碎的方法包括先將去 皮后的木薯進(jìn)行粉碎，得到平均顆粒直徑為6毫米(使用美國PPS公司的 AccuSizerTM 780光學(xué)粒徑檢測儀測得)的96千克粉碎產(chǎn)物。
取20克上述粉碎產(chǎn)物，利用美國國家環(huán)保局標(biāo)準(zhǔn)檢測方法EPA335.3檢 測其中的氰化物含量，記做C1。
將去皮前的表面干凈的新鮮木薯粉碎(平均顆粒直徑為0.8mm)成漿料， 從得到的漿料中取20克，加入180克蒸餾水，制得待檢測的樣品，禾U用美 國國家環(huán)保局標(biāo)準(zhǔn)檢測方法EPA335.3檢測其中的氰化物含量，記做C2。
通過下式計算去皮后氰化物的去除率
s2= (C2-0.96C1) /C2xl00%
計算的氰化物去除率為76。Z。
(2) 酶解
將步驟(1)的粉碎產(chǎn)物與35千克水混合，調(diào)節(jié)pH值至5，加熱至80 "C后，以每克粉碎產(chǎn)物的干重計，加入20酶活力單位的(x-淀粉酶(諾維信 公司購得)，并在80。C下保溫酶解60分鐘后得到酶解產(chǎn)物。
(3) 發(fā)酵
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，接種105菌落 形成單位的酒精酵母(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)65小時，在10(TC蒸餾所得 發(fā)酵產(chǎn)物，所得蒸餾餾分在78.3t:下二次蒸餾可得乙醇13.9千克。按照下式 計算乙醇產(chǎn)率乙醇產(chǎn)率=100%乂乙醇重量/木薯原料的鮮重
計算得到乙醇產(chǎn)率為13.9%。
對比例1
該對比例用于說明現(xiàn)有的采用木薯原料制備乙醇的方法。
按照實(shí)施例1的方法制備乙醇，制得12.6千克乙醇，不同的是，在步驟 (1)中采用人工去皮的方法用刀將木薯原料的內(nèi)表皮刮去，收集得到96千 克去皮后的木薯原料。按照與實(shí)施例1相同的方法計算乙醇產(chǎn)率為12.6%。 按照與實(shí)施例l相同的方法測定去皮前后的氰化物含量，并計算氰化物去除 率為62%。
從上述結(jié)果可以看出，實(shí)施例1中乙醇產(chǎn)率為13.9%，對比例1中乙醇 產(chǎn)率為12.6%，與對比例1相比，實(shí)施例1中的乙醇產(chǎn)率提高了 10.3°%;從 氰化物去除率來看，實(shí)施例1的氰化物去除率為76%，對比例1的氰化物去 除率僅為62%，說明采用本發(fā)明的方法可以極大地提高乙醇的產(chǎn)率。
權(quán)利要求
1、一種利用薯類原料制備乙醇的方法，該方法包括將薯類原料去皮，將去皮后的薯類原料粉碎，將粉碎后的產(chǎn)物與酶混合、酶解，得到酶解產(chǎn)物；發(fā)酵該酶解產(chǎn)物，其特征在于，所述薯類原料去皮的方法使用一種薯類去皮設(shè)備，該薯類去皮設(shè)備包括機(jī)座(1)、滾筒(2)、螺旋式進(jìn)給器(3)和驅(qū)動裝置，滾筒(2)可轉(zhuǎn)動地安裝在機(jī)座(1)上，滾筒(2)具有進(jìn)料口(4)和出料口(5)，所述螺旋進(jìn)給器(3)位于滾筒(2)中并與滾筒的內(nèi)壁固定連接，所述驅(qū)動裝置用于驅(qū)動滾筒(2)和螺旋進(jìn)給器(3)一起轉(zhuǎn)動；該薯類原料去皮的方法包括將薯類原料通過所述進(jìn)料口(4)放入到所述滾筒(2)中，利用所述驅(qū)動裝置驅(qū)動滾筒(2)和螺旋進(jìn)給器(3)一起轉(zhuǎn)動。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述滾筒(2)的內(nèi)壁上具有摩 擦結(jié)構(gòu)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述摩擦結(jié)構(gòu)為一條或多條帶 肋鋼筋。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述帶肋鋼筋與滾筒(2)的中 心軸線平行。
5、 根'據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述滾筒(2)的傾斜角度為0-15 度，長度為2-10米；滾筒(2)和螺旋進(jìn)給器(3)的轉(zhuǎn)動速度為2-50轉(zhuǎn)/ 分鐘。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的方法，其中，所述螺旋進(jìn)給器(3)的螺 距為0.3-0.8米，螺紋高度為0.1-0.4米。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述驅(qū)動裝置包括驅(qū)動源、傳動鏈和鏈輪(6)，鏈輪(6)固定在滾筒(2)上，傳動鏈將驅(qū)動源的動力傳遞給鏈輪。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，粉碎后的產(chǎn)物的平均顆粒直徑 為1.5-10毫米。
9、 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淀粉酶， 以每克薯類原料的干重計，所述淀粉酶的用量為4-50酶活力單位；所述酶 解的溫度為50-90°C，所述酶解的時間為20-240分鐘，所述酶解的pH值為 5-6。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述淀粉酶為cx-淀粉酶、糖化酶、轉(zhuǎn)移葡萄糖苷酶和磷酸酯酶中的一種或幾種。
11、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，以每克酶解產(chǎn)物計，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30-33°〇， 發(fā)酵的時間為50-75小時。
全文摘要
一種利用薯類原料制備乙醇的方法包括將薯類原料去皮，將去皮后的薯類原料粉碎，將粉碎后的產(chǎn)物與酶混合、酶解，得到酶解產(chǎn)物；發(fā)酵該酶解產(chǎn)物，其中，所述薯類原料去皮的方法使用一種薯類去皮設(shè)備，該薯類去皮設(shè)備包括機(jī)座、滾筒、螺旋式進(jìn)給器和驅(qū)動裝置，滾筒可轉(zhuǎn)動地安裝在機(jī)座上，滾筒具有進(jìn)料口和出料口，所述螺旋進(jìn)給器位于滾筒中并與滾筒的內(nèi)壁固定連接，所述驅(qū)動裝置用于驅(qū)動滾筒和螺旋進(jìn)給器一起轉(zhuǎn)動；該薯類原料去皮的方法包括將薯類原料通過所述進(jìn)料口放入到所述滾筒中，利用所述驅(qū)動裝置驅(qū)動滾筒和螺旋進(jìn)給器一起轉(zhuǎn)動。本發(fā)明的方法能夠提高乙醇的產(chǎn)率。
文檔編號C12P7/02GK101289675SQ20081005621
公開日2008年10月22日 申請日期2008年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月15日
發(fā)明者劉志民, 勇 姜, 張永新, 林海龍, 旭 王, 高士良 申請人:中糧集團(tuán)有限公司