穀物類澱粉質原料蒸汽爆破生產乙醇新方法
2023-09-14 15:39:50 1
專利名稱：穀物類澱粉質原料蒸汽爆破生產乙醇新方法
技術領域：
本發明屬於生物乙醇生產技術領域，具體涉及一種穀物類澱粉質原料蒸汽爆破生 產乙醇的新方法。
背景技術：
穀物類澱粉質原料包括小麥、玉米、大米、高粱等，生產乙醇或燃料乙醇是穀物類 澱粉質原料精深加工的重要內容，也為乙醇或燃料乙醇在食品、能源、化工等領域的應用奠 定了必要的、充足的物質基礎。目前乙醇或燃料乙醇的生產主要採用小麥、玉米、大米等穀物類澱粉質原料，我國 年產乙醇約400萬噸、燃料乙醇近200萬噸，生產乙醇或燃料乙醇是穀物類澱粉質原料轉化 及精深加工的重要途徑。當前利用小麥、玉米、大米等穀物類澱粉質原料生產乙醇或燃料乙 醇過程中，主要的工藝過程包括原料粉碎、蒸煮、糖化、發酵和蒸餾等5個關鍵步驟。粉碎包 括幹法粉碎和溼法粉碎，粉碎後的物料顆粒小、蒸煮時與蒸汽接觸均勻、易於轉化和利用； 蒸煮包括連續蒸煮、半連續蒸煮和間歇蒸煮，蒸煮後物料由生料成為熟料，生澱粉進行了糊 化，便於糖化，同時原料被滅菌成為無菌；糖化包括連續糖化和間歇糖化，可採用包括澱粉 酶、糖化酶等在內的多種酶的作用使原料轉化為還原糖；發酵就是在酵母菌的作用下，將還 原糖轉化成乙醇的過程；蒸餾就是將乙醇通過揮發性的不同在加熱的方式下分離出來。在傳統的乙醇生產中，粉碎、蒸煮這兩個步驟對下遊工藝中原料的糖化、發酵效果 有重大的影響。當前生產技術中的原料粉碎和蒸煮兩個步驟能耗較高、自動化程度低、工藝 複雜、設備佔地面積大，工藝持續時間長、人力投入大。
發明內容
本發明的目的在於提供一種節省時間和成本的穀物類澱粉質原料蒸汽爆破生產 乙醇新方法。本發明採用以下技術方案
穀物類澱粉質原料蒸汽爆破生產乙醇新方法，將穀物類澱粉質原料預處理，然後進行 蒸汽爆破，蒸汽壓力為1 4kPa，維持壓力時間為2 120秒，爆破時間為0. 00875 1秒， 將爆破物料收集，然後進行糖化、發酵生產乙醇。所述蒸汽爆破的具體過程為將預處理後的穀物類澱粉質原料送入並裝滿爆缸， 封閉爆缸，將210-240°C飽和蒸汽通入爆缸，維持壓力後打開爆缸進行爆破。所述預處理為穀物類澱粉質原料晾乾。所述穀物類澱粉質原料為小麥、玉米、大米和高粱中的一種或多種。本發明採用一步蒸汽爆破工藝代替了原來的粉碎和蒸煮兩步工藝，採用一步蒸汽 爆破，穀物類澱粉質原料在蒸汽爆破時在巨大的內外壓差下發生爆裂，成為漿狀，實現了整 粒爆碎，同時使原料由生變熟，起到了蒸煮的作用，還起到了高溫滅菌的作用，使原料由有 菌變成無菌，為下一步進行水解糖化奠定了基礎。
本發明的一步蒸汽爆破使得處理時間由原來的0. 5 1個小時，降低到現在的 2 120秒，能耗降低80 98%，粉塵排放減少90 100% ；設備由原來的粉碎機、蒸煮鍋簡 化為1個蒸汽爆破機，操作人員減少2 3倍，設備佔地面積減少70 90%，設備投入成本 減少10 30% ；使自動化程度顯著提高，工作環境明顯改善。本發明穀物類澱粉質原料蒸汽爆破生產乙醇新方法的應用，能夠提高工藝的自動 化，降低產品的生產成本，可以使生產成本降低10 30%，還可以節約生產資源和空間，起 到節能減排、提高經濟效益的重要作用。
