专利名称：提高甜高粱综合利用价值的方法
技术领域：
本发明涉及一种提高甜高粱综合利用价值的方法。
背景技术：
随着工业化进程的加快，也使得大气污染日益严重，各种能源，特别严重是一 些不可再生能源如石油煤炭等在不断消耗并日益枯竭，因此可再生能源的研究日益 兴起，巴西等国家用甘蔗生产燃料乙醇，并和汽油混合生产汽油醇，对改善大气环 境,减少石化能源资源的消费有重要的现实意义。在利用甜高粱生产燃料乙醇的同时，为生物质乙烯的生产提供了强有力的技术 支撑，据测算，1000万亩甜高粱可产95%乙醇280万吨，可转化成乙烯200万吨； 如果200万吨乙烯从原油中提取，需原油600万吨。此项目对改善大气环境，减少石 化能源资源的消费有重要的现实意义。巴西是世界上燃料乙醇开发最成功的国家，燃料乙醇可以和汽油自由竞争。但 巴西甘蔗液体发酵制乙醇的成功经验在甜高梁制乙醇上不能照搬，其主要问题甘蔗 可以随采随收，且加工期长；而甜高粱则季节性很强，需要集中收获、运输和贮藏， 由此带来问题是设备投资成倍上升，生产成本大幅提高，产品缺乏竞争力。目前阻碍甜高粱产业化的最大障碍就是原料问题，甜高粱收获期集中，不耐贮 藏，如不及时加工处理很容易变质而降低价值。当前甜高粱茎秆原料的贮藏方法有两种 一种是露天冻藏，如茎杆去叶打捆后直立冻藏、不去叶搭三角架冻藏、打捆田间冻藏，上述方法糖分损失大，易受天气变化影响，如遇暖冬、降雨天气，茎秆 很容易霉变，难以保证原料的质量，如集中贮藏还会占用很大的场地，而分散到户 又难以保证贮藏的安全性，到实际加工时还需要多次装卸和运输，大大增加了生产成本。如CN1511954A所公开的甜高粱秸秆生产乙醇工艺方法、CN101220379A所公开的利用甜高粱茎秆生产乙醇的方法等都存在这个问题。另一种是将甜高梁茎杆榨汁后加防腐剂贮藏，这种贮藏办法在使用中，防腐剂 的残留会影响下一步的酒精发酵，此外防腐剂挥发和排放会造成空气和水体污染。CN1710085A则公开了一种甜高粱秸秆汁液生产乙醇的方法提出将成熟后甜 高梁秸秆进行榨汁处理，得到糖浆，在所得到的糖汁内加入酵母活化液发酵，之后 蒸馏得到乙醇。该方法在一定程度上降低了运输环节方面生产成本。但由于其是榨
汁再运到发酵场所进行发酵和蒸馏，当种植基地与加工厂较远时，在运输过程中是 很容易引起糖汁污染变质，影响后期加工生产。另外，在规模化加工生产中，为了把秸秆中的糖吃干榨净，均是极尽可能地将 甜高梁茎杆中的汁榨尽，对榨汁设备提出很高的要求， 一般只能在专门的加工厂中 才能做到，因此须将甜高粱茎秆运输到加工厂进行加工生产，茎秆的运输耗费了大 量的人力物力，加工完后的废渣又需要运出处理，也使甜高粱制取乙醇的成本大大 增加，同时完全榨尽糖分要经多达5道的水洗提取，此时渣的饲料价值大幅降低。基于上述原因，甜高粱产业发展受到了很大的限制，因此一种如何提高甜高粱 产能的综合利用方法就应运而生。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够大大降低甜高粱的加工成本，提高产能，同时 能够充分利用甜高粱茎秆并提高其经济价值的综合利用方法。 