专利名称：一种利用白酒丢糟与秸秆生产酒精的方法
技术领域：
本发明涉及一种利用白酒丢糟与秸秆生产酒精的方法，属于农副产品深度加工发酵制备酒精领域。
背景技术：
我国是一个酒类生产和消费大国，酒类生产的同时产生了数量巨大的发酵丢糟及酿酒原料副产物秸秆。由于丢糟中含有大量的有机物，如淀粉、纤维素和有机酸等，将酒糟作为废物丢弃，既浪费资源，又造成严重的环境污染压力，秸秆同样存在类似的问题。目前国内白酒丢糟的主要利用方式包括用于原酒再生产、制取甘油、培养食用菌、提取制备植酸等活性物质、发酵回收沼气、生产饲料蛋白等等。然而，在这些处理方式中，除了用作饲料、农肥之外，其他方法大都难以从根本上解决酒糟的最终去向问题，而且有可能产生更多的糟渣。加之丢糟成分复杂，含水量高，不易储存又有不易利用的稻壳等发酵填充物，所以白酒丢糟的利用仍存在一定的困难。随着化石能源的枯竭，价格的上涨，以及环境温室效应的日趋严重，当今社会的发展需寻求一种可再生的廉价的清洁能源作为替代品，乙醇被认为是理想的替代品之一。可变性燃料乙醇和汽油以一定比例混合作为汽车燃料，可提高燃烧辛烷值，增加抗暴性能。乙醇中含有35%的氧，用乙醇作燃料，可减少燃烧粉尘和氮氧化物的排放，且生物质燃料乙醇中的碳来源于植物对大气中(X)2的固定，被利用后又回到大气中，不会增加大气中的CO2含量，是一种可循环的清洁能源。宋安东等报道了利用酒糟生物质发酵生产燃料乙醇的试验研究[农业工程学报.2003,19 ) :278-281],其主要内容为采用复合酶直接转化白酒丢糟进行乙醇发酵， 但其研究结果显示，直接利用白酒丢糟发酵生产乙醇的淀粉及纤维素的得率分别为2%和 4%，其利用率都较低。其次，刘跃红等对浓硫酸降解白酒丢糟的条件进行了研究[浓硫酸降解白酒丢糟制备降解糖液的条件研究.中国酿造.2011，(01) :82-85.]，但该文献只涉及到对白酒丢糟从预处理到糖化降解的工艺，并未涉及到秸秆的使用，也未涉及到降解糖的分离回收和酒精发酵等过程，没有充分利用农副产品的废弃生物质资源。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种利用白酒丢糟与秸秆生产酒精的方法，其特点是利用白酒丢糟和秸秆的糖化水解、中和发酵生产酒精，充分利用农副产品的废弃资源，变废为宝。本发明的目的由以下技术措施实现，其中所述原料份数除特殊说明外，均为质量份数。利用白酒丢糟与秸秆生产酒精的方法包括以下工艺步骤(1)秸秆粉碎用锤式粉碎机将秸秆进行微细粉碎，要求其90%以上能通过10目分样筛；
(2)浓硫酸糖化及水解取白酒丢糟与秸秆按1 0.6 1质量比例混合，混合物与浓度80wt % H2SO4 按1 1 1. 5质量与体积比例，搅拌糖化30 40min，加水至液体中硫酸浓度为20 25wt%，于沸水浴中水解100 120min ；(3)酸糖液的中和将上述糖化水解液过滤，酸渣用温度80°C的热水冲洗2次并收集洗涤液，合并洗涤液；洗涤液用碳酸钙中和沉淀，沉淀物经压榨过滤后收集糖液，用温度80°C热水洗涤沉淀物2次后合并洗涤糖液，并将上述收集的糖液和洗涤糖液合并；(4)降解糖液的酒精发酵将上述收集糖液和洗涤糖液经减压浓缩至浓度为6 8%的浓缩液，浓缩液与浓度为10 12%淀粉糖液按等体积混合，用酸调节PH至3. 5 4，添加1600单位/ml青霉素；按10%的接种量接入酵母种子液，于温度25 30°C下恒温发酵，每1 测量发酵液剩余葡萄糖浓度，在葡萄糖浓度低于lg/100ml，用含葡萄糖浓度30%的补料培养基，补料培养基为上述浓缩液与淀粉糖液的混合物，将发酵液葡萄糖浓度控制在4g/100ml，发酵7-9 天，获得酒精浓度为9 llg/100ml。