CN111500648A - 液化淀粉质原料的方法 - Google Patents
液化淀粉质原料的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111500648A CN111500648A CN202010276262.6A CN202010276262A CN111500648A CN 111500648 A CN111500648 A CN 111500648A CN 202010276262 A CN202010276262 A CN 202010276262A CN 111500648 A CN111500648 A CN 111500648A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- ethanol
- fermentation
- temperature
- mash
- liquid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
- C12P7/02—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group
- C12P7/04—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group acyclic
- C12P7/06—Ethanol, i.e. non-beverage
- C12P7/08—Ethanol, i.e. non-beverage produced as by-product or from waste or cellulosic material substrate
- C12P7/10—Ethanol, i.e. non-beverage produced as by-product or from waste or cellulosic material substrate substrate containing cellulosic material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P2201/00—Pretreatment of cellulosic or lignocellulosic material for subsequent enzymatic treatment or hydrolysis
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
Abstract
本发明涉及生物燃料技术领域，公开了一种液化淀粉质原料的方法，其中，该方法包括以下步骤：(1)在酶的存在下，将含淀粉质原料的粉浆进行一次升温和二次升温，得到预液化粉浆，其中，所述一次升温的升温速率低于二次升温的升温速率；(2)将步骤(1)所得的预液化粉浆进行喷射液化；(3)将步骤(2)中所述喷射液化所得的物料进行继续液化；采用本发明的方法制备的液化醪用于发酵制备乙醇能够获得较好的发酵效果，同时降低了能耗。
Description
技术领域
本发明涉及生物燃料技术领域，具体涉及一种液化淀粉质原料的方法。
背景技术
目前生产燃料乙醇的原料主要是玉米、木薯等。随着我国粮食收储制度改革稳步推进，如何加快玉米、稻谷等陈化粮的消化进度，是农业供给侧结构性改革的关键环节，尤其是稻谷库存较高，而且产业链条短、消费弹性小，是当前库存消化的重点和难点。
燃料乙醇对原料品质的要求没有食用酒精那么严格，利用陈化水稻生产燃料乙醇可加快消化超期储存粮食，避免质量逐步退化、造成更大损失，对杜绝不符合食品安全标准的粮食流入口粮市场，对国家粮食收储制度改革，保护农民利益，具有重大意义和作用。
而进行发酵产乙醇工艺之前，对原料的液化处理也是重中之重，现有技术对液化条件的控制使得得到的液化醪用于发酵产乙醇，淀粉出酒率较低，因此，如何液化淀粉质原料进而提高发酵产乙醇的效果，具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是为了克服采用现有技术液化淀粉质原料尤其带壳的低品质陈化水稻得到的液化醪用于发酵产乙醇的淀粉出酒率较低的问题，提供一种液化淀粉质原料的方法，以实现采用本发明得到的液化醪发酵产乙醇的淀粉出酒率较高的目的。
为了实现本发明的目的，本发明提供了一种液化淀粉质原料的方法，其中，该方法包括以下步骤：
(1)在酶的存在下，将含淀粉质原料的粉浆进行一次升温和二次升温，得到预液化粉浆，其中，所述一次升温的升温速率低于二次升温的升温速率；
(2)将步骤(1)所得的预液化粉浆进行喷射液化；
(3)将步骤(2)中所述喷射液化所得的物料进行继续液化。
采用本发明的技术方案液化淀粉质原料尤其是带壳的陈化水稻，将得到的液化醪发酵产乙醇，淀粉出酒率可达到50％以上，且明显降低了能耗(能耗低至370kg标煤/t燃料乙醇以下)。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明主要涉及对使用淀粉质原料制备乙醇的工艺进行改进，一般地，使用淀粉质原料制备乙醇的方法主要涉及调浆、液化、发酵和分离等四个步骤。具体地：
(一)调浆
调浆是将淀粉质原料与调浆液混合获得粉浆的步骤，调浆液可以为水，如自来水或工艺水。调浆液也可以为发酵产乙醇工艺中产生的清液，但是直接使用清液对发酵产生不利的影响。因此，本发明的发明人进行了大量实验，结果发现，将本发明产生的清液进行处理得到中水，并按照特定比例配合使用本发明中的清液和中水能够在大量回用清液的同时确保淀粉质原料的液化效果和后续的发酵效果。
因此，第一方面，本发明提供了一种调浆液，其中，该调浆液由清液、中水和选择性存在的水提供，其中，所述清液与中水的重量比为1：0.15-0.75；所述清液中悬浮物的含量为5000-5500mg/L；所述中水为发酵制备乙醇过程中产生的中水。
由于发酵制备乙醇过程中产生的清液不利于乙醇发酵，因此，需要将清液进行处理，即得到中水，然后将所得中水再做进一步处理以消除或降低中水中不利于乙醇发酵的因素后回用作调浆液，但这会导致增加中水的处理工序以及生产成本；或者为降低清液对乙醇发酵的不利影响，只能将少量清液用于调浆液，而不能实现清液的附加值，不能有效降低生产成本；本发明的发明人通过研究发现，将采用本发明的技术方案发酵制备乙醇过程中产生的清液和将部分所得清液进行处理得到的中水以特定的比例配合使用，能够显著提高调浆液中清液和中水的用量，降低了生产成本，而且还能够获得较高的发酵效果。
本发明中，为了进一步获得较好的乙醇发酵的效果，优选地，所述清液与中水的重量比为1：0.4-0.6。
本发明中，为了进一步提高调浆液中清液和中水的用量且获得较好的乙醇发酵的效果，优选地，所述清液的COD的值为40000-45000mg/L(例如，40000mg/L、41000mg/L、42000mg/L、43000mg/L、44000mg/L、45000mg/L，或上述数值之间的任意值)。
更优选地，所述清液中BOD5的值为32000-36000mg/L(例如，32000mg/L、33000mg/L、34000mg/L、35000mg/L、36000mg/L，或上述数值之间的任意值)。
更优选地，所述清液的电导率为7000-8000μS/cm(例如，7000μS/cm、7200μS/cm、7400μS/cm、7600μS/cm、7800μS/cm、8000μS/cm，或上述数值之间的任意值)。
本发明中，优选地，所述清液的制备方法包括将发酵制备乙醇过程中产生的废醪液进行固液分离，所得的液相即为清液，其中，所得的固相物料可用作饲料。