本发明主要是通过如下技术方案来实现的取甜高粱的茎秆搾汁并将汁、渣分离，并且出汁率控制在45-70%，即在渣中的 保留30-55%的汁；汁、渣的处理如下将所述的汁进行发酵贮藏，可作为进一步深加工的原料，如制取乙醇。 所述渣的处理如下将所述的渣进行青贮或进行皮髓分离，髓青贮，皮烘干到水分含量《20%，作为 其它如饲料、造纸等的加工原料。作为改进的技术方案，上述甜高粱汁的发酵贮藏最好采用以下方式处理 在原料基地就近建立贮藏容器，即在种植基地的附近， 一般不超过5公里的范 围以内建立贮藏容器，最好在1公里范围以内建立，最好在搾汁的同时加入活化酵 母发酵，并尽快将所榨的汁置入贮藏容器发酵，最好在1小时以内将所搾的汁置入贮藏容器发酵，发酵时置入汁的量控制在贮藏容器容积的80%以内，发酵容器最好有冷却装置，防止过热。发酵完成后对贮藏容器进行密封。所述的贮藏容器为可封闭的窖或池，窖形最好为圆柱形，结构为砖混结构，内 部用环氧树脂或塑料袋做密封防水处理，整个容器要做到不透水、不漏气，口部为可封闭， 一般在自然条件下发酵1 6天，发酵温度最好为10-35°C，发酵完成后对贮 藏容器进行密封，只留液体膨胀顶隙，顶隙最好抽成真空。
上述的贮藏容器也可为贮藏袋，在地面挖倒圆台或倒梯形坑，将贮藏袋置入坑中 后向袋内注入袋容积80%的榨汁进行发酵，在所述坑顶最好加装防护的顶盖，以防 止贮藏袋被异物损坏。如果是较寒冷的北方，上述的贮藏容器要建在冻土层以下，以防止汁液冻结， 胀坏窖体。就近直接窖藏的优点 一是可省去锅炉和发酵设备，二是节能，三是避免榨汁 后集中运输到乙醇厂造成运力不足和交通拥堵。 上述的鲜榨汁也可采用以下方式处理把鲜榨汁进行杀菌后发酵，可以先集中，再杀菌、发酵，也可以先杀菌，再集 中、发酵，但在运输过程中要做到鲜搾汁与外界空气完全隔绝。如采用封闭罐车或 装入封闭罐内运输，上述从搾汁到杀菌的时间最好在1个小时内进行，杀菌温度 90-10(TC，时间20-30分钟，杀菌后冷却到35。C以下，然后置入专用发酵罐中接种 发酵。上述的渣最好作如下处理进行皮髓分离，髓可以青贮，作为饲料的加工原料， 皮渣则可以作为造纸或木浆板一类的加工原料，将皮渣烘干到水分含量《20%即可， 所述的皮渣烘干前最好进行脱糖处理，并且收集所述的糖分。与现有技术相比，本发明先将甜高粱秸秆进行汁渣分离并发酵贮藏，使原料得 到及时处理防止变质，从而大大延长了加工期，做到原料周年供应。特别是采用简 单经济的榨汁方法，能最大程度降低榨汁设备的投资和能耗，且遗留在渣中一定的 糖分，可作为饲料和微贮的营养成分加以利用，保证了渣的利用价值，上述两方面 的结合，使甜高粱的利用价值最大化，燃料乙醇和饲料的收获、运输、'贮藏和加工 成本则大幅降低。
具体实施例方式实施例l:将新鲜甜高粱的茎秆去掉杂叶送入搾汁机榨汁，出汁率控制在65%，在搾汁的同时按重量的1%。在汁中加入活化酵母，并分别收集汁、渣；在原料基地方圆每5公 里建立一个贮藏容器群，贮藏容器为砖混结构的贮藏窖，内部用环氧树脂做密封防 水处理，整个容器要做到不透水、不漏气，口部为可封闭，随时将搾取的汁用密封 罐运输到贮藏窖进行发酵5天，发酵时置入汁的量控制在贮藏容器容积的80%以内， 发酵完成后，从其它窖池中抽取发酵液灌满未满的贮藏窖，只留液体膨胀顶隙，顶
