一种纤维素糖化醪添加废糖蜜生产酒精的方法
【专利摘要】本发明公开了一种纤维素糖化醪添加废糖蜜生产酒精的方法，包括以下步骤：将玉米棒、向日葵朵、向日葵秸秆进行破碎过筛，加水调成半固体；用蒸汽锅加热灭菌，冷却后加入纤维素酶搅拌均匀，糖化，得还原糖；将废糖蜜和适量水与还原糖混合，得液体糖化醪；添加活性干酵母与液体糖化醪进行发酵，得到成熟液态发酵醪；在液态发酵醪中加入废糖蜜，再与秸秆纤维素干物质混合成含固物；将其放入固态自动连续发酵罐中发酵，得到成熟固态发酵酒醅；将酒醅送入固态自动连续蒸酒机蒸馏出淡酒；将淡酒精馏成成品酒精，或再经脱水蒸馏成燃料乙醇。本发明操作步骤简单，即解决了单纯纤维素乙醇生产成本高，符合市场需求，增加了企业的盈利水平。
【专利说明】一种纤维素糖化醪添加废糖蜜生产酒精的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及酒精生产【技术领域】，具体涉及一种纤维素糖化醪添加废糖蜜生产酒精的方法。
【背景技术】
[0002]目前利用纤维素生产乙醇，糖的利用和转化率还很低，通常只有百分之十几，而且材料中由于木质素与纤维素、半纤维素和果胶质胶体耦合在一起，需用高压法或酸碱处理法，这是国家不提倡使用的方法，单独的糖蜜酒精发酵，酒槽废水排污量大，治理成本高，治理技术难度大。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种纤维素糖化醪添加废糖蜜生产酒精的方法，即将玉米棒，向日葵朵、向日葵秸杆粉碎成颗粒状，加适量水和纤维素酶在半固态下糖化，将玉米棒内芯、向日葵杆内芯低含的非耦合纤维素、半纤维素转变成葡萄糖，然后补加经过常规酸化处理的废糖蜜，添加酵母进行液态发酵至一定酒度，再将成熟发酵醪中补加一定可发酵性糖，然后与秸杆等粉碎物混合均匀，进行固态蒸馏出淡酒精，淡酒精进一步可浓缩成成品酒精或是燃料乙醇，所排固态酒槽可使肥料回施用。
[0004]本发明通过下列技术方案实现，一种纤维素糖化醪添加废糖蜜生产酒精的方法，其特征在于，包括以下步骤:
[0005]步骤一:选取内芯、内瓤含非耦合纤维素量较大的玉米棒、向日葵朵、向日葵秸杆为原料，将其放入粉碎机进行破碎过10-20目筛，再加入占原料50-85%的水，调成半固态，得到A ；
[0006]步骤二，将A放入蒸汽锅中进行加热灭菌，加热温度为80_110°C，再冷却至40-52°C后加入纤维素酶搅拌均匀，加入纤维素酶提高了原料的利用率，糖化，至还原糖不再增加为止，得到还原糖B;
[0007]步骤三，将酸化处理过的废糖蜜和适量水与还原糖B混合，可将还原糖B中的可发酵糖含量调整为17-26%，得到液体糖化醪C ；
[0008]步骤四，添加0.5-0.8%的活性干酵母与液体糖化醪C在28_35°C的温度下进行发酵40-65h，得到成熟液态发酵醪D，酒度为10-15%、残还原糖小于0.5% ；
[0009]步骤五，在液态发酵醪D中补加酸化处理的废糖蜜，将液态发酵醪D中可发酵性糖调整为4-15%，然后与秸杆纤维素干物质长度为2-10_小段的粉碎物混合成含固量为20-50%的固态物E ;
[0010]步骤六，将固态物E放入固态自动连续发酵罐中发酵，得到酒精度为6-16%、残还原糖小于0.5%的成熟固态发酵酒醅F，固态酒醅可用作肥料；
[0011]步骤七，将固态发酵酒醅F送入固态自动连续蒸酒机蒸馏出酒精度为40-60%的淡酒；