本发明中，对发酵制备乙醇过程中产生的废醪液进行固液分离的方法没有特别的限制，可以为本领域常规使用的固液分离的方法，优选为离心、压滤、浓缩和干燥中的至少一种，更优选为离心、压滤、浓缩和干燥，进一步优选为依次进行离心、压滤、浓缩和干燥。
本发明中，对所述离心的条件没有特别的限制，为了提高离心的效果，优选地，所述离心的条件包括转速为2500-3500rpm，进料温度≤85℃。
本发明中，对所述压滤的条件没有特别的限制，为了提高压滤的效果，优选地，所述压滤的条件包括滤布孔径为60-100目，压力为0.4-0.8MPa。
本发明中，所述压力均为表压。
本发明中，对所述浓缩的条件没有特别的限制，为了提高浓缩的效果，优选地，所述浓缩的条件使得每小时得到60-81t清液，包括浓缩温度为80-90℃。
本发明中，对所述干燥的条件没有特别的限制，为了提高干燥的效果，优选地，所述干燥的条件使得每小时得到4-5t固相物料(含水量为10-13重量％)，包括干燥温度为170-190℃。
本发明中，为了提高调浆液中的清液和中水的用量且获得较好的乙醇发酵的效果，优选地，所述中水中悬浮物的含量为200-350mg/L(例如，200mg/L、250mg/L、300mg/L、350mg/L，或上述数值之间的任意值)。
更优选地，所述中水的COD值为700-1000mg/L(例如，700mg/L、750mg/L、800mg/L、840mg/L、880mg/L、920mg/L、960mg/L、1000mg/L，或上述数值之间的任意值)。
更优选地，所述中水中BOD5的值为560-800mg/L(例如，560mg/L、600mg/L、640mg/L、680mg/L、720mg/L、760mg/L、800mg/L，或上述数值之间的任意值)。
更优选地，所述中水的电导率为3000-4000μS/cm(例如，3000μS/cm、3200μS/cm、3400μS/cm、3600μS/cm、3800μS/cm、4000μS/cm，或上述数值之间的任意值)。
本发明中，优选地，所述中水的制备方法包括以下步骤：(I)将所述清液进行一级沉淀处理，得到一级处理液，所得预处理液中悬浮物的含量为2500-3500mg/L；(II)将所得预处理液进行二级生物处理，得到二级处理液；(III)将所得二级处理液进行三级沉淀处理，得到中水。
优选地，步骤(I)中所述一级沉淀处理在第一沉淀池中进行。
优选地，步骤(II)中所述二级生物处理的方法包括先将步骤(I)所得的一级处理液送入IC反应器进行厌氧反应处理，然后将IC反应器的出水送入A/O反应器进行好氧反应处理。
优选地，步骤(III)中所述三级沉淀处理在第二沉淀池中进行。
本发明中，为了进一步获得较好的乙醇发酵的效果，优选地，所述调浆液中清液和中水提供的重量之和占调浆液总重量的35-55％，剩余为水。
(二)液化
本发明中，液化是指将淀粉质原料水解成小分子物质(糊精、低聚糖等)的过程，可以使用本领域常规使用的液化方法进行液化。但本发明的发明人发现两次升温的方式特别有利于改善淀粉质原料的液化效果。
因此，第二方面，本发明提供了一种液化淀粉质原料的方法，其中，该方法包括以下步骤：(1)在酶的存在下，将含淀粉质原料的粉浆进行一次升温和二次升温，得到预液化粉浆，其中，所述一次升温的升温速率低于二次升温的升温速率；(2)将步骤(1)所得的预液化粉浆进行喷射液化；(3)将步骤(2)中所述喷射液化所得的物料进行继续液化(得到液化醪)。
本发明中，为了提高液化的效果，优选地，相对于1克的淀粉质原料，所述液化使用的酶的用量为8-10U。
优选地，所述液化使用的酶选自淀粉酶。淀粉酶一般包括α-淀粉酶、β-淀粉酶、糖化酶和异淀粉酶。
α-淀粉酶又称淀粉1,4-糊精酶、液化酶，它能够任意地、不规则地切开淀粉链内部的α-1,4-糖苷键，将淀粉水解为麦芽糖、含有6个葡萄糖单位的寡糖和带有支链的寡糖，常用作淀粉液化。所述液化酶可以包含本领域常规使用的α-淀粉酶，比如可以为诺维信公司的耐高温α-淀粉酶。
β-淀粉酶又称淀粉1,4-麦芽糖苷酶，能够从淀粉分子非还原性末端切开1,4-糖苷键，生成麦芽糖。此酶作用于淀粉的产物是麦芽糖与极限糊精。
异淀粉酶又称淀粉α-1,6-葡萄糖苷酶、分枝酶，此酶作用于支链淀粉分子分枝点处的α-1,6-糖苷键，将支链淀粉的整个侧链切下变成直链淀粉。
本发明中，优选地，所述粉浆的pH值为5-6，更优选为5.4-5.8。
优选地，所述粉浆中淀粉质原料的含量为28-40重量％，更优选为32-35重量％。
所述粉浆可以采用常规的调浆方法获得，如将淀粉质原料与调浆液混合得到，优选使用第一方面所述的调浆液获得。
本发明中，为了进一步提高液化的效果，优选地，所述一次升温的升温速率比二次升温的升温速率低0.3-0.6℃/min(如0.3℃/min、0.4℃/min、0.5℃/min、0.6℃/min，或上述数值之间的任意值)。
更优选地，所述一次升温的速率为0.5-1℃/min(如0.5℃/min、0.6℃/min、0.7℃/min、0.8℃/min、0.9℃/min、1℃/min，或上述数值之间的任意值)。
进一步优选地，所述二次升温的速率为1-1.5℃/min(如1℃/min、1.1℃/min、1.2℃/min、1.3℃/min、1.4℃/min、1.5℃/min，或上述数值之间的任意值)。
本发明中，为了进一步提高液化的效果，优选地，一次升温使得物料的温度升至50-60℃(如50℃、52℃、54℃、56℃、58℃、60℃，或上述数值之间的任意值)。
更优选地，二次升温使得物料的温度升温至80-85℃(如80℃、81℃、82℃、83℃、84℃、85℃，或上述数值之间的任意值)。
更优选地，所述方法还包括一次升温后维持10-20min。
更优选地，所述方法还包括二次升温后维持20-30min。
本发明中，对所述喷射液化的条件并没有特别的限制，为了提高喷射液化的效果，优选地，喷射液化的条件包括：喷射温度为95-100℃，喷射进口压力为0.6-0.8MPa，喷射出口压力为0.18-0.25MPa，蒸汽用量为0.3-0.5t/t预液化粉浆。
本发明中，为了进一步提高液化的效果，优选地，所述继续液化的方式包括先将所述喷射液化得到的物料一次降温至86-88℃，并维持2-2.5h，然后再二次降温至30-32℃。
优选地，所述一次降温的方式为闪蒸冷却降温。
优选地，所述二次降温的方式为换热冷却降温。
本发明中，对所述淀粉质原料的来源没有特别的限制，可以为本领域常规使用的含淀粉的物料，优选地，所述淀粉质原料选自谷物原料和/或薯类原料。
更优选地，所述淀粉质原料为谷物原料。
更优选地，所述淀粉质原料为储存时间较长(如2年以上)的谷物原料。
更优选地，所述谷物原料选自稻谷、玉米、小麦、大麦和高粱中的至少一种。
更优选地，所述谷物原料为稻谷。更优选为储存时间在3年以上的陈稻谷。
本发明的方法适用于含谷壳的谷物原料或不含谷壳的谷物原料，当谷物原料含有谷壳时，为了提高液化的效果，进而提高发酵的效果，优选地，所述谷物原料中谷壳的含量为10-20重量％。
本发明中，为了进一步提高液化的效果以及发酵的效果，优选地，所述淀粉质原料的粒度<1.8mm，更优选地，所述淀粉质原料中粒度<1mm的原料的含量≥90重量％。
(三)发酵
发酵是指通过微生物在有氧或无氧条件下的生命活动来制备微生物菌体本身、或者直接代谢产物或次级代谢产物的过程，可以使用本领域常规使用的方法进行发酵。但本发明的发明人发现阶段性控制发酵的温度有利于提高发酵的效果，该方法尤其适用于以不脱壳的陈化稻谷为原料进行发酵制备乙醇。
