CN104109695A - 一种含纤维素物质混合废糖蜜固态发酵生产酒精的方法 - Google Patents
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Abstract
一种含纤维素物质混合废糖蜜固态发酵生产酒精的方法属于酒精生产技术领域，目的在于解决生产成本高和生产后污染治理难度大的问题。本发明包括以下步骤：将含纤维素物质的农作物秸秆一种或几种破碎得到农作物秸秆原料；制备酒母醪；将酒母醪与废糖蜜混合得到混合物A；将混合物A与农作物秸秆原料混合得到含糖量15％-30％的混合物B；将混合物B经自动连续发酵罐发酵，得到固态发酵成熟醪；将固态发酵成熟醪连续的送入蒸酒机中，蒸出淡酒精；对淡酒精经精馏技术进行处理，得到成品酒精。本发明在不同农作物收获季节选用不同的农作物作为原料，生产成本低；添加适量的废糖蜜，发酵的酒度高，采用固态发酵，没有液态酒糟，没有酒糟污染。
Description
技术领域
本发明属于酒精生产技术领域，具体涉及一种含纤维素物质混合废糖蜜固态发酵生产酒精的方法。
背景技术
目前，生产酒精的工艺方法大概分为四种：第一种方法是以淀粉质为原料生产酒精，即将原料粉碎后，经液态糖化、液态发酵，然后蒸馏成酒精，该种方法生产过程中排放大量液态酒糟废弃物，一般每生产一吨酒精要排放酒糟12m3左右，污染治理难度大，费用高，企业难以承受；第二种方法是以废糖蜜为原料，经酸化处理后，液态发酵、蒸馏成酒精，同样排污难以治理、治理费用企业难以承受，目前这类企业只好停产；第三种方法是以短纤维素物质为原料，用纤维素酶为糖化剂分解纤维素为葡萄糖，然后在酵母菌作用下发酵，再经固态法蒸馏为淡酒精，然后经精馏为酒精，这种方法虽然不排放液态酒糟，但生产成本高，目前生产企业无法正常运转；第四种方法是以甜高粱秸秆为原料，经粉碎、发酵、固态蒸馏出淡酒精，然后精馏浓缩制成成品酒精，该法由于甜高粱秸秆含糖量不高，一般含糖14％左右，且贮存期短，并且贮存期糖分会还原成非糖物质，导致生产成本高，受地域和季节的影响，目前企业无法营业。
发明内容
本发明的目的在于提出一种含纤维素物质混合废糖蜜固态发酵生产酒精的方法，解决现有技术存在的生产成本高和生产后污染治理难度大的问题。
为实现上述目的，本发明的一种含纤维素物质混合废糖蜜固态发酵生产酒精的方法包括以下步骤：
步骤一：将含纤维素物质的农作物秸秆一种或几种破碎成长度为5-15mm的小段，得到农作物秸秆原料；
步骤二：制备酒母醪；
步骤三：将步骤二中得到的酒母醪与废糖蜜混合得到混合物A；
步骤四：将步骤三中得到的混合物A与步骤一中得到的农作物秸秆原料经搅龙混合器混合得到含糖量15％-30％的混合物B；
步骤五：步骤四中获得的混合物B经自动连续发酵罐发酵，得到固态发酵成熟醪；
步骤六：将步骤五中得到的固态发酵成熟醪连续的送入蒸酒机中，蒸出淡酒精；
步骤七：对步骤六中得到的淡酒精经精馏技术进行处理，得到成品酒精。
所述含纤维素物质的农作物秸秆具体指甜高粱秸秆，采用甜高粱秸秆混合废糖蜜作为原料生产酒精包括以下步骤：
步骤一：将甜高粱秸秆在常温下破碎成长度为5-15mm的小段，得到甜高粱秸秆原料；
步骤二：制备酒母醪，酒母的培养温度为28-32℃，时间为8-12小时，0.8-1.0亿个细胞/ml；
步骤三：将步骤二中得到的酒母醪与废糖蜜混合得到混合物A，混合物A的温度不高于28℃，停留时间不得超过8小时，其中：酒母醪占甜高粱秸秆原料的15％，废糖蜜占甜高粱原料的15％-30％，废糖蜜的浓度为60％以上，内含可发酵性糖38％以上；
步骤四：将步骤三中得到的混合物A与步骤一中得到的甜高粱秸秆原料经搅龙混合器混合得到含糖量15％-30％的混合物B；
