[發明專利]甘蔗蔗汁酒精發酵液的預處理及廢液高值產物的提取方法

有效

• 申請號: 201110164115.0
• 申請日: 2011-06-18
• 公開（公告）號: CN102296092A
• 公開（公告）日: 2011-12-28
• 發明（設計）人: 黃玉南;梁達奉;朱明軍;蟻細苗;梁世中;譚文興;鐘映萍;張佳泳;曾練強;馬年方;張遠平;梁磊;李晶博
• 申請（專利權）人: 廣州甘蔗糖業研究所;華南理工大學
• 主分類號: C12P7/06
• 分類號: C12P7/06;C09B61/00
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 譚英強

技術領域

本發明涉及一種甘蔗蔗汁酒精發酵液的預處理方法，以及甘蔗蔗汁酒精發酵廢液高值產物的提取方法。

背景技術

甘蔗是發展能源酒精最重要的原料之一。在甘蔗制乙醇的生產中，甘蔗蔗汁經過發酵提制乙醇后留下的廢液除了含有發酵過程中留下部分酵母菌體殘骸和一些可溶性營養物質外，還保留了蔗汁中原有的各種無機物、有機物和大量的有色物質等。在以往的糖蜜酒精廢液處理的方法中，人們一般只留意提制乙醇后留下的廢液的基本成分及特性，而忽視了這些基本成分的源頭及在發酵過程和蒸餾過程變化乃至對最終廢液處理的影響。例如甘蔗經壓榨后所得的蔗汁含有大量的淀粉，脂肪，蛋白質，膠體，纖維及酵母等，這些物質的物化性能受溫度的影響頗大。蔗汁酒精發酵液經高溫蒸餾后，會發生不同程度的糊化、膠化而使后序的廢液處理變得更為困難。如果對蔗汁酒精發酵液在蒸餾前進行澄清處理，將絕大部分的淀粉，脂肪，蛋白質，膠體，微纖維等得以分離，清液進行蒸餾，這樣既減輕了酒精廢液的后處理負擔，強化酒精蒸餾過程中的傳熱傳質效果，提高酒精的蒸餾效果；又可以回收高營養價值的淀粉、脂肪、蛋白質、酵母等物質。提高了酒精廢液的整體價值，降低廢液處理成本。

此外，蔗汁發酵廢液中不僅富含蛋白質、淀粉，而且含有0.17%對人體有益的高抗氧化活性物，如多酚類化合物（天然色素）等。如果能從甘蔗蔗汁發酵酒精廢液中把具有高價值的成分（包括色素）提取出來，這既有利于降低酒精廢液后處理的難度，又回收了大量高附加值產物。

目前國內外在處理糖蜜酒精廢液的方法方面，主要有農灌法，濃縮處理法，厭氧—好氧法，有效微生物群技術等。從資源利用方面來看，治理過程主要用于生產酵母，復合肥，制鉀鹽，作魚飼料，厭氧生產沼氣等。在這些治理方法中幾乎沒有對色素進行回收，而酒精廢液中的色素量大是該廢液治理的難點及關鍵。由于廢液中的色素具有耐汽、耐熱、耐氧化、難被微生物分解，長時間放置不褪色等特點，因此酒精廢液中的顏色治理是燃料酒精生產過程存在的共性技術難題。據計算每產1噸酒精約產生12噸～13噸的廢液，量很大，若直接排放將嚴重污染環境。因此，如何提高蔗汁酒精廢液的綜合利用價值，消除或減輕其對環境的污染等是發展能源酒精重要的關鍵技術之一。巴西是發展甘蔗燃料酒精最成熟的國家，其酒精生產過程的廢液主要用于農田灌溉。由于甘蔗汁制酒精廢液相對于糖蜜酒精廢液成分簡單，濃度較低，錘度估計約2~3°BX（糖蜜酒精廢液約10°BX），除了直接作為灌溉用途，其它經濃縮回收熱量（熱值低）或作復合肥的途徑實際上是不經濟的。在我國如采用農灌法也同樣受到土壤條件的限制。因此尋找一種適合蔗汁酒精廢液的工藝方法并立足于資源利用和清潔生產，是甘蔗燃料酒精生產的首要問題。

發明內容

針對現有技術中所存在的難題，本發明提供了一種甘蔗蔗汁酒精發酵液的預處理方法以及廢液高值產物的提取方法。

本發明方法根據甘蔗蔗汁的成分特點在甘蔗酒精發酵過程中采用一種特殊的預處理方法，既回收高營養價值的淀粉、脂肪、蛋白質、酵母等物質，又為后工序提取天然色素提供了低雜質的物料。

本發明方法根據蔗汁酒精廢液的成分特點采用一種抗污染能力強的離子交換纖維作為粗脫色﹑用吸附樹脂進行精脫色的回收色素工藝，既回收了高價值的天然色素，又使廢液的色值達到排放標準，達到了資源充分利用和清潔生產的目的。

為達到上述技術效果，本發明所采用的技術方案如下：

甘蔗蔗汁酒精發酵液的預處理方法，包括如下步驟：

（1）在蔗汁酒精發酵時，加入200～400目的超細顆粒，發酵完畢后調節發酵液的pH至7.0～7.5，固液分離，固體回收，液體用于提取酒精；

（2）調節提取酒精后的酒精廢液的pH至7.5～8.5，固液分離，固體回收，液體進一步處理。

優選的，所述超細顆粒為石英砂、硅藻土、珍珠巖粉中的至少一種。

優選的，所述超細顆粒的添加量為100-500mg/L蔗汁。

甘蔗蔗汁酒精發酵廢液高值產物的提取方法，包括將上述甘蔗蔗汁酒精發酵液預處理方法中步驟（2）固液分離得到的液體進行脫色，提取色素。

上述甘蔗蔗汁酒精發酵廢液高值產物的提取方法，包括如下步驟：

（1）將上述甘蔗蔗汁酒精發酵液預處理方法中步驟（2）固液分離得到的液體通過離子交換纖維柱進行粗脫色；

（2）將步驟（1）脫色后的溶液再過吸附樹脂柱進行精脫色；

（3）用再生液對步驟（1）的離子交換纖維柱進行洗脫，收集再生液；

（4）用洗脫液對步驟（2）的吸附樹脂柱進行洗脫，收集洗脫液；