因此，第三方面，本发明提供了一种发酵产乙醇的方法，其中，该方法包括：在糖化酶的存在下，在淀粉质原料的液化醪中接种发酵菌种进行发酵以获得含有乙醇的发酵醪，其中，在发酵过程中按照如下方式控制发酵温度：发酵开始后，第6-10h之前控制第一阶段的发酵温度为30-32℃，之后第二阶段使发酵温度升高0.5-2℃(如0.5℃、1℃、1.5℃、2℃，或上述数值之间的任意值)继续发酵25-30h，再之后第三阶段控制发酵温度为32-34℃直至发酵结束。
更优选地，第二阶段的发酵温度控制为32-34℃，第三阶段的发酵温度控制为32-34℃，第二阶段的发酵温度与第三阶段的发酵温度不同。
更优选地，第二阶段的温度与第三阶段的温度的差值的绝对值为0.5-1℃。控制第二阶段的发酵温度与第三阶段的发酵温度不同能够进一步提高发酵效率。
优选地，所述发酵的总时间为60-72h。
本发明中，为了提高发酵的效果，优选地，所述液化醪中外观糖浓度为23-26°BX。
优选地，所述液化醪中DE值为16-21％。
优选地，所述液化醪的pH值为4.2-4.5，酸度为2.5-4.5mol/L。其中，酸度是指中和每升液化醪中的酸性物质(包括无机酸、有机酸、强酸弱碱盐等)所消耗的强碱的摩尔质量。
本发明中，为了提高发酵的效果，优选地，相对于1克的淀粉质原料，所述糖化酶的用量为100-180U。
本发明中，所述糖化酶又称淀粉α-1,4-葡萄糖苷酶，此酶作用于淀粉分子的非还原性末端，以葡萄糖为单位，依次作用于淀粉分子中的α-1,4-糖苷键，生成葡萄糖。糖化酶作用于支链淀粉后的产物有葡萄糖和带有α-1,6-糖苷键的寡糖；作用于直链淀粉后的产物几乎全部是葡萄糖。所述糖化酶可以为诺维信公司的糖化酶。
在本发明的优选实施方式中，所述发酵在蛋白酶的存在下进行。
优选地，所述蛋白酶为酸性蛋白酶，更优选为最适pH值为2.5-3.5的酸性蛋白酶。
优选地，相对于1克的淀粉质原料，所述蛋白酶的用量为15-20U。
本发明中，对发酵菌种没有特别的限制，可以为本领域常规使用的发酵菌种，比如所述发酵菌种为酵母菌。可以先进行种子培养获得酒母醪，再将酒母醪进行接种。
本发明中，对所述发酵菌种的接种量没有特别的限制，为了提高发酵的效果，优选地，所述发酵菌种的接种量使得1毫升所述液化醪中的活菌数为2×107-2.5×108cfu。
本发明中，为了提高乙醇发酵的效果，优选地，在所述液化醪中还可以加入无机氮源。优选地，在所述乙醇发酵过程中还可以加入无机氮源和杀菌剂。
本发明中，为了进一步提高乙醇发酵的效果，优选地，所述无机氮源选自尿素、硫酸铵、氯化铵和氨水中的至少一种，更优选为硫酸铵。
优选地，相对于1kg淀粉质原料，以NH4 +计，所述无机氮源的用量为1.8-2.5g。
本发明中，为了进一步提高乙醇发酵的效果，优选地，在所述乙醇发酵过程中还可以加入杀菌剂。
优选地，所述杀菌剂选自青霉素、安菌泰和菌肽宝中的至少一种，更优选为安菌泰。
优选地，相对于lm3的液化醪，所述安菌泰的用量为3-7g。
本发明中，所述淀粉质原料的液化醪由含淀粉质原料的粉浆经液化制得。
所述淀粉质原料的液化醪的制备方法可以按照常规的方法获得，优选参照第二方面所述的液化淀粉质原料的方法获得。
本发明中，为了实际需要，还可以将所得发酵醪进行蒸馏，得到乙醇溶液。
(四)分离
分离是指从发酵醪中分离乙醇的步骤，可以采用本领域常规使用的分离方法进行分离。但本发明的发明人发现将发酵醪经蒸馏得到特定体积的粗醪液和含乙醇蒸汽，再将所得粗醪液进行精馏，更有利于提高乙醇的分离效果，该方法尤其适用于从以带壳的陈水稻为原料发酵制备的发酵醪中分离乙醇。
因此，第四方面，本发明提供了一种分离发酵醪中乙醇的方法，其中，该方法包括：将含有乙醇的发酵醪进行蒸馏，得到粗醪液、含乙醇蒸汽和第一部分废醪液，其中，所述发酵醪的30-40体积％的量形成含乙醇蒸汽；然后将所得粗醪液进行分离处理，得到清酒液和废醪糟，将所得含乙醇蒸汽和清酒液进行纯化处理，得到乙醇溶液和第二部分废醪液；然后再将所得乙醇溶液选择性地进行脱水。
本发明中，所得发酵醪中含有沉渣，直接将发酵醪进行蒸馏和纯化处理容易对堵塞设备，优选地，可以先除去发酵醪中的沉渣，然后将除去沉渣的发酵醪进行蒸馏和纯化处理。其中，所得沉渣中含有乙醇，可以将沉渣进行固液分离，得到稀醪液和湿酒糟。
本发明中，优选地，将所得稀醪液与除去沉渣后的发酵醪一起进行蒸馏和纯化处理。
本发明中，为了提高纯化效果，优选地，所述方法还包括先将所得的含乙醇蒸汽进行降温形成粗酒液，然后将粗酒液和清酒液进行纯化处理。
本发明中，优选地，将第一部分废醪液和第二部分废醪液进行固液分离，得到液相和固相，所得液相即为清液，所得固相可作为饲料。
本发明中，由于所得的第一部分废醪液和第二部分废醪液中固含量较高，容易堵塞管道、设备等，导致发酵制备乙醇工艺的稳定性较差，为了提高分离工段的稳定性，优选地，所述方法还包括将所得清液回用以稀释新得到的第一部分废醪液和新得到的第二部分废醪液，然后将稀释后的第一部分废醪液和第二部分废醪液进行固液分离。
更优选地，将20-30体积％的所得清液回用以稀释步骤(3)中新得到的第一部分废醪液和步骤(4)中新得到的第二部分废醪液。
本发明中，为了提高除酸和浓缩的效果，优选地，所述蒸馏在粗塔中进行，所述粗塔的工作条件包括：理论塔板数为30-35，塔釜温度为80-85℃，塔顶温度为53-62℃，塔顶压力为-0.072MPa至-0.068MPa。
本发明中，为了提高固液分离的效果，优选地，对所得粗醪液进行分离处理的方法选自离心机法、膜过滤法或旋流分离法，更优选为旋流分离法。所述旋流分离法通常借助旋流分离器进行。
本发明中，为了提高乙醇的收率，优选地，该方法还包括将所得废醪糟返回至粗塔再次进行分离处理，以使废醪糟中的部分乙醇得以回收。
本发明中，为了提高乙醇的纯度和收率，优选地，所述纯化处理的方式包括精馏，更优选地，所述精馏包括一级精馏和二级精馏。
本发明中，为了提高精馏的效果，优选地，所述一级精馏的工作条件包括：理论塔板数为66-70，塔顶温度为122-135℃，塔中部温度为124-142℃，塔顶压力为0.38-0.55MPa。
本发明中，为了进一步提高精馏的效果，优选地，所述二级精馏的工作条件包括：理论塔板数为40-50，塔顶温度为88-98℃，塔釜温度为115-124℃，塔顶压力为0.035-0.095MPa。
本发明中，对所述脱水的方法没有特别的限制，为了提高脱水的效果，优选地，所述脱水的方法选自分子筛脱水的方法、玉米粉吸附脱水的方法或渗透气化膜吸附分离的方法，更优选选自分子筛脱水的方法。
本发明中，优选地，所述分子筛选自3A分子筛。
本发明中，优选地，所述分子筛具有大于15重量％的水吸附容量。
本发明中，优选地，所述分子筛脱水的工作条件包括：吸附温度为100-130℃，吸附压力为0.04-0.055MPa，吸附时间为30-35min。
(五)其他
本发明还涉及一种液化淀粉质原料的方法，该方法包括：按照如前所述的(一)和(二)的步骤来进行调浆和液化。可以按照如前所述任意组合调浆和液化的具体方式。
本发明还涉及一种发酵产乙醇的方法，该方法包括：按照如前所述的(一)至(三)的步骤来进行调浆、液化和发酵。可以按照如前所述任意组合调浆、液化和发酵的具体方式。
具体地，本发明提供了一种液化淀粉质原料的方法，其中，该方法包括：
(a)将淀粉质原料与上述的调浆液混合得到粉浆；
(b)将步骤(a)所得粉浆与酶接触进行液化。
其中，步骤(a)中所述的粉浆优选按照如前所述的(一)的步骤进行制备，步骤(b)中进行液化的方法优选按照如前所述的(二)的步骤进行液化。
