[發(fā)明專利]薯類生淀粉介觀一步法乙醇生產(chǎn)方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710050234.7
• 申請(qǐng)日: 2007-10-15
• 公開（公告）號(hào): CN101165189A
• 公開（公告）日: 2008-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉錦超;蘭先秋;李建民
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川循環(huán)科技有限公司
• 主分類號(hào): C12P7/06
• 分類號(hào): C12P7/06;C12R1/85
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• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域：一種薯類生淀粉介觀一步法乙醇生產(chǎn)方法，用于薯類物質(zhì)的生淀粉水解發(fā)酵處理，屬于以薯類生淀粉為原料生產(chǎn)乙醇的發(fā)酵工程技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：現(xiàn)有的薯類生產(chǎn)乙醇的工藝是通過包括高溫和中溫的蒸煮、糊化、液化、糖化后再進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)酒醪，再直接對(duì)酒醪進(jìn)行粗餾后再液固分離，其酒液再精餾成乙醇，其工藝流程如下：先將薯類原料加工成粉漿，然后對(duì)其進(jìn)行蒸煮，使其糊化和液化，然后加入糖化酶使其成為可發(fā)酵性糖，然后在其中加入由酵母經(jīng)過擴(kuò)培獲得的成熟種子進(jìn)行發(fā)醇，再進(jìn)行粗蒸和精蒸。目前技術(shù)存在以下的問題和不足：1、蒸煮過程耗能耗水；2、液化、糖化與發(fā)酵過程分開進(jìn)行；3、發(fā)酵后直接進(jìn)行粗餾后再分離，使酒糟中的淀粉無法再次發(fā)酵利用，形成廢渣環(huán)保處理困難；4、粗餾精餾后的廢液難以回收；5、整個(gè)工藝流程較長，而且不容易小型化。

發(fā)明內(nèi)容：本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足和存在的問題，利用生淀粉水解發(fā)酵同步動(dòng)態(tài)平衡的理論方法，發(fā)明了一種具有免蒸煮，高淀粉利用率特點(diǎn)以及可以實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)的薯類生淀粉介觀一步法乙醇生產(chǎn)方法。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：本發(fā)明的薯類生淀粉介觀一步法乙醇生產(chǎn)方法包括以下幾個(gè)生產(chǎn)過程組成，第一是預(yù)處理過程，在這個(gè)過程中，對(duì)反應(yīng)物進(jìn)行預(yù)處理，包括鮮薯與薯干的生淀粉介觀活化處理以及參加生淀粉水解過程的反應(yīng)水的介觀活化處理；第二是主發(fā)酵過程，即薯類生淀粉的常溫同步水解發(fā)酵，發(fā)酵過程在液態(tài)下進(jìn)行，形成醪液，里面有10％左右的乙醇含量；第三是液固分離過程，將醪液直接進(jìn)行液固分離，分離成酒液和醪渣；將酒液進(jìn)入粗餾生產(chǎn)工段，將醪渣進(jìn)入后發(fā)酵工序；第四是后發(fā)酵過程，在這個(gè)過程中，醪渣后發(fā)酵是以固態(tài)方式進(jìn)行的發(fā)酵；第五是對(duì)后發(fā)酵過程產(chǎn)生的醪渣進(jìn)行固液分離，將醪渣中的酒液分離到粗餾生產(chǎn)工序，而剩下的廢渣經(jīng)處理可成為飼料或有機(jī)肥料；第六是對(duì)進(jìn)入粗餾生產(chǎn)工段的酒液進(jìn)行液液分離，在粗餾、精餾后即成為含乙醇95％的酒精產(chǎn)品，而廢液經(jīng)處理后大部分回用，少部份達(dá)標(biāo)排放；

