MX2013010267A - Sistemas y metodos para mejorar la produccion de etanol. - Google Patents

Abstract

Se proporcionan sistemas y métodos para mejorar la producción de etanol. Una materia prima se muele adecuadamente y queda fina para usarse en fermentación. La materia prima puede incluir maíz u otro material adecuado. En algunos casos, la materia prima experimenta fraccionación antes de la molienda. La materia prima molida puede ser formada a una lechada con agua y enzimas para facilitar la conversión del almidón en la materia prima a azúcares. La lechada puede tener aproximadamente 35% de sólidos. Después de la formación de la lechada, se puede agregar un etanológeno. Además, el pH de la lechada puede ser ajustado de entre 4.2 y 5.2 para facilitar el cebado. Se agrega un cebador a la lechada. El cebador puede incluir cualquier ácido débil, y en algunas modalidades, incluye ácido acético. El ácido acético, cuando se usa como un cebador, puede ser agregado a una concentración de entre 1200 y 3600 partes por millón. La lechada se fermenta para producir rendimientos mejorados de etanol.

Description

SISTEMAS Y METODOS PARA MEJORAR LA PRODUCCION DE ETANOL REFERENCIA CRUZADA A SOLICITUDES RELACIONADAS Esta solicitud reclama el beneficio de la Solicitud Provisional de E.U.A. Serie No. 61/452,407, presentada el 14 de marzo, 2011, e intitulada "Sistemas y Métodos para Mejorar la Producción de Etanol", la descripción total de la cual se incorpora aquí expresamente para referencia.

CAMPO La presente descripción se refiere a sistemas y métodos para mejorar la producción de etanol en una instalación de producción de etanol.

ANTECEDENTES El etanol tradicionalmente ha sido producido a partir de materias primas a base de grano (por ejemplo, maíz, sorgo/milo, cebada, trigo, soja, etc.), o de azúcar (por ejemplo azúcar de caña, remolacha azucarera, etc.).

En una planta convencional de etanol, se utilizan maíz, caña de azúcar, otros granos, remolacha, u otras plantas como materias primas y el etanol se produce a partir de azúcar (en el caso de azúcar de caña o remolachas) o almidón contenido dentro del maíz, u otra materia prima de planta. En una instalación de etanol de maíz, los granos de maíz son limpiados y molidos para preparar un material conteniendo almidón para procesamiento. Los granos de maíz también pueden ser fraccionados para separar el material conteniendo almidón (por ejemplo, endospermo) de otra materia (tal como fibra y germen). El tratamiento inicial de la materia prima varía por el tipo de materia prima. Generalmente, sin embargo, el almidón y el azúcar contenidos en el material vegetal se extraen utilizando una combinación de medios mecánicos y químicos.

El material que contiene almidón se forma a una lechada con agua y se licúa para facilitar la sacarificación, en donde el almidón es convertido a azúcar (por ejemplo, glucosa), y fermentación, en donde el azúcar es convertido, a través de etanológeno (por ejemplo, levadura), en etanol. El producto de fermentación es cerveza, la cual comprende un componente de líquido, incluyendo etanol, agua, y componentes solubles, y un componente de sólidos, incluyendo materia en partículas no fermentada (entre otras cosas). El producto de fermentación es enviado a un sistema de destilación en donde el producto de fermentación es destilado y deshidratado a etanol. La materia residual (por ejemplo, residuos de destilería enteros) comprende agua, componentes solubles, aceite, y sólidos no fermentados (por ejemplo, el componente de sólidos de la cerveza con substancialmente todo el etanol removido, el cual puede ser secado en granos de destilería secos (DDG) y venderse, por ejemplo, como un producto alimenticio para animales). Otros co-productos (por ejemplo, jarabe y aceite contenido en el jarabe), también pueden ser recuperados de los residuos de destilería enteros.

En una planta típica de etanol, un número de factores puede impactar la producción de etanol producido durante fermentación. Estos factores incluyen la eficiencia del etanológeno, la cantidad de almidón que se convierte a azúcar, efectos de pH y de temperatura, y la presencia de inhibidores, por nombrar algunos. Las instalaciones de producción de etanol continuamente están tratando de incrementar las producciones de etanol con el fin de dirigir la rentabilidad total. En particular, cuando el costo de la materia prima es alto, el aumento de producciones puede tener un impacto substancial sobre la rentabilidad total de la planta.