具体地，本发明还提供了一种用淀粉质原料制备乙醇的方法，其中，该方法包括在糖化酶存在下，将上述方法液化得到的淀粉质原料的液化醪进行发酵以获得含有乙醇的发酵醪。其中，所述乙醇发酵的条件包括：发酵时间为60-72h，发酵温度为30-34℃。优选地，所述糖化酶使用如前所述的(三)中的糖化酶。优选地，所述进行发酵的方法按照如前所述的(三)的步骤进行发酵。优选地，所述方法还包括将所述发酵醪进行蒸馏，得到乙醇溶液。
具体地，本发明还提供了一种用稻谷原料制备乙醇的方法，其中，该方法包括以下步骤：将稻谷原料进行液化，得到液化醪；然后将所得的液化醪进行乙醇发酵，得到含乙醇的发酵醪；再然后将所得发酵醪进行蒸馏，得到粗醪液、含乙醇蒸汽和第一部分废醪液，其中，所述发酵醪的30-40体积％的量形成含乙醇蒸汽；再然后将所得粗醪液进行分离处理，得到清酒液和废醪糟，将所得含乙醇蒸汽和所得清酒液进行纯化处理，得到乙醇溶液和第二部分废醪液；再然后将所得乙醇溶液选择性地进行脱水。其中，优选地，以上各步骤按照如前所述的(一)至(四)的步骤进行调浆、液化、发酵和分离。
另外，需要说明的是，以上描述的四个部分并非单独存在的，对于相同的术语或者相同的步骤，各个部分的描述可以相互替换使用，出于简明考虑，文中不进行重复论述。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例中，
淀粉酶为α-淀粉酶，购自杰能科(中国)生物工程有限公司，酶活150000U/g；
糖化酶购自山东隆大生物工程有限公司，酶活260000U/g；
蛋白酶为酸性蛋白酶，购自杰能科(中国)生物工程有限公司，酶活260000U/g；
分子筛购自上海环球分子筛有限公司，牌号为3A分子筛；
陈化稻谷为储藏3年的陈化稻谷，淀粉含量为56重量％，水分含量为11重量％；
安菌泰购自柳州龙泰科技有限公司，杀菌率为85％的市售品；
干酵母购自安琪酵母股份有限公司，酵母总数≥2×1010个/g；
液化喷射器购自上海兆光喷射液化技术有限公司，牌号为HYZ-15；
清液和中水中的COD的测定方法参照GB 11914-89(化学需氧量的测定)的方法；
清液和中水中的BOD5的测定方法参照GB7488-87五日培养法(BOD5)；
清液和中水中的悬浮物(SS)的测定方法参照重量法(GB11901-89)；
清液和中水的电导率的测定方法参照(GB 11007-1989)电导率仪试验方法；
外观糖由勃利克斯糖度计进行测定；
DE值是指还原糖(以葡萄糖计)占糖浆干物质的百分比，还原糖和糖浆的测定方法为斐林试剂法；
残还原糖是指乙醇发酵结束后得到的发酵醪中残留的还原性糖，测定方法为斐林试剂法；
残总糖是指乙醇发酵结束后得到的发酵醪中残留的糖(包括还原性糖、二糖、淀粉等)，测定方法为斐林试剂法；
酸度是指中和每升液化醪中的酸性物质(包括无机酸、有机酸、强酸弱碱盐等)所消耗的NaOH的摩尔质量，测定方法为酸碱中和法；
乙醇得率由淀粉出酒率进行表征，计算公式为：淀粉出酒率＝99.5％×燃料乙醇产量÷原料淀粉总重量×100％；
能耗指的是发酵制备乙醇过程中每生产1吨99.5体积％乙醇所消耗的水、电、蒸汽折算成的标煤的重量(kg)；
饲料指标参照《GB/T 6432-2018饲料中粗蛋白质测定方法》，《GB/T 6433-2006饲料中粗脂肪测定方法》，《GB/T 6434-2006饲料中粗纤维的含量测定过滤法》，《GB/T 6435-2014饲料中水分和其他挥发性物质含量的测定》，《GB/T 6438-2007饲料中粗灰分测定方法》和《GB 13078-2017饲料卫生标准》测得；
制备例1
将干酵母与灭菌水混合，相对于1mL灭菌水，干酵母的用量为0.005g，在温度35℃，180rpm转速的条件下，进行活化25分钟，得到酵母活化液。
实施例1
(1)调浆
将稻谷原料(贮存三年的稻谷，含水量为11重量％，粒度<1.8mm，其中粒度<1.0mm的原料的含量为97重量％，稻壳含量为10重量％)与调浆液(55重量％工艺水，30重量％清液2，15重量％中水2)按1:2的重量比配制粉浆，将粉浆pH值调至5.6。
(2)液化
所得粉浆中加入淀粉酶(加入量为8U/g稻谷原料)后升温至55℃，升温速率为0.75℃/min，并在该温度下维持15min；然后升温至85℃，升温速率为1.3℃/min，并在该温度下维持25min，得到预液化粉浆；
将所得预液化粉浆进行喷射液化，喷射液化的条件为：喷射温度为97℃，喷射进口压力为0.66MPa，喷射出口压力为0.22MPa：蒸汽用量为0.4t/t预液化粉浆；然后将喷射液化得到的物料经闪蒸降温至87℃维持2h，然后再降温至31℃，得到液化醪，每千克稻谷原料得到液化醪3.3kg。测定液化醪的外观糖含量、DE值、pH值、酸度，结果见表3。
取部分液化醪经1.8mm孔径的滤网进行过滤并灭菌，加入酸性蛋白酶(加入量为18U/g稻谷原料)，按5体积％的接种量将制备例1的酵母活化液接种到经过滤和灭菌处理的液化醪中，在30℃条件下培养得到酵母菌的含量为2×108cfu/mL的酒母醪。
(3)发酵
所得液化醪中加入硫酸铵(加入量为8.4kg/t稻谷原料)、糖化酶(加入量为0.68kg/t稻谷原料)、酸性蛋白酶(加入量为0.06kg/t稻谷原料)、杀菌剂(安菌泰，加入量为5g/m3液化醪)配制乙醇发酵培养基，将酒母醪接种至所配制的乙醇发酵培养基中，酒母醪的接种量为25ml/100ml培养基；从发酵开始至发酵第8小时这一段时间内，控制发酵温度为31℃；从发酵第9小时至第36小时这一段时间内，控制发酵温度为32℃，从发酵第37小时开始，控制发酵温度为33℃，发酵总时间为68h，得到含乙醇的发酵醪。测定发酵醪中的外观糖含量、残还原糖的含量、残总糖的含量、酸度和乙醇浓度，结果见表3。发酵罐底沉渣送至沉渣分离器，分离得到稀醪液和湿酒糟。
(4)分离
将步骤(3)中去除沉渣后的发酵醪和稀醪液送入粗塔进行蒸馏，得到粗醪液、含乙醇蒸汽(由发酵醪液和稀醪液总体积的35％的量生成)和第一部分废醪液，所得第一部分废醪液送入废醪罐；粗塔工作条件为理论塔板数为32，塔釜温度为83℃，塔顶温度为57℃，塔顶压力为-0.07MPa。
将所得粗醪液从粗塔中上部采出进入旋流分离器，分离得到清酒液和废醪糟，所得废醪糟返回至粗塔，旋流分离器的工作条件为0.6MPa；将所得清酒液送入第二精馏塔进行除杂和浓缩(纯化处理)，第二精馏塔的工作条件为理论塔板数为43，塔顶温度为95℃，塔釜温度为121℃，塔顶压力为0.075MPa。所得含乙醇蒸汽从粗塔顶部采出经冷凝形成粗酒液，将除杂和浓缩后的清酒液从第二精馏塔的中部测线采出与所得粗酒液一起送入第一精馏塔进一步除杂和浓缩(纯化处理)，第一精馏塔塔顶采出乙醇溶液，第一精馏塔的工作条件为理论塔板数为68，塔顶温度为129℃，塔中部温度为135℃，塔顶压力为0.45MPa；第一精馏塔和第二精馏塔采出的第二部分废醪液送入废醪罐；
第一精馏塔塔顶采出乙醇溶液送入第二精馏塔上部形成含乙醇的气相，所得含乙醇的气相经3A分子筛进行脱水(吸附温度为120℃，吸附压力为0.05MPa，吸附时间为33min)得到燃料乙醇产品，燃料乙醇产品的纯度(体积％)和淀粉出酒率见表3。
从废醪罐中采出的废醪液依次经过卧螺离心机分离(转速为3000rpm，进料温度为70℃)、板框压滤(滤布80目，压力为0.6MPa)、降膜蒸发器浓缩(温度85℃)和管束滚筒干燥(温度为180℃)后得到固形物(和所得湿酒糟一起用作饲料，饲料成分见表5)和清液2，所得清液的20体积％的量回流送入废醪罐，剩余的清液一部分用于调浆，一部分用于处理得到中水2(将所得清液送入一沉池进行处理，得到一级处理液，所得一级处理液中悬浮物(SS)的含量为3000mg/L；将所得一级处理液送入IC反应器进行厌氧反应处理(厌氧处理的温度为36℃，pH值为7，水力停留时间为91h)，IC反应器的出水送入A/O反应器，进行好氧处理(好氧处理的温度为25℃，pH值为7.5，DO值为2mg/L，水力停留时间为49h)，然后将A/O反应器出水送入二沉池进行沉降处理，得到中水)得到的中水用于步骤(1)中配制稻谷粉浆。经检测，所得清液2和中水2的水质分别如表1与表2所示。
