CN101899477A - 一种利用木薯渣和鲜木薯浓醪酒精发酵的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用木薯渣和鲜木薯进行浓醪酒精发酵的方法。该方法是将木薯渣进行调浆，加液化酶，调节pH值，加温液化过滤，并将上述工艺过程反复进行，至液化滤液固形物重量含量达到22%～25%，用此滤液作为鲜木薯的粉碎液，粉碎得到的浆料初始总糖浓度达到22.5～24.5(g/100mL)，经液化、灭菌、糖化、浓醪发酵等工序，最后得到的发酵成熟醪酒度达到12.5%(v/v)以上。该方法有效提高了木薯酒精发酵中的初始总糖浓度，解决了浓醪发酵过程中料液粘度大、流动性差及传质效率低、难以实现连续生产和木薯淀粉生产过程产生的木薯渣得不到充分利用等问题。

Description

一种利用木薯渣和鲜木薯浓醪酒精发酵的方法

技术领域

本发明涉及一种以木薯渣和鲜木薯为原料浓醪酒精发酵方法。

背景技术

广西是我国酒精生产的主要产区，木薯是生产酒精的主要原料之一。使用木薯片做原料生产酒精的成本较高，一般都是使用鲜木薯作为原料生产酒精，存在的主要问题是一般酒精生产企业的发酵成熟醪的酒度是9.0％～9.5％ (v／v)，其设备利用率、劳动生产率、能源利用率偏低，生产成本较高。改进的方法是采用浓醪酒精发酵，该法特点是设备利用率高、蒸馏能耗少、生产成本低及酒糟易处理等。利用鲜木薯进行浓醪酒精发酵的前提是提高发酵初始总糖含量，但是要得到高浓度的木薯浆料比较困难，原因是木薯在粉碎过程中需要加入大量的水，降低了木薯浆料的初始总糖含量，若在粉碎工序加水少，会使鲜木薯难以粉碎，并导致发酵过程中浆料的流动性差，不利于进行连续发酵。

木薯淀粉生产中，一般每产一吨商品淀粉可得0.2吨的绝干木薯渣，木薯渣中含有大量的淀粉，以绝干计约为40%～45%，但渣中蛋白质含量很低，直接用作饲料效果差，木薯加工过程直接得到的木薯渣含有大量的水份，不利于运输，且木薯渣脱水较难，也一直困扰着对其进行综合开发，有些企业为了维持其正常的生产秩序，甚至以零价格出让给农民作肥料，故每年木薯淀粉生产中产生的木薯渣得不到充分的利用，废弃量非常大，既造成资源浪费，又严重污染环境，如何提高木薯渣的综合利用价值，把废渣变成宝，减少废渣对环境的污染，长期以来都是木薯淀粉行业一个亟待解决的课题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种以木薯渣和鲜木薯为原料浓醪酒精发酵方法，该方法有效提高了鲜木薯浓醪酒精发酵中初始总糖浓度，解决了浓醪发酵过程中料液粘度大、流动性差及传质效率低、难以实现连续生产和木薯渣残余淀粉得不到充分利用等问题。

解决上述技术问题的技术方案是：一种利用木薯渣和鲜木薯浓醪酒精发酵的方法，包括以下步骤：

（1）调浆：将粒度小于1.5mm的木薯渣调成浆料，要求绝干木薯渣重量含量在10%～15%，调pH为5.8～6.5，加入α-淀粉酶，α-淀粉酶添加量按每克绝干木薯渣20u～30u；

（2）液化、过滤：将加入α-淀粉酶的浆料加温至90℃～110℃，至浆料用碘液试验呈棕红色，过滤得滤液即液化液；

（3）再调浆、液化、过滤：在滤液中加入木薯渣使绝干木薯渣重量含量在8%～14%，调pH为5.8～6.5，补加α-淀粉酶，α-淀粉酶的添加量是第一次α-淀粉酶添加量的1/5～1/3；将加入α-淀粉酶的浆料加温至90℃～110℃，至浆料用碘液试验呈棕红色，过滤得滤液；

