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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201510882166.5 (22)申请日 2015.12.05 C12P 7/10(2006.01) C12P 19/14(2006.01) (71)申请人 贵州省欣紫鸿药用辅料有限公司 地址 557500 贵州省黔东南苗族侗族自治州 丹寨县金钟经济开发区 (72)发明人 印卫东 沈惠 母泽波 文学金 母瑞 文民 (74)专利代理机构 贵阳派腾阳光知识产权代理 事务所 ( 普通合伙 ) 52110 代理人 管宝伟 (54) 发明名称 一种玉米秸秆制作药用乙醇的生产方法 (57) 摘要 本发明属于医药化工领域， 具体涉及一种玉 米秸秆制。
2、作药用乙醇的生产方法， 将玉米秸秆进 行切片、 粉碎、 挤压至出口物料温度为 140， 加 水、 无机酸进行调节至物料 pH 为 3-4， 体积百分 比浓度为 30-70， 然后置于温度为 120-150 条件下蒸煮， 过滤， 得滤液和滤渣 ； 在滤渣中加入 纤维素酶进行固态发酵， 所述固态发酵的温度为 30-40， 时间为 4-5 天， 获得固体发酵物 ； 将固体 发酵物置于加热环境温度为 52-55条件下蒸馏 后， 得乙醇和固态废渣 ； 将固体发酵所得的乙醇 和滤液经发酵、 蒸馏处理所得的乙醇混合后， 依次 经二级、 三级精馏后， 再经脱甲醇、 除菌过滤工序， 得药用乙醇， 本发明方法简单。
3、， 物料循环生产， 成 本低， 能耗小。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 CN 105441490 A 2016.03.30 CN 105441490 A 1.一种玉米秸秆制作药用乙醇的生产方法， 其特征在于， 包括以下步骤： (1)将玉米秸秆进行切片、 粉碎后， 转入挤压机内进行挤压至出口物料温度为(1402) ， 加水、 无机酸进行调节至物料pH为3-4， 体积百分比浓度为30-70， 然后置于温度为 120-150条件下蒸煮20-50min， 过滤， 获得滤液和滤渣； (2)在滤渣中加入纤维素酶和酵。
4、母进行固态发酵， 所述固态发酵的温度为30-40， 时 间为4-5天， 获得固体发酵物； (3)将固体发酵物置于加热环境温度为52-55条件下蒸馏后， 获得乙醇和固态废渣； (4)将步骤(3)所得的乙醇和滤液经发酵、 蒸馏处理所得的乙醇混合后， 依次经二级、 三 级精馏后， 再经脱甲醇、 除菌过滤工序， 得药用乙醇。 2.如权利要求1所述的玉米秸秆制作药用乙醇的生产方法， 其特征在于， 所述固态发 酵， 各物质的添加量配比为： 滤渣1kg、 纤维素酶50-80u/g、 酵母3.8-4.5g/L。 3.如权利要求1所述的玉米秸秆制作药用乙醇的生产方法， 其特征在于， 所述滤液的发 酵、 蒸馏处理。
5、方法为： 在滤液中加入氨水或碳酸氢铵调节pH为3.8-4.5后， 加入纤维素酶、 糖 化酶、 酵母进行搅拌发酵10-30h后， 再进行恒温发酵30-40h， 然后置于加热环境温度为52- 55条件下蒸馏后， 获得乙醇和废液。 4.如权利要求3所述的玉米秸秆制作药用乙醇的生产方法， 其特征在于， 所述发酵， 各 物质的添加量配比为： 滤液2kg、 纤维素酶20-40u/g、 糖化酶120-180u/g、 酵母4.5-5.5g/L。 5.如权利要求3所述的玉米秸秆制作药用乙醇的生产方法， 其特征在于， 所述搅拌发 酵， 其搅拌转速为120-150r/min。 6.如权利要求3所述的玉米秸秆制作药用。
