一種澱粉質原料酒精生產工藝的製作方法
2023-10-04 06:31:19 2
專利名稱：一種澱粉質原料酒精生產工藝的製作方法
技術領域：
本發明屬於酒精生產技術領域，特別是一種澱粉質原料酒精生產工藝。
背景技術：
在公知的技術中，利用小麥、玉米等澱粉質原料進行酒精生產的行業大都採用濃醪發酵技術來提高發酵強度，以使企業最大限度的提高產率，而且在酒精發酵
工業獲得普遍的成功和認可。目前，進行酒精生產的工藝方法一般包括原料粉碎——液化——糖化——發酵——蒸餾——糟渣分離等步驟，其存在的主要缺陷是
1、原料粉碎後在30°c低溫拌料，拌料後加液化酶，澱粉吸水膨脹時間短，不利於液化； 液化酶添加不均勻，用量大15 25U/g原料。2、糖化過程為不完全糖化，糖化溫度低58 62°C，雜菌汙染控制不嚴格。3、發酵過程普遍採用帶渣發酵，將糟渣分離放在蒸餾之後進行，隨著發酵醪濃度的提高，發酵醪液越來越粘稠，導致發酵時間延長，發酵成熟醪總糖、殘糖偏高，動力消耗增加，粗餾過程受到影響，進一步提高發酵強度受到限制；而且大都是邊糖化邊發酵，周期長36 48h ；發酵強度1. 9g/(L · h)，含酒量11 12% ( ν/ν)。4、蒸餾清液直接排放，不僅造成殘留有效成分及水資源的浪費，而且排放COD約 50000mg/L、BOD約30000mg/L、固形物約8%，排放量高，帶來環境的汙染。
發明內容
本發明的目的是提供一種能夠提高生產效率和原料出品率，原料及水資源消耗低，環保效果好的澱粉質原料酒精生產工藝。實現本發明的目的所採取的技術方案是該生產工藝是按以下步驟進行
1)取澱粉質原料進行粉碎，粉碎成粒徑不大於0.2mm的顆粒，送入混合
罐中，加水並加熱至60°C進行攪拌，然後以流加的方式加入液化酶，攪拌均勻製成混合料漿備用，其中加水量為粉碎原料質量的2倍，液化酶的流加量為10-15U/g粉碎原料；
2)將製備的混合料漿送入噴射液化設備中進行兩級噴射液化，一級噴射液化溫度為 900C，液化時間為lh，二級噴射液化溫度為100 105°C，液化時間為1 池，然後經真空冷卻降溫至60 65 °C製成液化料漿備用；
3)將製備的液化料漿送入糖化罐中，加入糖化酶攪拌均勻進行糖化，糖化溫度為60 65°C，糖化時間為2 6小時，製得糖化醪備用，其中糖化酶加入量為170-190 U/g粉碎原料；
4)將糖化醪送入板框壓濾機進行糟渣分離，分離出含糖質量百分比濃度為25%的一級糖化液和含糖糟渣備用；
5)將含糖糟渣進行兩道加水洗滌，一道洗滌製得含糖質量百分比濃度為15 18%的二級糖化液用於酒母的培養，二道洗滌濾得含糖質量百分比濃度在3 5%的殘糖液用於洗滌用水或步驟1)中粉碎原料液化用水，其中，含糖糟渣洗滌溫度控制在65 70°C範圍內，洗滌用水採用清水或/和含糖糟渣二道洗滌濾得的殘糖液或/和酒精生產過程中產生的蒸餾殘液或/和酒精生產過程中產生的真空冷卻水；
6)在培養容器內注入步驟5)中製備的二級糖化液，並按每立方二級糖化液30 50克的比例加入酒母，在30 32°C溫度條件下，通風培養6 8小時，製得酒母培養液備用；
7)將一級糖化液冷卻至30 36°C送入發酵罐內，按一級糖化液質量的■加入酒母培養液進行發酵，發酵溫度保持在30 36°C，發酵時間為30-36h，然後按照常規方法進行離心處理和蒸餾即可，蒸餾過程產生的蒸餾清夜和真空冷卻水回收用於含糖糟渣的洗滌。本發明的生產工藝適用於小麥、玉米、大米、紅薯幹、木薯等澱粉質原料酒精的生產，其有益效果為
1、原料粉碎後採用60°c較高溫度拌料，拌料後加液化酶，利於澱粉吸水膨脹和液化，而且採用攪拌狀態下流加撒入方式添加液化酶，使得與原料混合均勻，液化酶用量可減少1/3
