一種利用白酒丟糟與秸稈生產酒精的方法
2023-06-11 00:08:11
專利名稱：一種利用白酒丟糟與秸稈生產酒精的方法
技術領域：
本發明涉及一種利用白酒丟糟與秸稈生產酒精的方法，屬於農副產品深度加工發酵製備酒精領域。
背景技術：
我國是一個酒類生產和消費大國，酒類生產的同時產生了數量巨大的發酵丟糟及釀酒原料副產物秸稈。由於丟糟中含有大量的有機物，如澱粉、纖維素和有機酸等，將酒糟作為廢物丟棄，既浪費資源，又造成嚴重的環境汙染壓力，秸稈同樣存在類似的問題。目前國內白酒丟糟的主要利用方式包括用於原酒再生產、製取甘油、培養食用菌、提取製備植酸等活性物質、發酵回收沼氣、生產飼料蛋白等等。然而，在這些處理方式中，除了用作飼料、農肥之外，其他方法大都難以從根本上解決酒糟的最終去向問題，而且有可能產生更多的糟渣。加之丟糟成分複雜，含水量高，不易儲存又有不易利用的稻殼等發酵填充物，所以白酒丟糟的利用仍存在一定的困難。隨著化石能源的枯竭，價格的上漲，以及環境溫室效應的日趨嚴重，當今社會的發展需尋求一種可再生的廉價的清潔能源作為替代品，乙醇被認為是理想的替代品之一。可變性燃料乙醇和汽油以一定比例混合作為汽車燃料，可提高燃燒辛烷值，增加抗暴性能。乙醇中含有35%的氧，用乙醇作燃料，可減少燃燒粉塵和氮氧化物的排放，且生物質燃料乙醇中的碳來源於植物對大氣中(X)2的固定，被利用後又回到大氣中，不會增加大氣中的CO2含量，是一種可循環的清潔能源。宋安東等報導了利用酒糟生物質發酵生產燃料乙醇的試驗研究[農業工程學報.2003,19 ) :278-281],其主要內容為採用複合酶直接轉化白酒丟糟進行乙醇發酵， 但其研究結果顯示，直接利用白酒丟糟發酵生產乙醇的澱粉及纖維素的得率分別為2%和 4%，其利用率都較低。其次，劉躍紅等對濃硫酸降解白酒丟糟的條件進行了研究[濃硫酸降解白酒丟糟製備降解糖液的條件研究.中國釀造.2011，(01) :82-85.]，但該文獻只涉及到對白酒丟糟從預處理到糖化降解的工藝，並未涉及到秸稈的使用，也未涉及到降解糖的分離回收和酒精發酵等過程，沒有充分利用農副產品的廢棄生物質資源。
發明內容
本發明的目的是針對現有技術的不足而提供一種利用白酒丟糟與秸稈生產酒精的方法，其特點是利用白酒丟糟和秸稈的糖化水解、中和發酵生產酒精，充分利用農副產品的廢棄資源，變廢為寶。本發明的目的由以下技術措施實現，其中所述原料份數除特殊說明外，均為質量份數。利用白酒丟糟與秸稈生產酒精的方法包括以下工藝步驟(1)秸稈粉碎用錘式粉碎機將秸稈進行微細粉碎，要求其90%以上能通過10目分樣篩；
(2)濃硫酸糖化及水解取白酒丟糟與秸稈按1 0.6 1質量比例混合，混合物與濃度80wt % H2SO4 按1 1 1. 5質量與體積比例，攪拌糖化30 40min，加水至液體中硫酸濃度為20 25wt%，於沸水浴中水解100 120min ；(3)酸糖液的中和將上述糖化水解液過濾，酸渣用溫度80°C的熱水衝洗2次並收集洗滌液，合併洗滌液；洗滌液用碳酸鈣中和沉澱，沉澱物經壓榨過濾後收集糖液，用溫度80°C熱水洗滌沉澱物2次後合併洗滌糖液，並將上述收集的糖液和洗滌糖液合併；(4)降解糖液的酒精發酵將上述收集糖液和洗滌糖液經減壓濃縮至濃度為6 8%的濃縮液，濃縮液與濃度為10 12%澱粉糖液按等體積混合，用酸調節PH至3. 5 4，添加1600單位/ml青黴素；按10%的接種量接入酵母種子液，於溫度25 30°C下恆溫發酵，每1 測量發酵液剩餘葡萄糖濃度，在葡萄糖濃度低於lg/100ml，用含葡萄糖濃度30%的補料培養基，補料培養基為上述濃縮液與澱粉糖液的混合物，將發酵液葡萄糖濃度控制在4g/100ml，發酵7-9 天，獲得酒精濃度為9 llg/100ml。