CN101948875A - 淀粉原料低温蒸煮浓醪发酵制备乙醇的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种淀粉原料低温蒸煮浓醪发酵制备乙醇的方法。属于发酵方法合成乙醇。采用低温蒸煮液化，浓醪发酵工艺方法，包括如下操作步骤：a.原料清洗、粉碎，b.预煮制备粉浆液，c.低温蒸煮液化，d.糖化、发酵、蒸馏。提供一种液化液水分含量低，糖度高；能耗低、产率高，生产稳定，成本较低的淀粉原料低温蒸煮浓醪发酵制备乙醇的方法。低温蒸煮液化，使液化糊化液中的总糖含量≥25％。浓醪发酵，发酵成熟醪中的乙醇含量达到18％，淀粉转化率≥53％。蒸汽消耗量≤0.7吨/吨乙醇，节约蒸汽40％以上。
Description
技术领域
本发明是一种淀粉原料低温蒸煮浓醪发酵制备乙醇的方法。属于发酵方法合成乙醇。
背景技术
现有技术中，以淀粉为原料制备乙醇工艺采用高温糖化、液化、然后发酵、蒸馏的方法。尚存在如下问题，有待解决。
1.淀粉的蒸煮液化过程需要大量的蒸汽，其蒸汽用量是整个过程的40％以上，能耗高，淀粉转化率低，导致生产成本增加。
2.易感染杂菌，导致生产不稳定。
3.液化液水分含量高，糖度低。影响淀粉转化率的提高。
发明内容
本发明的目的在于避免上述现有技术中的不足之处，而提供一种液化液水分含量低，糖度高，能耗低、产率高，生产稳定，成本较低的淀粉原料低温蒸煮浓醪发酵制备乙醇的方法。
本发明的目的可以通过如下措施来达到：
本发明的淀粉原料低温浓醪发酵制备乙醇的方法，其特征在于采用低温蒸煮液化，浓醪发酵工艺方法，包括如下操作步骤：
a.原料清洗、粉碎
将淀粉原料洗净，采用一级粉碎，粒度1.2～3mm，备用；
b.预煮制备粉浆液
步骤a清洗粉碎过的原料，投入预煮罐中，按照原料干基∶水＝1∶1.8.～3.0的比例，酌情适量加水并搅拌混匀，连续均匀滴加低温淀粉酶，使其与粉浆充分接触，控制预煮温度50～60℃，低温淀粉酶添加量控制在按照原料干基计的5～10μ/g，预煮时间20～30分钟，并添加适量的CaSO4来调整Ca2+的浓度在0.01～0.02mol/L之间，制得粉浆液，备用；
c.低温蒸煮液化
将步骤b制备的粉浆液低温蒸煮，蒸煮温度控制在80～90℃，利用液化喷射器对预煮粉浆进行喷射液化，并在喷射液化器液化后，第二次添加按照原料干基计的0.5～5μ/g低温淀粉酶，控制糊化率在80％以上，制得液化糊化液，备用；
d.糖化、发酵、蒸馏
将步骤c制备的液化糊化液，真空冷却至60～63℃，连续流加糖化酶，糖化酶的使用量控制在按照原料干基计的120～170μ/g，发酵、蒸馏按照现有技术中的酒精生产发酵、蒸馏的方法进行。
发明人通过低温蒸煮、浓醪发酵以及对原料配比、温度、时间等诸多工艺条件的优化，成功的完成了本发明的任务。
本发明下面提供更优选的技术方案：
本发明的淀粉原料低温浓醪发酵制备乙醇的方法，所述淀粉原料是玉米、鲜木薯、木薯干，鲜甘薯、甘薯干，或其任意两种组合。
本发明的淀粉原料低温浓醪发酵制备乙醇的方法，所述步骤a中的原料粉碎粒度是1.2～1.5mm。
本发明的淀粉原料低温浓醪发酵制备乙醇的方法，步骤b中所述原料干基与水的比例控制在原料干基∶水＝1∶1.8～2.5之间，预煮温度55～60℃，添加的CaSO4调整Ca2+的浓度是0.02mol/L。
本发明的淀粉原料低温浓醪发酵制备乙醇的方法，其特征在于步骤c中所述第二次添加按照原料干基计的1～3μ/g低温淀粉酶。
本发明的木薯发酵制备乙醇的方法，步骤c中所述第二次添加按照原料干基计的1～3μ/g低温淀粉酶。
本发明的公开的淀粉原料低温浓醪发酵制备乙醇的方法，相比现有技术有如下积极效果：
1.提供一种液化液水分含量低，糖度高；能耗低、产率高，生产稳定，成本较低的淀粉原料低温蒸煮浓醪发酵制备乙醇的方法。
2.低温蒸煮液化，使液化糊化液中的总糖含量≥25％。
3.浓醪发酵，发酵成熟醪中的乙醇含量达到18％，淀粉转化率≥53％。
4.蒸汽消耗量≤0.7吨/吨乙醇，节约蒸汽40％以上。
具体实施方式
本发明下面将结合实施例作进一步详述：
实施例1
按照本发明的淀粉原料低温浓醪发酵制备乙醇的方法，以玉米和鲜木薯混合为原料制备乙醇，包括如下操作步骤：
a.原料清洗、粉碎
将淀粉原料洗净，采用一级粉碎，粒度1.2～1.5mm，备用；
