谷物加工中的采油助剂的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及谷物生产乙醇过程中油的回收。
【背景技术】
[0002] 有两类由谷物生产乙醇的过程，湿磨和干磨。这两种方法的主要区别在于它们如 何初始处理谷物。在湿磨法中，谷物被浸泡在水中，然后在第一步中被分离从而加工。干磨 法更为常见，需要不同的过程。
[0003] 用于生产乙醇的玉米干磨法，在本文中也被称为干磨法，是众所周知的。例如，可 见Kelly S.Davis的"玉米研磨、加工和联产品的生成"，Minnesota营养会议，技术研讨会， 2001年9月11日（Kelly S.Davis,uCorn Milling,Processing and Generation of Co-Products"，Minnesota Nutrition Conference，Technical Symposium,11 September 2001)。乙醇工厂通常通过离心处理从啤酒塔得到的全酒糟以生产湿滤饼和稀酒糟，然后通 过对稀酒糟进行多效蒸发，以提高固含量并回收馏出液以在该方法中返回使用（图1)。随着 固含量增加，所述稀酒糟通常被称作浆状物(见图1)。该浆状物可作为产品出售，但更典型 的是与湿滤饼或蒸馏干燥谷物组合，并作为动物饲料出售。这些方法在工业上是公知的，并 通常在该工业的工厂设计中采用。
[0004] 为了利用联产品料流，许多工厂都加入了油的去除过程，其中对稀酒糟或浆状物 进行该过程，如离心或提取，以从浆状物中去除玉米油。该玉米油也被称为蒸馏玉米油 (DC0)。例如，应用离心机来从浆状物中分离玉米油在燃料乙醇工业中被广泛使用。虽然每 蒲式耳加工玉米的理论油产量为每蒲式耳1.6镑，但许多商业设施远远达不到这一点。每分 钟提高工厂的玉米油产量0.1加仑相当于每年油产量额外增加400,000镑。这是工厂额外收 入的显著来源。
[0005] 最近，有致力于通过从稀酒糟副产物提取油来提高由玉米生产乙醇的价值模式的 努力。美国专利号7,602,858 B2描述了使用盘堆离心机从浓缩稀酒糟(被称为"衆状物"）中 分离油的机械方法。美国专利申请号2008/0176298 A1描述了使用烷基乙酸酯溶剂在乙醇 生产过程提取玉米油的方法。
[0006] 特别感兴趣的技术是它并不需要通过资本支出以实施新的机械方案和/或显著方 法改变，例如使用需要回收的溶剂萃取技术。美国专利申请号2012/0245370 A1描述一个改 善油提取过程的方法。当使用已知方法时，仍有一些油状物没有从浆状物中被回收。因此， 有可能进一步改善油的回收方法。
[0007] 还特别感兴趣的技术是那些使用具有长期储存稳定性且很容易栗送和处理的加 工添加剂的技术。
【发明内容】
[0008] 本发明公开了用于改进从谷物如玉米或小麦生产乙醇中作为副产物得到的 process料流(全酒糟和/或稀酒糟和/或浆状物）中分离油的方法。该方法是将包括至少一 种化学添加剂和至少一种疏水二氧化硅的加工添加剂体系添加到由谷物如玉米或小麦生 产乙醇的加工料流中。该方法涉及使用可以提高油与所述流液机械分离的加工添加剂体系 处理谷物生产乙醇中蒸馏操作下游的任何加工料流。
[0009] 优选该加工添加剂体系包括被认为安全的材料，从而其不会损害所得带有可溶物 的干酒糟(D DG S)或带有可溶物的湿酒糟(WDG S)作为原料的最终应用。
[0010] 在某些情况下，本发明可以提供的好处为1)在现有方法的基础上提高油产量;和/ 或2)通过降低所得油中的悬浮固体和/或水含量生产更干净(高质量)的油;和/或3)降低所 述离心机的维护，通过减少沉积的材料而减少故障和清洗需要，且允许延长反吹清洗之间 的时间，从而导致提高产量和减少停机时间，同时提供在故障时更简单和更容易清洗所述 离心机的好处;和/或4)降低所述蒸发器的维护，通过减少沉积的材料而减少清洗的频率和 复杂度，降低停机时间和减少费用。
【附图说明】书 图1:，给出了化学添加剂的一些添加点的、玉米生产乙醇的局部通用概述:点1-在分离 成湿滤饼和稀酒糟前，在或靠近离心机1的入口处添加到全酒糟中；点2-在或靠近蒸发器的 入口处;点3-直接进入蒸发器;点4-在油离心机，离心机2之前或入口处。