隙抽成真空后对贮藏容器进行密封，在需要的时候将发酵液运输到加工厂进行蒸馏 生产制取酒精。将所述的渣直接进行青贮，作为饲料的加工原料。实施例2:将去掉杂叶的新鲜甜高粱茎秆送入茎杆搾汁机榨汁，出汁率控制在60%，在搾汁的同时按汁重量的0.5%。加入活化酵母，并分别收集汁、渣；在在种植基地的3公 里的范围以每个贮藏窖容积500立方米的规格建立砖混结构的圆柱形贮藏窖群，内 部用环氧树脂或塑料袋做密封防水处理，整个容器要做到不透水、不漏气，口部为 可封闭，将上述加入活化酵母的汁液在1个小时以内注入，量控制在贮藏容器容积 的80%以内，在自然条件下发酵3天，发酵完成后，从其它窖池中抽取发酵液注满 发酵贮藏窖，只留液体膨胀顶隙，顶隙抽成真空密封，在需要时候再将发酵液运输到 加工厂进行蒸馏生产制取酒精。将所述的渣进行进行皮髓分离，髓直接青贮，作为饲料的加工原料，皮渣用清 水浸泡2、次进行脱糖，之后烘干至水分含量《20%，可以作为造纸或加工木浆板的 加工原料。实施例3:将去掉杂叶的新鲜甜高粱茎秆送入茎杆榨汁机搾汁，并分别收集汁、渣，出汁 率控制在70%;把鲜榨汁用密封罐车集中运输到加工厂，在温度95'C下30分钟杀 菌，冷却到35X:以下，按汁重量的0.8%。加入活化酵母进行发酵，发酵温度控制在 35'C以下，发酵完成后进入蒸馏制取酒精。将所述的渣直接进行青贮，作为词料的加工原料。实施例4:在种植基地的附近3公里的范围以内建立砖混结构的贮藏窖群，每个贮藏窖容 积10000立方米，使用前用塑料袋衬于窖内做密封防水处理备用。将新鲜甜高粱茎 秆送入茎杆搾汁机榨汁，出汁率控制在50%，并分别收集汁、渣；在搾汁的同时按 重量加入0. 9%。的活化酵母，在1小时以内将所榨的汁置入上述贮藏容器发酵3天， 发酵完成后，对贮藏容器进行密封，不留顶隙。所述的渣进行皮髓分离，髓直接青贮，作为饲料的加工原料，皮渣先进行脱糖 处理并且收集糖分，脱糖后的渣烘干到水分含量《18%即可。实施例5:
在种植基地的附近2公里的范围以内建立砖混结构的矩形贮藏池群，每个贮藏 窖容积5000立方米，使用前用塑料袋衬于窖内做密封防水处理备用。将新鲜甜高粱 茎秆送入茎杆搾汁机榨汁，出汁率控制在55%，并分别收集汁、渣，在榨汁的同时 按重量加入l. 2%。的活化酵母，在1小时以内将所榨的汁置入上述贮藏容器发酵3天， 发酵完成后对贮藏容器进行密封，加防护盖。.所述的渣进行皮髓分离，髓直接青贮，作为词料的加工原料，皮渣先进行脱糖 处理并且收集糖分，脱糖后的渣烘干到水分含量《15%即可。实施例6:将去掉杂叶的新鲜甜高粱茎秆送入茎杆榨汁机榨汁，在搾汁的同时按汁重量的 1.2%。加入活化酵母，出汁率控制在45%，并分别收集汁、渣；在种植基地的附近l 公里的范围以内，选择地质情况稳定的粘土地，挖倒圆台状坑，坡度45° ,将贮藏袋 置入坑中后向袋内注入榨汁进行发酵，注入量控制在贮藏容器容积的80%以内，在自 然条件下发酵3天以上，发酵完成后，将袋密封，不留顶隙。