左右ο2、在較高的溫度下經過兩級噴射液化，並在60 65°C較高溫度下進行糖化，能夠使原料中的澱粉完全糖化，糖化DE值可達到95%以上。3、採用先進行糟渣分離而後發酵工藝順序，有效地克服了，發酵醪液粘稠導致發酵時間延長，發酵強度低，發酵成熟醪總糖、殘糖偏高，動力消耗大，影響粗餾等問題。本工藝發酵周期只需30 36h，比現有技術縮短2 0%以上；發酵強度可達到2. 4g/(L -h)以上， 比現有技術提高20%以上，發酵醪液含酒量達到15% ( ν/ν)以上，為縮短蒸餾周期，減少蒸餾動力消耗創造了前提條件。4、增加了糟渣洗滌工序，將含糖15 18%的二級糖化液用於酒母的培養，含糖 3 5%的殘糖液全部回用，蒸餾清液、殘液大部回用，由此大大減少了廢液的排放及水資源的浪費，而且設備利用率可提高20%以上，排放COD約8000mg/L、BOD約4000mg/L、固形物約洲，蒸汽消耗在2. 4噸以下。
具體實施例方式本發明的澱粉質原料酒精生產工藝包括原料粉碎拌和、噴射液化、完全糖化、糟渣分離、含糖糟渣洗滌、發酵和蒸餾八個步驟，下面結合實施例對本發明的作以說明，
實施例一
本發明的澱粉質原料酒精生產工藝是按以下步驟進行 1)原料粉碎拌和取澱粉質原料進行粉碎，粉碎成粒徑不大於0. 2mm的顆粒，送入攪拌罐中，加水並加熱至60°C進行攪拌，然後以流加的方式加入液化酶，使液化酶均勻的分散在原料與水混合的料漿中，繼續攪拌均勻，製成混合料漿，其中加水量為粉碎原料質量的2倍，液化酶的流加量為10U/g原料。該步以較高的溫度進行拌和，並採用流加撒入的方式添加液化酶，有利於澱粉的吸水膨脹，減少液化酶的消耗，縮短液化時間和原料的充分液化。2)噴射液化將製備的混合料漿送入噴射液化設備中噴射液化，噴射液化分兩級進行，先漿混合料漿加熱至90°C進行一級噴射液化，噴射液化時間為Ih後，再加熱升溫至100 105°C進行二級噴射液化，噴射液化時間為池。通過兩級噴射，並在較高的溫度下液化，使原料在液化酶的作用下熟化成為稀糊狀，然後進行真空冷卻降溫至60 65°C，製成液化料漿備用。3)完全糖化將製備的液化料漿送入糖化罐中，按照170 U/g粉碎原料的加入量加入糖化酶攪拌均勻，進行糖化，糖化溫度控制在60 65°C，糖化時間為6小時，由於採用了較高的糖化溫度，使液化料漿得到完全糖化，糖化DE值可達到95%以上，製得糖化醪。4)糟渣分離將糖化醪送入板框壓濾機進行糟渣分離，分離出含糖質量百分比濃度為25%的一級糖化液和含糖糟渣，一級糖化液作為發酵原液，含糖糟渣再進行洗滌，以避免殘糖排放，造成浪費和環境汙染。5)洗滌含糖糟渣將含糖糟渣進行兩道加水洗滌和壓濾機過濾，一道洗滌接取含糖質量百分比濃度為15 18%的二級糖化液用於酒母的培養，二道洗滌濾接取含糖質量百分比濃度在3 5%的殘液，用於驟1)中粉碎原料液化的用水，其中，含糖糟渣洗滌溫度應控制在65 70°C範圍內，洗滌用水可採用清水或/和酒精生產過程中產生的蒸餾清液或/ 和含糖糟渣二道洗滌的殘液或/和蒸餾工序產生的蒸餾殘液或/和蒸煮工序產生的真空冷卻水，既可節約水資源的消耗，也可減少廢水的排放。6)製備酒母培養液在培養容器內注入步驟5)中製備的二級糖化液，並按每立方二級糖化液30克的比例加入酒母，在30 32°C溫度條件下，在二級糖化液和酒母的混合液中連續通風，培養6小時，製得酒母培養液備用；
7)發酵和蒸餾將質量百分比濃度為25%的一級糖化液冷卻至30 36°C送入發酵罐內，按一級糖化液質量的50%加入酒母培養液進行發酵，發酵溫度保持在30 36°C，發酵時間為36h，製得含酒量15% ( ν/ν)以上酒精醪，由於採用糟渣分離後的糖化液進行發酵，因而克服了用糖化醪直接發酵而帶來粘稠度高，發酵強度低，發酵成熟醪總糖、殘糖偏高等問題，本工藝發酵強度能達到2.4g/(L*h)以上。然後按照常規方法將酒精醪進行離心處理和蒸餾即製得酒精，蒸餾過程產生的蒸餾清液回回收可用於步驟1)中的拌料用水，殘液水回收可用於含糖糟渣的洗滌，得到的酵母等可回用可做飼料。採用該工藝進行澱粉質原料酒精的生產，設備利用率可提高20%以上，排放COD約8000mg/L、BOD約4000mg/L、固形物約2%，蒸汽消耗可在2. 4噸以下。上述方法中所使用的液化酶、糖化酶和酒母均可在市場上直接購買，其中液化酶薦用由向諾維信(中國)生物科技有限公司生產的利可來耐高溫SC型液化酶；糖化酶薦用諾維信蘇州宏達合資公司出產的蘇宏糖化酶475製劑。實施例二
