CN110452933A - 乙醇的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种乙醇的制备方法。该制备方法包括以下步骤：步骤S1，将淀粉浆液液化并糖化，得到糖化醪液；步骤S2，将部分糖化醪液固液分离，得到糖浆上清液，糖浆上清液中葡萄糖的浓度大于糖化醪液中葡萄糖的浓度；步骤S3，将剩余的糖化醪液与糖浆上清液共混发酵，得到乙醇。由于是将不含有固含物的糖浆上清液与糖化醪液共混发酵，从而能够大幅降低发酵醪液黏度，使醪液更加符合搅拌、输送和加热冷却工序的要求，并且通过实验还可看出，上述方法还能够具有高乙醇浓度、低残糖和节约能源等特点，从而大幅度增加产量，显著提高经济效益。

Description

乙醇的制备方法
技术领域
本发明涉及乙醇发酵领域，具体而言，涉及一种乙醇的制备方法。
背景技术
根据原料浓度的不同可以将乙醇发酵分为常规浓度发酵和浓醪发酵。浓醪发酵(very high gravity fermentation)也称VHG发酵，其理念最早由Casey等人提出，将高浓发酵定义为每100g发酵液中含有大于等于18g可溶性固形物的发酵。后来随着乙醇发酵工艺的发展，发酵原料浓度不断升高，也有人认为当发酵浆液中的可溶性固性物的浓度大于等于27g每100g浆液时，可以称为浓醪发酵。浓醪发酵比常规浓度发酵更具优势，这是因为原料浓度的提高，使得最终乙醇浓度大幅提高，不但抑制了发酵过程中杂菌的生长和代谢，还提高了设备的利用率，减少了发酵及蒸馏过程中的能量投入，从而使发酵成本降低、利润提高，因而浓醪发酵受到人们的广泛关注。
高浓度乙醇发酵工艺具有高发酵率、高转化率、低残糖和节约能源等特点，可大幅度增加产量，显著提高经济效益。美国企业浓醪发酵乙醇浓度普遍可达15％(体积分数)以上，而国内浓醪发酵乙醇浓度仅为11％～12％(体积分数)。据公开文献测算，每提高1％(体积分数)的发酵醪乙醇浓度(玉米为原料)，1吨乙醇收益约提高为30元～40元；乙醇生产企业中乙醇含量每提高1％(体积分数)，能耗下降3％，整体经济效益提高3％。
现有技术中有人使用安琪耐高温酿酒高活性干酵母，以玉米为原料生产酒精，通过在发酵过程中添加复合酶，采用边糖化边发酵工艺，从三角瓶小试，到5t罐中试，取得了一定效果，残还原糖为0.21％，酒份达到13.6％(体积分数)。也有人采用安琪耐高温酒精活性干酵母，以玉米为原料进行浓醪发酵最适工艺条件的研究，结果表明，双酶液化法，添加糖化酶180u/g原料，pH4.5～pH5.0酵母接种量0.15％，适当添加无机盐和营养盐，发酵70h，最终发酵酒度达到14.7％(体积分数)，残糖0.92％，残还原糖0.2％，淀粉利用率84.9％的效果。
虽然浓醪发酵在工业生产上有很大优势，但浓醪发酵也存在一定弊端。在浓醪发酵中，基质过高的渗透压使得细胞内水分流失，从而造成细胞生长缓慢甚至停止。高渗透压不仅会抑制酵母细胞的生长，还对细胞的代谢带来严重影响，使得乙醇转化率降低以及发酵时间延长。另一方面，过高的乙醇浓度虽然抑制了杂菌的生长，但也会对酵母细胞产生强烈的毒性和抑制作用，从而降低了发酵菌株的乙醇代谢水平。
并且，浓醪酒精发酵需要处理300g/L以上的原料，随着料水比的降低，醪液的黏度迅速增高，使醪液在搅拌、输送和加热冷却工序的运行都变得十分困难。酒精生产中要求醪液均匀，在原料分子周围有足够的水参与反应，醪液黏度增高会使得液化和糊化反应不彻底和不均匀，这也是大多数工厂放弃浓醪发酵这一技术革新的原因。