性能测试采用精馏方法提纯的酒精溶液乙醇体积浓度为90 95%，甲醇含量为0. 3 0. 5g/L，杂醇油含量为0. 2 0. 3g/L。外观透明，无沉淀，无悬浮物；蒸发后的残渣物为 0. 001 0. 0015g/L,乙醇与水混合试验合格。本发明具有如下的优点1、本发明为白酒丢糟和秸秆的利用提供了新的途径。2、白酒丢糟直接与秸秆混合，可提高降解液的糖浓度，并减少丢糟存放及秸秆焚烧等带来的环境污染。3、本发明采用的硫酸降解白酒丢糟及秸秆的糖化水解、中和发酵工艺，获得糖化率为30 ；4、本发明采用的半连续酒精发酵，葡萄糖利用率高、酒精产率高。半连续发酵7 9天，酒精浓度为9 llg/100ml。
图1为本发明还原糖浓度与酒精产量变化曲线图。图2为本发明还原糖浓度与酒精产量变化曲线图。图3为本发明还原糖浓度与酒精产量变化曲线图。
具体实施例方式下面通过实施例对本发明进行具体的描述，有必要在此指出的是本实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可以根据上述本发明的内容对本发明作出一些非本质的改进和调整。实施例1本实例所用白酒丢糟为四川水井坊股份有限公司提供的一次丢糟，秸秆为成都郊区收集的稻杆。(1)秸秆粉碎用锤式粉碎机将秸秆进行微细粉碎，要求其90%以上能通过10目分样筛；(2)浓硫酸糖化及水解取白酒鲜丢糟与秸秆按1 0. 6质量比例混合，混合物与浓度80wt % H2SO4按 1 1质量与体积比例，搅拌糖化30min，加水至液体中硫酸浓度为20wt%，于沸水浴中水解 IOOmin ；(3)酸糖液的中和将上述糖化水解液过滤，酸渣用温度80°C的热水冲洗2次并收集洗涤液，合并洗涤液；洗涤液用碳酸钙中和，沉淀物经压榨过滤后收集糖液，用温度80°C热水洗涤钙渣2次后合并洗涤糖液，并将收集糖液和洗涤糖液合并；(4)降解糖液的酒精发酵将上述收集糖液和洗涤糖液经减压浓缩至浓度为6 %的浓缩液，浓缩液与淀粉糖液浓度为10%等体积混合，调PH至3. 5 4，添加1600单位/ml青霉素；按10%的接种量接入酵母种子液，于温度25°C下恒温发酵，每1 测量发酵液剩余葡萄糖浓度，在葡萄糖浓度低于lg/100ml，用含葡萄糖浓度30 %的补料培养基，补料培养基为上述浓缩液与淀粉糖液的混合物，将发酵液葡萄糖浓度控制在4g/100ml，发酵8. 5天，获得酒精浓度为 9.54g/100ml。实施例2本实例所用白酒丢糟为四川水井坊股份有限公司提供的一次丢糟，秸秆为成都郊区收集的稻杆。(1)秸秆粉碎用锤式粉碎机将秸秆进行微细粉碎，要求其90%以上能通过10目分样筛；(2)浓硫酸糖化及水解取白酒鲜丢糟与秸秆按1 1质量比例混合，混合物与浓度80wt 1^H2SO4按 1 1.5质量与体积比例，搅拌糖化40min，加水至液体中硫酸浓度为25wt%，于沸水浴中水解 120min ；(3)酸糖液的中和将上述糖化水解液过滤，酸渣用温度80°C的热水冲洗2次并收集洗涤液，合并洗涤液；洗涤液用碳酸钙中和，沉淀物经压榨过滤后收集糖液，用温度80°C热水洗涤钙渣2次后合并洗涤糖液，并将收集糖液和洗涤糖液合并；(4)降解糖液的酒精发酵将上述收集糖液和洗涤糖液经减压浓缩至浓度为8 %的浓缩液，浓缩液与淀粉糖液浓度为12 %等体积混合，调pH至3. 5 4，添加1600单位/ml青霉素；按10 %的接种量接入酵母种子液，于温度30°C下恒温发酵，每1 测量发酵液剩余葡萄糖浓度，在葡萄糖浓度低于lg/100ml，用含葡萄糖浓度30%的补料培养基，补料培养基为上述浓缩液与淀粉糖液的混合物，将发酵液葡萄糖浓度控制在4g/100ml，发酵9天，获得酒精浓度为10. 