性能測試採用精餾方法提純的酒精溶液乙醇體積濃度為90 95%，甲醇含量為0. 3 0. 5g/L，雜醇油含量為0. 2 0. 3g/L。外觀透明，無沉澱，無懸浮物；蒸發後的殘渣物為 0. 001 0. 0015g/L,乙醇與水混合試驗合格。本發明具有如下的優點1、本發明為白酒丟糟和秸稈的利用提供了新的途徑。2、白酒丟糟直接與秸稈混合，可提高降解液的糖濃度，並減少丟糟存放及秸稈焚燒等帶來的環境汙染。3、本發明採用的硫酸降解白酒丟糟及秸稈的糖化水解、中和發酵工藝，獲得糖化率為30 ；4、本發明採用的半連續酒精發酵，葡萄糖利用率高、酒精產率高。半連續發酵7 9天，酒精濃度為9 llg/100ml。
圖1為本發明還原糖濃度與酒精產量變化曲線圖。圖2為本發明還原糖濃度與酒精產量變化曲線圖。圖3為本發明還原糖濃度與酒精產量變化曲線圖。
具體實施例方式下面通過實施例對本發明進行具體的描述，有必要在此指出的是本實施例只用於對本發明進行進一步說明，不能理解為對本發明保護範圍的限制，該領域的技術熟練人員可以根據上述本發明的內容對本發明作出一些非本質的改進和調整。實施例1本實例所用白酒丟糟為四川水井坊股份有限公司提供的一次丟糟，秸稈為成都郊區收集的稻杆。(1)秸稈粉碎用錘式粉碎機將秸稈進行微細粉碎，要求其90%以上能通過10目分樣篩；(2)濃硫酸糖化及水解取白酒鮮丟糟與秸稈按1 0. 6質量比例混合，混合物與濃度80wt % H2SO4按 1 1質量與體積比例，攪拌糖化30min，加水至液體中硫酸濃度為20wt%，於沸水浴中水解 IOOmin ；(3)酸糖液的中和將上述糖化水解液過濾，酸渣用溫度80°C的熱水衝洗2次並收集洗滌液，合併洗滌液；洗滌液用碳酸鈣中和，沉澱物經壓榨過濾後收集糖液，用溫度80°C熱水洗滌鈣渣2次後合併洗滌糖液，並將收集糖液和洗滌糖液合併；(4)降解糖液的酒精發酵將上述收集糖液和洗滌糖液經減壓濃縮至濃度為6 %的濃縮液，濃縮液與澱粉糖液濃度為10%等體積混合，調PH至3. 5 4，添加1600單位/ml青黴素；按10%的接種量接入酵母種子液，於溫度25°C下恆溫發酵，每1 測量發酵液剩餘葡萄糖濃度，在葡萄糖濃度低於lg/100ml，用含葡萄糖濃度30 %的補料培養基，補料培養基為上述濃縮液與澱粉糖液的混合物，將發酵液葡萄糖濃度控制在4g/100ml，發酵8. 5天，獲得酒精濃度為 9.54g/100ml。實施例2本實例所用白酒丟糟為四川水井坊股份有限公司提供的一次丟糟，秸稈為成都郊區收集的稻杆。(1)秸稈粉碎用錘式粉碎機將秸稈進行微細粉碎，要求其90%以上能通過10目分樣篩；(2)濃硫酸糖化及水解取白酒鮮丟糟與秸稈按1 1質量比例混合，混合物與濃度80wt 1^H2SO4按 1 1.5質量與體積比例，攪拌糖化40min，加水至液體中硫酸濃度為25wt%，於沸水浴中水解 120min ；(3)酸糖液的中和將上述糖化水解液過濾，酸渣用溫度80°C的熱水衝洗2次並收集洗滌液，合併洗滌液；洗滌液用碳酸鈣中和，沉澱物經壓榨過濾後收集糖液，用溫度80°C熱水洗滌鈣渣2次後合併洗滌糖液，並將收集糖液和洗滌糖液合併；(4)降解糖液的酒精發酵將上述收集糖液和洗滌糖液經減壓濃縮至濃度為8 %的濃縮液，濃縮液與澱粉糖液濃度為12 %等體積混合，調pH至3. 5 4，添加1600單位/ml青黴素；按10 %的接種量接入酵母種子液，於溫度30°C下恆溫發酵，每1 測量發酵液剩餘葡萄糖濃度，在葡萄糖濃度低於lg/100ml，用含葡萄糖濃度30%的補料培養基，補料培養基為上述濃縮液與澱粉糖液的混合物，將發酵液葡萄糖濃度控制在4g/100ml，發酵9天，獲得酒精濃度為10. 