Un método para incrementar la producción de etanol incluye optimizar las condiciones operacionales para reducir al mínimo el almidón residual en la pos-fermentación de cerveza. El fundamento detrás de dicha estrategia es que cualquier almidón aún presente después de la fermentación pudo haber sido convertido a azúcar y subsecuentemente convertido a etanol. Estas condiciones operacionales incluyen cargar niveles variables de sólidos, ajusfar el pH de la fermentación, regímenes de temperatura, duración de la fermentación, adiciones de enzima, cantidad de inoculación de etanológeno, etc. Otra estrategia para incrementar la producción de etanol es la remoción de compuestos que inhiben la producción de etanol. Dichos inhibidores tradicionalmente son identificados como ácido acético, glicerol, y furfural, entre muchos otros.

Sin embargo, lo que típicamente no es reconocido, es que la utilización de energía por el etanológeno también tiene un importante impacto en la producción de etanol. La reducción de almidones residuales y la remoción de inhibidores pueden dar como resultado mejoras en el producción de etanol, pero estos métodos o mejora de producción no dirigen las emisiones de utilización de energía del etanológeno. Por ejemplo, el etanológeno puede utilizar azúcar generada del almidón para generar 5'-trifosfato de Adenosina (ATP) a través de glicólisis, generando así etanol. El ATP generado después se utiliza por el etanológeno para actividades metabólicas. Sin embargo, también es posible para el etanológeno utilizar azúcar (por ejemplo, glucosa) para el desarrollo de célula, o la generación de sub-productos orgánicos alternos. En estos casos, el azúcar aún se sigue consumiendo pero se consume sin la generación de etanol. Esto también puede dar como resultado una reducción de almidón residual, pero puede reprimir la producción de etanol.

BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION Los aspectos descritos se refieren a sistemas y métodos para mejorar la producción de etanol producido en una instalación de producción de etanol. Dichos sistemas y métodos pueden proporcionar titulaciones mejoradas de etanol permitiendo así que un productor de etanol obtenga producciones iguales sin agregar tanta materia prima, o permitir producciones de etanol ultra altas. Los sistemas y métodos pueden permitir a los productores de etanol lograr un desperdicio más bajo a través del crecimiento de masa celular reducido, disminuyendo así también la producción de glicerol. La producción inferior de glicerol también mejora la fluidez y reduce las propiedades de formación de torta de co-productos tales como granos secos del destilador con solubles (DDGS).

En algunas modalidades, una materia prima se muele convenientemente a un producto fino para usarse en fermentación. La materia prima puede incluir maíz, o puede incluir cualquier otro material adecuado. En algunos casos, la materia prima también puede experimentar fraccionación antes de la molienda. La molienda puede ser realizada de manera que más del 90% del material se hace un producto fino.

La materia prima molida (o fracción de la materia prima) después puede formarse a una lechada con agua y enzimas para facilitar la conversión del almidón en la materia prima a azúcares. Además, la lechada puede incluir un remolino tal como residuos delgados de destilación, residuos delgados clarificados u otra fuente de agua recuperada. La lechada ser de aproximadamente 35% de sólidos, en algunas modalidades.

Después de la formación de la lechada, se puede agregar un etanológeno, tal como Saccharomyces cerevisiae. Además, el pH de la lechada puede ser ajustado de entre 4.2 y 5.2 con el fin de facilitar el cebado. Después se agrega un cebador a la lechada. El cebador puede incluir cualquier ácido débil, y en algunas modalidades incluye ácido acético. El ácido acético, cuando se utiliza como un cebador, puede ser agregado a una concentración de entre 1200 y 2400 partes por millón. La lechada después se fermenta para producir etanol.

En algunas modalidades alternas, después de que la molienda se hace una lechada con agua y enzimas, alguna porción de la lechada es segregada. El etanológeno es agregado a la porción de la lechada, y el cebador también se agrega a la porción. Y que la porción es más pequeña en volumen que toda la mezcla de lechada, se utiliza menor cebador para obtener una concentración deseable. Después de mantener la concentración del cebador en una escala deseable durante un período crítico de tiempo, el resto de la lechada puede ser agregado de regreso a la porción. Todo el volumen de la lechada después puede ser fermentado.

Observar que las varias características de los aspectos descritos aquí pueden ser practicadas solas o en combinación. Estas y otras características de de los aspectos descritos se describirán con más detalle a continuación en la descripción detallada y junto con las siguientes figuras.

DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS Con el fin de que los varios aspectos puedan ser más claramente determinados, ahora se describirán algunas modalidades, a manera de ejemplo, con referencia a los dibujos anexos, en los cuales: La Figura 1 es una vista en perspectiva de una biorrefinería que comprende una instalación de producción de etanol, de acuerdo con algunas modalidades; Las Figuras 2 y 3 con diagramas de flujo de procedimiento mostrando ejemplos de procedimientos de producción de etanol a partir de maíz a etanol, de acuerdo con algunas modalidades; La Figura 4 es un cuadro de flujo ilustrativo mostrando un primer procedimiento para mejorar las producciones de etanol, de acuerdo con algunas modalidades; La Figura 5 es un cuadro de flujo ilustrativo mostrando un segundo procedimiento para mejorar las producciones de etanol, de acuerdo con algunas modalidades; La Figura 6 es un diagrama de gráfica ilustrativo mostrando el porcentaje de generación de etanol dependiente de la dosis de cebador, de acuerdo con algunas modalidades; La Figura 7 es un diagrama de gráfica ilustrativo mostrando el porcentaje de glicerol generado dependiente dependiente de la dosis de cebador, de acuerdo con algunas modalidades; La Figura 8 es un diagrama de gráfica ilustrativo mostrando el porcentaje de generación de etanol dependiente de la duración de la fermentación para varias dosis de cebador a un pH bajo, de acuerdo con algunas modalidades; La Figura 9 es un diagrama de gráfica ilustrativo mostrando el porcentaje de generación de etanol dependiente de la duración de la fermentación para varias dosis de cebador a un pH medio, de acuerdo con algunas modalidades; La Figura 10 es un diagrama de gráfica ilustrativo mostrando el porcentaje de generación de etanol dependiente de la duración de la fermentación para varias dosis de cebador a un pH más alto, de acuerdo con algunas modalidades; La Figura 11 es un diagrama de gráfica ilustrativo mostrando el pH del caldo de fermentación después de la fermentación según comparado con el pH de la pre-fermentación para varias dosis de cebador, de acuerdo con algunas modalidades; La Figura 12 es un diagrama de gráfica ilustrativo mostrando el crecimiento de célula dependiente de la dosis de cebado de ácido, de acuerdo con algunas modalidades; La Figura 13 es un diagrama de gráfica ilustrativo mostrando la eficiencia de fermentación de sacarosa dependiente de la dosis de cebado de ácido, de acuerdo con algunas modalidades; La Figura 14 es un diagrama de gráfica ilustrativo mostrando la masa de célula de levadura y niveles de glicerol dependiente de la dosis de cebado de ácido después de la fermentación, de acuerdo con algunas modalidades; La Figura 15 es un diagrama de gráfica ilustrativo mostrando la producción de etanol dependiente de la dosis de cebado de formaldehído, de acuerdo con algunas modalidades; La Figura 16 es un diagrama de gráfica ilustrativo mostrando la producción de etanol dependiente del tiempo de cebado de ácido después de la inoculación de la levadura, de acuerdo con algunas modalidades; La Figura 17 es un diagrama de gráfica ilustrativo mostrando la producción de etanol en una instalación de producción de etanol comercial con y sin cebado de ácido, de acuerdo con algunas modalidades; y La Figura 18 es un diagrama de gráfica ilustrativo mostrando la producción de glicerol en una instalación de producción de etanol comercial con y sin cebado de ácido, de acuerdo con algunas modalidades.

DESCRIPCION DETALLADA Los varios aspectos ahora serán descritos con referencia a varias modalidades de los mismos como se ilustra en los dibujos anexos. En la siguiente descripción, se establecen numerosos detalles específicos con el fin de proporcionar un completo entendimiento de las modalidades de los varios aspectos. Sin embargo, será evidente para un experto en la técnica que las modalidades pueden ser practicadas sin algunos o todos estos detalles específicos. En otros casos, no se han descrito con detalle pasos de procedimiento y/o estructuras bien conocidas con el fin de no oscurecer innecesariamente los aspectos descritos. Las características y ventajas de las modalidades pueden entenderse mejor con referencia a los dibujos y discusiones que sigue.

Los aspectos descritos se refieren a sistemas y métodos para mejorar la producción de etanol utilizando materias primas de grano tradicionales en una planta de producción de etanol. En una planta típica de etanol, un número de factores puede impactar la producción de etanol producido durante fermentación. Estos factores incluyen la eficiencia del etanológeno, la cantidad de almidón que se convierte a azúcar, efectos de pH y temperatura, y la presencia de inhibidores, por nombrar algunos. Las instalaciones de producción de etanol continuamente están tratando de incrementar las producciones de etanol con el fin de dirigir la rentabilidad total. Particularmente cuando el costo de la materia prima es alto, las producciones en aumento pueden tener un impacto substancial sobre la rentabilidad total de la planta.

