CN101319233B - 一种用薯类制备乙醇的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及乙醇制备领域，公开了一种用薯类制备乙醇的方法。它基于乙醇制备装置，其特征在于，制备方法包括以下步骤：预处理；拌料；液化；除砂；生成乙醇。本发明将除砂步骤放置在液化之后，采用三级除砂工艺，工艺布置合理，除砂效果明显，乙醇收率高。

Description

一种用薯类制备乙醇的方法

技术领域

本发明涉及乙醇制备领域，尤其涉及一种用薯类制备乙醇的方法。

背景技术

目前，以木薯干或薯干为原料生产燃料乙醇的存在料浆除砂问题。一般料浆除砂工艺，均采用沟或槽进行人工间歇除砂的工艺，且除砂步骤选定在薯干粉调浆后进行。采用这种用薯类制备乙醇的方法中，砂子的去除率仅为30％左右，而且砂子中夹杂有大量的淀粉也随砂子一起被丢弃，造成淀粉浪费和酒精收率降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用薯类制备乙醇的方法，它能够将砂子的去除率由目前的30％提高到90％以上，减少淀粉的浪费，提高乙醇的收率。

为了达到上述发明目的，本发明采用以下方案予以实现：一种用薯类制备乙醇的方法，基于乙醇制备装置，该装置包括拌料桶、液化罐、砂水分离器、糖化罐，其特征在于，制备方法包括以下步骤：

预处理：将薯类中的杂物和霉变部分去除干净，粉碎，过筛，得到薯粉；

拌料：在拌料桶里将薯干粉与60-65℃热水，按照比例1∶2.8～1∶3.2混合，同时加入α-淀粉酶，比例为1g薯粉加入17～20μg α-淀粉酶，搅拌均匀，进入液化罐；

液化：在搅拌状态下升温至90～93℃，再加入α-淀粉酶，比例为1g薯粉加入33～40μg α-淀粉酶，继续搅拌，液化50～60分钟，然后升温至100～105℃灭酶，得到液化浆料，进入砂水分离器；

除砂：液化浆料保持在85～95℃下，搅拌沉降，进行砂水分离，得到沉降物和上清液；

生成乙醇：上清液糖化、发酵、蒸馏，得到乙醇，所述除砂步骤中，采用三个砂水分离器，进行三级砂水分离，具体为：液化浆料进入第一级砂水分离器，搅拌沉降，得到：第一级上清液溢流进入糖化罐，第一级沉降物排入第二级砂水分离器；洗涤第一级沉降物，搅拌沉降，得到：第二级上清液溢流进入拌料桶，第二级沉降物排入第三级砂水分离器；洗涤第二级沉降物，缓慢搅拌沉降，得到：第三级上清液溢流进入第二级砂水分离器，第三级沉降物排出。

本发明的更进一步特点在于，所述除砂步骤中的搅拌沉降，其搅拌速度为30～40r/min。所述第三级砂水分离器中通入热水进行洗涤。

下面为本申请的除砂对比实验情况说明：

1、除砂工艺位置选择。

(1)除砂步骤设置在拌料后，由于料浆中有很多淀粉颗粒与砂子重量相同，当砂子沉降时淀粉颗粒也同时沉降，造成后工序淀粉与砂子分离困难。另一方面，拌料后除砂，由于此时料浆粘度较大，砂子被料液夹持，因此，砂子沉降不彻底。

(2)除砂步骤设置在液化后，当料浆经α-淀粉酶液化后，溶液粘度明显降低，淀粉颗粒已经液化，此时再用沉降法很容易分离出砂子，而砂子中几乎淀粉含量为零。因此，本发明除砂位置选定在液化后。

2、除砂方式的选择。

在本试验中，发明人选择了两种除砂方法：静置法和旋流法，结果表明：静置法中，由于砂子比重大，很容易沉降；旋流法是溶液在离心力作用下除砂，虽然溶液中的固形物可以分离，但有少部分的砂子上浮随溶液进入下一工序，影响砂子的分离效果。发明人通过试验：利用静置法，在轻微搅拌下，固形物下沉，砂子很容易与溶液分离。

本发明具有以下优点：

(1)、除砂位置选定在液化后进行。一方面，由于液化后料浆的粘度降低，有利于砂子与料浆分离；另一方面，由于液化后料浆的主要成分99.9％是糊精，糊精较淀粉更容易溶于热水，因此，采用热水对沉降物洗涤，可以大大减少淀粉的浪费。

(2)、采用缓慢搅拌状态下的沉降方式。由于料浆浓度较高，糊精在静止沉降状态下很容易析出分层，最终与砂子共同成为沉降物被螺旋绞出。由于砂子的沉降速度远远大于糊精，实验证明：采用30～40r/min搅拌速度对料浆进行搅拌，结果是糊精不会分层，而砂子的沉降不会受到影响。

(3)、对砂子进行二级逆流洗涤。由于本发明采用三级砂水分离，第三级砂水分离器中的砂子采用90℃热水洗涤，第二级砂水分离器中的砂子采用第三级砂水分离器中洗涤液对砂子进行洗涤，洗涤液最终去前工序拌料桶拌料。这样既回收了淀粉，又节约了水资源。

采用本发明，料浆中砂子的去除率高达95％～98％，砂子的分离效率高；分离砂子中夹杂淀粉量少，砂子中淀粉含量少于1‰；由于除砂装置位于液化后(料浆温度85～95℃)，因此，分离液体不会感染杂菌；该工艺技术全过程连续生产，分离洗净后的砂子连续排出。