6、乙醇的生产方法， 其特征在于， 所述恒温发 酵， 其温度为30-34。 7.如权利要求1所述的玉米秸秆制作药用乙醇的生产方法， 其特征在于， 所述二级精馏 的温度为58-68。 8.如权利要求1所述的玉米秸秆制作药用乙醇的生产方法， 其特征在于， 所述三级精馏 的温度为70-75。 权利要求书 1/1 页 2 CN 105441490 A 2 一种玉米秸秆制作药用乙醇的生产方法 技术领域 0001 本发明属于医药化工领域， 具体涉及一种玉米秸秆制作药用乙醇的生产方法。 背景技术 0002 目前， 全国玉米种植面积高达2亿亩， 每年产生2亿吨的玉米秸秆， 除了少部分被利 用外， 大部分以堆积、 。
7、焚烧等形式直接浸入环境， 造成了极大地污染， 同时也是一种资源浪 费。 如果将玉米秸秆经过预处理后水解,其所含的纤维素和半纤维素可分解成糖,经发酵可 转化为乙醇,总收率可达10， 热转化率达30以上。 因此， 近年来玉米秸秆成为生物能源 领域的研究热点。 0003 如今， 用玉米生产乙醇的技术， 一般采用先用玉米制成食用级酒精后， 再经深加工 得药用乙醇， 或者用玉米配合其他物质制作药用乙醇， 但少有只用玉米秸秆直接生产药用 乙醇的研究文献及技术记载。 其中， 专利号为200610114240.X的 玉米秸秆制取酒精技术 公开了一种由玉米秸秆经粉碎、 整料、 加安琪酵母、 入池发酵、 蒸馏生产。
8、出初级乙醇， 该发明 工艺简单、 操作易行， 但产品经过多次提取后， 依旧达不到药用级要求， 并且废弃物再利用 率低， 有二次污染的风险存在。 0004 为此， 本发明结合药用乙醇生产技术和玉米秸秆深加工技术， 为药用乙醇的制备 提供了一种新思路。 发明内容 0005 本发明为解决上述技术问题， 提供一种只用玉米秸秆直接生产药用乙醇的方法， 该法污染小， 物料循环利用率高。 0006 一种玉米秸秆制作药用乙醇的生产方法， 包括以下步骤： 0007 (1)将玉米秸秆进行切片、 粉碎后， 转入挤压机内进行挤压至出口物料温度为 (1402)， 加水、 无机酸进行调节至物料pH为3-4， 体积百分比浓。
9、度为30-70， 然后置于 温度为120-150条件下蒸煮20-50min， 过滤， 获得滤液和滤渣； 0008 (2)在滤渣中加入纤维素酶和酵母进行固态发酵， 所述固态发酵的温度为30-40 ， 时间为4-5天， 获得固体发酵物； 0009 (3)将固体发酵物置于加热环境温度为52-55条件下蒸馏后， 获得乙醇和固态废 渣； 0010 (4)将步骤(3)所得的乙醇和滤液经发酵、 蒸馏处理所得的乙醇混合后， 依次经二 级、 三级精馏后， 再经脱甲醇、 除菌过滤工序， 得药用乙醇。 0011 所述无机酸为硫酸或盐酸之一。 0012 所述固态发酵， 各物质的添加量配比为： 滤渣1kg、 纤维素酶5。
10、0-80u/g、 酵母3.8- 4.5g/L。 0013 所述步骤(3)所得的固态废渣和滤液经发酵、 蒸馏处理所得的废液混合后， 经产朊 酵母菌的发酵处理后， 送入锅炉工段。 说明书 1/4 页 3 CN 105441490 A 3 0014 所述滤液的发酵、 蒸馏处理方法为： 在滤液中加入氨水或碳酸氢铵调节pH为3.8- 4.5后， 加入纤维素酶、 糖化酶、 酵母进行搅拌发酵10-30h后， 再进行恒温发酵30-40h， 然后 置于加热环境温度为52-55条件下蒸馏后， 获得乙醇和废液。 0015 所述发酵， 各物质的添加量配比为： 滤液2kg、 纤维素酶20-40u/g、 糖化酶120- 。
11、180u/g、 酵母4.5-5.5g/L。 0016 所述搅拌发酵， 其搅拌转速为120-150r/min。 0017 所述恒温发酵， 其温度为30-34。 0018 所述二级精馏的温度为58-68。 0019 所述三级精馏的温度为70-75 0020 本发明的有益效果 0021 本发明以玉米秸秆为原料， 实现了药用乙醇的循环生产工艺， 将玉米秸秆在剪切 和挤压的摩擦热作用力下升高物料温度后喷出， 此刻物料的压力突然降低、 体积迅速膨胀， 纤维素晶体结构被破坏， 从而为纤维素的酶解处理创造有利条件， 该阶段的生产过程连续， 无需消耗蒸汽， 且具有灭菌效果， 降低了杂菌对发酵的影响， 减少成品中。