具體實施例方式實施例1
穀物類澱粉質原料蒸汽爆破生產乙醇新方法，將小麥自然晾乾，然後送入並裝滿爆缸， 封閉爆缸，將壓力為4kPa、溫度為210°C的飽和蒸汽通入爆缸，維持壓力2秒後打開爆缸進 行0. 00875秒爆破；將爆破物料收集，測得澱粉水解糖的得率達到95%，放線菌、黴菌、酵母 等檢出率為0，然後進行糖化、發酵生產乙醇。實施例2
穀物類澱粉質原料蒸汽爆破生產乙醇新方法，將玉米和高粱的混合物自然晾乾，然後 送入並裝滿爆缸，封閉爆缸，將壓力為lkPa、溫度為230°C的飽和蒸汽通入爆缸，維持壓力 120秒後打開爆缸進行1秒爆破；將爆破物料收集，測得澱粉水解糖的得率達到96%，放線 菌、黴菌、酵母等檢出率為0，然後進行糖化、發酵生產乙醇。實施例3
穀物類澱粉質原料蒸汽爆破生產乙醇新方法，將大米和高粱的混合自然晾乾，然後送 入並裝滿爆缸，封閉爆缸，將壓力為3kPa、溫度為240°C的飽和蒸汽通入爆缸，維持壓力60 秒後打開爆缸進行0. 5秒爆破；將爆破物料收集，測得澱粉水解糖的得率達到98%，放線菌、 黴菌、酵母等檢出率為0，然後進行糖化、發酵生產乙醇。
權利要求
1.穀物類澱粉質原料蒸汽爆破生產乙醇新方法，其特徵在於將穀物類澱粉質原料預 處理，然後進行蒸汽爆破，蒸汽壓力為1 4kPa，維持壓力時間為2 120秒，爆破時間為 0. 00875 1秒，將爆破物料收集，然後進行糖化、發酵生產乙醇。
2.如權利要求1所述的穀物類澱粉質原料蒸汽爆破生產乙醇新方法，其特徵在於所 述蒸汽爆破的具體過程為將預處理後的穀物類澱粉質原料送入並裝滿爆缸，封閉爆缸，將 210-240°C飽和蒸汽通入爆缸，維持壓力後打開爆缸進行爆破。
3.如權利要求1或2所述的穀物類澱粉質原料蒸汽爆破生產乙醇新方法，其特徵在於 所述預處理為穀物類澱粉質原料晾乾。
4.如權利要求3所述的穀物類澱粉質原料蒸汽爆破生產乙醇新方法，其特徵在於所 述穀物類澱粉質原料為小麥、玉米、大米和高粱中的一種或多種。
全文摘要
本發明屬於生物乙醇生產技術領域，具體涉及一種穀物類澱粉質原料蒸汽爆破生產乙醇的新方法。該方法將穀物類澱粉質原料預處理，然後進行蒸汽爆破，蒸汽壓力為1～4kPa，維持壓力時間為2～120秒，爆破時間為0.00875～1秒，將爆破物料收集，然後進行糖化、發酵生產乙醇。本發明穀物類澱粉質原料蒸汽爆破生產乙醇新方法的應用，能夠提高工藝的自動化，降低產品的生產成本，可以使生產成本降低10～30%，還可以節約生產資源和空間，起到節能減排、提高經濟效益的重要作用。
文檔編號C12P7/06GK102002516SQ20101053639
公開日2011年4月6日 申請日期2010年11月9日 優先權日2010年11月9日
發明者於富強, 於正道, 任天寶, 宋安東, 張洋, 張百良, 王風芹, 謝慧, 邱盼 申請人:河南農業大學, 鶴壁正道生物能源有限公司