En algunas modalidades, una planta de etanol puede "cebar" el etanológeno con el fin de desplazar la utilización de energía del etanológeno lejos de la producción de masa de célula para la producción de cantidades más grandes de 5'-fosfato de Adenosina (ATP) para actividad celular. En condiciones típicas de fermentación, el ATP es producido a través de la glicólisis anaeróbica de azúcares. El etanol es producido como un producto de desecho de esta actividad metabólica. Al colocar una demanda en el etanológeno para ATP, el organismo puede ser forzado para producir cantidades mayores de etanol. Además de los grandes niveles de etanol que se producen, el cebado también reduce la generación de glicerol a través del etanológeno (la producción de glicerol corresponde al crecimiento de célula). La reducción de glicerol puede impactar co-productos corriente abajo, tal como granos secos del destilador con solubles (DDGS) a I incrementar la fluidez y reducir la formación de torta. Más adelante se proporcionan puntos específicos de dirección de etanológeno para producir más etanol, a través de cebado.

Como se discutió anteriormente, en una instalación de producción de etanol, el etanológeno puede ser inducido para generar cantidades mayores de ATP, y, por lo tanto, etanol, mientras se reduce la producción de masa de célula u otros sub-productos orgánicos. Además del aumento en etanol posible producido, al reducir la cantidad de crecimiento de célula por el etanológeno, se puede obtener una reducción correspondiente en la producción de glicerol. El contenido reducido de glicerol puede tener un impacto positivo sobre el sacado de granos secos de destiladores (DDG), y también puede mejorar la fluidez del DDG y susceptibilidad a la formación de torta.

Dado el mercado competitivo para instalaciones de producción de etanol, los aspectos descritos proporcionan sistemas y métodos que mejoran la producción de etanol a través de la coerción de la actividad de etanológeno. Dichos sistemas y métodos pueden proporcionar un aumento substancial en la producción de etanol en una forma de costo eficiente sin requerir de entradas adicionales de materia prima, y sin reducir la producción de glicerol.

Haciendo referencia a la Figura 1, se muestra una biorrefinería 10 ilustrativa que comprende una instalación de producción de etanol configurada para producir etanol a partir de maíz. La biorrefinería 100 ilustrativa comprende un área 102 en donde el maíz (u otro material adecuado que incluye, pero no se limita a, biomasa, azúcares, y productos de almidón) es suministrado y preparado para ser suministrado a la instalación de producción de etanol. La instalación de producción de etanol comprende un aparato 104 para la preparación y tratamiento (por ejemplo, molienda) del maíz a harina de maíz adecuada para la fermentación a un producto de fermentación en un sistema de fermentación 106. La instalación de producción de etanol comprende un sistema de destilación 108 en donde el producto de fermentación es destilado y deshidratado a etanol. La biorrefinería también puede comprender, en algunas modalidades, un sistema de tratamiento de sub-producto (mostrado como comprendiendo una centrífuga, un secador, y un evaporador).

Haciendo referencia a las Figuras 2 y 3, en un procedimiento de producción de etanol, se puede preparar el maíz 202 (u otro material alimentación adecuado) para tratamiento adicional en un sistema de preparación 204. Como se ilustra en la Figura 3, el sistema de preparación 204 puede comprender limpieza o tamización 302 para remover material extraño, tal como rocas, polvo, arena, piezas de mazorcas y tallos de maíz, y otro material no fermentable (por ejemplo, componentes removidos). Después de la limpieza o tamización 302, el tamaño de partícula del maíz puede ser reducido mediante molienda 304 para facilitar el procesamiento adicional. Los granos de maíz también pueden ser fraccionados a endospermo conteniendo almidón, fibra, y germen, de acuerdo con algunas modalidades. El maíz o endospermo molido se forma a una lechada con agua, enzimas y agentes 306 para facilitar la conversión de almidón a azúcar (por ejemplo, glucosa), tal como en el primer sistema de tratamiento 206. El azúcar (por ejemplo, componente tratado) es convertido a etanol a través de un etanológeno (por ejemplo, levadura u otros agentes 308) en un sistema de fermentación 208.