該實施例澱粉質原料酒精生產工藝與實施例一基本相同，其區別僅在於步驟1)中液化酶的流加量為12. 5U/g粉碎原料；步驟2)中二級噴射液化時間為1. 5h ；步驟3)中按照 180 U/g原料的加入量加入糖化酶，糖化時間為4小時；步驟6)中酒母的加入量為按每立方二級糖化液40克，培養時間為7小時；步驟7)中發酵時間為33h。實施例三
該實施例澱粉質原料酒精生產工藝與實施例一基本相同，其區別僅在於步驟1)中液化酶的流加量為15U/g原料；步驟2)中二級噴射液化時間為Ih ；步驟3)中按照190 U/g 原料的加入量加入糖化酶，糖化時間為2小時；步驟6)中酒母的加入量為按每立方二級糖化液50克，培養時間為8小時；步驟7)中發酵時間為30h。
權利要求
1. 一種澱粉質原料酒精生產工藝，其特徵在於它是按以下步驟進行1)取澱粉質原料進行粉碎，粉碎成粒徑不大於0.2mm的顆粒，送入混合罐中，加水並加熱至60°C進行攪拌，然後以流加的方式加入液化酶，攪拌均勻製成混合料漿備用，其中加水量為粉碎原料質量的2倍，液化酶的流加量為10-15U/g粉碎原料；2)將製備的混合料漿送入噴射液化設備中進行兩級噴射液化，一級噴射液化溫度為 900C，液化時間為lh，二級噴射液化溫度為100 105°C，液化時間為1 池，然後經真空冷卻降溫至60 65 °C製成液化料漿備用；3)將製備的液化料漿送入糖化罐中，加入糖化酶攪拌均勻進行糖化，糖化溫度為60 65°C，糖化時間為2 6小時，製得糖化醪備用，其中糖化酶加入量為170-190 U/g粉碎原料；4)將糖化醪送入板框壓濾機進行糟渣分離，分離出質量百分比濃度為25%的一級糖化液和含糖糟渣備用；5)將含糖糟渣進行兩道加水洗滌，一道洗滌製得含糖質量百分比濃度為15 18%的二級糖化液用於酒母的培養，二道洗滌濾得含糖質量百分比濃度在3 5%的殘糖液用於洗滌用水或步驟1)中粉碎原料液化用水，其中，含糖糟渣洗滌溫度控制在65 70°C範圍內，洗滌用水採用清水或/和含糖糟渣二道洗滌濾得的殘糖液或/和酒精生產過程中產生的蒸餾殘液或/和酒精生產過程中產生的真空冷卻水；6)在培養容器內注入步驟5)中製備的二級糖化液，並按每立方二級糖化液30 50克的比例加入酒母，在30 32°C溫度條件下，通風培養6 8小時，製得酒母培養液備用；7)將一級糖化液冷卻至30 36°C送入發酵罐內，按一級糖化液質量的_加入酒母培養液進行發酵，發酵溫度保持在30 36°C，發酵時間為30-36h，然後按照常規方法進行離心處理和蒸餾即可，蒸餾過程產生的蒸餾清夜和真空冷卻水回收用於含糖糟渣的洗滌。
全文摘要
本發明公開了一種澱粉質原料酒精生產工藝，其主要特點是在較高的溫度下對澱粉質原料進行液化和完全糖化，並在發酵之前進行糟渣分離、洗滌，利用含糖質量百分比濃度為25%的糖化液進行發酵，實現了高濃度醪液發酵，大大縮短了發酵時間，降低了總糖、殘糖以及COD、BOD和固形物的排放，並具設備利用率高、蒸汽消耗少等優點，該生產工藝適用於小麥、玉米、大米、紅薯幹、木薯等澱粉質原料酒精的生產。
文檔編號C12P19/14GK102250964SQ201110140869
公開日2011年11月23日 申請日期2011年5月30日 優先權日2011年5月30日
發明者宋峰, 康新凱, 李曉, 王景勝, 董青山, 韓家林 申請人:河南天冠企業集團有限公司