b.预煮制备粉浆液
步骤a清洗粉碎过的原料，投入预煮罐中，按照原料干基∶水＝1∶2.0的比例，酌情适量加水并搅拌混匀，连续均匀滴加诺维信(中国)生物技术有限公司生产的利可富低温淀粉酶，使其与粉浆充分接触，控制预煮温度50～60℃，淀粉酶添加量控制在按照原料干基计的8μ/g，预煮时间20～30分钟，并添加适量的CaSO4来调整Ca2+的浓度在0.01～0.02mol/L之间，制得粉浆液，备用；
c.低温蒸煮液化
将步骤b制备的粉浆液低温蒸煮，蒸煮温度控制在80～90℃，利用液化喷射器对预煮粉浆进行喷射液化，并在喷射液化器液化后，第二次添加按照原料干基计的诺维信(中国)生物技术有限公司生产的利可富低温淀粉酶3μ/g，控制糊化率在80％以上，制得液化糊化液，备用；
d.糖化、发酵、蒸馏
将步骤c制备的液化糊化液，真空冷却至60～63℃，连续流加山东隆大生物工程有限公司生产的糖化酶，糖化酶的使用量控制在按照原料干基计的150μ/g，发酵、蒸馏按照现有技术中的酒精生产发酵、蒸馏的方法进行。
实施例2～实施例6
按照实施例1的方法和步骤，按照表1的工艺条件以木薯为原料制备乙醇
表1
| 原料及工艺条件 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 |
| 淀粉原料 | 玉米 | 鲜木薯 | 木薯干 | 玉米+鲜木薯 | 玉米+鲜甘薯 |
| 粉碎粒度mm | 1.2 | 2.0 | 1.5 | 2.5 | 3.0 |
| 原料干基∶水＝ | 1∶2.0 | 1∶3.0 | 1∶1.5 | 1∶2.5 | 1∶1.8 |
| 一次淀粉酶μ/g | 10 | 7 | 5 | 8 | 9 |
| Ca2+浓度mol/L | 0.01 | 0.015 | 0.02 | 0.012 | 0.018 |
| 二次淀粉酶μ/g | 4 | 2 | 0.5 | 4 | 5 |
| 糖化酶μ/g | 120 | 140 | 170 | 160 | 130 |
| 预煮温度℃ | 50 | 55 | 60 | 58 | 56 |
| 蒸煮温度℃ | 85 | 80 | 82 | 88 | 90 |
| 糊化率≥％ | 80 | 80 | 80 | 80 | 80 |
Claims (5)
1.一种淀粉原料低温浓醪发酵制备乙醇的方法，其特征在于采用低温蒸煮液化，浓醪发酵工艺方法，包括如下操作步骤：
a.原料清洗、粉碎
将淀粉原料洗净，采用一级粉碎，粒度1.2～3mm，备用；
b.预煮制备粉浆液
步骤a清洗粉碎过的原料，投入预煮罐中，按照原料干基∶水＝1∶1.8～3.0的比例，酌情适量加水并搅拌混匀，连续均匀滴加低温淀粉酶，使其与粉浆充分接触，控制预煮温度50～60℃，低温淀粉酶添加量控制在按照原料干基计的5～10μ/g，预煮时间20～30分钟，并添加适量的CaSO4来调整Ca2+的浓度在0.01～0.02mol/L之间，制得粉浆液，备用；
c.低温蒸煮液化
将步骤b制备的粉浆液低温蒸煮，蒸煮温度控制在80～90℃，利用液化喷射器对预煮粉浆进行喷射液化，并在喷射液化器液化后，第二次添加按照原料干基计的0.5～5μ/g低温淀粉酶，控制糊化率在80％以上，制得液化糊化液，备用；
d.糖化、发酵、蒸馏
将步骤c制备的液化糊化液，真空冷却至60～63℃，连续流加糖化酶，糖化酶的使用量控制在按照原料干基计的120～170μ/g，发酵、蒸馏按照现有技术中的酒精生产发酵、蒸馏的方法进行。
2.按照权利要求1的淀粉原料低温浓醪发酵制备乙醇的方法，其特征在于所述淀粉原料是玉米、鲜木薯、木薯干，鲜甘薯、甘薯干，或其任意两种组合。
3.按照权利要求1的淀粉原料低温浓醪发酵制备乙醇的方法，其特征在于所述步骤a中的原料粉碎粒度是1.2～1.5mm。
4.按照权利要求1的淀粉原料低温浓醪发酵制备乙醇的方法，其特征在于步骤b中所述原料干基与水的比例控制在原料干基∶水＝1∶1.8～2.5之间，预煮温度55～60℃，添加的CaSO4调整Ca2+的浓度是0.02mol/L。
5.按照权利要求1的淀粉原料低温浓醪发酵制备乙醇的方法，其特征在于步骤c中所述第二次添加按照原料干基计的1～3μ/g低温淀粉酶。
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