CN1064711C - 从含糖、酸废液中提取酒精的方法 - Google Patents

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Abstract

从含糖、酸废粹中提取酒精的方法。本发明属于以生产皂素的废液为原料，提取酒精的方法。在废液中加入淀粉，搅拌均匀，进行水解，使基质中含糖度达到10～15°BX，加入碱性物质中和，pH值控制在4.2～4.5之间，分离沉淀物，直接将液体送入发酵罐，接入已培养好的酵母菌进行发酵，然后采用常规酒精生产工艺对成熟发酵醪制备酒精。本发明出酒率高，工艺较简单，减少污染明显，工艺参数选择合理。

Description

从含糖、酸废液中提取酒精的方法
本发明属于从含糖、酸废液中提取酒精的方法，特别是以黄姜或黄山药为原料生产皂素产生的废液中提取酒精的方法。
目前国内生产皂素的工艺是对黄姜或黄山药发酵后，分离渣和废液，渣用于提取皂素，而废液则排放掉。由于废液中成份复杂，有机物含量高，处理难度大，一直无有效的治理措施，对周围环境危害极大，能否解决污水问题已关系到企业的生存。中国专利文献CN1124776A公开了一种有关的从皂素生产废液中提取酒精的技术方案，虽然在一定程度上它可解决上述问题，但存在以下不足：
(1)只利用了废液中的糖份，未利用其中的酸，另外高温浓缩后会使部分有机质产生变性，从而严重影响出酒率；(2)废液的糖度低，产出的酒精较少，经济效益较差；(3)工艺参数选择不尽合理，因此需要增加一些工序，因此工艺较复杂，甚至有可能使污染增加。
本发明的目的是提供一种从以黄姜或黄山药为原料生产皂素产生的废液中提取酒精的方法，可使废液中所含的酸及糖份都得到充分利用，出酒率高，工艺较简单，减少污染明显，工艺参数选择合理。
实现本发明的技术方案是：以生产皂素的含糖和酸的废液为原料，加入淀粉，搅拌均匀，进行水解，水解温度为120～130℃，压力为0．1～0．15MP(表压)，时间为30～40分钟，使基质中含糖度达到10～15°BX，加入碱性物质中和，PH值控制在4．2～4．5之间，分离沉淀物，直接将液体送入发酵罐，接入已培养好的酵母菌进行发酵，温度控制在28～33℃，发酵时间60～80小时，然后采用常规酒精生产工艺对成熟发酵醪制备酒精。
本发明的工艺流程为：
筛选无霉变的薯芋干，送入粉碎机破碎成薯芋粉，用生产皂素的废液搅拌调匀，送入水解罐中靠废液中的酸对其水解；水解完成后，放入中和池，在池中加入干石灰粉，充分搅拌混合，将PH值调整至适合的数值，然后沉淀分离；上清液打入一级发酵罐，接种酵母进行发酵，完成一发酵后，再进入二级发酵罐发酵，然后用计量泵将醪液送入离心机分离酵母，部分酵母循环返回一级发酵罐充氧增殖，最后送到醪塔和精馏塔按常规酒精生产工艺对成熟发酵醪制备酒精。
生产皂素的废水中含有大量的淀粉水解后的还原糖，糖度为3～8°BX，且废液中的含酸量约为1N HCl或H2SO4，在温度为120～130℃，压力0．1～0．15MP(表压)的条件下，能使加入废液中的淀粉彻底转化为还原糖，补充废液中的糖份，使糖度达到酒精生产的适宜糖度，即10～15°BX，这样就可提高出酒率，且可不必添加氮、镁、磷盐，简化工艺，降低成本。在中和时，将PH值范围控制在4．2～4．5间，可抑制乳酸菌及其它杂菌的生长，而酵母菌却仍可繁殖的很好，这就可省去消毒工序，使工艺简化。淀粉质的原料可根据各地的具体情况，从经济和含粉率来考虑，如在云南可选用木薯粉，粉碎后粒度为0．5～1mm，加入量为每吨废液32～71Kg。经多次小试及中试结果表明，水解后基质的最佳糖度优选12～13°BX，酒精的提取率可达最高。醪液的发酵分为两级，第二级发酵罐的醪液经离心分离机分离，得到的部分酵母返回第一级发酵罐，充入氧使酵母增殖，再进入第二级发酵罐中，这可大大简化工艺，更重要的是可避免蒸馏后废醪液中的有机质增加，发酵所使用的酵母菌可用啤酒酵母。