因此，有必要开发一种浓醪酒精发酵新技术，使其既可达到高浓度乙醇发酵的效果，又能保证醪液黏度符合搅拌、输送和加热冷却工序的要求。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种乙醇的制备方法，以在保证有高浓度乙醇发酵的效果的同时还能保证醪液黏度符合搅拌、输送和加热冷却工序的要求。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种乙醇的制备方法，包括以下步骤：步骤S1，将淀粉浆液液化并糖化，得到糖化醪液；步骤S2，将部分糖化醪液固液分离，得到糖浆上清液，糖浆上清液中葡萄糖的浓度大于糖化醪液中葡萄糖的浓度；步骤S3，将剩余的糖化醪液与糖浆上清液共混发酵，得到乙醇。
进一步地，制备方法还包括制备淀粉浆液的步骤，制备淀粉浆液的步骤包括：将淀粉质原料粉碎并制备成淀粉浆液，优选淀粉质原料包括玉米，优选淀粉浆液的干物质量浓度为27％～33％。
进一步地，步骤S1包括以下过程：S11，使淀粉浆液在液化酶的作用下发生糊化及液化，以形成液化醪，优选液化酶的添加量为按照淀粉浆液干基的57～68U/g；S12，使液化醪在糖化酶的作用下被水解为糖化醪液，优选糖化酶的添加量为按照淀粉浆液干基的236～364U/g。
进一步地，在过程S11中，液化温度为88～90℃，液化时间为1.5～2.0h。
进一步地，在过程S12中，糖化温度为58～60℃，糖化时间为1.5～3.0h。
进一步地，在过程S12之前，步骤S1还包括以下过程：将液化醪的pH值调整至4.0～4.5，优选加入体积分数为0.045～0.05％的稀硫酸调整液化醪的pH值。
进一步地，步骤S3包括以下过程：S31，在剩余的糖化醪液中将酿酒干酵母活化得到酵母活化液；S32，将酵母活化液与糖浆上清液共混发酵，得到成熟醪；S33，将成熟醪进行乙醇蒸馏，得到乙醇。
进一步地，过程S31包括：在底水中加入酿酒干酵母，得到待活化液，优选底水的温度为30～32℃，优选底水中酵母的质量浓度为0.2～0.225％；在无菌空气下将包括剩余的糖化醪液的第一原料加入待活化液中并搅拌，以将酿酒干酵母活化，优选无菌空气的通气比为1.0～2.0vvm，优选糖化醪液的体积流率为95～115m3/h，优选搅拌转速为180～300r/min，优选活化时间为9～12h。
进一步地，第一原料还包括磷酸氢二铵和/或发酵促进剂，优选磷酸氢二铵的添加量为待活化液的0.4～1.0g/L，优选发酵促进剂的添加量为待活化液的0.5～0.6g/L。
进一步地，在过程S32中，将包括酵母活化液的第二原料加入糖浆上清液中并发酵，优选酵母活化液与糖浆上清液的体积比为1:1～1.5，优选酵母活化液的体积流率为120～125m3/h，优选糖浆上清液的温度为30～32℃，优选发酵时间为48～54h。
进一步地，第二原料还包括磷酸氢二铵和/或发酵促进剂，优选磷酸氢二铵的添加量为糖浆上清液的0.4～1.0g/L，优选发酵促进剂的添加量为糖浆上清液的0.5～0.6g/L。
应用本发明的技术方案，提供了一种乙醇的制备方法，该方法先将淀粉浆液液化并糖化，得到糖化醪液，然后将部分糖化醪液固液分离，得到糖浆上清液，糖浆上清液中葡萄糖的浓度大于糖化醪液中葡萄糖的浓度，最后将剩余的糖化醪液与糖浆上清液共混发酵，得到乙醇，由于是将不含有固含物的糖浆上清液与糖化醪液共混发酵，从而能够大幅降低发酵醪液黏度，使醪液更加符合搅拌、输送和加热冷却工序的要求，并且通过实验还可看出，上述方法还能够具有高乙醇浓度、低残糖和节约能源等特点，从而大幅度增加产量，显著提高经济效益。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
