[發(fā)明專利]濃醪表面糊化稀釋液化糖化的酒精發(fā)酵生產(chǎn)方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210071288.2
• 申請日: 2012-03-19
• 公開（公告）號: CN102559776A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設計）人: 陳德兆;劉坤;孔翰;周鵬
• 申請（專利權）人: 上海天之冠可再生能源有限公司
• 主分類號: C12P7/06
• 分類號: C12P7/06
• 代理公司: 上海浦東良風專利代理有限責任公司 31113
• 代理人: 潘志龍

技術領域

本發(fā)明公開一種濃醪表面糊化稀釋液化糖化的酒精發(fā)酵生產(chǎn)方法。

背景技術

在淀粉質原料發(fā)酵生產(chǎn)酒精的歷史蒸煮工藝中，蒸煮糊化溫度高達120℃以上，蒸煮工段所消耗的蒸汽量占整個生產(chǎn)過程總耗能的30~40%。為節(jié)能和降低成本，人們設法降低蒸煮溫度，傳統(tǒng)的酒精發(fā)酵工藝改進為用水熱器（噴射液化器）將蒸汽和淀粉質原料充分混合加熱的90~110℃噴射蒸煮液化工藝。盡管如此，蒸煮工段所消耗蒸汽量占整個生產(chǎn)過程總耗能比還是接近30%，所以生料發(fā)酵酒精技術成了國內外研究的熱點。生料酒精發(fā)酵工藝是指，淀粉質原料在糊化溫度以下進行液化糖化處理，然后同步糖化發(fā)酵。雖然近年來，該方面的研究取得了一定的進展，但是截至目前，該工藝仍處于實驗室小試水平和試驗性生產(chǎn)階段，尚未得到大規(guī)模的工業(yè)化應用。

目前對于發(fā)酵工藝的研究多局限于對高活力淀粉液化糖化酶產(chǎn)生菌的選育和高活力酵母菌的選育，很少涉及對傳統(tǒng)蒸煮工藝的改進和糊化、液化和糖化機理方面的的深入探討上。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于克服傳統(tǒng)蒸煮和生料酒精發(fā)酵工藝的不足，提供一種生產(chǎn)效率相當?shù)庸?jié)能的濃醪熱沖擊，夾生蒸煮預處理，稀釋后繼續(xù)液化糖化發(fā)酵的濃醪表面糊化稀釋液化糖化的酒精發(fā)酵生產(chǎn)方法。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：一種濃醪表面糊化稀釋液化糖化的酒精發(fā)酵生產(chǎn)方法，其特征在于，包括如下步驟：

1）預處理過程：取粉碎后的淀粉質原料，加入0~10U/g淀粉質原料的高溫液化酶，用溫度為75~100℃的高溫水充分混勻物料、或者先與工藝用水配成濃漿，然后用溫度為70~100℃的二次蒸汽或用來自鍋爐的生蒸汽使物料充分混合，處理后潤濕均勻并使淀粉質原料表面糊化，其混合后的物料為料水比1:0.5~1:2.5的濃醪；

2）然后用工藝用水將濃醪的料水比按質量比調節(jié)，稀釋到1:1~1:5，并在降溫過程中加入6~15U/g淀粉質原料的中溫液化酶，降溫至60~65℃，加入100~300U/g淀粉質原料糖化酶，攪拌均勻后保溫同步液化糖化30~60min；

3）降溫至28~35℃，加入100-300U/g淀粉質原料糖化酶和酒精酵母，接入接種量按重量比為淀粉質原料重量的0.1%~0.2%的干酵母或8%~10%的擴培酒精酵母，然后恒溫同步糖化發(fā)酵64~72h。

所述步驟2與步驟3的糖化酶添加總量小于或等于400?U/g淀粉質原料。

所述二次蒸汽、高溫水為后續(xù)工段的廢汽、廢熱水，所述工藝用水為室溫水或后續(xù)工段的廢溫水，所述后續(xù)工段的廢熱、廢溫水包括酒糟離心液的回流液、蒸發(fā)濃縮工段的二次蒸汽、精餾塔底部余餾水、成品冷卻器用后的冷卻水中選擇一種或幾種的混合液。

所述預處理過程是一個淀粉質原料經(jīng)過熱沖擊的表面蒸煮糊化的夾生蒸煮過程。

所述預處理過程的高濃度淀粉質原料采用生蒸汽和噴射液化工藝設備進行蒸煮時，夾生蒸煮糊化或完全蒸煮糊化。

所述步驟3中，在加入糖化酶的同時加入中性蛋白酶或者酸性蛋白酶，酸性蛋白酶添加量按重量比為淀粉質原料重量的0.01%~0.05%，中性蛋白酶的添加量按重量比為淀粉質原料重量的0.002%~0.02%。

本發(fā)明充分利用蒸汽或高溫水的能量進行熱沖擊，即采用的是濃醪夾生不完全蒸煮過程，改進了完全生料發(fā)酵工藝的不足，因此可以利用現(xiàn)有的酒精用商品酶，若對傳統(tǒng)蒸煮酒精發(fā)酵工藝和設備進行適當?shù)母脑欤怪軌蜻m應工業(yè)化的應用成為了可能。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明在傳統(tǒng)蒸煮酒精發(fā)酵工藝中改進了淀粉質原料的蒸煮糊化預處理過程，該預處理過程利用蒸汽或高溫水的熱能給予淀粉質原料以熱沖擊，瞬間提升原料表面溫度。溫差的劇烈變化會使淀粉顆粒表面短時內吸收大量的熱而迅速膨脹并發(fā)生破裂，產(chǎn)生糊化現(xiàn)象。由于熱量由表及里傳遞會發(fā)生衰減，內層得不到足夠的熱量而仍保持生淀粉性質。這種使淀粉質原料表面產(chǎn)生糊化層而內層仍保持生料性質的預處理過程，稱之為不完全糊化。本發(fā)明有以下幾點優(yōu)點：

一是蒸汽消耗低。淀粉質原料經(jīng)過預處理后，表面層的糊化程度達到要求，完全能使后繼液化、糖化和發(fā)酵過程順利進行，而內部生淀粉層也會在發(fā)酵的過程中逐步被酶作用而緩釋出還原糖供酵母利用。相對于目前普遍采用的噴射蒸煮液化工藝，需要在90~110℃維持60min左右的充分糊化液化過程，本發(fā)明是一個高濃度蒸煮過程，由于原料液化糖化過程是低溫水稀釋后進行的，這本身就降低了蒸煮糊化過程的能耗。本發(fā)明的最大特色就是其蒸煮預處理一個瞬間熱沖擊的混合過程，為不完全蒸煮的表面糊化液化夾生蒸煮過程，從而節(jié)省了大量蒸煮工段能耗；