实施例2
(1)调浆
将稻谷原料(贮存三年的稻谷，含水量为11重量％，粒度<1.8mm，其中粒度<1.0mm的原料的含量为97重量％，稻壳含量为10重量％)与调浆液(45重量％工艺水，35重量％清液1，20重量％中水1)按1:2的重量比配制粉浆，将粉浆pH值调至5.6。
(2)液化
所得粉浆中加入淀粉酶(加入量为8U/g稻谷原料)后升温至50℃，升温速率为0.5℃/min，并在该温度下维持10min；然后升温至85℃，升温速率为1℃/min，并在该温度下维持30min，得到预液化粉浆；
将所得预液化粉浆进行喷射液化，喷射液化的条件为：喷射温度为95℃，喷射进口压力为0.8MPa，喷射出口压力为0.25MPa：蒸汽用量为0.5t/t预液化粉浆；然后将喷射液化得到的物料经闪蒸降温至87℃维持2h，然后再降温至31℃，得到液化醪，每千克稻谷原料得到液化醪3.33kg。测定液化醪的外观糖含量、DE值、pH值、酸度，结果见表3。
取部分液化醪经1.8mm孔径的滤网进行过滤并灭菌，加入酸性蛋白酶(加入量为18U/g稻谷原料)，按5体积％的接种量将制备例1的酵母活化液接种到经过滤和灭菌处理的液化醪中，在30℃条件下培养得到酵母菌的含量为2×108cfu/mL的酒母醪。
(3)发酵
所得液化醪中加入硫酸铵(加入量为8.4kg/t稻谷原料)、糖化酶(加入量为0.68kg/t稻谷原料)、酸性蛋白酶(加入量为0.06kg/t稻谷原料)、杀菌剂(安菌泰，加入量为5g/m3液化醪)配制乙醇发酵培养基，将酒母醪接种至步骤(1)所得乙醇发酵培养基中，酒母醪的接种量为25ml/100ml培养基；从发酵开始至发酵第10小时这一段时间内，控制发酵温度为30℃；从发酵第11小时至第35小时这一段时间内，控制发酵温度为32℃，从发酵第36小时开始，控制发酵温度为34℃，发酵总时间为72h，得到含乙醇的发酵醪。测定发酵醪中的外观糖含量、残还原糖的含量、残总糖的含量、酸度和乙醇浓度，结果见表3。发酵罐底沉渣送至沉渣分离器，分离得到的稀醪液和湿酒糟。
(4)分离
将步骤(3)中去除沉渣后的发酵醪和稀醪液送入粗塔进行蒸馏，得到粗醪液、含乙醇蒸汽(由发酵醪液和稀醪液总体积的40％的量生成)和第一部分废醪液，所得第一部分废醪液送入废醪罐；粗塔工作条件为理论塔板数为35，塔釜温度为80℃，塔顶温度为53℃，塔顶压力为-0.072MPa。
将所得粗醪液从粗塔中上部采出进入旋流分离器，分离得到清酒液和废醪糟，所得废醪糟返回至粗塔，旋流分离器的工作条件为0.6MPa；将所得清酒液送入第二精馏塔进行除杂和浓缩(纯化处理)，第二精馏塔的工作条件为理论塔板数为50，塔顶温度为98℃，塔釜温度为124℃，塔顶压力为0.095MPa。所得含乙醇蒸汽从粗塔顶部采出经冷凝形成粗酒液，将除杂和浓缩后的清酒液从第二精馏塔的中部测线采出与所得粗酒液一起送入第一精馏塔进一步除杂和浓缩(纯化处理)，第一精馏塔塔顶采出乙醇溶液，第一精馏塔的工作条件为理论塔板数为70，塔顶温度为122℃，塔中部温度为135℃，塔顶压力为0.38MPa；第一精馏塔和第二精馏塔采出的第二部分废醪液送入废醪罐；
第一精馏塔塔顶采出乙醇溶液送入第二精馏塔上部形成含乙醇的气相，所得的含乙醇的气相经3A分子筛进行脱水(吸附温度为100℃，吸附压力为0.055MPa，吸附时间为35min))得到燃料乙醇产品，燃料乙醇产品的纯度(体积％)和淀粉出酒率见表3。
从废醪罐中采出废醪液依次经过卧螺离心机分离(转速为3000rpm，进料温度为70℃)、板框压滤(滤布80目，压力为0.6MPa)、降膜蒸发器浓缩(温度85℃)和管束滚筒干燥(温度为180℃)后得到固形物(和所得湿酒糟一起用作饲料，饲料成分见表5)和清液1，所得清液的20体积％的量回流送入废醪罐。剩余所得清液用于步骤(1)中的配制稻谷粉浆和进一步处理得到中水1(将所得清液送入一沉池进行处理，得到一级处理液，所得一级处理液中悬浮物(SS)的含量为3000mg/L；将所得一级处理液送入IC反应器进行厌氧反应处理(厌氧处理的温度为35℃，pH值为7.5，水力停留时间为85h)，IC反应器的出水送入A/O反应器，进行好氧处理(好氧处理的温度为35℃，pH值为6，DO值为1mg/L，水力停留时间为45h)，然后将A/O反应器出水送入二沉池进行沉降处理，得到中水)，得到的中水用于步骤(1)中的配制稻谷粉浆。经检测，所得清液1和中水1的水质分别如表1与表2所示。
实施例3
(1)调浆
将稻谷原料(贮存三年的稻谷，含水量为11重量％，粒度<1.8mm，其中粒度<1.0mm的原料的含量为97重量％，稻壳含量为10重量％)与调浆液(65重量％工艺水，25重量％清液3，10重量％中水3)按1:2的重量比配制粉浆，将粉浆pH值调至5.6。
(2)液化
所得粉浆中加入淀粉酶(加入量为8U/g稻谷原料)后升温至60℃，升温速率为1℃/min，并在该温度下维持20min；然后升温至85℃，升温速率为1.5℃/min，并在该温度下维持20min，得到预液化粉浆；
将所得预液化粉浆进行喷射液化，喷射液化的条件为：喷射温度为100℃，喷射进口压力为0.6MPa，喷射出口压力为0.18MPa：蒸汽用量为0.3t/t预液化粉浆；然后将喷射液化得到的物料经闪蒸降温至87℃维持2h，然后再降温至31℃，得到液化醪，每千克稻谷原料得到液化醪2.94kg。测定液化醪的外观糖含量、DE值、pH值、酸度，结果见表3。
取部分液化醪经1.8mm孔径的滤网进行过滤并灭菌，加入酸性蛋白酶(加入量为18U/g稻谷原料)，按5体积％的接种量将制备例1的酵母活化液接种到经过滤和灭菌处理的液化醪中，在30℃条件下培养得到酵母菌的含量为2×108cfu/mL的酒母醪。
(3)发酵
所得液化醪中加入硫酸铵(加入量为8.4kg/t稻谷原料)、糖化酶(加入量为0.68kg/t稻谷原料)、酸性蛋白酶(加入量为0.06kg/t稻谷原料)、杀菌剂(安菌泰，加入量为5g/m3液化醪)配制乙醇发酵培养基，将酒母醪接种至步骤(1)所得乙醇发酵培养基中，酒母醪的接种量为25mL/100mL培养基；从发酵开始至发酵第6小时这一段时间内，控制发酵温度为32℃；从发酵第7小时至第36小时这一段时间内，控制发酵温度为32.5℃，从发酵第37小时开始，控制发酵温度为32℃，发酵总时间为65h，得到含乙醇的发酵醪。测定发酵醪中的外观糖含量、残还原糖含量、残总糖含量、酸度和乙醇浓度，结果见表3。发酵罐底沉渣送至沉渣分离器，分离得到的稀醪液和湿酒糟。
(4)分离
将步骤(3)中去除沉渣后的发酵醪和稀醪液送入粗塔进行蒸馏，得到粗醪液、含乙醇蒸汽(由发酵醪液和稀醪液总体积的30％的量生成)和第一部分废醪液，所得第一部分废醪液送入废醪罐；粗塔工作条件为理论塔板数为30，塔釜温度为85℃，塔顶温度为62℃，塔顶压力为-0.068MPa。
将所得粗醪液从粗塔中上部采出进入旋流分离器，分离得到清酒液和废醪糟，所得废醪糟返回至粗塔，旋流分离器的工作条件为0.6MPa；将所得清酒液送入第二精馏塔进行除杂和浓缩(纯化处理)，第二精馏塔的工作条件为理论塔板数为40，塔顶温度为88℃，塔釜温度为115℃，塔顶压力为0.035MPa。所得含乙醇蒸汽从粗塔顶部采出经冷凝形成粗酒液，将除杂和浓缩后的清酒液从第二精馏塔的中部测线采出与所得粗酒液一起送入第一精馏塔进一步除杂和浓缩(纯化处理)，第一精馏塔塔顶采出乙醇溶液，第一精馏塔的工作条件为理论塔板数为70，塔顶温度为129℃，塔中部温度为135℃，塔顶压力为0.45MPa；第一精馏塔和第二精馏塔采出的第二部分废醪液送入废醪罐；