在所述坑顶加装防护 盖，以防止贮藏袋被异物损坏，在需要的时候再将发酵液运输到加工厂进行蒸馏生 产制取酒精。所述渣的处理如下将所述渣进行皮髓分离，髓直接青贮，作为饲料的加工原 料。皮渣则先进行脱糖处理，用清水浸泡3 4次进行脱糖，之后烘干到水分含量《 18%，可作为造纸原料。实施例7:将去掉杂叶的新鲜甜高粱茎秆送入茎杆榨汁机榨汁，在榨汁的同时按汁重量的 0.2%。加入活化酵母，出汁率控制在65%，并分别收集汁、渣；在种植基地的附近 1.5公里的范围以内，选择地质情况稳定的粘土地，挖倒梯形坑，坡度为45° ，容积 1000立方米，将贮藏袋置入坑中后向袋内注入容积80%的榨汁进行发酵，在自然条 件下发酵5天，然后将袋密封，不留顶隙。在所述坑顶加装防护，以防止贮藏袋被 异物损坏，在需要时候再将发酵液运输到加工厂进行蒸馏生产制取酒精。所述渣的处理如下将所述渣进行皮髓分离，髓直接青贮，作为饲料的加工原 料。皮渣则先进行脱糖处理，之后烘干到水分含量《16%，可作为造纸原料。实施例8:在种植基地的附近2.5公里的范围以内建立砖混结构的贮藏窖群，每个贮藏窖 容积800立方米，使用前用塑料袋衬于窖内做密封防水处理备用。将新鲜甜高粱茎
秆送入茎杆榨汁机榨汁，出汁率控制在68%，并分别收集汁、渣；在搾汁的同时按 重量加入0. 5%。的活化酵母，在1小时以内将所榨的汁置入上述贮藏容器发酵3天， 注入量控制在贮藏容器容积的80%以内，发酵完成后，从其它窖池中抽取发酵液将未 满的发酵贮藏窖注满，之后对贮藏容器进行密封，不留顶隙。所述的渣直接青贮，作为饲料的加工原料。实施例9:在种植基地的附近3.5公里的范屈以内建立砖混结构的矩形贮藏池群，每个贮 藏池容积3000立方米，使用前用塑料袋衬于窖内做密封防水处理备用。将新鲜甜高 粱茎秆送入茎杆榨汁机榨汁，出汁率控制在55%，并分别收集汁、渣，在榨汁的同 时按重量加入1. 2%。的活化酵母，在1小时以内将所榨的汁置入上述贮藏容器发酵3 天，注入量控制在贮藏容器容积的80%以内，发酵完成后，从其它池中抽取发酵液将 未满的发酵贮藏池注满，之后对贮藏容器进行密封，加防护盖。所述的渣进行皮髓分离，髓直接青贮，作为饲料的加工原料，皮渣先进行脱糖 处理并且收集糖分，用清水浸泡3 4次进行脱糖，脱糖后的渣烘干到水分含量《15% 即可。实施例10:将去掉杂叶的新鲜甜高粱茎杆送入茎杆榨汁机搾汁，在榨汁的同时按汁重量的 1.2%。加入活化酵母，出汁率控制在60%，并分别收集汁、渣；在种植基地的附近l 公里的范围以内，选择地质情况稳定的粘土地，挖倒梯形坑，玻度45° ，将贮藏袋置 入坑中后向袋内注入搾汁进行发酵，注入量控制在贮藏容器容积的80 %以内，在自然 条件下发酵3天以上，发酵完成后，将袋密封，不留顶隙。在所述坑顶加装防护盖， 以防止贮藏袋被异物损坏，在需要的时候再将发酵液运输到加工厂进行蒸馏生产制 取酒精。所述渣的处理如下将所述渣进行皮髓分离，髓直接青贮，作为饲料的加工原 料。皮渣则先进行脱糖处理，用清水浸泡2次进行脱糖，之后烘干到水分含量《16%， 可作为造纸原料。