由背景技术可知，现有技术中亟需开发一种浓醪酒精发酵新技术，使其既可达到高浓度乙醇发酵的效果，又能保证醪液黏度符合搅拌、输送和加热冷却工序的要求。本发明的发明人针对上述问题进行研究，提供了一种乙醇的制备方法，包括以下步骤：步骤S1，将淀粉浆液液化并糖化，得到糖化醪液；步骤S2，将部分糖化醪液固液分离，得到糖浆上清液，糖浆上清液中葡萄糖的浓度大于糖化醪液中葡萄糖的浓度；步骤S3，将剩余的糖化醪液与糖浆上清液共混发酵，得到乙醇。
本发明的上述制备方法中由于是将不含有固含物的糖浆上清液与糖化醪液共混发酵，从而能够大幅降低发酵醪液黏度，使醪液更加符合搅拌、输送和加热冷却工序的要求，并且通过实验还可看出，上述方法还能够具有高乙醇浓度、低残糖和节约能源等特点，从而大幅度增加产量，显著提高经济效益。
下面将更详细地描述根据本发明提供的乙醇的制备方法的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员。
首先，执行步骤S1：将淀粉浆液液化并糖化，得到糖化醪液。可以将淀粉质原料粉碎并制备成上述淀粉浆液，优选地，淀粉质原料包括玉米，但并不局限于上述优选的种类，本领域技术人员可以根据现有技术对上述淀粉质原料的种类进行合理选取。
在上述制备淀粉浆液的步骤中，为了实现高浓度乙醇发酵需要提高底物浓度，优选地，将粒度≤3mm的淀粉质原料(如玉米)粉碎后，制备成干物质量浓度为27～33％的淀粉浆液。上述制备淀粉浆液的方法可以采用现有技术中的常规流程，在此不再赘述。并且，还可以通过调整加入淀粉质原料与水的配比，以得到两种不同干物质量浓度的淀粉浆液。
优选地，上述步骤S1包括以下过程：S11，使淀粉浆液在液化酶的作用下发生糊化及液化，以形成液化醪；S12，使液化醪在糖化酶的作用下被水解为糖化醪液。为了提高液化效率，更为优选地，上述液化酶的添加量为按照淀粉浆液干基的57～68U/g；为了提高糖化效率，更为优选地，上述糖化酶的添加量为按照淀粉浆液干基的236～364U/g。
在上述过程S11中，优选地，液化温度为88～90℃，液化时间为1.5～2.0h。通过将液化的工艺条件限定在上述优选的参数范围内，能够确保液化酶在最适宜的酶活温度下水解淀粉，有利于加快醪液的液化速率。
在过程S12之前，上述步骤S1还可以包括以下过程：对液化醪闪蒸处理，优选闪蒸处理后液化醪的温度为58～60℃。此时，优选地，在上述过程S12中，糖化温度为58～60℃，糖化时间为1.5～3.0h。通过将糖化的工艺条件限定在上述优选的参数范围内，能够确保糖化酶在最适宜的酶活温度下水解多糖，有利于加快醪液的糖化速率。
在过程S12之前，优选地，上述步骤S1还包括以下过程：将液化醪的pH值调整至4.0～4.5，更为优选地，加入体积分数为0.045～0.05％的稀硫酸调整液化醪的pH值。上述步骤能够将液化醪的pH值调整至糖化酶的最适作用区间(4.0～4.5)，从而增强了糖化酶对液化醪的糖化作用。
在一种优选的实施方式中，将干物质量浓度为27～33％的淀粉浆液，经计量后，在管线内加入液化酶，液化酶添加量按照淀粉浆液干基的57～68U/g，液化温度在88～90℃，液化时间为1.5～2.0h，使淀粉浆液发生糊化、液化，成为液化醪，随后将液化醪被送至液化闪蒸罐，在闪蒸罐中温度降至58～60℃，随后被送至糖化罐，在糖化罐顶部加入体积分数为0.045～0.05％的72％稀硫酸将pH调整到糖化酶的最适作用区间(4.0～4.5)，糖化酶的添加量按照淀粉浆液干基的236～364U/g，糖化温度在58～60℃，糖化时间为1.5～3.0h，淀粉浆液在糖化酶的作用下被水解为葡萄糖，得到糖化醪液。