[0012]步骤八，将淡酒精馏成成品酒精，或再经脱水蒸馏成含量为99.5%以上的燃料乙醇。
[0013]优选的是，步骤一所述的内芯含纤维素22-35%。
[0014]优选的是，步骤一所述的玉米棒、向日葵朵、向日葵秸杆的含水量小于16%。
[0015]优选的是，步骤二所述的纤维素酶添加量为每吨原料的0.5_5kg。
[0016]优选的是，步骤二所述的糖化，糖化时间为10_20h，糖化温度为38_52°C。
[0017]优选的是，步骤五所述的秸杆纤维素干物质为玉米秸杆、高粱秸杆、稻杆、稻壳中的一种或几种混合。
[0018]优选的是，步骤五所述的秸杆纤维素干物质含水量小于15%。
[0019]优选的是，步骤三和步骤五所述的废糖蜜的酸化处理是先将糖蜜稀释至40_50bx，加入硫酸调至PH为3-3.8，加热至100°C，加8ppm的PAM，搅拌均匀，絮澄I小时，取上清液用；所述糖蜜糖度为60%，锤度达80Bx的废糖蜜。
[0020]优选的是，步骤六所述的发酵，发酵温度为28_35°C，发酵时间为20_40h。
[0021]本发明的效果为:将玉米棒，向日葵朵、向日葵秸杆粉碎成颗粒状，加适量水调成半固态，再加入纤维素酶使原料充分利用，添加废糖蜜补充纤维素酶在38-52°C的温度下进行糖化10_20h，充分地将玉米棒内芯、向日葵杆内芯低含的非耦合纤维素、半纤维素转变成葡萄糖，产生更多的可发酵性糖，提高了酒质，解决目前单独用纤维素为原料生产酒精无利可图的被动局面；添加活性干酵母与液体糖化醪在28-35°C的温度下进行发酵，控制在一定的温度下发酵，使干酵母的活力没有降低，还起到了抑制杂菌的繁殖，缩短发酵周期，提高设备利用率，降低了发酵损失；将添加废糖蜜调整过糖度的成熟液态发酵醪与秸杆等粉碎物料混合均匀，再进行固态发酵，形成固态发酵酒醅，使成熟的固态酒醅含酒量升高，在固态蒸馏时相对降低了能耗量，使成本等大幅度降低；采用固态发酵，提高生产效率，还解决了常规液态法发酵后产生的酒槽、废液对环境造成的污染，将单独用纤维素为原料生产酒精亏损的企业变成有可观经济效益的企业。
【具体实施方式】
[0022]下面对本发明做进一步的详细说明，以令本领域的技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0023]实施例1
[0024]一种纤维素糖化醪添加废糖蜜生产酒精的方法，其特征在于，包括以下步骤:
[0025]步骤一:选取内芯、内瓤含非耦合纤维素量较大且含水量小于16%的玉米棒为原料，将其放入粉碎机进行破碎过12目筛，再加入占原料85%的水，调成半固态，得到A ;
[0026]步骤二，将A放入蒸汽锅中进行加热灭菌，加热温度为100°C，再冷却至50°C后加入纤维素酶，添加量为每吨原料的1kg，搅拌均匀，在38-50°C温度下糖化10h，还原糖不再增加为止，得到还原糖B为3.2% ；
[0027]步骤三，将酸化处理过的废糖蜜和适量水与还原糖B混合，可将还原糖B中的可发酵糖含量调整为17%，得到液体糖化醪C ；
[0028]步骤四，液体糖化醪C与0.5%的活性干酵母在28_30°C的温度下进行发酵50h，得到成熟液态发酵醪D的酒精度为10%，残还原糖为0.4% ;
[0029]步骤五，在液态发酵醪D中补加酸化处理的废糖蜜，将液态发酵醪D中可发酵性糖调整为5%，然后与含水量为12%的秸杆纤维素干物质长度为5-8_小段的粉碎物混合成含固量为30%的固态物E ;