El sistema de fermentación 208 asimismo puede recibir al "cebador" 310 que dirige al etanológeno para producir cantidades mayores de ATP durante la fermentación. En algunas modalidades, el cebador puede incluir una dosis baja de ácido acético. En algunas modalidades alternas, el agente cebador puede incluir otro ácido débil. En otras modalidades más, el cebador puede incluir un aldehido tal como formaldehído o acetaldehído. En algunas modalidades en donde el cebador es ácido acético, el ácido acético entra al etanológeno a través de difusión pasiva. Una vez que el ácido acético está en el etanológeno, el ion de hidrógeno puede disociarse. Esto da como resultado un desarrollo de iones de hidrógeno dentro del etanológeno (con una caída de pH intracelular asociada). El etanológeno puede necesitar un pH intracelular de valor casi neutro para funcionar apropiadamente, de esta forma expele los iones de hidrógeno acumulados a través de una bomba de protones (H + -ATPase). La bomba de protones puede necesitar del gasto del ATP, y así dirigir al etanológeno para experimentar glicólisis, en estas modalidades. Esto ocasiona un incremento en el etanol producido durante fermentación.

El producto de fermentación (producto de fermentación) es cerveza, la cual comprende un componente de líquido, incluyendo el etanol y agua y componentes solubles, y un componente de sólidos, incluyendo materia en partículas no fermentada (entre otras cosas). El producto de fermentación puede ser tratado con agentes 312 en un segundo sistema de tratamiento 210. El producto de fermentación tratado es enviado a un sistema de destilación 212. En el sistema de destilación 212, el producto de fermentación (tratado) es destilado y deshidratado en etanol 214. En algunas modalidades, los componentes removidos 314 (por ejemplo, residuos de destilería enteros), los cuales comprenden agua, componentes solubles, aceite y sólidos no fermentados (por ejemplo, el componente de sólidos de la cerveza de la cerveza con substancialmente todo el etanol removido), pueden ser secados a granos secos de destilerías (DDG) en un tercer sistema de tratamiento (en donde los componentes removidos pueden ser tratados con agentes) y vendidos como un producto alimenticio para animales. Otros co-productos, por ejemplo, jarabe (y aceite contenido en el jarabe), también pueden ser recuperados de los residuos de destilería. Los residuos de destilería, que resultan cuando los sólidos son removidos de los residuos de destilería enteros, pueden ser utilizados como un remolino durante el procedimiento de fermentación y también se puede utilizar para incrementar el contenido de proteína de DDGS (Granos Secos de Destilería con Solubles).

Haciendo referencia ahora a la Figura 4, la cual en un cuadro de flujo ilustrativo que muestra un primer procedimiento para mejorar las producciones de etanol, de acuerdo con algunas modalidades. En este cuadro de flujo ilustrativo, el procedimiento comienza con la molienda (en 402) del maíz, u otra materia prima adecuada. En algunas modalidades, el grano de maíz entero es molido para fermentación. En algunas otras modalidades, el grano de maíz puede ser fraccionado a sus partes de componente, y solo se muele en endospermo almidonado para usarse en la fermentación.

El maíz molido, u otra materia prima, después se puede formar a una lechada (en 404) con agua, enzimas, y otros agentes con el fin de facilitar la conversión del almidón a azúcares de fermentación. En algunas modalidades, la lechada se realiza a baja temperatura en una hidrólisis de "almidón crudo". En algunas modalidades alternas, la lechada puede ser calentada o de otra manera cocida con el fin de facilitar la conversión de almidón a azúcares. En algunas modalidades, la lechada puede ser realizada de manera que el material de lechada final es alrededor de 35% de sólidos, sin embargo cualquier contenido de sólidos es considerado dentro del alcance de algunas modalidades. Además, se considera dentro del alcance de algunas modalidades que cualquier materia prima adecuada, sometida virtualmente a cualquier pre-tratam iento, puede ser cebada en las formas descritas con el fin de mejorar las producciones de etanol.

Después de la materia prima ha sido formada a una lechada, en este procedimiento ilustrativo, el pH de la mezcla de lechada puede ser ajustado para optimizar la eficiencia del cebado. En algunas modalidades, el pH puede ser ajustado en cualquier parte entre 4.2 y 5.4 para que el cebado tenga un efecto positivo. En algunos casos, el pH más bajo (por ejemplo, 4.2-4.7) puede beneficiar el cebado al reducir el glicerol que se produce. Los incrementos de etanol se vuelven un beneficio más dominante a medida que el pH se eleva (por ejemplo, entre 4.7 y 5.4). En algunas modalidades, un pH de entre 4.8-5.2 puede ser particularmente adecuado para optimizar los beneficios del cebado en las producciones de etanol, y reducción de glicerol.