6g/100ml。實施例3本實例所用白酒丟糟為四川水井坊股份有限公司提供的一次丟糟，秸稈為成都郊區收集的稻杆。(1)秸稈粉碎用錘式粉碎機將秸稈進行微細粉碎，要求其90%以上能通過10目分樣篩；(2)濃硫酸糖化及水解取白酒鮮丟糟與秸稈按1 0. 8質量比例混合，混合物與濃度80wt % H2SO4按 1 1.2質量與體積比例，攪拌糖化35min，加水至液體中硫酸濃度為22wt%，於沸水浴中水解 IlOmin ；(3)酸糖液的中和將上述糖化水解液過濾，酸渣用溫度80°C的熱水衝洗2次並收集洗滌液，合併洗滌液；洗滌液用碳酸鈣中和，沉澱物經壓榨過濾後收集糖液，用溫度80°C熱水洗滌鈣渣2次後合併洗滌糖液，並將收集糖液和洗滌糖液合併；(4)降解糖液的酒精發酵將上述收集糖液和洗滌糖液經減壓濃縮至濃度為7 %的濃縮液，濃縮液與澱粉糖液濃度為11 %等體積混合，調PH至3. 5 4，添加1600單位/ml青黴素；按10 %的接種量接入酵母種子液，於溫度下恆溫發酵，每1 測量發酵液剩餘葡萄糖濃度，在葡萄糖濃度低於lg/100ml，用含葡萄糖濃度30%的補料培養基，補料培養基為上述濃縮液與澱粉糖液的混合物，將發酵液葡萄糖濃度控制在4g/100ml，發酵8天，獲得酒精濃度為10. 3g/100ml。
權利要求
1. 一種利用白酒發酵丟糟和秸稈生產酒精的方法，其特徵在於該方法包括以下步驟(1)秸稈粉碎用錘式粉碎機將秸稈進行微細粉碎，要求其90%以上能通過10目分樣篩；(2)濃硫酸糖化及水解取白酒丟糟與秸稈按1 0.6 1質量比例混合，混合物與濃度80wt 1^H2SO4按1 1 1. 5質量與體積比例，攪拌糖化30 40min，加水至液體中硫酸濃度為20 25wt%，於沸水浴中水解100 120min ；(3)酸糖液的中和將上述糖化水解液過濾，酸渣用溫度80°C的熱水衝洗2次並收集洗滌液，合併洗滌液； 洗滌液用碳酸鈣中和沉澱，沉澱物經壓榨過濾後收集糖液，用溫度80°C熱水洗滌沉澱物2 次後合併洗滌糖液，並將上述收集的糖液和洗滌糖液合併；(4)降解糖液的酒精發酵將上述收集糖液和洗滌糖液經減壓濃縮至濃度為6 8%的濃縮液，濃縮液與濃度為 10 12%澱粉糖液按等體積混合，用酸調節PH至3. 5 4，添加1600單位/ml青黴素；按 10%的接種量接入酵母種子液，於溫度25 30°C下恆溫發酵，每1 測量發酵液剩餘葡萄糖濃度，在葡萄糖濃度低於lg/100ml，用含葡萄糖濃度30 %的補料培養基，補料培養基為上述濃縮液與澱粉糖液的混合物，將發酵液葡萄糖濃度控制在4g/100ml，發酵7-9天，獲得酒精濃度為9 llg/100ml。
全文摘要
本發明公開了一種利用白酒丟糟和秸稈生產酒精的方法。其特點是將白酒鮮丟糟與粉碎後的秸稈按比例1∶0.6～1混合，混合物與濃度為80wt％H2SO4按1∶1～1.5的質量體積比例混合，攪拌糖化30～40min，加水至液體中硫酸濃度為20～25wt％，於沸水浴中水解100～120min；壓濾後，濾液中加入碳酸鈣中和並收集糖液，糖液經減壓濃縮後用於酒精發酵。本發明所得酸水解液還原糖濃度為3～5g/100ml，降解率0.3～0.5g(葡萄糖)/g(幹原料)。經中和、濃縮後糖液還原糖濃度為6～8g/100ml，加入酵母及補糖發酵後，最終酒精濃度可達9～11g/100ml。
文檔編號C12P7/10GK102250966SQ20111015975
公開日2011年11月23日 申請日期2011年6月15日 優先權日2011年6月15日
發明者劉躍紅, 吳正雲, 張文學, 李琪琦, 李瓊, 譚力 申請人:四川大學