第一精馏塔塔顶采出乙醇溶液送入第二精馏塔上部形成含乙醇的气相，所得含乙醇的气相经3A分子筛进行脱水((吸附温度为130℃，吸附压力为0.04MPa，吸附时间为30min))得到燃料乙醇产品，燃料乙醇产品的纯度(体积％)和淀粉出酒率见表3。
从废醪罐中采出的废醪液依次经过卧螺离心机分离(转速为3000rpm，进料温度为70℃)、板框压滤(滤布80目，压力为0.6MPa)、降膜蒸发器浓缩(温度85℃)和管束滚筒干燥(温度为180℃)后得到固形物(和所得湿酒糟一起用作饲料，饲料成分见表5)和清液3，所得清液的20体积％的量回流送入废醪罐。剩余所得清液用于步骤(1)中的配制稻谷粉浆和进一步处理得到中水3(将所得清液送入一沉池进行处理，得到一级处理液，所得一级处理液中悬浮物(SS)的含量为3000mg/L；将所得一级处理液送入IC反应器进行厌氧反应处理(厌氧处理的温度为38℃，pH值为6.5，水力停留时间为95h)，IC反应器的出水送入A/O反应器，进行好氧处理(好氧处理的温度为15℃，pH值为6，DO值为3mg/L，水力停留时间为55h)，然后将A/O反应器出水送入二沉池进行沉降处理，得到中水)，得到的中水用于步骤(1)中的配制稻谷粉浆。经检测，所得清液3和中水3的水质分别如表1与表2所示。
实施例4
按照实施例1的方法制备乙醇，不同的是，调浆液中清液为清液4，中水为中水4；步骤(4)中，将所得清液4送入一沉池进行处理，得到一级处理液，所得一级处理液中悬浮物(SS)的含量为3155mg/L；将所得一级处理液送入IC反应器进行厌氧反应处理(厌氧处理的温度为36℃，pH值为6.7，水力停留时间为96h)，IC反应器的出水送入A/O反应器，进行好氧处理(好氧处理的温度为20℃，pH值为6.4，DO值为3mg/L，水力停留时间为47h)，然后将A/O反应器出水送入二沉池进行沉降处理，得到中水)，得到的中水用于步骤(1)中的配制稻谷粉浆。经检测，所得清液4和中水4的水质分别如表1与表2所示。
测定液化醪的外观糖含量、DE值、pH值、酸度，发酵醪中的外观糖含量、残还原糖含量、残总糖含量、酸度和乙醇浓度，燃料乙醇产品的纯度，淀粉出酒率，结果见表3，所得饲料成分见表5。
实施例5
按照实施例1的方法制备乙醇(且使用的清液和中水也均为按照实施例1的条件和方法获得的清液2和中水2)，不同的是，步骤(3)中，从发酵开始至发酵第8小时这一段时间内，控制发酵温度为31℃；从发酵第9小时至发酵结束，控制发酵温度为33℃，发酵总时间为68h，得到含乙醇的发酵醪。步骤(4)的所得清液和中水不用于调浆液。
测定发酵醪中的外观糖含量、残还原糖含量、残总糖含量、酸度和乙醇浓度，燃料乙醇的纯度，淀粉出酒率，结果见表3，所得饲料成分见表5。
实施例6
按照实施例1的方法制备乙醇(且使用的清液和中水也均为按照实施例1的条件和方法获得的清液2和中水2)，不同的是，步骤(3)中在32℃条件下发酵68h，得到含乙醇的发酵醪。步骤(4)的所得清液和中水不用于调浆液。
测定发酵醪中的外观糖含量、残还原糖、残总糖含量、酸度含量和乙醇浓度，燃料乙醇产品的纯度，淀粉出酒率，结果见表3，所得饲料成分见表5。
实施例7
按照实施例1的方法制备乙醇(且使用的清液和中水也均为按照实施例1的条件和方法获得的清液2和中水2)，不同的是，步骤(2)中，第一次升温的速率为0.75℃/min，第二次升温的速率为1.5℃/min。步骤(4)的所得清液和中水不用于调浆液。
测定液化醪的外观糖含量、DE值、pH值、酸度，发酵醪中的外观糖含量、残还原糖含量、残总糖含量、酸度和乙醇浓度，燃料乙醇产品的纯度，淀粉出酒率，结果见表3，所得饲料成分见表5。
实施例8
按照实施例1的方法制备乙醇(且使用的清液和中水也均为按照实施例1的条件和方法获得的清液2和中水2)，不同的是，步骤(2)中，所得粉浆中加入淀粉酶(加入量为8U/g稻谷原料)后升温至55℃，升温速率为0.75℃/min，并在该温度下维持15min；然后升温至90℃，升温速率为1.3℃/min，并在该温度下维持25min，得到预液化粉浆。步骤(4)的所得清液和中水不用于调浆液。
测定液化醪的外观糖含量、DE值、pH值、酸度，发酵醪中的外观糖含量、残还原糖含量、残总糖含量、酸度和乙醇浓度，燃料乙醇产品的纯度，淀粉出酒率，结果见表4，所得饲料成分见表5。
实施例9
按照实施例1的方法制备乙醇(且使用的清液和中水也均为按照实施例1的条件和方法获得的清液2和中水2)，不同的是，调浆液含有55重量％工艺水，15重量％清液2和30重量％中水2。步骤(4)的所得清液和中水不用于调浆液。
测定液化醪的外观糖含量、DE值、pH值、酸度，发酵醪中的外观糖含量、残还原糖含量、残总糖含量、酸度和乙醇浓度，燃料乙醇产品的纯度，淀粉出酒率，结果见表4，所得饲料成分见表5。
实施例10
按照实施例1的方法制备乙醇(且使用的清液和中水也均为按照实施例1的条件和方法获得的清液2和中水2)，不同的是，调浆液含有55重量％工艺水，25重量％清液2和20重量％中水2。步骤(4)的所得清液和中水不用于调浆液。
测定液化醪的外观糖含量、DE值、pH值、酸度，发酵醪中的外观糖含量、残还原糖含量、残总糖含量、酸度和乙醇浓度，燃料乙醇产品的纯度，淀粉出酒率，结果见表4，所得饲料成分见表5。
实施例11
按照实施例1的方法制备乙醇，不同的是，将调浆液替换为水；步骤(4)的所得清液和中水不用于调浆液。
测定液化醪的外观糖含量、DE值、pH值、酸度，发酵醪中的外观糖含量、残还原糖含量、残总糖含量、酸度和乙醇浓度，燃料乙醇产品的纯度，淀粉出酒率，结果见表4，所得饲料成分见表5。
实施例12
按照实施例1的方法制备乙醇，不同的是，将调浆液中清液替换为等量的中水(且使用的中水为按照实施例1的条件和方法获得的中水2)；步骤(4)的所得清液和中水不用于调浆液。
测定液化醪的外观糖含量、DE值、pH值、酸度，发酵醪中的外观糖含量、残还原糖含量、残总糖含量、酸度和乙醇浓度，燃料乙醇产品的纯度，淀粉出酒率，结果见表4，所得饲料成分见表5。
对比例1
按照实施例1的方法制备乙醇(且使用的清液和中水也均为按照实施例1的条件和方法获得的清液2和中水2)，不同的是，步骤(2)中，所得粉浆中加入淀粉酶(加入量为8U/g稻谷原料)后升温至55℃，升温速率为0.75℃/min，并在该温度下维持15min；然后升温至85℃，升温速率为0.75℃/min，并在该温度下维持25min，得到预液化粉浆。步骤(4)的所得清液和中水不用于调浆液。
测定液化醪的外观糖含量、DE值、pH值、酸度，发酵醪中的外观糖含量、残还原糖含量、残总糖含量、酸度和乙醇浓度，燃料乙醇产品的纯度，淀粉出酒率，结果见表4，所得饲料成分见表5。
对比例2
按照实施例1的方法制备乙醇(且使用的清液和中水也均为按照实施例1的条件和方法获得的清液2和中水2)，不同的是，步骤(2)中，所得粉浆中加入淀粉酶(加入量为8U/g稻谷原料)后升温至55℃，升温速率为1.8℃/min，并在该温度下维持15min；然后升温至85℃，升温速率为1.3℃/min，并在该温度下维持25min，得到预液化粉浆；步骤(4)的所得清液和中水不用于调浆液。
测定液化醪的外观糖含量、DE值、pH值、酸度，发酵醪中的外观糖含量、残还原糖含量、残总糖含量、酸度和乙醇浓度，燃料乙醇产品的纯度，淀粉出酒率，结果见表4，所得饲料成分见表5。
表1
| SS(g/100ml) | COD(g/100ml) | BOD<sub>5</sub>(g/100ml) | 电导率 | |