步骤五：步骤四中获得的混合物B经自动连续发酵罐发酵，得到固态发酵成熟醪，发酵温度为28-36℃，PH值为5.0-5.5，残还原糖低于0.5％；
步骤六：将步骤五中得到的固态发酵成熟醪连续的送入蒸酒机中，蒸出淡酒精，其中，蒸汽进气压力为0.15-0.20Mpa，最后面冷凝器进水温度不高于20℃，淡酒精酒度35-55％；
步骤七：对步骤六中得到的淡酒精经常规精馏技术进行处理，得到成品酒精。
所述含纤维素物质的农作物秸秆具体指玉米秸秆、麦秸、稻秸或稻壳中的一种或几种，采用玉米秸秆、麦秸、稻秸或稻壳中的一种或几种作为原料生产酒精包括以下步骤：
步骤一：将玉米秸秆、麦秸、稻秸或稻壳中的一种或几种在常温下破碎成长度为5-15mm的小段，得到农作物秸秆原料；
步骤二：制备酒母醪，酒母的培养温度为28-32℃，时间为8-12小时，0.8-1.0亿个细胞/ml；
步骤三：将步骤二中得到的酒母醪与废糖蜜混合得到混合物A，混合物A的温度不高于28℃，停留时间不得超过8小时，其中：废糖蜜占农作物秸秆原料的25％-50％，酒母醪占农作物秸秆原料和废糖蜜总量的15％；
步骤四：将步骤三中得到的混合物A与步骤一中得到的农作物秸秆原料经搅龙混合器混合得到含糖量12％-25％的混合物B；
步骤五：步骤四中获得的混合物B经自动连续发酵罐发酵，得到固态发酵成熟醪，发酵温度为28-36℃，PH值为5.0-5.5，残还原糖低于0.5％；
步骤六：将步骤五中得到的固态发酵成熟醪连续的送入蒸酒机中，蒸出淡酒精，其中，蒸汽进气压力为0.15-0.20Mpa，最后面冷凝器进水温度不高于20℃，淡酒精酒度35-55％；
步骤七：对步骤六中得到的淡酒精经常规精馏技术进行处理，得到成品酒精。
步骤二中所述的制备酒母醪具体为：以淀粉为原料，经粉碎、蒸煮糊化、糖化、接种和酒母培养处理工艺得到酒母醪。
步骤二中所述的制备酒母醪具体为：以废糖蜜为原料，经酸化、稀释和接种培养处理工艺得到酒母醪。
本发明的有益效果为：采用本发明生产酒精时，在甜高粱秸秆收获季节和有效贮存期内，填加废糖蜜补充甜高粱秸秆本身生成糖度的不足或在贮存期内单糖回聚成非糖物质减糖的不足，可以提高发酵结束固态酒醅的酒精含量，使单位产品生产成本降低，生产企业有可观的利润，能够维持正常生产，解决了目前以单纯甜高粱秸秆为原料生产酒精无利可图而被迫停产的难题。
另一方面，采用上述方案，在甜高粱收获季节和甜高粱秸秆有效贮存期外的大量时间里，可以根据不同季节和地区，用其它含纤维素物质混合废糖蜜同样采用固态发酵法发酵酒精，然后用固态自动连续蒸酒机，先蒸馏出淡酒精，再用常规蒸馏方法精馏出成品酒精。还可以同时采用甜高粱秸秆或其他含纤维素物质农作物秸秆中的一种或几种混合废糖蜜生产酒精，根据所选原料的不同，混合不同比例的废糖蜜，是混合后的含糖量为15％-30％，提高了企业效益。
由于废糖蜜中含有一定的量钾元素，经固态发酵后的酒醅内含有大量的酵母菌体，每克含酵母菌体1亿以上，因此蒸酒后的固态酒糟无论是回田作肥料，还是用作牛羊饲料，都是可行的，避免生产过程中产生污染；
由于采用卧式固态法自动连续蒸酒技术，不仅大幅度提高了生产效率，还规避了常规液态发酵后，所排放大量酒糟难以治理成达标排放的被动局面。
由于添加适量的废糖蜜，发酵的酒度高，企业有可观的经济效益，可以实现正常生产，由于是固态发酵，没有液态酒糟排放，没有酒糟污染。
附图说明
图1为本发明的一种含纤维素物质混合废糖蜜固态发酵生产酒精的方法流程图；
图2为本发明的采用甜高粱秸秆混合废糖蜜作为原料生产酒精的一种实施例流程图；
图3为本发明的采用玉米秸秆等混合废糖蜜作为原料生产酒精的一种实施例流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