El etanológeno después puede ser agregado (en 406) a la lechada. El etanológeno por lo general es una levadura, tal como, S. cerevisiae. También se pueden agregar a la lechada componentes adicionales, tales como nutrientes. Después, el cebador puede ser agregado (en 408) a la lechada. Como se observó previamente, el cebador puede incluir un ácido débil, tal como ácido acético. El pH utilizado para incrementar al máximo la eficiencia del cebado puede ser dependiente del ácido débil que se utiliza. Por ejemplo, cuando se utiliza ácido acético como el agente de cebado, un pH de aproximadamente 4.7 a 5.2 puede ser empleado para lograr el incremento más alto de producción de etanol. Otros ácidos débiles pueden trabajar mejor a diferentes valores de pH, dependiendo de, a cierto grado, pKa de cada ácido. Además, la dosis del cebador puede ser ajustada con base en su eficiencia. Otra vez, por ejemplo, cuando se utiliza ácido acético como el cebador, puede ser benéfico para cebar de aproximadamente 1600 a 2000 partes por millón (ppm). Claro que, la dosis de cebado puede depender del cebador usado.

La lechada puede ser mantenida a temperaturas para facilitar la producción de etanol durante un periodo determinado de tiempo durante la fermentación (en 410). Después de la fermentación, la cerveza puede ser sometida a tratamiento y/o destilación adicional para recuperar el etanol generado.

Ahora se hace referencia a la Figura 5, la cual es un cuadro de flujo ilustrativo que muestra un segundo procedimiento para mejorar las producciones de etanol, de acuerdo con algunas modalidades. El procedimiento descrito con relación a la Figura 5 difiere de aquel de la Figura 4 en que la propagación inicial del etanológeno es cebada solo durante un período relativamente corto de tiempo. Este procedimiento puede ser particularmente útil cuando la fermentación es muy grande, y de esta manera se utiliza una cantidad mucho más baja de cebador para obtener un beneficio importante de producción de etanol.

En este procedimiento alterno, el maíz (u otra materia prima) se muele (en 502). Esta molienda puede incluir la molienda de grano entero o puede incluir f raccionacion y molienda de la porción que contiene almidón del grano. El maíz molido puede ser formado a una lechada (en 504) con agua (u otro remolino), agentes y enzimas con el fin de convertir el almidón a azúcar. La lechada puede hacerse de manera que es aproximadamente 35% de sólidos, pero como se observó previamente, el porcentaje de sólidos puede variar dependiendo de la materia prima usada y otras consideraciones de procedimiento. El etanológeno puede ser agregado (en 506) a alguna porción de la lechada. En una instalación típica de producción de etanol, el tanque de fermentación se llena con la lechada durante un período largo de tiempo debido al gran volumen. Por lo general, la propagación de etanológeno se agrega durante el llenado del tanque termentador. Al agregar el medio llenado de propagación de etanológeno, el etanológeno se mezcla bien con la lechada. Además, esto proporciona al etanológeno un período más largo de tiempo con la lechada para que se fermenten los azúcares en el etanol. Finalmente, al llenar parcialmente primer el fermentador, la oportunidad de que el etanológeno sea inhibido o dañado por los residuos del tanque puede ser dramáticamente reducida.

Se ha encontrado que, en algunas modalidades, puede existir un periodo de tiempo crítico en donde el cebado debe ser realizado con el fin de incrementar su eficiencia. Esta ventana crítica de tiempo permite que la instalación de producción de etanol opere normalmente al llenar el tanque de fermentador con la lechada, al agregar la propagación de etanológeno después de un período de tiempo, y después al agregar el cebador (en 508) rápidamente, on el fin de obtener un incremento substancial en las producciones de etanol. Ya que existe una ventana crítica para el cebado, la porción de la lechada es que todo sea cebado a la concentración deseada del cebador. A medida que el llenado progresa, esta concentración se reduce. Sin embargo, ya que la concentración de cebado fue lo suficientemente alta durante la ventana crítica, la mayor parte del efecto de cebado se realiza aunque la concentración final del cebador, una vez que el fermentador está lleno, sea mucho más baja. Este efecto permite que el productor de etanol utilice una cantidad enormemente reducida del cebador, y aún lograr casi todo el aumento de rendimiento del cebado.

Después del cebado, el resto de la lechada puede ser agregado (en 510) a la porción cebada (por ejemplo, relleno terminado de fermentador). La fermentación luego se realiza (en 512) de acuerdo con los protocolos de temperatura y tiempo. El producto de la fermentación puede ser sometido a algunos tratamientos más, y destilarse para recuperar el etanol.