在执行完步骤S1之后，执行步骤S2：将部分糖化醪液固液分离，得到糖浆上清液，糖浆上清液中葡萄糖的浓度大于糖化醪液中葡萄糖的浓度。通过上述固液分离使得到的糖浆上清液中葡萄糖浓度保持在280g/L～283g/L，可以采用离心处理的方式将上述将部分糖化醪液固液分离。
当在上述步骤S1中是将两种具有不同干物浓度的淀粉浆液液化并糖化时，得到第一糖化醪液和第二糖化醪液，此时，在步骤S2中，可以将第一糖化醪液固液分离，得到糖浆上清液，第二糖化醪液备用。
在一种优选的实施方式中，将步骤S1中制备得到的糖化醪液用离心装置分离得到糖化醪湿糟和糖浆上清液两部分，糖浆上清液中葡萄糖浓度为280～283g/L，糖浆上清液被送至糖浆储罐，糖化醪湿糟加到湿糟中混合后一起进入干燥装置，干燥后可用于生产酒糟蛋白饲料。
在执行完步骤S2之后，执行步骤S3：将剩余的糖化醪液与糖浆上清液共混发酵，得到乙醇。上述步骤S3可以包括以下过程：S31，在剩余的糖化醪液中将酿酒干酵母活化得到酵母活化液；S32，将酵母活化液与糖浆上清液共混发酵，得到成熟醪；S33，将成熟醪进行乙醇蒸馏，得到乙醇。
当在上述步骤S1中是将两种具有不同干物浓度的淀粉浆液液化并糖化，且在步骤S2中是将第一糖化醪液固液分离得到糖浆上清液时，在步骤S3中，剩余的糖化醪液为步骤S1中得到的第二糖化醪液，此时，将剩余的糖化醪液与糖浆上清液共混发酵是指，将第二糖化醪液与步骤S2中固液分离得到的糖浆上清液共混发酵。
为了提高活化效率，优选地，上述过程S31包括：在底水中加入酿酒干酵母，得到待活化液；在无菌空气下将包括剩余的糖化醪液的第一原料加入待活化液中并搅拌，以将酿酒干酵母活化。
在上述过程S31中，为了保证酵母在最适温度下活化，优选地，底水的温度为30～32℃；为了保证活化酵母的数量在合理范围内，优选地，底水中酵母的质量浓度为0.2～0.225％。并且，优选地，上述无菌空气的通气比为1.0～2.0vvm；优选地，糖化醪液的体积流率为95～115m3/h，优选地，搅拌转速为180～300r/min，优选地，活化时间为9～12h。通过将活化的工艺条件限定在上述优选的参数范围内，能够保证活化酵母的数量在4亿/mL以上。
在上述过程S31中，优选地，第一原料还包括磷酸氢二铵，用于为酵母生长提供氮源及磷源；更为优选地，上述磷酸氢二铵的添加量为待活化液的0.4～1.0g/L。并且，优选地，上述第一原料还包括发酵促进剂，以进后续工艺中发酵的产生；更为优选地，上述发酵促进剂的添加量为待活化液的0.5～0.6g/L。
在上述过程S31中，可以将底水、酿酒干酵母和包括剩余的糖化醪液的第一原料依次通入酵母活化罐中进行活化。此时，为了实现乙醇连续发酵需要连续流加活化后的酵母，优选地，酵母活化罐的液位达到80％以上且活化后的酵母数达到4亿/mL以上时，再将酵母活化液与糖浆上清液共混发酵。
在上述过程S32中，可以将包括酵母活化液的第二原料加入糖浆上清液中并发酵。为了提高发酵醪液的底物糖浓度，优选地，上述酵母活化液与糖浆上清液的体积比为1:1～1.5。并且，优选地，酵母活化液的体积流率为120～125m3/h；优选地，糖浆上清液的温度为30～32℃；优选地，发酵时间为48～54h。通过将发酵的工艺条件限定在上述优选的参数范围内能够实现高浓度乙醇发酵使其具有高乙醇浓度、低残糖和节约能源等特点。
在上述过程S32中，优选地，第二原料还包括磷酸氢二铵，用于为酵母生长提供氮源及磷源；更为优选地，上述磷酸氢二铵的添加量为待活化液的0.4～1.0g/L。并且，优选地，上述第二原料还包括发酵促进剂，以进后续工艺中发酵的产生；更为优选地，上述发酵促进剂的添加量为待活化液的0.5～0.6g/L。