参见附图1，本发明的一种含纤维素物质混合废糖蜜固态发酵生产酒精的方法包括以下步骤：
步骤一：将含纤维素物质的农作物秸秆一种或几种破碎成长度为5-15mm的小段，得到农作物秸秆原料；
步骤二：制备酒母醪；
步骤三：将步骤二中得到的酒母醪与废糖蜜混合得到混合物A；
步骤四：将步骤三中得到的混合物A与步骤一中得到的农作物秸秆原料混合得到含糖量15％-30％的混合物B；
步骤五：步骤四中获得的混合物B经搅龙混合器混合后再经自动连续发酵罐发酵，得到固态发酵成熟醪；
步骤六：将步骤五中得到的固态发酵成熟醪连续的送入蒸酒机中，蒸出淡酒精；
步骤七：对步骤六中得到的淡酒精经精馏技术进行处理，得到成品酒精。
参见附图,2，所述含纤维素物质的农作物秸秆具体指甜高粱秸秆，采用甜高粱秸秆混合废糖蜜作为原料生产酒精包括以下步骤：
步骤一：将甜高粱秸秆在常温下用专用粉碎机破碎成长度为5-15mm，内含小量粉末体，得到甜高粱秸秆原料，将甜高粱秸秆原料用搅龙送入至料仓，从料仓中经过皮带称连续的送入搅龙混合器；
步骤二：以木薯干为原料经过粉碎、糊化、糖化、接种、酒母常规工艺培养成成熟酒母醪，酒母的培养温度为28-32℃，时间为8-12小时，0.8-1.0亿个细胞/ml；
步骤三：将占甜高粱秸秆原料15％的废糖蜜与步骤二中得到的成熟酒母醪搅匀，得到混合物A，混合物A的温度不高于28℃，停留时间不得超过8小时，其中成熟酒母醪占甜高粱秸秆原料的15％，废糖蜜的浓度为60％以上，内含可发酵性糖38％以上；
步骤四：将步骤三中得到的混合物A与步骤一中得到的甜高粱秸秆原料各自连续均匀的流入搅龙混合器中混合得到混合物B，混合物B的含糖量为18％；
步骤五：步骤四中获得的混合物B经自动连续发酵罐发酵，得到固态发酵成熟醪，发酵温度为28-36℃，PH值为5.0-5.5，残还原糖低于0.5％；
步骤六：将步骤五中得到的固态发酵成熟醪连续的送入蒸酒机中，蒸出50度淡酒精，其中，蒸汽进气压力为0.15-0.20Mpa，最后面冷凝器进水温度不高于20℃，淡酒精酒度35-55％；
步骤七：对步骤六中得到的50度淡酒精经常规精馏技术进行处理，浓缩得到成品酒精。
自动连续蒸酒机排出的固态酒糟供农民作牛、羊、猪饲料。
参见附图3，所述含纤维素物质的农作物秸秆具体指玉米秸秆，采用玉米秸秆作为原料生产酒精包括以下步骤：
步骤一：将玉米秸秆晒干后去叶，用专用粉碎机破碎成长度为6-12mm，内含小量粉末体，得到玉米秸秆原料，用搅龙送入至料仓，从料仓中经过皮带称连续的送入搅龙混合器；
步骤二：以废糖蜜为原料，采用常规工艺方法，即酸化处理后，稀释至含可发酵性糖14％-18％，接种酵母菌，按常规工艺培养成成熟酒母醪，酒母的培养温度为28-32℃，时间为8-12小时，0.8-1.0亿个细胞/ml；
步骤三：将占玉米秸秆原料35％废糖蜜与步骤二中获得的成熟酒母醪搅匀，得到混合物A，其中成熟酒母醪占玉米秸秆和废糖蜜总量的15％，将混合物A连续均匀的流入搅龙混合器，混合物A的温度不高于28℃，停留时间不得超过8小时；
步骤四，步骤三中获得的混合物A与步骤一中得到的玉米秸秆原料在搅龙混合器中进行混合，得到含糖量为13.3％混合物B；
步骤五：步骤四中获得的混合物B经自动连续发酵罐发酵，得到固态发酵成熟醪，发酵温度为28-36℃，PH值为5.0-5.5，残还原糖低于0.5％；
步骤六：将步骤五中得到的固态发酵成熟醪连续的送入蒸酒机中，蒸出50度淡酒精，其中，蒸汽进气压力为0.15-0.20Mpa，最后面冷凝器进水温度不高于20℃；
步骤七：对步骤六中得到的50度淡酒精经常规精馏技术进行处理，浓缩得到成品酒精。
自动连续蒸酒机排出的固态酒糟运至甜高粱种植地作肥料。