6g/100ml。实施例3本实例所用白酒丢糟为四川水井坊股份有限公司提供的一次丢糟，秸秆为成都郊区收集的稻杆。(1)秸秆粉碎用锤式粉碎机将秸秆进行微细粉碎，要求其90%以上能通过10目分样筛；(2)浓硫酸糖化及水解取白酒鲜丢糟与秸秆按1 0. 8质量比例混合，混合物与浓度80wt % H2SO4按 1 1.2质量与体积比例，搅拌糖化35min，加水至液体中硫酸浓度为22wt%，于沸水浴中水解 IlOmin ；(3)酸糖液的中和将上述糖化水解液过滤，酸渣用温度80°C的热水冲洗2次并收集洗涤液，合并洗涤液；洗涤液用碳酸钙中和，沉淀物经压榨过滤后收集糖液，用温度80°C热水洗涤钙渣2次后合并洗涤糖液，并将收集糖液和洗涤糖液合并；(4)降解糖液的酒精发酵将上述收集糖液和洗涤糖液经减压浓缩至浓度为7 %的浓缩液，浓缩液与淀粉糖液浓度为11 %等体积混合，调PH至3. 5 4，添加1600单位/ml青霉素；按10 %的接种量接入酵母种子液，于温度下恒温发酵，每1 测量发酵液剩余葡萄糖浓度，在葡萄糖浓度低于lg/100ml，用含葡萄糖浓度30%的补料培养基，补料培养基为上述浓缩液与淀粉糖液的混合物，将发酵液葡萄糖浓度控制在4g/100ml，发酵8天，获得酒精浓度为10. 3g/100ml。
权利要求
1. 一种利用白酒发酵丢糟和秸秆生产酒精的方法，其特征在于该方法包括以下步骤(1)秸秆粉碎用锤式粉碎机将秸秆进行微细粉碎，要求其90%以上能通过10目分样筛；(2)浓硫酸糖化及水解取白酒丢糟与秸秆按1 0.6 1质量比例混合，混合物与浓度80wt 1^H2SO4按1 1 1. 5质量与体积比例，搅拌糖化30 40min，加水至液体中硫酸浓度为20 25wt%，于沸水浴中水解100 120min ；(3)酸糖液的中和将上述糖化水解液过滤，酸渣用温度80°C的热水冲洗2次并收集洗涤液，合并洗涤液； 洗涤液用碳酸钙中和沉淀，沉淀物经压榨过滤后收集糖液，用温度80°C热水洗涤沉淀物2 次后合并洗涤糖液，并将上述收集的糖液和洗涤糖液合并；(4)降解糖液的酒精发酵将上述收集糖液和洗涤糖液经减压浓缩至浓度为6 8%的浓缩液，浓缩液与浓度为 10 12%淀粉糖液按等体积混合，用酸调节PH至3. 5 4，添加1600单位/ml青霉素；按 10%的接种量接入酵母种子液，于温度25 30°C下恒温发酵，每1 测量发酵液剩余葡萄糖浓度，在葡萄糖浓度低于lg/100ml，用含葡萄糖浓度30 %的补料培养基，补料培养基为上述浓缩液与淀粉糖液的混合物，将发酵液葡萄糖浓度控制在4g/100ml，发酵7-9天，获得酒精浓度为9 llg/100ml。
全文摘要
本发明公开了一种利用白酒丢糟和秸秆生产酒精的方法。其特点是将白酒鲜丢糟与粉碎后的秸秆按比例1∶0.6～1混合，混合物与浓度为80wt％H2SO4按1∶1～1.5的质量体积比例混合，搅拌糖化30～40min，加水至液体中硫酸浓度为20～25wt％，于沸水浴中水解100～120min；压滤后，滤液中加入碳酸钙中和并收集糖液，糖液经减压浓缩后用于酒精发酵。本发明所得酸水解液还原糖浓度为3～5g/100ml，降解率0.3～0.5g(葡萄糖)/g(干原料)。经中和、浓缩后糖液还原糖浓度为6～8g/100ml，加入酵母及补糖发酵后，最终酒精浓度可达9～11g/100ml。
文档编号C12P7/10GK102250966SQ20111015975
公开日2011年11月23日 申请日期2011年6月15日 优先权日2011年6月15日
发明者刘跃红, 吴正云, 张文学, 李琪琦, 李琼, 谭力 申请人:四川大学