Como se describe aquí, se proporciona un método para mejorar la producción de etanol. El método comprende moler una materia prima para generar una molienda y combinar la molienda con agua y enzimas para producir una lechada. El almidón en la molienda es convertido a azúcares en la lechada. El método también comprende ajusfar el pH de la lechada para facilitar el cebado y agregar un etanológeno a la lechada. Además, el método comprende cebar la lechada agregando un agente cebador y fermentando la lechada para producir etanol.

Otro aspecto se refiere a un método para mejorar la producción de etanol. El método comprende moler una materia prima para generar una molienda y combinar la molienda con agua y enzimas para producir una lechada. El almidón en la molienda es convertido a azúcares en la lechada. El método también comprende remover una porción de la lechada, dejando así atrás un resto de la lechada y ajustar el pH de la porción de la lechada para facilitar el cebado. Se agrega un etanológeno a la porción de la lechada y la porción de la lechada es cebada al agregar un agente cebador. Además, el método comprende combinar la porción de la lechada con el resto de la lechada y fermentar la lechada para producir el etanol.

Un aspecto adicional aquí descrito se refiere a un método para mejorar la producción de etanol en una planta de etanol de escala comercial. El método comprende moler una materia prima para generar una molienda y combinar la molienda con agua y enzimas para producir una lechada. El almidón en la molienda es convertido a azúcares en la lechada. El método también comprende iniciar el llenado de un tanque de fermentación con la lechada. El tanque de fermentación puede ser de escala comercial de entre 756,800 y 2,838,000 litros. El método también comprende agregar un etanológeno al tanque de fermentación y agregar de entre aproximadamente 45.4 a 158.9 kilogramos de ácido acético al tanque de fermentación aproximadamente 30 minutos a dos horas después de la adición del etanológeno. El método también comprende continuar el llenado del tanque de fermentación con la lechada y fermentar la lechada para producir etanol.

Se condujo una serie de ejemplos limitados de acuerdo con una modalidad ilustrativa del sistema (como se muestra en la Figura 3) en un esfuerzo para determinar un aparato adecuado y condiciones de operación para el cebado de una fermentación para incrementar los rendimientos de etanol producido. Los siguientes ejemplos pretenden proporcionar claridad a algunas modalidades de los sistemas y medios de operación; dada la naturaleza limitada de estos ejemplos, éstos no limitan el alcance de la invención.

EJEMPLO 1 En este ejemplo se agregó una escala de diferentes dosis de ácido acético a una fermentación no cocida estándar (hidrólisis de almidón crudo) y los efectos fueron estudiados a tres diferentes niveles iniciales de pH. Los niveles de ácido acético elegidos fueron: 0, 0.05, 0.1, 0.2, y 0.3% p/v y los niveles iniciales de pH elegidos fueron 4.2, 4.7 y 5.2. Todo el experimento se condujo por duplicado.

En este experimento, el maíz que se molió utilizando una trituradora de martillos a una finura de >90% se obtuvo de una biorrefinería cercana. Se preparó una lechada con un 36% de sólidos secos de maíz molido y agua. La lechada (~70 mi) se preparó al cargar la cantidad apropiada de maíz y agua en cada reactor individual. Se agregó Lactoside247™ a 2.5 ppm para evitar cualquier contaminación bacteriana de ácido láctico. Se agregó urea -0.24 g/l (4 mM) para una fuente de nitrógeno. Se agregaron diferentes dosis de ácido acético a los reactores y cada uno de los grupos de los reactores se les ajustó el pH a 4.2, 4.7 y 5.2 utilizando ya sea 10% v/v de ácido sulfúrico o 45% p/p de hidróxido de potasio.

Se agregó una mezcla de enzima de hidrolización de almidón crudo a 0.2 g/l. todo se agregó al reactor de tal forma que el volumen final en el reactor fue de 70 mi. Después, se agregaron las cantidades apropiadas de levadura a los reactores, se mezclaron bien, y los reactores se colocaron en un baño de agua en circulación a 31.1°C. Se utilizó un protocolo en etapas de temperatura típico a través de la fermentación de 88 horas que finalizó a 27.8°C. Las muestras se retiraron a 0, 24, 48, 72, y 88 horas de fermentación y se analizaron para contenido de azúcares, ácidos orgánicos y etanol utilizando HPLC.