【具体实施方式】
[0011] 本发明公开了用于改进从谷物生产乙醇中作为副产物得到的加工料流(全酒糟 和/或稀酒糟和/或浆状物）中分离油的方法。玉米是最常用的谷物，但也可以使用其它谷物 如小麦、高粱(高粱）、和大麦。该方法包括将包括至少一种化学添加剂和至少一种疏水二氧 化硅的加工添加剂体系添加到由谷物，优选玉米，生产乙醇的加工料流中。该方法涉及使用 可以提高油与所述流液机械分离的加工添加剂体系处理谷物，优选玉米，生产乙醇中蒸馏 操作下游的任何加工料流。
[0012] 本发明公开了用于改进由谷物，优选玉米，优选使用干磨法生产乙醇中，将油从全 酒糟、稀酒糟或浆状物的加工操作中分离的方法，从而增加油的产率。
[0013] 本发明描述了从谷物，优选玉米，生产乙醇中回收油的方法，该方法包括添加一加 工添加剂体系，其包括至少一种化学添加剂和至少一种粒径大于0.0 lym或大于0. ΙμL?，或大 于0.5μπι，或大于Ιμπι，且基于所述加工添加剂体系总重量为3-50重量％的疏水二氧化硅。所 述化学添加剂的量为所述加工添加剂体系的20%，并可以高达所述加工添加剂体系的 97%。有用的改性剂是那些添加用来改性沉降稳定性、流变性质如粘度和触变性，和/或加 工添加剂体系的弹性的物质。
[0014] 在本发明的一个方面，该方法包括将所述加工添加剂体系在油分离步骤施加到稀 酒糟加工料流和/或浆状浓缩物上。优选油与浓缩浆状物的分离通过机械操作如膜或离心 实现。所述分离可以用离心机如盘堆或卧式tricanter离心机实现。本发明中也可使用其的 它机械分离器包括但不限于反相离心除渣器。
[0015] 在本发明的另一个方面，该方法包括将所述加工添加剂体系在分离成稀酒糟和湿 滤饼之前施用于全酒糟上。
[0016] 在另一个实施方案中，也可以将所述加工添加剂体系通过多个添加点添加到谷物 生产乙醇的加工料流中。在每个点添加的加工添加剂体系不需要具有相同的组成或以相同 的计量添加，只要各组分的总量及所有添加点的总计量在加工添加剂体系的规定范围内。
[0017] 图1是玉米生产乙醇的局部通用概述。在典型的玉米生产乙醇的过程中，在多个不 同的糖化和发酵步骤后，玉米被转化为称作"啤酒"的材料。啤酒随后通过蒸馏方法处理以 分离出粗乙醇，留下已知为全酒糟的酒糟副产物。对该全酒糟进行固体分离离心处理以得 到湿酒糟和稀酒糟。随后，通常通过多个蒸发器单元对稀酒糟进行加工以得到浓缩浆状物。 该浆状物随后可进一步加工，例如通过油分离离心，以从所述浆状物中分离油。然后通常将 剩余的浆状物与湿酒糟合并并干燥以得到带有可溶物的干酒糟(DDGS)。通常在分离过程的 不同点将本发明加工添加剂体系加到加工料流中。图1给出了一下哦优选的添加点。过程中 通常添加所述加工添加剂体系的区域在图中用括号…的区域指出。
[0018] 也可以在分离体系中的不同点添加加工添加剂体系。所述加工添加剂体系的添加 点包括但不限于分离成湿滤饼和稀酒糟前的全酒糟加工料流，在或靠近所述离心机入口的 加工料流，或在固体分离离心机之后。所述加工添加剂体系可以在蒸发器中在一个或多个 稀酒糟蒸发器之前或入口处和/或出口处，添加到刚好在油分离离心机之前和/或处于预混 物入口或滞留加热罐的浆状物中，及在浆状物加料罐和离心机之前的点添加。
[0019]适用于本发明的加工添加剂体系可增加油产量。加工添加剂的施用可包括稀酒糟 加工单元操作内的一个或多个添加点。可将所述加工添加剂体系施加到蒸发器中由稀酒糟 浓缩而得到的浆状物中。适用于本发明的加工添加剂体系包括至少两个组分;化学添加剂 和疏水二氧化硅及任选的改性剂。
[0020] 化学添加剂是所述加工添加剂体系的一个组分。适用于本发明的该类添加剂是衍 生于山梨糖醇、山梨聚糖、异山梨醇、蔗糖、或甘油，包括1，4_山梨糖，的官能化多元醇。优选 的化学添加剂是官能化的多元醇，包括烷氧基化的山梨聚糖单烷基化物、烷氧基化山梨聚 糖二烷基化物、烷氧基化山梨聚糖三烷基化物及其混合物。山梨聚糖的烷氧基化烷基化物 的烷基链长为6-24个碳原子，或约8-18个碳原子，优选烷氧基化的山梨聚糖烷基化物是烷 氧基化山梨聚糖酯。所述烷氧基化山梨聚糖的烷基化物优选用约