12、的杂质； 结合糖化 和发酵同步的方法， 使得玉米秸秆的糖化能力得以提升， 再配合温度、 pH的控制， 提高了发 酵效率， 又由于糖化-发酵体系中富含蛋白质， 因此减少了氮素的添加， 进一步， 提高了发酵 后乙醇的最终浓度， 减少了后续提纯的成本， 再配合蒸馏、 精馏技术， 减少了乙醇和水形成 的共沸物， 进一步提高了乙醇浓度， 通过成本计算， 本发明减少了生产成本约30， 节约蒸 汽约25。 附图说明 0022 图1表示玉米秸秆制作药用乙醇的生产流程图。 具体实施方式 0023 下面结合具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定， 但要求保护的 范围不仅局限于所作的描述。 0024 实施。
13、例1 0025 (1)将1.8kg玉米秸秆进行切片、 粉碎后， 转入挤压机内进行挤压至出口物料温度 为140， 加水、 分析纯稀硫酸进行调节至物料pH为3.5， 体积百分比浓度为60， 然后置于 温度为150条件下蒸煮50min， 过滤， 获得滤液和滤渣； 0026 (2)滤渣处理： 按1kg滤渣中加入65u/g纤维素酶， 接入4.0g/L酵母的比例混合物 料， 将其进行固态发酵， 所述固态发酵的温度为32， 时间为4天， 获得固体发酵物； 将固体 发酵物置于加热环境温度为52条件下蒸馏至无明显酒精味产生后， 获得乙醇和固态废 渣； 0027 (3)滤液处理： 按2kg滤液中加入氨水或碳酸氢铵。
14、调节pH为4.0后， 加入32u/g纤维 素酶、 120u/g糖化酶， 接入4.8g/L酵母的比例混合物料后， 将物料在转速为130r/min条件 下搅拌发酵15h后， 再置于温度为32下恒温发酵35h， 然后置于加热环境温度为52条件 下蒸馏至无明显酒精味产生后， 获得乙醇和废液； 0028 (4)将步骤(2)所得的乙醇和步骤(3)所得的乙醇混合后， 先于温度为66条件下 说明书 2/4 页 4 CN 105441490 A 4 精馏20min， 再转入温度为72条件下精馏30min后， 再经脱甲醇、 除菌过滤工序， 得药用乙 醇。 0029 实施例2 0030 (1)将3kg玉米秸秆进行切。
15、片、 粉碎后， 转入挤压机内进行挤压至出口物料温度为 138， 加水、 分析纯盐酸进行调节至物料pH为3.2， 体积百分比浓度为30， 然后置于温度 为150条件下蒸煮30min， 过滤， 获得滤液和滤渣； 0031 (2)滤渣处理： 按1kg滤渣中加入70u/g纤维素酶， 接入4.3g/L酵母的比例混合物 料， 将其进行固态发酵， 所述固态发酵的温度为40， 时间为5天， 获得固体发酵物； 将固体 发酵物置于加热环境温度为55条件下蒸馏至无明显酒精味产生后， 获得乙醇和固态废 渣； 0032 (3)滤液处理： 按2kg滤液中加入氨水或碳酸氢铵调节pH为4.5后， 加入28u/g纤维 素酶、 。
16、125u/g糖化酶， 接入5.4g/L酵母的比例混合物料， 将物料在转速为120r/min条件下搅 拌发酵28h后， 再置于温度为33下恒温发酵38h， 然后置于加热环境温度为55条件下蒸 馏至无明显酒精味产生后， 获得乙醇和废液； 0033 (4)将步骤(2)所得的乙醇和步骤(3)所得的乙醇混合后， 先于温度为65条件下 精馏30min， 再转入温度为74条件下精馏8min后， 再经脱甲醇、 除菌过滤工序， 得药用乙 醇。 0034 实施例3 0035 (1)将玉米秸秆进行切片、 粉碎后， 转入挤压机内进行挤压至出口物料温度为142 ， 加水、 浓度为50wt的硫酸进行调节至物料pH为4.0。
17、， 体积百分比浓度为50， 然后置于 温度为140条件下蒸煮20min， 过滤， 获得滤液和滤渣； 0036 (2)滤渣处理： 按1kg滤渣中加入55u/g纤维素酶， 接入4.5g/L酵母的比例混合物 料， 将其进行固态发酵， 所述固态发酵的温度为36， 时间为100h， 获得固体发酵物； 将固体 发酵物置于加热环境温度为53条件下蒸馏至无明显酒精味产生后， 获得乙醇和固态废 渣； 0037 (3)滤液处理： 按2kg滤液中加入氨水或碳酸氢铵调节pH为3.8后， 加入22u/g纤维 素酶、 153u/g糖化酶， 接入5.0g/L酵母的比例混合物料， 将物料在转速为135r/min条件下搅 拌发。
18、酵24h后， 再置于温度为30下恒温发酵36h， 然后置于加热环境温度为53条件下蒸 馏至无明显酒精味产生后， 获得乙醇和废液； 0038 (4)将步骤(2)所得的乙醇和步骤(3)所得的乙醇混合后， 先于温度为60条件下 精馏10min， 再转入温度为73条件下精馏10min后， 再经脱甲醇、 除菌过滤工序， 得药用乙 醇。 0039 实施例4 0040 (1)将2kg玉米秸秆进行切片、 粉碎后， 转入挤压机内进行挤压至出口物料温度为 138， 加水、 浓度为50wt的盐酸进行调节至物料pH为3.8， 体积百分比浓度为45， 然后 置于温度为120条件下蒸煮50min， 过滤， 获得滤液和滤渣。
19、； 0041 (2)滤渣处理： 按1kg滤渣中加入80u/g纤维素酶， 接入4.0g/L酵母的比例混合物 料， 将其进行固态发酵， 所述固态发酵的温度为33， 时间为98h， 获得固体发酵物； 将固体 发酵物置于加热环境温度为54条件下蒸馏至无明显酒精味产生后， 获得乙醇和固态废 说明书 3/4 页 5 CN 105441490 A 5 渣； 0042 (3)滤液处理： 按2kg滤液中加入氨水或碳酸氢铵调节pH为3.8后， 加入38u/g纤维 素酶、 178u/g糖化酶， 接入4.5g/L酵母的比例混合物料， 将物料在转速为130r/min条件下搅 拌发酵12h后， 再置于温度为31下恒温发酵。
20、35h， 然后置于加热环境温度为54条件下蒸 馏至无明显酒精味产生后， 获得乙醇和废液； 0043 (4)将步骤(2)所得的乙醇和步骤(3)所得的乙醇混合后， 先于温度为68条件下 精馏15min， 再转入温度为75条件下精馏18min后， 再经脱甲醇、 除菌过滤工序， 得药用乙 醇。 0044 实施例5 0045 (1)将2.5kg玉米秸秆进行切片、 粉碎后， 转入挤压机内进行挤压至出口物料温度 为140， 加水、 浓度为98wt的硫酸进行调节至物料pH为3.6， 体积百分比浓度为66， 然 后置于温度为130条件下蒸煮30min， 过滤， 获得滤液和滤渣； 0046 (2)滤渣处理： 按1。
21、kg滤渣中加入60u/g纤维素酶， 接入4.7g/L酵母的比例混合物 料， 将其进行固态发酵， 所述固态发酵的温度为40， 时间为100h， 获得固体发酵物； 将固体 发酵物置于加热环境温度为55条件下蒸馏至无明显酒精味产生后， 获得乙醇和固态废 渣； 0047 (3)滤液处理： 按2kg滤液中加入氨水或碳酸氢铵调节pH为4.3后， 加入26u/g纤维 素酶、 150u/g糖化酶， 接入5.2g/L酵母的比例混合物料， 将物料在转速为120r/min条件下搅 拌发酵30h后， 再置于温度为32下恒温发酵30h， 然后置于加热环境温度为55条件下蒸 馏至无明显酒精味产生后， 获得乙醇和废液； 0048 (4)将步骤(2)所得的乙醇和步骤(3)所得的乙醇混合后， 先于温度为58条件下 精馏12min， 再转入温度为70条件下精馏5min后， 再经脱甲醇、 除菌过滤工序， 得药用乙 醇。 说明书 4/4 页 6 CN 105441490 A 6 图1 说明书附图 1/1 页 7 CN 105441490 A 7 。