| 清液1 | 5492 | 44980 | 36578 | 7980 |
| 清液2 | 5326 | 42032 | 33611 | 7800 |
| 清液3 | 5037 | 40009 | 32020 | 7215 |
| 清液4 | 5011 | 41044 | 33006 | 7300 |
表2
| SS(g/100ml) | COD(g/100ml) | BOD<sub>5</sub>(g/100ml) | 电导率 | |
| 中水1 | 346 | 992 | 787 | 3790 |
| 中水2 | 310 | 917 | 723 | 3620 |
| 中水3 | 263 | 708 | 560 | 3308 |
| 中水4 | 295 | 612 | 503 | 3429 |
表3
表4
表5
| 编号 | 水分/重量％ | 粗蛋白/重量％ | 粗脂肪/重量％ | 粗纤维/重量％ | 安全性指标 |
| 实施例1 | 10 | 20.3 | 7.2 | 35 | 无毒素超标 |
| 实施例2 | 10.2 | 19.7 | 7 | 34.5 | 无毒素超标 |
| 实施例3 | 10.5 | 19.8 | 6.7 | 34.6 | 无毒素超标 |
| 实施例4 | 11.5 | 18.2 | 6 | 35 | 无毒素超标 |
| 实施例5 | 11.2 | 18.3 | 5.8 | 30 | 无毒素超标 |
| 实施例6 | 12 | 18.5 | 6.1 | 32.5 | 无毒素超标 |
| 实施例7 | 11.4 | 18.8 | 6.1 | 33.8 | 无毒素超标 |
| 实施例8 | 11.6 | 18.4 | 6.3 | 34.2 | 无毒素超标 |
| 实施例9 | 11.5 | 19 | 6.2 | 33 | 无毒素超标 |
| 实施例10 | 11.3 | 18.5 | 6 | 34.8 | 无毒素超标 |
| 实施例11 | 11 | 18.6 | 6.3 | 33 | 无毒素超标 |
| 实施例12 | 11.1 | 18.5 | 6.2 | 33.5 | 无毒素超标 |
| 对比例1 | 12 | 18.7 | 5.9 | 33.7 | 无毒素超标 |
| 对比例2 | 11.3 | 18.6 | 6 | 34 | 无毒素超标 |
由上述表中的结果可以看出，采用本发明的方法，能够获得较高的淀粉出酒率，通过比较实施例1与对比1、对比例2的结果可知，采用本发明优选地实施方案的实施例1的淀粉出酒率更高，可达到50.69％，且能耗降低至370kg标煤/t燃料乙醇以下，降低了成本。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种液化淀粉质原料的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)在酶的存在下，将含淀粉质原料的粉浆进行一次升温和二次升温，得到预液化粉浆，其中，所述一次升温的升温速率低于二次升温的升温速率；
(2)将步骤(1)所得的预液化粉浆进行喷射液化；
(3)将步骤(2)中所述喷射液化所得的物料进行继续液化。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一次升温的升温速率比二次升温的升温速率低0.3-0.6℃/min；
优选地，所述一次升温的速率为0.5-1℃/min；
优选地，所述二次升温的速率为1-1.5℃/min；
优选地，所述一次升温使得物料的温度升至50-60℃；
优选地，所述二次升温使得物料的温度升至80-85℃；
优选地，所述方法还包括一次升温后维持10-15min，二次升温后维持20-30min。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述淀粉质原料选自谷物原料或薯类原料，优选为谷物原料；
优选地，所述谷物原料选自稻谷、玉米、小麦、大麦和高粱中的至少一种，更优选为稻谷；
优选地，所述谷物原料中谷壳的含量为10-20重量％；
优选地，所述淀粉质原料的粒度<1.8mm，更优选地，所述淀粉质原料中粒度<1mm的原料的含量≥90重量％。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，所述粉浆由淀粉质原料与调浆液混合得到；
优选地，所述粉浆中淀粉质原料的含量为28-40重量％，优选为32-35重量％。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述调浆液由清液、中水和选择性存在的水提供；
优选地，所述清液与中水的重量比为1：0.15-0.75；
优选地，所述调浆液中清液和中水总的含量为35-55重量％。
6.根据权利要求4所述的方法，其中，所述清液的悬浮物的含量为5000-5500mg/L，COD值为40000-45000mg/L，BOD5值为32000-36000mg/L，电导率为7000-8000μS/cm；
优选地，所述清液的制备方法包括将发酵制备乙醇过程中产生的废醪液进行固液分离。
7.根据权利要求2所述的方法，其中，所述中水为发酵制备乙醇过程中产生的中水，优选地，所述中水中悬浮物的含量为200-350mg/L；
优选地，所述中水的COD值为700-1000mg/L，BOD5值为560-800mg/L，电导率为3000-4000uμS/cm；
优选地，所述中水的制备方法包括以下步骤：(I)将所述清液进行一级沉淀处理，得到一级处理液，所得预处理液中悬浮物的含量为2500-3500mg/L；(II)将所得预处理液进行二级生物处理，得到二级处理液；(III)将所得二级处理液进行三级沉淀处理，得到中水。
8.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其中，所述粉浆的pH值为5.4-5.8；
优选地，相对于每克的淀粉质原料，步骤(1)所使用的酶的用量为8-10U；
优选地，步骤(1)所使用的酶选自淀粉酶。
9.根据权利要求1-8中任意一项所述的方法，其中，所述喷射液化的条件包括：喷射温度为95-100℃，喷射进口压力为0.6-0.8MPa，喷射出口压力压力为0.018-0.25MPa，蒸汽用量为0.3-0.5t/t预液化粉浆。
10.根据权利要求1-9中任意一项所述的方法，其中，继续液化的方式包括：将所述喷射液化处理所得的物料一次降温至86-89℃，维持1.5-2.5h；再二次降温至30-32℃。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010276262.6A CN111500648B (zh) | 2020-04-09 | 2020-04-09 | 液化淀粉质原料的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010276262.6A CN111500648B (zh) | 2020-04-09 | 2020-04-09 | 液化淀粉质原料的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111500648A true CN111500648A (zh) | 2020-08-07 |
| CN111500648B CN111500648B (zh) | 2022-08-19 |
Family
ID=71869143