附图说明

下面结合附图说明和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

图1本发明采用的砂水分离器结构示意图，其中：1为料浆入口，2为溢流口，3为搅拌器，4为箱体，5为螺旋绞出装置；

图2本发明的三级砂水分离工艺流程图。

具体实施方式

实施例1：

预处理：将木薯干中的杂物和霉变部分去除干净，粉碎，通过1.5mm筛网，得到木薯粉；

拌料：在拌料桶中，将木薯粉与60℃热水，按照1∶3.158混合，同时加入α-淀粉酶，比例为1g木薯粉加入17μg α-淀粉酶，搅拌均匀，进入液化罐；

液化：在搅拌状态下升温至90℃，再加入α-淀粉酶，比例为1g木薯粉加入33μg α-淀粉酶，继续搅拌，液化50分钟，得到液化浆料，进入砂水分离器；

除砂：将液化浆料保持在85℃下，搅拌沉降，搅拌速度为30r/min，然后分离砂子，砂子用90℃热水分两次洗涤砂子。溢流出的上清液糖化、发酵、蒸馏，得到乙醇。

最后，将砂子干燥称量，计算除砂效率为95％。

实施例2：

预处理：将薯干中的杂物和霉变部分去除干净，粉碎，通过1.5mm筛网，得到木薯粉；

拌料：将薯粉与65℃热水，按照一定的物料比(采用物料比为1∶2.809)混合，同时加入α-淀粉酶，比例为1g薯粉加入17μgα-淀粉酶，搅拌均匀，进入液化罐；

液化：在搅拌状态下升温至105℃，再加入α-淀粉酶，比例为1g木薯粉加入40μg α-淀粉酶μg/g木薯粉，继续搅拌，液化1h，得到液化浆料，进入砂水分离器；

除砂：将液化浆料保持在95℃下，采用三级除砂，搅拌沉降，搅拌速度为40r/min，然后分离砂子，砂子用90℃热水分两次洗涤砂子。溢流出的上清液糖化、发酵、蒸馏，得到乙醇。

最后将砂子干燥称量，计算除砂效率为98％。

下面结合附图对本发明的三级砂水分离工艺做进一步详细说明。

参照图1，为砂水分离器结构示意图，液化后料浆从料浆入口1进入箱体4，在搅拌器3缓慢搅拌作用下，砂子借重力沉入螺旋绞出装置5的沉降液被螺旋绞出。分离砂子后的上清液通过溢流口(2)流出。

参照图2，在三级砂水分离工艺中，液化料浆首先进入第一级砂水分离器，在缓慢搅拌作用下，砂子经静力沉降于砂水分离器的底部，形成第一级沉降物，连续螺旋排入第二级砂水分离器，第一级上清液溢流进入料浆贮箱，用泵连续送往糖化罐，后续工序糖化、发酵、蒸馏，生产酒精。由于第一级砂水分离器排出第一级沉降物中，含有砂子和大量的糊精，因此第一级沉降物必须进行洗涤，洗涤分为两次。初次糊精洗涤在第二级砂水分离器中进行，通过泵连续通入来自第一洗水贮箱，开启搅拌器缓慢搅拌，砂子沉降在第二级砂水分离器底部，形成第二级沉降物，排入第三级砂水分离器，第二级上清液溢流进入第二洗水贮箱，并用泵送往拌料桶，在拌料工序回收。在三级砂水分离器中加入90℃热水，缓慢搅拌，进行二次洗涤，洗净后的砂子位于第三级砂水分离器底部成为第三级沉降物，直接排出，第三级上清液溢流进入第一洗水贮箱，用泵送往二级砂水分离器。第三级砂水分离器中加入的90℃热水可以来自蒸馏塔的底部。在三级砂水分离器中搅拌的速度控制在30～40r/min。

Claims (3)

1.一种用薯类制备乙醇的方法，基于乙醇制备装置，该装置包括拌料桶、液化罐、砂水分离器、糖化罐，其特征在于，制备方法包括以下步骤：

预处理：将薯类中的杂物和霉变部分去除干净，粉碎，过筛，得到薯粉；

拌料：在拌料桶里将薯干粉与60-65℃热水，按照比例1∶2.8～1∶3.2混合，同时加入α-淀粉酶，比例为1g薯粉加入17～20μg α-淀粉酶，搅拌均匀，进入液化罐；

液化：在搅拌状态下升温至90～93℃，再加入α-淀粉酶，比例为1g薯粉加入33～40μg α-淀粉酶，继续搅拌，液化50～60分钟，然后升温至100～105℃灭酶，得到液化浆料，进入砂水分离器；

除砂：液化浆料保持在85～95℃下，搅拌沉降，进行砂水分离，得到沉降物和上清液；

生成乙醇：上清液糖化、发酵、蒸馏，得到乙醇，所述除砂步骤中，采用三个砂水分离器，进行三级砂水分离，具体为：液化浆料进入第一级砂水分离器，搅拌沉降，得到：第一级上清液溢流进入糖化罐，第一级沉降物排入第二级砂水分离器；洗涤第一级沉降物，搅拌沉降，得到：第二级上清液溢流进入拌料桶，第二级沉降物排入第三级砂水分离器；洗涤第二级沉降物，缓慢搅拌沉降，得到：第三级上清液溢流进入第二级砂水分离器，第三级沉降物排出。

2.根据权利要求1所述的一种用薯类制备乙醇的方法，其特征在于，所述除砂步骤中的搅拌沉降，其搅拌速度为30～40r/min。

3.根据权利要求1所述的一种用薯类制备乙醇的方法，其特征在于，所述第三级砂水分离器中通入热水进行洗涤。

Images