在一种优选的实施方式中，上述发酵过程包括酿酒干酵母的活化扩培及乙醇发酵。具体地，酵母活化时，先倒空洗净的酵母活化罐(1680m3)，然后加入12％罐体积的34℃底水，并利用换热器将底水温度降至30～32℃，然后加入活性酿酒干酵母，酵母添加量为0.2～0.225％，并开始通入无菌空气，加入部分步骤S1中得到的糖化醪液、磷酸氢二铵和酵母促进剂，糖化醪液(葡萄糖浓度为216～228g/L)的体积流率为95～115m3/h，搅拌转速为180～300r/min，通气量为1.0～2.0vvm，磷酸氢二铵的添加量为0.4～1.0g/L、酵母促进剂的添加量为0.5～0.6g/L，酵母活化时间为10～12h，当液位达到80％，酵母数达到4亿/mL以上，打开出料阀，向主发酵罐(3400m3)中进行分料，酵母活化液的体积流率在120～125m3/h，同时在主发酵罐中按1:1～1.5的比例补加步骤S2中得到的糖浆上清液，同时添加磷酸氢二铵和酵母促进剂，糖浆上清液的温度为30～32℃，磷酸氢二铵的添加量为0.4～1.0g/L，酵母促进剂的添加量为0.5～0.6g/L。酵母活化罐中的液位保持在80％，主发酵罐(5个发酵罐)之间采用串联连续发酵方式，每个发酵罐处于不同的发酵时期，发酵48h酒份达14.6％～15.7％(体积分数)的成熟醪送至精馏塔进行蒸馏。
下面将结合实施例进一步说明本发明提供的乙醇的制备方法。
实施例1
本实施例提供的乙醇的制备方法包括以下步骤：
将粒度≤3mm的玉米粉碎后，制备成干物质量浓度为26％的淀粉浆液。
将干物质量浓度为26％的淀粉浆液，添加55U/g的液化酶，液化温度在86℃，液化1.4h，使淀粉浆发生糊化、液化，成为液化醪，随后将液化醪温度降至56℃，并加入体积分数为0.05％的72％稀硫酸，pH调整到4.0～4.5，再添加235U/g的糖化酶，糖化3.0h，制备成高糖浓度的糖化醪液，所制备糖化醪液葡萄糖浓度为221g/L，将制备的部分糖化醪液用离心装置分离得到糖化醪湿糟和糖浆上清液两部分，所制备的糖浆上清液中葡萄糖浓度为221g/L。
酵母活化时，先倒空洗净的酵母活化罐(1680m3)，加入12％罐体积的34℃底水，利用换热器将底水温度降至28℃，通气量1.5vvm，酵母添加量为0.225％，糖化醪液(葡萄糖浓度为221g/L)的体积流率为127m3/h，搅拌转速为175r/min，磷酸氢二铵添加量为0.3g/L、酵母促进剂添加量为0.4g/L，酵母活化9h后液位达到80％，酵母数达到4.0亿/mL，打开出料阀，向主发酵罐中进行分料，酵母活化液的体积流率在120m3/h，同时在主发酵罐中按1:1.5的比例补加葡萄糖浓度为221g/L的糖浆上清液，温度为30℃，体积流率为180m3/h，磷酸氢二铵的添加量为0.3g/L，酵母促进剂的添加量为0.4g/L，发酵48h后酒份达12.4％(体积分数)，最后将成熟醪送至精馏塔进行蒸馏。
实施例2
本实施例提供的乙醇的制备方法包括以下步骤：
将粒度≤3mm的玉米粉碎后，制备成干物质量浓度为30％的淀粉浆液。
将干物质量浓度为30％的淀粉浆液，添加63U/g的液化酶，液化温度在88℃，液化1.8h，使淀粉浆发生糊化、液化，成为液化醪，随后将液化醪温度降至58℃，并加入体积分数为0.05％的72％稀硫酸，pH调整到4.0～4.5，再添加255U/g的糖化酶，糖化2.4h，制备成高糖浓度的糖化醪液，所制备糖化醪液葡萄糖浓度为255g/L，将制备的部分糖化醪液用离心装置分离得到糖化醪湿糟和糖浆上清液两部分，所制备的糖浆上清液中葡萄糖浓度为255g/L。
