本發(fā)明涉及的是一種以香蕉樹為原料制備乙醇的方法，屬于生物發(fā)酵技術領域。

背景技術：

香蕉是生長在熱帶或亞熱帶地區(qū)的一種水果，在我國主要生長在南方地區(qū)，由香蕉樹結(jié)果而成，但香蕉樹并不是樹，而是巨型草本植物，是多年生常綠大型草本單子葉植物，無主根，它的莖是軟的，由卷起來的葉柄構(gòu)成，香蕉樹雖然是多年生草本植物，但在香蕉結(jié)果后生長期就結(jié)束了，地上的莖葉會逐漸枯死，等到來年繁殖利用地下莖所生出的吸芽再從根部長出新芽，繼續(xù)生長，展開闊大的葉子，再結(jié)出新果實。香蕉樹整體水分高達75%-90%，枯死的香蕉樹莖葉如果不及時處理，會發(fā)霉腐爛，污染環(huán)境，目前對采果后的香蕉樹利用也僅僅是用于漚肥、制備沼氣、就地處理等。這樣的香蕉樹利用方法其實是非常浪費資源的方法，香蕉樹富含纖維素、半纖維素、木質(zhì)素等物質(zhì)，是良好的生物質(zhì)來源，可用于制備再生纖維、酒精、精密化工產(chǎn)品等。采摘了香蕉后的香蕉樹因為富含木質(zhì)纖維素，雖然是農(nóng)林廢棄物，卻是作為纖維素乙醇原料的最佳來源，目前用香蕉樹為原料制備纖維素乙醇的技術發(fā)展，沒有解決的主要影響因素是木質(zhì)纖維素酶解率不高，造成生產(chǎn)成本高，難以形成商品化，缺少可以同步糖化發(fā)酵的高效酶制劑，造成產(chǎn)品質(zhì)量低，缺乏市場競爭力，以及在現(xiàn)有工藝設備的基礎上如何進行技術改造問題，這一問題解決不了，就不能形成規(guī)?；a(chǎn)，如果這些影響因素所造成的技術問題得以解決，以香蕉樹為原料制備乙醇將會有比較好的前景。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題,是研究以香蕉樹為原料制備乙醇過程中不同底物含量中添加不同種類的纖維素水解酶進行酶解，確定最佳底物含量及纖維素酶，克服現(xiàn)有技術所存在不足，提供一種以香蕉樹為原料制備乙醇的方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取了下述技術方案，一種以香蕉樹為原料制備乙醇的方法，包括下述具體技術步驟：

（1）采果后的香蕉樹經(jīng)收集，機械除去水份，使得含水量為25-35%，粉碎成粒徑為0.3-3厘米的粗粒，在溫度為150-200℃，壓力為1.4-2.0MP的條件下，保壓蒸煮4-6分鐘，期間每隔7-12秒將保溫壓力裝置中8-12%的含纖維素原料釋放到常壓，得到汽爆香蕉樹原料；

（2）取汽爆香蕉樹原料用一次水溶液配制成干物質(zhì)濃度是20-26%的香蕉樹粉漿醪液,用酸調(diào)節(jié)pH值至4.8-5.2，加入相當于醪液質(zhì)量0.06-0.08%的檸檬酸緩沖液，再添加相當于醪液質(zhì)量1%的活性是20萬u/ml的纖維素酶，在48-52℃的溫度條件下，低速攪拌，進行木質(zhì)纖維素酶解，酶解70-75h轉(zhuǎn)化成糖；

（3）取步驟（2）所述的糖調(diào)節(jié)pH至4.3-4.5，向其中添加15-25%的酒母醪，酒母醪中含酵母數(shù)≥2億/ml，死亡率≤3%，中低速攪拌使其發(fā)酵，溫度調(diào)至32-33℃，持續(xù)發(fā)酵45-60h，形成成熟醪液；

（4）取成熟醪液經(jīng)100℃蒸煮、冷凝得到含酒精液，含酒精液再經(jīng)78.3℃蒸餾得到純度在99%以上的乙醇。

采取上述措施的本發(fā)明，以香蕉樹為原料制備乙醇，將農(nóng)林廢棄物變?yōu)楣I(yè)產(chǎn)品原料，使得燃料乙醇生產(chǎn)實現(xiàn)了“不與民爭糧、不與糧爭地”的目標，也使得燃料乙醇生產(chǎn)原料多樣化，合理調(diào)整乙醇原料的架構(gòu)，降低原料成本。本發(fā)明確定了不同底物含量中添加不同種類的纖維素水解酶對香蕉樹進行酶解，確定了最佳底物含量及纖維素酶，從而提高了香蕉原料纖維轉(zhuǎn)化為乙醇的比例，實現(xiàn)了原料生產(chǎn)的商品化，使香蕉樹為原料生產(chǎn)燃料乙醇方法得以產(chǎn)業(yè)化，提高了產(chǎn)品市場競爭力。

另一方面，推進酒精行業(yè)進入原料來源多樣化的發(fā)展階段，以應對原料周期性、市場性變化，提高了酒精的市場競爭力，極大促進了酒精原料加工行業(yè)的技術升級。因此，本發(fā)明具有廣闊的推廣應用前景。

下面結(jié)合實施方式對本發(fā)明進一步詳述。

具體實施方式

實施例1

（1）收集采收香蕉后的香蕉樹，利用壓榨機除去香蕉樹的水份，使得含水量為25%，將壓榨后的香蕉樹粉碎成粒徑為0.3-3厘米的粗粒，在溫度為150℃，壓力為2.0MP的條件下，保壓蒸煮6分鐘，從蒸煮4分鐘開始每隔7秒將保溫壓力裝置中8%的含纖維素原料釋放到常壓，經(jīng)過12-13次的釋放后得到汽爆香蕉樹原料；

（2）取汽爆香蕉樹原料用一次水溶液配制成干物質(zhì)濃度是20%的香蕉樹粉漿醪液,用硫酸調(diào)節(jié)pH值至4.8，加入相當于醪液質(zhì)量0.06%的檸檬酸緩沖液，再添加相當于醪液質(zhì)量1%的活性是20萬u/ml的諾維信纖維素酶，在48℃的溫度條件下， 120轉(zhuǎn)/分鐘的低速下攪拌，進行木質(zhì)纖維素酶解，酶解75h轉(zhuǎn)化成糖；

（3）取步驟（2）所述的糖，用硫酸調(diào)節(jié)pH至4.3，向其中添加18%的酒母醪，酒母醪中含酵母數(shù)≥2億/ml，死亡率≤3%，120轉(zhuǎn)/分鐘的低速下攪拌使其發(fā)酵，發(fā)酵前期8h控溫在30℃培養(yǎng)酵母生長，后期將溫度調(diào)至33℃，繼續(xù)發(fā)酵40h，形成成熟醪液；

（4）取成熟醪液經(jīng)100℃蒸煮、冷凝得到含酒精液，再經(jīng)78.3℃二次蒸餾得到含量99%以上的乙醇。

實施例2

（1）收集采收香蕉后的香蕉樹，利用壓榨機除去香蕉樹的水份，使得含水量為35%，粉碎成粒徑為0.3-3厘米的粗粒，在溫度為200℃，壓力為1.4MP的條件下，保壓蒸煮4分鐘，從蒸煮2分鐘開始每隔12秒將保溫壓力裝置中12%的含纖維素原料釋放到常壓，經(jīng)過8-10次的釋放后得到汽爆香蕉樹原料；

（2）取汽爆香蕉樹原料用一次水溶液配制成干物質(zhì)濃度是24%的香蕉樹粉漿醪液,用酸調(diào)節(jié)pH值至5.2，加入相當于醪液質(zhì)量0.08%的檸檬酸緩沖液，再添加相當于醪液質(zhì)量1%的活性是20萬u/ml的隆科特纖維素酶，在52℃的溫度條件下，120轉(zhuǎn)/分鐘的低速下攪拌，進行木質(zhì)纖維素酶解，酶解70h轉(zhuǎn)化成糖；

（3）取步驟（2）所述的糖，加入硫酸調(diào)節(jié)pH至4.5，加入20%的酒母醪，酒母醪中含酵母數(shù)≥2億/ml，死亡率≤3%，120轉(zhuǎn)/分鐘的低速下攪拌使其發(fā)酵，發(fā)酵前期8h控溫在30℃培養(yǎng)酵母生長，后期將溫度調(diào)至33℃，繼續(xù)發(fā)酵40h，形成成熟醪液；

（4）取成熟醪液經(jīng)100℃蒸煮、冷凝得到含酒精液，再經(jīng)78.3℃二次蒸餾得到含量99%以上的乙醇。

實施例3

（1）收集采收香蕉后的香蕉樹，利用壓榨機除去香蕉樹的水份，使得含水量為30%，粉碎成粒徑為0.3-3厘米的粗粒，在溫度為180℃，壓力為1.8MP的條件下，保壓蒸煮5分鐘，從蒸煮3分鐘開始每隔9秒將保溫壓力裝置中10%的含纖維素原料釋放到常壓，經(jīng)過9-11次的釋放后得到汽爆香蕉樹原料；

（2）取汽爆香蕉樹原料用一次水溶液配制成干物質(zhì)濃度是26%的香蕉樹粉漿醪液,用酸調(diào)節(jié)pH值至5.0，加入相當于醪液質(zhì)量0.07%的檸檬酸緩沖液，再添加相當于醪液質(zhì)量1%的活性是20萬u/ml的鴻鷹C10纖維素酶，在50℃的溫度條件下，120轉(zhuǎn)/分鐘的低速下攪拌，進行木質(zhì)纖維素酶解，酶解72h轉(zhuǎn)化成糖；

（3）取步驟（2）所述的糖，加入硫酸調(diào)節(jié)pH至4.4，加入25%的酒母醪，酒母醪中含酵母數(shù)≥2億/ml，死亡率≤3%，120轉(zhuǎn)/分鐘的低速下攪拌使其發(fā)酵，發(fā)酵前期8h控溫在30℃培養(yǎng)酵母生長，后期將溫度調(diào)至33℃，繼續(xù)發(fā)酵40h，形成成熟醪液；

（4）取成熟醪液經(jīng)100℃蒸煮、冷凝得到含酒精液，再經(jīng)78.3℃二次蒸餾得到含量99%以上的乙醇。