下面，提供本发明的几个具体实施例，对其作进一步描述。
实施例1：
筛选无霉变的木薯干，将其破碎成粒度为0．5～1mm的粉状，先用生产皂素的废液搅拌调匀，送入水解罐中靠废液中的酸对其水解，木薯粉的加入量为每吨废水35Kg，水解温度为121℃，时间为40分钟，压力为0．1MP，水解后糖度达12°BX。水解完成后，放入中和池，在池中加入干石灰粉，充分搅拌混合，将PH值调整至4．2～4．5，沉淀分离，上清液打入一级发酵罐，接种昆明啤酒厂的啤酒酵母进行发酵，温度为28℃，发酵时间为16小时，再进入二级发酵罐发酵，温度为30℃，发酵时间为64小时，用计量泵将醪液送入离心机分离酵母，部分酵母循环返回一级发酵罐充氧增殖。然后送到醪塔和精馏塔按常规酒精生产工艺对成熟发酵醪制备酒精。本例的淀粉水解效率率为99％，出酒率为48％，排出污水CODcr降低70％，BOD561％，色度降低97％。
实施例2：
筛选无霉变的木薯干，将其破碎成粒度为0．5～1mm的粉状，先用生产皂素的废液搅拌调匀，送入水解罐中靠废液中的酸对其水解，木薯粉的加入量为每吨废水40Kg，水解温度为121℃，时间为40分钟，压力为0．1MP，水解后糖度达12°BX。水解完成后，放入中和池，在池中加入干石灰粉，充分搅拌混合，将PH值调整至4．2～4．5，沉淀分离，上清液打入一级发酵罐，接种啤酒酵母(SACCHAROMYCES．SP．)进行发酵，温度为28℃，发酵时间为24小时，再进入二级发酵罐发酵，温度为28℃，发酵时间为56小时，用计量泵将醪液送入离心机分离酵母，部分酵母循环返回一级发酵罐充氧增殖。然后送到醪塔和精馏塔按常规酒精生产工艺对成熟发酵醪制备酒精。本例的淀粉水解效率率为95％，出酒率为46％，排出污水CODcr降低65％，BOD552％，色度降低97％。
实施例3：
筛选无霉变的木薯干，将其破碎成粒度为0．5～1mm的粉状，先用生产皂素的废液搅拌调匀，送入水解罐中靠废液中的酸对其水解，木薯粉的加入量为每吨废水70Kg，水解温度为121℃，时间为40分钟，压力为0．1MP，水解后糖度达11．7°BX。水解完成后，放入中和池，在池中加入干石灰粉，充分搅拌混合，将PH值调整至4．2～4．5，沉淀分离，上清液打入一级发酵罐，接种威尔酵母(SACCHAROMYCES．willzangs)进行发酵，温度为32℃，发酵时间为20小时，再进入二级发酵罐发酵，温度为30℃，发酵时间为60小时，用计量泵将醪液送入离心机分离酵母，部分酵母循环返回一级发酵罐充氧增殖。然后送到醪塔和精馏塔按常规酒精生产工艺对成熟发酵醪制备酒精。本例的淀粉水解效率率为90％，出酒率为42％，排出污水CODcr降低61％，BOD549％，色度降低87％。

Claims (3)

1、一种从含糖、酸废液中提取酒精的方法，其特征是以生产皂素的含糖和酸的废液为原料，加入淀粉，搅拌均匀，进行水解，水解温度为120～130℃，压力为表压0．1～0．15MP，时间为30～40分钟，使基质中含糖度达到10～15°BX，加入碱性物质中和，PH值控制在4．2～4．5之间，分离沉淀物，直接将分离所得的液体送入发酵罐，接入已培养好的酵母菌进行发酵，温度控制在28～33℃，发酵时间60～80小时，醪液的发酵分为两级，第二级发酵罐的醪液经离心分离机分离，得到的部分酵母返回第一级发酵罐，充入氧使酵母增殖，再进入第二级发酵罐中，然后从成熟发酵醪中分离出酒精。
2、按权利要求1所述的从含糖、酸废液中提取酒精的方法，其特征是淀粉选用木薯粉，粒度为0．5～1．0mm，加入量为每吨废液32～71Kg，水解后基质的糖度为12～13°BX。
3、按权利要求1或2所述的从含糖、酸废液中提取酒精的方法，其特征是发酵使用的酵母菌为啤酒酵母。
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