CN105420290A - 发酵法制备乙醇的原料鲜木薯中氢氰酸的脱除方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了发酵法制备乙醇的原料鲜木薯中氢氰酸的脱除方法。鲜木薯中含有氢氰酸，在发酵法制备乙醇的工业上造成的危害有：影响酵母菌生理代谢，发酵能力下降；造成乙醇酸度升高，不合格酒精积压，甚至造成停产；影响污水处理过程中微生物群落的生理代谢，使活性污泥活力下降。本发明的具体技术步骤是：鲜木薯脱皮处理；去皮鲜木薯清洗；木薯浆的负压闪蒸；发酵过程排酸；精馏过程排酸。本发明采取了上述措施来脱除鲜木薯中的氢氰酸，在生产中功能微生物生长趋于正常，保证了工艺的稳定，成品酸度稳定达到合格标准，不再有不合格品产生、积压而造成停产的隐患，而且鲜木薯使用比例得到进一步增加，生产成本下降。

Description

发酵法制备乙醇的原料鲜木薯中氢氰酸的脱除方法

技术领域

本发明涉及的是发酵法制备乙醇的原料鲜木薯中氢氰酸的脱除方法，属于生物技术领域。

背景技术

木薯中富含淀粉，含量达到了24-30%，通过对木薯中的淀粉发酵后可制备乙醇，这是利用生物质制备乙醇的可行路线，目前利用发酵法制备乙醇的原料既有干木薯也有鲜木薯，鲜木薯的用量占到总用量的30%左右，但众所周知，鲜木薯中含有氢氰酸，氢氰酸对人体毒性很大，在发酵法制备乙醇的工业上也有较大的危害性，它所造成的危害有：1、影响酵母菌（功能微生物）生理代谢，发酵能力下降，影响发酵效率及产酒率，造成产品成本升高；2、制备乙醇的精馏过程中氢氰酸不断在精馏塔中富集，造成乙醇酸度升高，不合格酒精积压，甚至造成停产；3、影响污水处理过程中微生物群落的生理代谢，使活性污泥活力下降，污水处理能力下降，被迫降低生产负荷。目前，对氢氰酸危害的认识已足够深，但现有生产技术中并没有很好的办法将氢氰酸脱除，只能通过精馏过程中加大尾气排放量，来减少氢氰酸对后续工段的影响。尾气排放量增大就意味着随尾气排放到大气中的乙醇增多，一方面降低了乙醇的得率；另一方面随尾气排放的氢氰酸在环境中达到一定浓度还会对操作人员的人身安全造成威胁，严重污染环境，对人畜安全产生了极大的危害。因此，寻求一种脱除以鲜木薯为原料发酵制备乙醇中对原料所含有的氢氰酸的脱除方法，对于发酵法制备乙醇是非常有意义的，通过检索并未发现有相关技术的披露。

发明内容

本发明的目的是提供发酵法制备乙醇的原料鲜木薯中氢氰酸的脱除方法，克服以鲜木薯为原料发酵制备乙醇技术中，传统方法无法有效脱除氢氰酸的不足，利用本发明有效地脱除鲜木薯原料中所含有的氢氰酸，降低氢氰酸的危害，提高所得产品的质量及得率，

为实现上述发明目的，本发明采取了下述技术方案，发酵法制备乙醇的原料鲜木薯中氢氰酸的脱除方法，包括下述具体技术步骤：

（1）鲜木薯脱皮处理：鲜木薯中氢氰酸绝大部分存在于鲜木薯表皮组织中，在木薯粉碎前，通过两级滚筒处理，将木薯皮脱除并集中处理，排出生产系统；

（2）去皮鲜木薯清洗：氢氰酸的沸点是27.5℃，弱碱性热水能挥发及中和氢氰酸，因此配制温度为38-45℃，pH值8.0-8.5洗涤水，浸泡洗涤去皮后的木薯，浸泡时间是10-15分钟，然后取出将木薯粉碎成浆；