本發(fā)明包括以下工藝過程：

第一步鮮薯與薯干的生淀粉進(jìn)行介觀活化處理過程：在這一步中，運(yùn)用固態(tài)分子團(tuán)簇能量結(jié)構(gòu)改進(jìn)技術(shù)對(duì)薯類生淀粉進(jìn)行介觀活化處理，并運(yùn)用液態(tài)分子團(tuán)簇能量結(jié)構(gòu)改進(jìn)技術(shù)對(duì)參加生淀粉水解過程的反應(yīng)水進(jìn)行介觀活化處理；對(duì)薯類生淀粉進(jìn)行常溫同步水解發(fā)酵的薯粉和水的拌料固液比例是1∶2～1∶4；

第二步對(duì)薯類生淀粉進(jìn)行常溫同步水解主發(fā)酵處理過程：在這個(gè)過程中，在薯類生淀粉料漿中同時(shí)加入復(fù)合水解酶和酵母，在常溫條件下，對(duì)薯類生淀粉實(shí)施免蒸煮的直接水解發(fā)酵，生成大于10％的乙醇含量的醪液，主發(fā)酵溫度為23℃～45℃，酸堿度為pH3.0～5.5，殘總糖為3％～8％，還原糖1.5％～3％，主發(fā)酵結(jié)束的判據(jù)是升酸幅度達(dá)到1.5～2倍；

第三步酒液和醪渣分離處理過程：將主發(fā)酵醪液直接用液固分離方法分出酒液和醪渣，酒液直接進(jìn)入粗餾與精餾過程，將醪渣直接進(jìn)入后發(fā)酵過程；

第四步醪渣的再次發(fā)酵處理過程：這個(gè)過程是后發(fā)酵過程，在后發(fā)酵過程中加入介觀催化劑發(fā)酵，反應(yīng)生成大于20％乙醇含量的酒液和廢渣，將酒液與廢渣用固液分離方法分離后，酒液進(jìn)入粗餾精餾，廢渣處理后作為飼料或肥料，后發(fā)酵溫度為20℃～42℃，酸堿度為pH3.5～6.0，殘總糖：0.5％～2％；還原糖為0.2％～1％；后發(fā)酵結(jié)束的判據(jù)是酵母的濃度小于0.5×108個(gè)/毫升；

第五步粗餾與精餾處理過程：在這個(gè)過程中，對(duì)酒液進(jìn)行粗餾和精餾，生成含量為95％的乙醇產(chǎn)品，產(chǎn)生的廢液大部分回收，少部分處理后排放；

在實(shí)施本發(fā)明的生產(chǎn)方法中采用的復(fù)合水解酶是經(jīng)過誘變篩選的，具備轉(zhuǎn)動(dòng)和振動(dòng)能級(jí)特征從而具有較高親和作用的多功能微生物復(fù)合酶曲種，含有能使生淀粉高效快速分解成單糖的淀粉水解酶；采用的酵母是與本工藝采用的復(fù)合水解酶相匹配的而且能在常溫下實(shí)施水解與發(fā)酵動(dòng)態(tài)平衡的特種酵母。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果是：在本發(fā)酵工藝中，糖化和發(fā)酵是同步進(jìn)行的，糖化得到的葡萄糖能馬上被酵母利用，這個(gè)處理過程免去了所有高溫蒸煮與低溫蒸煮過程，發(fā)酵過程在23℃～45℃的常溫狀態(tài)下進(jìn)行，可以起到大量節(jié)約能源的目的；醪液在粗餾前直接分離，經(jīng)過分離得到的固體醪渣繼續(xù)進(jìn)行催化水解發(fā)酵，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)殘留淀粉的水解發(fā)酵，淀粉再次利用率達(dá)到80％以上，從而使整個(gè)生產(chǎn)工藝的淀粉利用率達(dá)到95％以上。本工藝的廢液可以大部分回用，少部分處理后排放，是環(huán)保清潔生產(chǎn)工藝。

具體實(shí)施方法：下面進(jìn)一步對(duì)本發(fā)明的工藝步驟進(jìn)行詳細(xì)的說明，本發(fā)明包括以下工藝過程：