[0030]步骤六，将固态物E放入固态自动连续发酵罐中发酵，发酵温度为28_30°C，发酵时间为25h得到酒精度为11 %、残还原糖为0.4%的成熟固态发酵酒醅F，固态酒醅可用作肥料；
[0031]步骤七，将固态发酵酒醅F送入固态自动连续蒸酒机蒸馏出酒精度为45%的淡酒；
[0032]步骤八，将淡酒放进精馏塔里蒸馏成含量为96%的成品酒精，或再经脱水蒸馏成含量为99.5%的燃料乙醇。
[0033]实施例2
[0034]一种纤维素糖化醪添加废糖蜜生产酒精的方法，其特征在于，包括以下步骤:
[0035]步骤一:选取内芯、内瓤含非耦合纤维素量较大且含水量小于16%的玉米棒与向日葵朵、向日葵秸杆为原料，将其放入粉碎机进行破碎过18目筛，再加入占原料80%的水，调成半固态，得到A ;
[0036]步骤二，将A放入蒸汽锅中进行加热至95°C灭菌，再冷却至52°C后加入纤维素酶，添加量为每吨原料的3kg，搅拌均匀，在43-52°C温度下糖化15h后，还原糖不再增加为止，得到还原糖B为5% ;
[0037]步骤三，将酸化处理过的废糖蜜和适量水与还原糖B混合，可将还原糖B中的可发酵糖含量调整为19%，得到液体糖化醪C
[0038]步骤四，液体糖化醪C与0.7 %的活性干酵母在28-31V的温度下进行发酵55h，得到成熟液态发酵醪D的酒精度为11%，残还原糖为0.4% ;
[0039]步骤五，在液态发酵醪D中补加酸化处理的废糖蜜，将液态发酵醪D中可发酵性糖调整为8%，然后与含水量为13%的秸杆纤维素干物质长度为5-8_小段的粉碎物混合成含固量为32%的固态物E ;
[0040]步骤六，将固态物E放入固态自动连续发酵罐中发酵，发酵温度为30_32°C，发酵时间为27h得到酒精度为12.8%、残还原糖为0.45%的成熟固态发酵酒醅F，固态酒醅可用作肥料；
[0041]步骤七，将固态发酵酒醅F送入固态自动连续蒸酒机蒸馏出酒精度为50%的淡酒；
[0042]步骤八，将淡酒放进精馏塔里蒸馏成含量为96%的成品酒精，或再经脱水蒸馏成含量为99.6%的燃料乙醇。
[0043]实施例3
[0044]一种纤维素糖化醪添加废糖蜜生产酒精的方法，其特征在于，包括以下步骤:
[0045]步骤一:选取内芯、内瓤含非耦合纤维素量较大且含水量小于16%的向日葵朵与向日葵秸杆为原料，将其放入粉碎机进行破碎过20目筛，再加入占原料78 %的水，调成半固态，得到A ;
[0046]步骤二，将A放入蒸汽锅中进行加热至98°C灭菌，再冷却至48°C后加入纤维素酶，添加量为每吨原料的4kg，搅拌均匀，在43-50°C温度下糖化20h后，还原糖不再增加为止，得到还原糖B为7% ;
[0047]步骤三，将酸化处理过的废糖蜜和适量水与还原糖B混合，可将还原糖B中的可发酵糖含量调整为20%，得到液体糖化醪C
[0048]步骤四，液体糖化醪C与0.8 %的活性干酵母在28-32 °C的温度下进行发酵55h，得到成熟液态发酵醪D的酒精度为11.5 %，残还原糖为0.31% ;
[0049]步骤五，在液态发酵醪D中补加酸化处理的废糖蜜，将液态发酵醪D中可发酵性糖调整为10%，然后与含水量为13%的秸杆纤维素干物质长度为3-10mm小段的粉碎物混合成含固量为33%的固态物E ;