权利要求
1、一种提高甜高粱综合利用价值的方法，其特征在于通过如下技术方案实现将收割后的甜高粱茎秆直接进行榨汁并将汁、渣分离，并且出汁率控制在45-70％；汁的处理如下将所述的汁进行发酵贮藏；渣的处理如下将所述的渣进行青贮或烘干到水分含量≤20％，作为其它的加工原料。
2、 根据权利要求l所述的提高甜高粱综合利用价值的方法，其特征在于所述甜 高粱汁的发酵采用以下方式处理在原料基地就近建立贮藏容器，在榨汁的同时加 入活化酵母发酵，将所搾的汁置入贮藏容器发酵，发酵时置入汁的量控制在贮藏容 器容积的80%以内，发酵完成后对贮藏容器进行密封。
3、 根据权利要求2所述的提高甜高粱综合利用价值的方法，其特征在于所述的 贮藏容器为可封闭的窖或池，为砖混的贮藏窖或池，内部用环氧树脂或塑料袋做密 封防水处理，口部为可封闭。
4、 根据权利要求2所述的提高甜高粱综合利用价值的方法，其特征在于所述的 贮藏容器为贮藏袋,在地面挖倒圆台状或倒梯形坑，将贮藏袋置入坑中后向袋内注入 汁进行发酵，发酵完成后封闭袋口。
5、 根据权利要求l、 2、 3或4所述的提高甜高粱综合利用价值的方法，其特征 在于所述搾汁的同时加入活化酵母。
6、 根据权利要求1所述的提高甜高粱综合利用价值的方法，其特征在于所述的 汁进行灭菌处理在温度90-IO(TC下20-30分钟进行杀菌后后冷却到35。C以下，然 后置入发酵容器中接种发酵。
7、 根据权利要求1、 2、 3、 4或6所述的提高甜高粱综合利用价值的方法，其 特征在于将所述的渣作如下处理进行皮髓分离，髓青贮，作为饲料的加工原料， 皮渣烘干到水分含量《20%作造纸的原料。
8、 根据权利要求5所述的提高甜高粱综合利用价值的方法，其特征在于将所述 的渣作如下处理进行皮髓分离，髓青贮，作为词料的加工原料，皮渣烘干到水分 含量《20%作造纸的原料。
9、 根据权利要求7所述的提高甜高粱综合利用价值的方法，其特征在于所述的 皮渣烘干前进行脱糖处理。
10、 根据权利要求8所述的提高甜高粱综合利用价值的方法，其特征在于所述 的皮渣烘干前进行脱糖处理。
全文摘要
本发明公开了一种提高甜高粱综合利用价值的方法，主要通过如下技术方案来实现的将甜高粱的茎秆汁、渣分离，并且出汁率控制在45-65％并发酵贮藏，将渣进行青贮或将汁渣分离将皮渣烘干到水分含量≤20％。与现有技术相比，本发明先将甜高粱秸秆在收获的同时进行汁渣分离、并发酵贮藏，使原料得到及时处理防止变质，从而大大延长了加工期，基本做到周年生产。特别是采用简单经济的榨汁方法，能最大程度降低榨汁设备的投资和能耗，且遗留在渣中一定的糖分，可作为饲料和微贮的营养成分加以利用，保证了渣的利用价值，上述两方面的结合，使甜高粱的利用价值最大化，燃料乙醇和饲料的收获、运输、贮藏和加工成本则大幅降低。
文档编号C12P7/10GK101397575SQ200810072988
公开日2009年4月1日 申请日期2008年11月3日 优先权日2008年11月3日
发明者刘成江, 孙新纪, 李冀新, 武冬梅, 王吉亮, 罗小玲, 贾雪峰, 郭安民 申请人:新疆农垦科学院