（3）木薯浆的负压闪蒸：先取木薯浆经过100℃蒸煮10-20分钟，再进行负压闪蒸，木薯浆中残存的氢氰酸进一步被真空脱除，排出系统；

（4）发酵过程排酸：取步骤（3）所得木薯浆进行常规方法的发酵，在发酵过程中，微生物利用木薯浆中的碳水化合物，产生乙醇和二氧化碳，二氧化碳以气态形式排出系统，此时木薯浆中的部分氢氰酸分子也会随之排出系统外；

（5）精馏过程排酸：在制备乙醇的精馏过程中，加碱调节精馏液的酸碱度，使pH值为8-8.5，中和调整致使氢氰酸含量降低，后续工序即可按常规精馏方法进行。

采用上述措施的本发明，在鲜木薯发酵制备乙醇的工艺过程中，采取了五项措施来脱除鲜木薯中所含有的氢氰酸，此种系统的脱酸方法正常运用到生产以后，功能微生物生长趋于正常，保证了工艺的稳定，成品酸度稳定达到合格标准，不再有不合格品产生、积压而造成停产的隐患，而且鲜木薯使用比例得到进一步增加，生产成本下降。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步详细描述，但实施例不应理解为对本发明的限制。

本发明的生产过程是在生产线上的连续生产过程，上述技术方案中的步骤（1）是把原料鲜木薯的表皮去掉，这一技术步骤是在滚筒式去皮机进行，通过两级去皮处理，鲜木薯的表皮被去掉，去掉的表皮可以集中处理；再进行步骤（2）的处理，去皮鲜木薯沿着传送装置进入下一热碱液工序进行清洗洗涤，所述洗涤液的温度是38-45℃，pH值8.0-8.5，这一工序可以在浸泡池中进行，也可以在喷淋装置内进行，采取这一工艺条件，是因为氢氰酸的沸点是27℃，温度超过了它的沸点会加快氢氰酸的挥发速度，弱碱性洗涤液能中和氢氰酸的酸性破坏了氢氰酸，这样处理后即可打粉成浆；步骤（3）是对木薯浆的处理，先取木薯浆经过100℃蒸煮10-20分钟，再进行负压闪蒸，木薯浆中残存的氢氰酸进一步被脱除，排出系统，减少系统中木薯浆中氢氰酸的含量，经过上述步骤的处理后，木薯浆即可按常规工艺发酵制备乙醇，步骤（4）在发酵制备乙醇的同时，会产生大量的二氧化碳气体，在排出二气化碳气体的同时，氢氰酸也会随气体排出，减少了系统的氢氰酸含量，这一工艺步骤是在发酵系统内进行；木薯浆发酵后的下道工序是精馏，在步骤（5）中，系统中添加部分液碱，进一步中和调整致使氢氰酸含量降低，后续工序即可按常规精馏方法进行，经过上述处理措施，系统中的氢氰酸含量已达到技术要求，从而保证了发酵工艺的稳定，成品酸度稳定达到合格标准，不再有不合格品产生和积压。

实施例1：

（1）鲜木薯脱皮处理：取鲜木薯5000公斤置于初级滚筒式去皮机中去皮，然后进行次级滚筒式去皮机去皮，经两道去皮工序，鲜木薯的皮已去掉，得到4200公斤鲜木薯，经过传送带进入下道工序，木薯皮集中回收处理，排出生产系统；

（2）去皮鲜木薯清洗：配制pH值8.0、温度是38℃的弱碱性热水，在浸泡池中浸泡洗涤去皮后的木薯，浸泡时间是10分钟，然后取出将木薯粉碎成浆，木薯浆从管道中输送下一道工序；

（3）木薯浆的负压闪蒸：先取木薯浆经过100℃蒸煮10分钟，再进行负压闪蒸，木薯浆中残存的氢氰酸进一步被真空脱除，排出系统，得到的木薯浆中氢氰酸含量进一步降低，经此工序处理的木薯浆经管道进入下一道工序；

（4）发酵过程排酸：取步骤（3）处理的木薯浆进行常规方法的发酵，在发酵过程中，微生物将木薯浆中的碳水化合物发酵，产生乙醇和二氧化碳，二氧化碳以气态形式排出系统，此时木薯浆中的部分氢氰酸分子也会随之排出系统外；

（5）精馏过程排酸：经上述步骤发酵后的发酵液属于粗制乙醇液，含有杂质，乙醇含量达不到要求，需要经过精馏进一步去除杂质提高乙醇含量，在精馏过程中，加入氢氧化钠碱溶液调节精馏液的酸碱度，使pH值为8，进一步中和调整氢氰酸的酸性，使氢氰酸含量进一步降低，后续工序即可按常规精馏方法进行，得到氢氰酸含量符合质量要求的产品。

实施例2

（1）鲜木薯脱皮处理：取鲜木薯5000公斤置于初级滚筒式去皮机中去皮，然后进行次级滚筒式去皮机去皮，经两道去皮工序，鲜木薯的皮已去掉，得到4000公斤鲜木薯，经过传送带进入下道工序，木薯皮集中回收处理，排出生产系统；

（2）去皮鲜木薯清洗：在本步骤中弱碱性热水取处发酵工业中的额二沉池中水，中水符合pH值8.5、温度是45℃的弱碱性热水要求，在喷淋装置中喷淋洗涤去皮后的木薯，喷淋时间是20分钟，然后取出将木薯粉碎成浆，木薯浆从管道中输送下一道工序；

（3）木薯浆的负压闪蒸：先取木薯浆经过100℃蒸煮20分钟，再进行负压闪蒸，木薯浆中残存的氢氰酸进一步被真空脱除，排出系统，得到的木薯浆中氢氰酸含量进一步降低，经此工序处理的木薯浆经管道进入下一道工序；

（4）发酵过程排酸：取步骤（3）处理的木薯浆进行常规方法的发酵，在发酵过程中，微生物将木薯浆中的碳水化合物发酵，产生乙醇和二氧化碳，二氧化碳以气态形式排出系统，此时木薯浆中的部分氢氰酸分子也会随之排出系统外；

（5）精馏过程排酸：经上述步骤发酵后的发酵液属于粗制乙醇液，含有杂质，乙醇含量达不到要求，需要经过精馏进一步去除杂质提高乙醇含量，在精馏过程前，加入氢氧化钠碱溶液调节精馏液的酸碱度，使pH值为8.5，进一步中和调整氢氰酸的酸性，使氢氰酸含量进一步降低，后续工序即可按常规精馏方法进行，得到氢氰酸含量符合质量要求的产品。

Claims (1)

1.发酵法制备乙醇的原料鲜木薯中氢氰酸的脱除方法，其特征在于所述方法包括下述具体技术步骤：

（1）鲜木薯脱皮处理：鲜木薯中氢氰酸绝大部分存在于鲜木薯表皮组织中，在木薯粉碎前，通过两级滚筒处理，将木薯皮脱除并集中处理，排出生产系统；

（2）去皮鲜木薯清洗：氢氰酸的沸点是27.5℃，弱碱性热水能挥发及中和氢氰酸，因此配制温度为38-45℃，pH值8.0-8.5洗涤水，浸泡洗涤去皮后的木薯，浸泡时间是10-15分钟，然后取出将木薯粉碎成浆；

（3）木薯浆的负压闪蒸：先取木薯浆经过100℃蒸煮10-20分钟，再进行负压闪蒸，木薯浆中残存的氢氰酸进一步被真空脱除，排出系统；

（4）发酵过程排酸：取步骤（3）所得木薯浆进行常规方法的发酵，在发酵过程中，微生物利用木薯浆中的碳水化合物，产生乙醇和二氧化碳，二氧化碳以气态形式排出系统，此时木薯浆中的部分氢氰酸分子也会随之排出系统外；

（5）精馏过程排酸：在制备乙醇的精馏过程中，加碱调节精馏液的酸碱度，使pH值为8-8.5，中和调整致使氢氰酸含量降低，后续工序即可按常规精馏方法进行。