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010276262.6A Active CN111500648B (zh) | 2020-04-09 | 2020-04-09 | 液化淀粉质原料的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111500648B (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090208605A1 (en) * | 2006-05-19 | 2009-08-20 | Hendrikus Mulder | Continuous method of producing a mash extract |
| CN102286544A (zh) * | 2011-07-14 | 2011-12-21 | 中国科学院广州能源研究所 | 一种淀粉基燃料乙醇的清洁生产方法 |
| CN103146783A (zh) * | 2013-03-28 | 2013-06-12 | 中粮生物化学（安徽）股份有限公司 | 一种淀粉质原料的预处理方法 |
| CN107760741A (zh) * | 2016-08-17 | 2018-03-06 | 黄鸣 | 基于在果糖生产中的淀粉液化和糖化工艺 |
| CN109576311A (zh) * | 2018-11-14 | 2019-04-05 | 中粮生化能源（肇东）有限公司 | 一种发酵生产酒精的方法及酒精 |
| WO2019154110A1 (zh) * | 2018-02-09 | 2019-08-15 | 广东中科天元新能源科技有限公司 | 一种以玉米淀粉质为原料生产燃料乙醇的工艺 |
| CN110511864A (zh) * | 2019-08-28 | 2019-11-29 | 宿州市皖神面制品有限公司 | 一种液糖化工段多效串级闪蒸节能工艺 |
-
2020
- 2020-04-09 CN CN202010276262.6A patent/CN111500648B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090208605A1 (en) * | 2006-05-19 | 2009-08-20 | Hendrikus Mulder | Continuous method of producing a mash extract |
| CN102286544A (zh) * | 2011-07-14 | 2011-12-21 | 中国科学院广州能源研究所 | 一种淀粉基燃料乙醇的清洁生产方法 |
| CN103146783A (zh) * | 2013-03-28 | 2013-06-12 | 中粮生物化学（安徽）股份有限公司 | 一种淀粉质原料的预处理方法 |
| CN107760741A (zh) * | 2016-08-17 | 2018-03-06 | 黄鸣 | 基于在果糖生产中的淀粉液化和糖化工艺 |
| WO2019154110A1 (zh) * | 2018-02-09 | 2019-08-15 | 广东中科天元新能源科技有限公司 | 一种以玉米淀粉质为原料生产燃料乙醇的工艺 |
| CN109576311A (zh) * | 2018-11-14 | 2019-04-05 | 中粮生化能源（肇东）有限公司 | 一种发酵生产酒精的方法及酒精 |
| CN110511864A (zh) * | 2019-08-28 | 2019-11-29 | 宿州市皖神面制品有限公司 | 一种液糖化工段多效串级闪蒸节能工艺 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| JAN BAEYENS,等: "Challenges and opportunities in improving the production of bio-ethanol", 《PROGRESS IN ENERGY AND COMBUSTION SCIENCE 》 * |
| 江南大学: "一种清液发酵生产高浓度酒精的闭路循环工艺", 《科技成果》 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111500648B (zh) | 2022-08-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Maiorella et al. | Alcohol production and recovery | |
| CN101157890B (zh) | 燃料乙醇生产装备及方法 | |
| US20110039318A1 (en) | Method and apparatus for transforming waste into fuel ethanol | |
| CN101538588B (zh) | 玉米酒精生产液化工艺与酒糟清液浓缩工艺耦合技术 | |
| CN1298859C (zh) | 燃料乙醇生产方法 | |
| CN110981099A (zh) | 一种沼液、酒糟清液资源化处理并回用生产乙醇的方法 | |
| DK3177728T3 (en) | IMPROVED FERMENTATION PROCEDURES USING XYLANASE AND PECTINASE | |
| CN101974567A (zh) | 一种以薯类为原料的酒精生态制造方法 | |
| CN111187790B (zh) | 用稻谷原料制备乙醇的方法 | |
| US20180105843A1 (en) | Alcoholic fermentation process in the presence of a high alcohol tolerant yeast and a maltotriose positive yeast | |
| CN111500648B (zh) | 液化淀粉质原料的方法 | |
| CN111304261B (zh) | 发酵产乙醇的方法 | |
| CN102605003B (zh) | 薯类原料酒精生产方法 | |
| CN111440828A (zh) | 调浆液和液化淀粉质原料的方法及制备乙醇的方法 | |
| US10385365B2 (en) | Dewatering methods in fermentation processes | |
| CN111424057A (zh) | 制备乙醇的方法 | |
| CN113667700A (zh) | 混合原料发酵生产乙醇的方法和系统 | |
| CN113943758B (zh) | 制备乙醇的方法 | |
| CN112322667A (zh) | 一种使用废弃毕赤酵母作为氮源的丁酸梭菌发酵方法 | |
| CN114250251B (zh) | 制备乙醇的方法 | |
| CN112175999B (zh) | 玉米浸泡液的发酵处理方法及利用该方法获得的液相产物及其应用 | |
| CN111254166A (zh) | 利用木薯联产酒精和沼气的方法及利用沼气发电的方法 | |
| CN116254301A (zh) | 淀粉质原料生产乙醇的方法及其应用 | |
| CN101586124B (zh) | 采用薯类原料制备乙醇的方法 | |
| CN115704042A (zh) | 水稻生产乙醇的方法和系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |