[發明專利]淀粉質原料大罐、無載體固定化酵母連續發酵生產酒精的方法

有效

• 申請號: 200810013883.4
• 申請日: 2008-04-28
• 公開（公告）號: CN101250557A
• 公開（公告）日: 2008-08-27
• 發明（設計）人: 張立省;張超;鄭啟
• 申請（專利權）人: 張立省
• 主分類號: C12P7/06
• 分類號: C12P7/06;C12R1/645
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司
• 代理人: 許德山

技術領域

本發明涉及淀粉質原料大罐、無載體固定化酵母連續發酵生產酒精的方法，屬于微生物發酵工程技術領域。

背景技術

酒精發酵是酵母菌把可發酵性糖，經過細胞內酒化酶的作用生成酒精和二氧化碳的過程，它是一個復雜的生物化學過程。

我國傳統的酒精發酵是在實驗室培養酒母，酒母經過多級擴大培養，最后到大酒母，然后用大酒母作為發酵的種子。在發酵方面主要采用間歇發酵，發酵罐的容積較小。

隨著發酵技術的不斷發展，連續發酵已逐步被人們所認識和接受，并不斷的被應用到工廠規模化生產中，但在生產中由于種子罐菌種質量難以控制，大罐滯留、積料等因素也使很多連續發酵生產的優勢不能夠體現出來，而且嚴重的還制約著生產的發展。特別是發酵種子罐的染菌、酵母單耗高等因素的影響使連續發酵生產酒精轉化率偏低，酒精生產成本高，所以目前的發酵生產過程仍然處于間歇、半連續、連續這幾個方式的不斷轉變和替換。這樣不但增加了污水負荷，而且造成了設備的利用率降低、淀粉轉化率低的現狀。現實環境的污染、資源利用率低、能耗高，將極大程度得制約著企業的生存和發展。

CN1661024(200410094105.4)提供了一種提高淀粉質原料酒精濃醪發酵酒精度的方法，將傳統酒曲作為發酵促進劑，應用于淀粉質原料的酒精濃醪發酵中，一方面，酒曲中含有較高糖化酶和其他酒精發酵有益酶系，可代替部分糖化酶，并協同糖化酶和酵母進行酒精發酵，提高發酵速度，縮短發酵周期6～15h；另一方面，酒曲中含有麥角甾醇、不飽和長鏈脂肪酸等保護因子，可以幫助酵母抵抗酒精毒性，保持酵母細胞活力，使最終發酵醪的酒精濃度提高1°～2°。

CN1814763(200510048708.5)提供了一種提高淀粉原料發酵酒精產率的方法，經淀粉原料預處理、酒精發酵、蒸餾三個步驟完成。發酵過程選用生產菌株，生產菌株為Saccharomyces?cerevisiae?1912，保藏號：CGMCCNo.0806。該發明按現行雙酶法水解淀粉，將淀粉水解后，再利用耐高滲溶液的酵母菌進行發酵產生酒精，在發酵過程不添加硫酸，從而在相等原料條件下提高發酵液中酒精含量，降低發酵廢液毒性及排放量。

發明內容

本發明針對目前淀粉質原料生產酒精工藝的不足，提供一種大罐、無載體固定化酵母連續發酵生產酒精的方法，該方法可提高了酒精的產出、降低生產成本、環保節能。

本發明的連續發酵生產酒精的方法，包括淀粉質原料預處理、無載體固定化酵母連續發酵、蒸餾，其特征在于，所述的無載體固定化酵母連續發酵具體如下：

預發酵罐1個，發酵罐6～8個依次連接；發酵罐單罐容積550～600m³，發酵罐罐底為斜底，發酵罐中的前2個或前3個是種子罐；在啟發第一個種子罐時使用安琪干酵母，進行種子罐的啟發；采用多罐流加法將糖液流加到預發酵罐和發酵種子罐中，預發酵罐和各種子罐內每小時通入無菌空氣5～10分鐘，提供氧氣，激活酵母，使酵母細胞數控制在0.9～2.0億個/ml以上；控制各種子罐中發酵醪液的pH值不低于3.7；提高首個種子罐內的營養鹽的添加量，添加營養鹽為：磷酸一銨0.25～3.0g/kg原料；硫酸銨0.70～0.75g/kg原料；硫酸鎂0.2～0.3g/kg原料；硫酸鋅0.12～0.15g/kg原料；采用濃醪發酵，使發酵出池酒度達到10～13％。

優選的首個種子罐添加營養鹽的量為：磷酸一銨0.25g/kg原料；硫酸銨0.71g/kg原料；硫酸鎂0.2g/kg原料；硫酸鋅0.13g/kg原料。

上述的無載體固定化酵母連續發酵，采用種子罐培養罐罐外冷卻技術，嚴格控制發酵種子罐培養溫度在30～31℃。

上述各種子罐中發酵醪液的pH值最好是在3.9以上。

上述各種子罐的進料采用罐中上部切線進入罐內，使料液同時成為攪拌的動力，減少了罐內積料的形成。

上述各種子罐中還添加有青霉素或防腐劑，以抑制雜菌的滋生。

以上方法中未做特別限定的，均按本領域現有技術即可。

本發明的方法中淀粉質原料預處理，可按現有技術采用雙酶法對淀粉進行水解預處理。本發明優選的淀粉質原料預處理步驟如下：

1.淀粉質原料采用一級粉碎，粒度控制在1.5～1.8mm，然后按淀粉質原料∶水＝1∶3～3.5質量比加水拌漿，向調配好的粉漿中添加耐高溫α-淀粉酶，按2～5μ/g原料的量，攪拌均勻在粉漿罐內密閉加熱到67～89℃，維持30～60分鐘，得粉漿液。

其反應機理為：