所述含纤维素物质的农作物秸秆具体指麦秸、稻秸或稻壳中的一种或几种，采用麦秸、稻秸或稻壳中的一种或几种混合废糖蜜作为原料生产酒精包括以下步骤：
步骤一：将晒干后的麦秸、稻秸或稻壳中的一种或几种常温下用专用粉碎机破碎成长度为5-15mm，内含小量粉末体，得到农作物秸秆原料，将农作物秸秆原料用搅龙输送至料仓，从料仓中经过皮带称连续的送入搅龙混合器；
步骤二：以废糖蜜为原料，采用常规工艺方法，即酸化处理后，稀释至含可发酵性糖14％-18％，接种酵母菌，按常规工艺培养成成熟酒母醪，酒母的培养温度为28-32℃，时间为8-12小时，0.8-1.0亿个细胞/ml；
步骤三：将占农作物秸秆原料40％的废糖蜜与步骤二中得到的成熟酒母醪搅匀，得到混合物A，将混合物A连续均匀的流入搅龙混合器，混合物A的温度不高于28℃，停留时间不得超过8小时；
步骤四：将步骤三中得到的混合物A与步骤一中得到的农作物秸秆原料经搅龙混合器混合得到含糖量为15.2％的混合物B；
步骤五：步骤四中获得的混合物B经自动连续发酵罐发酵，得到固态发酵成熟醪，发酵温度为28-36℃，PH值为5.0-5.5，残还原糖低于0.5％；
步骤六：将步骤五中得到的固态发酵成熟醪连续的送入蒸酒机中，蒸出50度淡酒精，其中，蒸汽进气压力为0.15-0.20Mpa，最后面冷凝器进水温度不高于20℃；
步骤七：对步骤六中得到的50度淡酒精经常规精馏技术进行处理，浓缩得到成品酒精。
自动连续蒸酒机排出的固态酒糟运至甜高粱种植地作肥料。
Claims (5)
1.一种含纤维素物质混合废糖蜜固态发酵生产酒精的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将含纤维素物质的农作物秸秆一种或几种破碎成长度为5-15mm的小段，得到农作物秸秆原料；
步骤二：制备酒母醪；
步骤三：将步骤二中得到的酒母醪与废糖蜜混合得到混合物A；
步骤四：将步骤三中得到的混合物A与步骤一中得到的农作物秸秆原料经搅龙混合器混合得到含糖量15％-30％的混合物B；
步骤五：步骤四中获得的混合物B经自动连续发酵罐发酵，得到固态发酵成熟醪；
步骤六：将步骤五中得到的固态发酵成熟醪连续的送入蒸酒机中，蒸出淡酒精；
步骤七：对步骤六中得到的淡酒精经精馏技术进行处理，得到成品酒精。
2.根据权利要求1所述的一种含纤维素物质混合废糖蜜固态发酵生产酒精的方法，其特征在于，所述含纤维素物质的农作物秸秆具体指甜高粱秸秆，采用甜高粱秸秆混合废糖蜜作为原料生产酒精包括以下步骤：
步骤一：将甜高粱秸秆在常温下破碎成长度为5-15mm的小段，得到甜高粱秸秆原料；
步骤二：制备酒母醪，酒母的培养温度为28-32℃，时间为8-12小时，0.8-1.0亿个细胞/ml；
步骤三：将步骤二中得到的酒母醪与废糖蜜混合得到混合物A，混合物A的温度不高于28℃，停留时间不得超过8小时，其中：酒母醪占甜高粱秸秆原料的15％，废糖蜜占甜高粱原料的15％-30％，废糖蜜的浓度为60％以上，内含可发酵性糖38％以上；
步骤四：将步骤三中得到的混合物A与步骤一中得到的甜高粱秸秆原料经搅龙混合器混合得到含糖量15％-30％的混合物B；
步骤五：步骤四中获得的混合物B经自动连续发酵罐发酵，得到固态发酵成熟醪，发酵温度为28-36℃，PH值为5.0-5.5，残还原糖低于0.5％；
步骤六：将步骤五中得到的固态发酵成熟醪连续的送入蒸酒机中，蒸出淡酒精，其中，蒸汽进气压力为0.15-0.20Mpa，最后面冷凝器进水温度不高于20℃，淡酒精酒度35-55％；
步骤七：对步骤六中得到的淡酒精经常规精馏技术进行处理，得到成品酒精。