[0050]步骤六，将固态物E放入固态自动连续发酵罐中发酵，发酵温度为30_33°C，发酵时间为28h得到酒精度为14.1 %、残还原糖为0.3%的成熟固态发酵酒醅F，固态酒醅可用作肥料；
[0051]步骤七，将固态发酵酒醅F送入固态自动连续蒸酒机蒸馏出酒精度为55%的淡酒；
[0052]步骤八，将淡酒放进精馏塔里蒸馏成含量为97%的成品酒精，或再经脱水蒸馏成含量为99.8%的燃料乙醇。
[0053]尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。
【权利要求】
1.一种纤维素糖化醪添加废糖蜜生产酒精的方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤一:选取内芯、内瓤含非耦合纤维素量较大的玉米棒、向日葵朵、向日葵秸杆为原料，将其放入粉碎机进行破碎过10-20目筛，再加入占原料50-85%的水，调成半固态，得到A ； 步骤二:将A放入蒸汽锅中进行加热灭菌，加热温度为80-110°C，再冷却至40-52°C后加入纤维素酶搅拌均匀，糖化，得到还原糖B ； 步骤三:将还原糖B与酸化处理过的废糖蜜和适量水混合，得到液体糖化醪C ； 步骤四:添加0.5-0.8%的活性干酵母与液体糖化醪C在28-35°C的温度下进行发酵40-65h，得到成熟液态发酵醪D ； 步骤五:在液态发酵醪D中补加酸化处理的废糖蜜，然后与秸杆纤维素干物质长度为2-10mm小段的粉碎物混合，得到含固物E； 步骤六:将含固物E放入固态自动连续发酵罐中发酵，得到成熟固态发酵酒醅F ； 步骤七:将固态发酵酒醅F送入固态自动连续蒸酒机蒸馏出淡酒； 步骤八:将淡酒精馏成成品酒精，或再经脱水蒸馏成燃料乙醇。
2.根据权利要求1所述的纤维素糖化醪添加废糖蜜生产酒精的方法，其特征在于，步骤一所述的内芯含纤维素22-35%。
3.根据权利要求1所述的纤维素糖化醪添加废糖蜜生产酒精的方法，其特征在于，步骤一所述的玉米棒、向日葵朵、向日葵秸杆的含水量小于16%。
4.根据权利要求1所述的纤维素糖化醪添加废糖蜜生产酒精的方法，其特征在于，步骤二所述的纤维素酶添加量为每吨原料的0.5-5kg。
5.根据权利要求1所述的纤维素糖化醪添加废糖蜜生产酒精的方法，其特征在于，步骤二所述的糖化，糖化时间为10-20h，糖化温度为38-52°C。
6.根据权利要求1所述的纤维素糖化醪添加废糖蜜生产酒精的方法，其特征在于，步骤五所述的秸杆纤维素干物质为玉米秸杆、高粱秸杆、稻杆、稻壳中的一种或几种混合。
7.根据权利要求1所述的纤维素糖化醪添加废糖蜜生产酒精的方法，其特征在于，步骤五所述的秸杆纤维素干物质含水量小于15%。
8.根据权利要求1所述的纤维素糖化醪添加废糖蜜生产酒精的方法，其特征在于，步骤三和步骤五所述的废糖蜜的酸化处理是先将糖蜜稀释至40-50BX，加入硫酸调至PH为3-3.8，加热至100°C，加8ppm的PAM，搅拌均匀，絮澄lh，取上清液用。
9.根据权利要求1所述的纤维素糖化醪添加废糖蜜生产酒精的方法，其特征在于，步骤六所述的发酵，发酵温度为28-35°C，发酵时间为20-40h。
【文档编号】C12P7/10GK104357490SQ201410582449
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年10月27日 优先权日:2014年10月27日
【发明者】梁利和, 姜蓉生 申请人:梁利和, 姜蓉生