酵母活化时，先倒空洗净的酵母活化罐(1680m3)，加入12％罐体积的34℃底水，利用换热器将底水温度降至30℃，通气量1.5vvm，酵母添加量为0.21％，糖化醪液(葡萄糖浓度为255g/L)的体积流率为104m3/h，搅拌转速为250r/min，磷酸氢二铵添加量为0.6g/L、酵母促进剂添加量为0.5g/L，酵母活化11h后液位达到80％，酵母数达到4.0亿/mL，打开出料阀，向主发酵罐中进行分料，酵母活化液的体积流率在120m3/h，同时在主发酵罐中按1:1.2的比例补加葡萄糖浓度为255g/L的糖浆上清液，温度为30℃，体积流率为220m3/h，磷酸氢二铵的添加量为0.6g/L，酵母促进剂的添加量为0.5g/L，发酵54h后酒份达14.3％(体积分数)，最后将成熟醪送至精馏塔进行蒸馏。
实施例3
本实施例提供的乙醇的制备方法包括以下步骤：
将粒度≤3mm的玉米粉碎后，制备成干物质量浓度为27％的淀粉浆液和干物质量浓度为33％的淀粉浆液。
将干物质量浓度为27％的淀粉浆液，添加57U/g的液化酶，液化温度在88℃，液化时间为1.5h，使淀粉浆发生糊化、液化，成为液化醪，随后将液化醪温度降至58℃，并加入体积分数为0.045％的72％稀硫酸，pH调整到4.0～4.5，再添加236U/g的糖化酶，糖化1.5h，制备成糖化醪液备用，所制备糖化醪液中葡萄糖浓度为228g/L。
将干物质量浓度为33％的淀粉浆液，添加68U/g的液化酶，液化温度在90℃，液化时间2.0h，使淀粉浆发生糊化、液化，成为液化醪，随后将液化醪温度降至60℃，并加入体积分数为0.05％的72％稀硫酸，pH调整到4.0～4.5，再添加364U/g糖化酶，糖化3.0h，制备成高糖浓度的糖化醪液，将制备的糖化醪液用离心装置分离得到糖化醪湿糟和糖浆上清液两部分，所制备的糖浆上清液中葡萄糖浓度为283g/L。
酵母活化时，先倒空洗净的酵母活化罐(1680m3)，加入12％罐体积的34℃底水，利用换热器将底水温度降至30℃，通气量1vvm，酵母添加量为0.225％，糖化醪液(葡萄糖浓度为228g/L)的体积流率为115m3/h，搅拌转速为180r/min，磷酸氢二铵添加量为0.4g/L、酵母促进剂添加量为0.5g/L，酵母活化10h后液位达到80％，酵母数达到4.0亿/mL，打开出料阀，向主发酵罐中进行分料，酵母活化液的体积流率在120m3/h，同时在主发酵罐中按1:1.5的比例补加葡萄糖浓度为283g/L的糖浆上清液，温度为30℃，体积流率为180m3/h，磷酸氢二铵的添加量为0.4g/L，酵母促进剂的添加量为0.5g/L，发酵48h后酒份达14.6％(体积分数)，最后将成熟醪送至精馏塔进行蒸馏。
实施例4
本实施例提供的乙醇的制备方法包括以下步骤：
将粒度≤3mm的玉米粉碎后，制备成干物质量浓度为27％的淀粉浆液和干物质量浓度为33％的淀粉浆液。
将干物质量浓度为27％的淀粉浆液，添加57U/g的液化酶，液化温度在90℃，液化时间1.5h，使淀粉浆发生糊化、液化，成为液化醪，随后将液化醪温度降至60℃，并加入体积分数为0.045％的72％稀硫酸，pH调整到4.0～4.5，再添加263U/g的糖化酶，糖化1.5h，制备成糖化醪液备用，所制备糖化醪液中葡萄糖浓度为216g/L。
将干物质量浓度为33％的淀粉浆液，添加68U/g的液化酶，液化温度在90℃，液化时间2.0h，使淀粉浆发生糊化、液化，成为液化醪，随后将液化醪温度降至60℃，并加入体积分数为0.05％的72％稀硫酸，pH调整到4.0～4.5，再添加364U/g糖化酶，糖化3.0h，制备成高糖浓度的糖化醪液，将制备的糖化醪液用离心装置分离得到糖化醪湿糟和糖浆上清液两部分，所制备糖浆上清液葡萄糖浓度为280g/L。