（4）重复步骤（3）再调浆、液化、过滤，直至得到固形物重量含量达到22%～25%的滤液；

（5）用液化液进行鲜木薯粉碎调浆：将鲜木薯与步骤（5）得到的滤液按重量比1:（1.1～1.2）的比例进行混合粉碎，粉碎后鲜木薯粒度小于1.5mm，得到鲜木薯浆料；

（6）液化、灭菌、糖化、浓醪酒精发酵：调节步骤（5）得到的鲜木薯浆料的pH5.8～6.5，按步骤（5）中投料的鲜木薯中每克绝干木薯加入α-淀粉酶10u～15u；将浆料加热至90℃～95℃液化1.5h～2h；升温至110℃～115℃下灭菌、灭酶20min～30 min；冷却至55℃～60℃，调节pH 4～4.5，按浆料中每克固形物需要150u～200u计加入糖化酶，55℃～60℃糖化0.5h～2h；30℃～33℃下接入种子培养液，接种量为发酵醪液体积的8%～12%，按每升发酵醪液加入3.0g～3.5g尿素，32℃～35℃下发酵48h ～60h，得到酒度为12.5%以上的发酵成熟醪。

本发明之一种利用木薯渣和鲜木薯浓醪酒精发酵的方法，具有以下有益效果。

1．有效的提高发酵醪初始总糖含量，实现利用木薯渣和鲜木薯进行酒精浓醪发酵：本发明的关键步骤是，利用木薯渣反复进行调浆液化过滤，直到得到固形物重量含量达到22%～25%的滤液，再用此滤液进行鲜木薯粉碎调浆，能够有效地将发酵醪初始总糖浓度从常规生产的14～16（g /100mL）提高到22.5～24.5（g /100mL），从而能够使发酵成熟醪的酒度从常规生产的9.0%～9.5%（v/v）提高到12.5%（v/v）以上，达到提高设备利用率、劳动生产率和降低蒸馏能耗的目的。

2．发酵醪流动性好，有利于实现连续浓醪发酵：由于在发酵浆料中，从木薯渣中得到的调浆液经过液化过滤，除去了其中吸水性强的木薯渣纤维，相当于增加了水的用量，因此发酵醪在发酵过程的各阶段流动性保持良好，提高了发酵醪液的传质效率，不会因为流动性的问题影响浓醪酒精发酵。

3．提高木薯渣的利用范围，经济效益显著，成本低，收益高。本发明利用木薯渣和鲜木薯进行浓醪酒精发酵，使木薯渣残余淀粉得到充分利用，提高木薯渣的利用范围，因木薯渣价格便宜，相对于以生木薯或木薯干片为原料的酒精生产工艺，本发明的原料成本较低，经济效益好。

4．木薯渣反复液化过程中，第一次液化中使用的α-淀粉酶经过滤后，在滤液中仍保持较高活力，可以在下次液化中被重复利用，因此，整个液化过程使用的α-淀粉酶用量与常醪酒精发酵相比差异不大。

下面，结合实施例对本发明之一种利用木薯渣和鲜木薯浓醪酒精发酵的方法的技术特征作进一步的说明。

具体实施方式

实施例一：（实验室）

一种利用木薯渣和鲜木薯浓醪酒精发酵的方法，包括以下步骤：

（1）调浆：在直径20cm不锈钢锅中，加入1000g粒度小于1.5mm含水率约86%的木薯渣浆料，其绝干木薯渣含量约140g，用酸或碱液调pH6.2左右，再按每克绝干木薯渣30 uα-淀粉酶计，加入α-淀粉酶4200u；

（2）液化、过滤：搅拌浆料，同时将钢锅加热至浆料温度为90℃～110℃，保持搅拌，保温至浆料用碘液试验呈棕红色，保温时间一般为40 min～80min，用100目尼龙滤布过滤可得到固形物重量含量8%以上的滤液；

（3）再调浆、液化、过滤：在上述滤液中加入含水率约70%的木薯渣，使绝干木薯渣重量含量在8%～14%，调pH6.2左右，补加α-淀粉酶1000u，加热至浆料温度为90℃～110℃，保温至浆料用碘液试验呈棕红色，保温时间一般为40 min～80min，用100目尼龙滤布过滤可得到固形物重量含量14%以上的滤液；

