[發(fā)明專利]一種白酒釀造副產(chǎn)物黃水的資源化利用系統(tǒng)及方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201811278325.0 | 申請日： | 2018-10-30 |
| 公開（公告）號： | CN109294893A | 公開（公告）日： | 2019-02-01 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 許萍;白鵬凱;王湘晉;歐玉民;陳梓豪;張雅君 | 申請（專利權(quán)）人： | 北京建筑大學(xué) |
| 主分類號： | C12M1/34 | 分類號： | C12M1/34;C12M1/00;C12P7/56;C02F9/14;C02F103/32 |
| 代理公司： | 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002 | 代理人： | 王文君;王文紅 |
| 地址： | 100044*** | 國省代碼： | 北京;11 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 黃水 鹽室 超臨界CO2萃取 雙極膜電滲析 乳酸 資源化利用系統(tǒng) 白酒釀造 超濾裝置 乳酸發(fā)酵 發(fā)酵罐 副產(chǎn)物 精餾塔 隔開 堿室 酸室 分離器 陽離子交換膜 陰離子交換膜 上清液管道 廢液排放 分離提純 環(huán)境效益 資源消耗 還原糖 塔頂 回收率 淀粉 轉(zhuǎn)化 | ||
本發(fā)明提供一種白酒釀造副產(chǎn)物黃水的資源化利用系統(tǒng)及方法，所述系統(tǒng)包括：黃水乳酸發(fā)酵單元、雙極膜電滲析單元和超臨界CO2萃取單元；所述黃水乳酸發(fā)酵單元包括發(fā)酵罐，所述發(fā)酵罐連接有超濾裝置，所述超濾裝置的上清液管道連接所述雙極膜電滲析單元；所述雙極膜電滲析單元包括鹽室、酸室、堿室，所述酸室和鹽室以陰離子交換膜隔開，所述鹽室和堿室以陽離子交換膜隔開，所述鹽室連接所述超臨界CO2萃取單元；所述超臨界CO2萃取單元包括精餾塔，精餾塔的塔頂連接有分離器。本發(fā)明提出的方法，黃水中的淀粉和還原糖得到充分利用，并轉(zhuǎn)化為利用價值較高的乳酸；乳酸的回收率高，且乳酸分離提純過程無資源消耗和廢液排放，環(huán)境效益高。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于發(fā)酵技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及了一種白酒發(fā)酵產(chǎn)生的黃水的利用方法及利用系統(tǒng)。
背景技術(shù)
黃水是固態(tài)法白酒釀造生產(chǎn)過程中，因酒醅經(jīng)過微生物的分解代謝，部分水分滲出，而沉積到窖池底部的一種棕黃色、呈流體狀的液體。一般每生產(chǎn)1000kg白酒，大約產(chǎn)生黃水300～400kg，2017年濃香型白酒產(chǎn)量為985.5萬噸，則每年黃水排放量約340萬噸。根據(jù)黃水的常規(guī)理化性質(zhì)，黃水COD在135g/L～330g/L范圍，遠遠超過國家允許的廢水排放標準。即使經(jīng)厭氧-好氧處理也較難達標排放。且部分酒廠的黃水未經(jīng)處理直接排入水體中，污染嚴重。因此充分回收黃水中的有機物資源對減輕污水處理負荷、減少環(huán)境污染意義重大。
目前我國大部分酒廠對黃水的處理都是采用拌糟回窖發(fā)酵或養(yǎng)窖、培養(yǎng)人工窖泥、回底鍋蒸餾等方法。加以利用，不僅不能有效利用資源，充分減少黃水的COD排放，而且無法從根本上解決發(fā)酵黃水的最佳綜合利用問題。因此如何綜合利用黃水資源，徹底解決黃水的最佳綜合利用問題，已經(jīng)成為白酒行業(yè)面臨的重大課題。目前，對黃水中淀粉和還原糖的回收利用多與菌體、蛋白質(zhì)一同經(jīng)超濾膜過濾加工液體蛋白飼料，雖然黃水COD大幅下降，但淀粉和還原糖的利用率低下。風味物質(zhì)的提取的傳統(tǒng)的方法為多級蒸餾法；即根據(jù)黃水中風味物質(zhì)中各組分的沸點不同，進行多級蒸餾萃取，得到不同沸點的萃取物；在工業(yè)化生產(chǎn)過程中，由于黃水量大，蒸餾過程中能耗很高，且蒸餾效率較低。制備生物酯化液方面研究較多的是在酶制劑上的研究，而目前利用黃水生產(chǎn)生物酯化液所利用的酶制劑多為粗酶制劑，用量大，且酯化效果較差，而對新型高效酶制劑的研究仍處于實驗小試水平，未見工業(yè)化生產(chǎn)。目前濃香型白酒普遍存在問題是酒中乳酸、乳酸乙酯含量高于己酸、己酸乙酯的含量使得酒體口感不佳；黃水中乳酸含量可占到總有機酸含量的90％，同時乳酸又具有重大利用價值；若黃水在在進行風味物質(zhì)提取前不先提取乳酸，制得的調(diào)酒液中，乳酸和乳酸乙酯的含量很高，則勾兌濃香型白酒的效果反而不佳。
已有的黃水利用鈣鹽法進行還原糖發(fā)酵生產(chǎn)乳酸經(jīng)乳酸分離后的黃水發(fā)酵液再進行風味物質(zhì)的萃取，鈣鹽法對黃水發(fā)酵液中的乳酸回收率僅為50％，且過程中需不斷地消耗大量資源和排放大量廢液；其他制備黃水酯化液即雖然黃水副產(chǎn)物得到了綜合利用，但犧牲了環(huán)境資源與安全。同時許多酒廠對黃水的資源化利用研究多為提取黃水中風味物質(zhì)做調(diào)酒液、調(diào)味品和黃水酯化制備酯化液回用于酒的蒸餾。首先，黃水中的有機物資源如淀粉、還原糖沒有被充分利用，黃水COD排放量仍很高；其次，提取黃水中風味物質(zhì)的工藝多為多級蒸餾法，該工藝風味物質(zhì)萃取得率低且能耗很高。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決黃水中有機物資源回收利用不充分，同時資源回收過程中資源消耗量大、能耗高和廢液廢渣排放量大的問題，本發(fā)明提出一種白酒釀造副產(chǎn)物黃水的資源化利用系統(tǒng)，將黃水中的還原糖發(fā)酵產(chǎn)乳酸，同時耦合雙極膜電滲析工藝(EDBM)分離提取乳酸；經(jīng)乳酸分離后的黃水發(fā)酵液再進行超臨界CO2萃取，提取其中的醇、剩余酸、酯和醛等風味物質(zhì)做調(diào)酒液。
本發(fā)明的另一目的是提出一種白酒釀造副產(chǎn)物黃水的資源化利用方法。
實現(xiàn)本發(fā)明上述目的的技術(shù)方案為：
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