酵母活化时，先倒空洗净的酵母活化罐(1680m3)，加入12％罐体积的34℃底水，利用换热器将底水温度降至32℃，通气量2.0vvm，酵母添加量为0.2％，糖化醪液(葡萄糖浓度为216g/L)的体积流率为95m3/h，搅拌转速为300r/min，磷酸氢二铵添加量为1.0g/L、酵母促进剂添加量为0.5g/L，酵母活化12h后液位达到80％，酵母数达到4.5亿/mL，打开出料阀，向主发酵罐中进行分料，酵母活化液的体积流率在120m3/h，同时在主发酵罐中按1:1的比例补加葡萄糖浓度为280g/L的高浓度糖浆，温度为32℃，体积流率为180m3/h，磷酸氢二铵的添加量为1.0g/L，酵母促进剂的添加量为0.6g/L，发酵48h后酒份达15.7％(体积分数)，最后将成熟醪送至精馏塔进行蒸馏。
对比例1
本对比例提供的乙醇的制备方法包括以下步骤：
将粒度≤3mm的玉米粉碎后，制备成干物质量浓度为27％的淀粉浆液。
将干物质量浓度为27％的淀粉浆液，添加57U/g的液化酶，液化温度在90℃，液化时间1.5h，使淀粉浆发生糊化、液化，成为液化醪，随后将液化醪温度降至60℃，并加入体积分数为0.045％的72％稀硫酸，pH调整到4.0～4.5，再添加263U/g的糖化酶，糖化1.5h，制备成糖化醪液备用，所制备糖化醪液中葡萄糖浓度为216g/L。
酵母活化时，先倒空洗净的酵母活化罐(1680m3)，加入12％罐体积的34℃底水，利用换热器将底水温度降至32℃，通气量2.0vvm，酵母添加量为0.2％，糖化醪液(葡萄糖浓度为216g/L)的体积流率为95m3/h，搅拌转速为300r/min，磷酸氢二铵添加量为1.0g/L、酵母促进剂添加量为0.5g/L，酵母活化12h后液位达到80％，酵母数达到4.0亿/mL，打开出料阀，向主发酵罐中进行分料，酵母活化液的体积流率在120m3/h，同时在主发酵罐中按1:1.5的比例补加葡萄糖浓度为216g/L的糖化醪液，温度为32℃，体积流率为180m3/h，磷酸氢二铵的添加量为1.0g/L，酵母促进剂的添加量为0.6g/L，发酵48h后酒份达12.2％(体积分数)，最后将成熟醪送至精馏塔进行蒸馏。
采用淀粉浆粘度测定仪对上述实施例1至4即对比例1中制备得到的成熟醪的黏度进行测试，测试结果如表1所示。
表1
从上述测试结果可以看出，相比于对比例1中制备得到的成熟醪，实施例1至4中的制备犯法能够使成熟醪的黏度大幅降低。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
1、采用本发明的上述方法能够使发酵醪液黏度大幅降低，使醪液更加符合搅拌、输送和加热冷却工序的要求；
2、本发明具有高乙醇浓度、低残糖和节约能源等特点，可大幅度增加产量，显著提高经济效益；
3、采用本发明的上述方法能够将成熟醪酒度提高2％(体积分数)以上，在发酵48h～54h后，酒份即可达14.6％～15.7％(体积分数)。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种乙醇的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，将淀粉浆液液化并糖化，得到糖化醪液；
步骤S2，将部分所述糖化醪液固液分离，得到糖浆上清液，所述糖浆上清液中葡萄糖的浓度大于所述糖化醪液中葡萄糖的浓度；
步骤S3，将剩余的所述糖化醪液与所述糖浆上清液共混发酵，得到乙醇。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括制备所述淀粉浆液的步骤，所述制备所述淀粉浆液的步骤包括：