（4）第三次调浆液化过滤：将（3）步骤得到的全部滤液，加入含水率约为10%的木薯渣，使绝干木薯渣重量含量在8%～14%，调匀浆料，调pH6.2左右，补加α-淀粉酶1000u，加热至浆料温度为90℃～110℃，保温至浆料用碘液试验呈棕红色，保温时间一般为40 min～80min，用100目尼龙滤布过滤可得到固形物重量含量22%～25%的滤液；

（5）用液化液进行鲜木薯粉碎调浆：将鲜木薯与步骤（5）得到的滤液按重量比1：1.1的比例进行混合粉碎，粉碎后鲜木薯粒度小于1.5mm，得到鲜木薯浆料，此时鲜木薯浆料中总糖含量为22.5～24.5（g /100mL）；

（6）液化、灭菌、糖化、浓醪酒精发酵：取步骤（6）得到的鲜木薯浆料2.3L置于5L的发酵罐中，调节pH6.0左右，按步骤（6）中投料的鲜木薯中每克绝干木薯加入α-淀粉酶10u～15u；将浆料加热至90℃～95℃液化1.5h～2h；升温至110℃～115℃下灭菌、灭酶25 min；得到浓醪发酵的原料浆料，冷却至60℃，调节pH4.5，按浆料中每克固形物需要150u～200u计加入糖化酶，55℃～60℃糖化1h； 33℃下接入种子培养液，接种量为发酵浆料(发酵浆料是指加入种子培养液和尿素后的原料浆料)体积的8%～12%，按每升发酵浆料加入3.0g尿素，32℃～35℃下发酵60h，得到酒度含量为12.5%以上（v/v）的发酵成熟醪，最后按常规方法蒸馏得到酒精。

本发明采用的α-淀粉酶可根据实际生产过程中的温度确定选用耐高温α-淀粉酶或是中温α-淀粉酶。

本发明所述的滤液固形物含量是指用常规方法蒸发（即在常压下，蒸发温度为100℃）得到的固体的重量占滤液总重量的比例。

本发明所述的调节pH值的酸碱选用盐酸和纯碱，根据实际情况也可以选用其他酸碱来调节浆料的pH值。

本发明所述的种子培养液是采用酿酒酵母种子按常规方法制备的二级种子培养液。

Claims (1)

1.一种利用木薯渣和鲜木薯浓醪酒精发酵的方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）调浆：将粒度小于1.5mm的木薯渣调成浆料，要求绝干木薯渣重量含量在10%～15%，调pH为5.8～6.5，加入α-淀粉酶，α-淀粉酶添加量按每克绝干木薯渣20u～30u；

（2）液化、过滤：将加入α-淀粉酶的浆料加温至90℃～110℃，至浆料用碘液试验呈棕红色，过滤得滤液即液化液；

（3）再调浆、液化、过滤：在滤液中加入木薯渣使绝干木薯渣重量含量在8%～14%，调pH为5.8～6.5，补加α-淀粉酶，α-淀粉酶的添加量是第一次α-淀粉酶添加量的1/5～1/3；将加入α-淀粉酶的浆料加温至90℃～110℃，至浆料用碘液试验呈棕红色，过滤得滤液；

（4）重复步骤（3）再调浆、液化、过滤，直至得到固形物重量含量达到22%～25%的滤液；

（5）用液化液进行鲜木薯粉碎调浆：将鲜木薯与步骤（5）得到的滤液按重量比1:（1.1～1.2）的比例进行混合粉碎，粉碎后鲜木薯粒度小于1.5mm，得到鲜木薯浆料；

（6）液化、灭菌、糖化、浓醪酒精发酵：调节步骤（5）得到的鲜木薯浆料的pH5.8～6.5，按步骤（5）中投料的鲜木薯中每克绝干木薯加入α-淀粉酶10u～15u；将浆料加热至90℃～95℃液化1.5h～2h；升温至110℃～115℃下灭菌、灭酶20min～30 min；冷却至55℃～60℃，调节pH 4～4.5，按浆料中每克固形物需要150u～200u计加入糖化酶，55℃～60℃糖化0.5h～2h；30℃～33℃下接入种子培养液，接种量为发酵醪液体积的8%～12%，按每升发酵醪液加入3.0g～3.5g尿素，32℃～35℃下发酵48h ～60h，得到酒度为12.5%以上的发酵成熟醪。