3.根据权利要求1所述的一种含纤维素物质混合废糖蜜固态发酵生产酒精的方法，其特征在于，所述含纤维素物质的农作物秸秆具体指玉米秸秆、麦秸、稻秸或稻壳中的一种或几种，采用玉米秸秆、麦秸、稻秸或稻壳中的一种或几种作为原料生产酒精包括以下步骤：
步骤一：将玉米秸秆、麦秸、稻秸或稻壳中的一种或几种在常温下破碎成长度为5-15mm的小段，得到农作物秸秆原料；
步骤二：制备酒母醪，酒母的培养温度为28-32℃，时间为8-12小时，0.8-1.0亿个细胞/ml；
步骤三：将步骤二中得到的酒母醪与废糖蜜混合得到混合物A，混合物A的温度不高于28℃，停留时间不得超过8小时，其中：废糖蜜占农作物秸秆原料的25％-50％，酒母醪占农作物秸秆原料和废糖蜜总量的15％；
步骤四：将步骤三中得到的混合物A与步骤一中得到的农作物秸秆原料经搅龙混合器混合得到含糖量12％-25％的混合物B；
步骤五：步骤四中获得的混合物B经自动连续发酵罐发酵，得到固态发酵成熟醪，发酵温度为28-36℃，PH值为5.0-5.5，残还原糖低于0.5％；
步骤六：将步骤五中得到的固态发酵成熟醪连续的送入蒸酒机中，蒸出淡酒精，其中，蒸汽进气压力为0.15-0.20Mpa，最后面冷凝器进水温度不高于20℃，淡酒精酒度35-55％；
步骤七：对步骤六中得到的淡酒精经常规精馏技术进行处理，得到成品酒精。
4.根据权利要求2或3所述的一种含纤维素物质混合废糖蜜固态发酵生产酒精的方法，其特征在于，步骤二中所述的制备酒母醪具体为：以淀粉为原料，经粉碎、蒸煮糊化、糖化、接种和酒母培养处理工艺得到酒母醪。
5.根据权利要求2或3所述的一种含纤维素物质混合废糖蜜固态发酵生产酒精的方法，其特征在于，步骤二中所述的制备酒母醪具体为：以废糖蜜为原料，经酸化、稀释和接种培养处理工艺得到酒母醪。
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Inventor after: Liang Lihe Inventor after: Jiang Rongsheng Inventor before: Liang Li Inventor before: Jiang Rongsheng |
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Free format text: CORRECT: INVENTOR; FROM: LIANG LI JIANG RONGSHENG TO: LIANG LIHE JIANG RONGSHENG |
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Effective date of registration: 20141115 Address after: 536000 the Guangxi Zhuang Autonomous Region Beihai Bay Road north 4 Yikang garden unit 1 building room 704 Applicant after: Liang Lihe Applicant after: Jiang Rongsheng Address before: 536000 the Guangxi Zhuang Autonomous Region Beihai Bay Road north 4 Yikang garden unit 1 building room 704 Applicant before: Liang Li Applicant before: Jiang Rongsheng |
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