将淀粉质原料粉碎并制备成所述淀粉浆液，优选所述淀粉质原料包括玉米，优选所述淀粉浆液的干物质量浓度为27％～33％。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1包括以下过程：
S11，使所述淀粉浆液在液化酶的作用下发生糊化及液化，以形成液化醪，优选所述液化酶的添加量为按照所述淀粉浆液干基的57～68U/g；
S12，使所述液化醪在糖化酶的作用下被水解为所述糖化醪液，优选所述糖化酶的添加量为按照所述淀粉浆液干基的236～364U/g。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在所述过程S11中，液化温度为88～90℃，液化时间为1.5～2.0h。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在所述过程S12中，糖化温度为58～60℃，糖化时间为1.5～3.0h。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在所述过程S12之前，所述步骤S1还包括以下过程：
将所述液化醪的pH值调整至4.0～4.5，优选加入体积分数为0.045～0.05％的稀硫酸调整所述液化醪的pH值。
7.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S3包括以下过程：
S31，在剩余的所述糖化醪液中将酿酒干酵母活化得到酵母活化液；
S32，将所述酵母活化液与所述糖浆上清液共混发酵，得到成熟醪；
S33，将所述成熟醪进行乙醇蒸馏，得到所述乙醇。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述过程S31包括：
在底水中加入所述酿酒干酵母，得到待活化液，优选所述底水的温度为30～32℃，优选所述底水中所述酵母的质量浓度为0.2～0.225％；
在无菌空气下将包括所述剩余的糖化醪液的第一原料加入所述待活化液中并搅拌，以将所述酿酒干酵母活化，优选所述无菌空气的通气比为1.0～2.0vvm，优选所述糖化醪液的体积流率为95～115m3/h，优选搅拌转速为180～300r/min，优选活化时间为9～12h。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述第一原料还包括磷酸氢二铵和/或发酵促进剂，优选所述磷酸氢二铵的添加量为所述待活化液的0.4～1.0g/L，优选所述发酵促进剂的添加量为所述待活化液的0.5～0.6g/L。
10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，在所述过程S32中，将包括所述酵母活化液的第二原料加入所述糖浆上清液中并发酵，优选所述酵母活化液与所述糖浆上清液的体积比为1:1～1.5，优选所述酵母活化液的体积流率为120～125m3/h，优选所述糖浆上清液的温度为30～32℃，优选发酵时间为48～54h。
11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述第二原料还包括磷酸氢二铵和/或发酵促进剂，优选所述磷酸氢二铵的添加量为所述糖浆上清液的0.4～1.0g/L，优选所述发酵促进剂的添加量为所述糖浆上清液的0.5～0.6g/L。
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