Se retiraron aproximadamente 4 mi de la muestra en cada punto de tiempo. Estas muestras se centrifugaron a 4500 rpm durante 2 minutos. El sobrenadante después se filtró a través de un filtro con un tamaño de poro de 0.2 µ en frascos de HPLC. Los frascos se cargaron en un auto-muestreador (módulo de separaciones 717 plus Waters o 2695). Se inyectó una alícuota (5 µ?) de la muestra a través del auto-inyector en una columna de fase inversa (HPX-87H de BioRad Laboratories) mantenida a 50°C. Se utilizó ácido sulfúrico acuoso a 0.005 M como la fase móvil (eluyente). El sistema de HPLC se equipo con un detector de índice de refracción (Waters modelo 2410 o 2414). Los componentes (azúcares, ácidos orgánicos y etanol) se identificaron y cuantificaron utilizando el software Waters Empower.

Se observaron tendencias claras con concentraciones en aumento de ácido acético. Los resultados del experimento se ilustran con referencia a la Figura 6, en donde se proporciona una gráfica ilustrativa que detalla los resultados. En esta gráfica ilustrativa, los rendimientos de etanol están en el eje vertical 602, y la concentración de ácido acético se proporciona en el eje horizontal 604. Las líneas para el pH de 4.2, 4.7 y 5.2 de los experimentos se ilustran en 606, 608 y 610, respectivamente.

Se observó una interacción definida entre el pH y la concentración de ácido acético. En este experimento ilustrativo, a los niveles de pH probados, el pH de 4.7 pareció ser mejor para obtener un beneficio máximo en la producción de etanol. Una concentración de 0.12% a 0.24% (1200 - 2400 ppm) de ácido acético proporcionó titulaciones incrementadas de etanol cuando el pH inicial fue de 4.7 o 5.2. No se observaron beneficios mayores cuando el pH inicial fue de 4.2. A la concentración más alta de ácido acético probado (0.37% p/v), se observó un efecto inhibidor especialmente en los reactores fijados a un pH de 4.2. (Las concentraciones reales de ácido acético fueron 0, 0.6, 0.12, 0.24, 0.37% p/v). En el mismo estudio, también se observó una reducción importante en la producción de glicerol. Se observó una reducción máxima en glicerol de más de 50% en fermentaciones fijadas a un pH de 4.7 cuando la concentración inicial de ácido acético fue de 0.24% p/v. Estas fueron las condiciones que tuvieron la titulación más alta de etanol de 20.5% p/v.

La Figura 8 proporciona una gráfica ilustrativa para el porcentaje de etanol en el eje vertical 802 comparado por la longitud de fermentación en el eje horizontal 804 para fermentaciones realizadas a un pH inicial de 4.2. Se proporcionan curvas para concentraciones de cebado representativas probadas. Como se ¡lustra en la gráfica, una dosis de cebador de entre 1200 y 2400 ppm de ácido acético proporciona un beneficio de fermentación temprano, con captaciones de dosis más bajas de cebador después de 70 horas de fermentación.

La Figura 9 proporciona una gráfica ilustrativa para el porcentaje de etanol en el eje vertical 902 comparado por la longitud de fermentación en el eje horizontal 904 para fermentaciones realizadas a un pH inicial de 4.7. Se proporcionan curvas para concentraciones de cebado representativas probadas. Como se ilustra, una dosis de cebador de entre 1200 y 2400 ppm de ácido acético proporciona un beneficio de fermentación a través de toda la fermentación.

La Figura 10 proporciona una gráfica ilustrativa para el porcentaje de etanol en el eje vertical 1002 comparado por la longitud de fermentación en el eje horizontal 1004 para fermentaciones realizadas a un pH inicial de 5.2. Se proporcionan curvas para concentraciones de cebado representativas probadas. Como se ilustra, una dosis de cebador de entre 1200 y 2400 ppm de ácido acético proporciona un ligero beneficio de fermentación a través de toda la fermentación.

Además de los efectos en los rendimientos de producción de etanol, el cebado con ácido acético también tuvo un efecto son la producción de glicerol. La razón principal para la producción de glicerol en S. cerevisiae (cuando crece en glucosa) se debe a la necesidad de re-oxidar NADH. Esto ocurre cuando el piruvato de la trayectoria glicolítica es canalizado a reacciones biosintéticas (producción masiva de célula). En presencia de ácido acético, (bajo condiciones de fermentación), la producción masiva de célula a partir de ATP se reduce ya que mucho del ATP (generado a través de glicólisis) se utiliza por la ATPase de membrana de plasma para bombear el exceso de protones (causado por disociación de ácido acético en la célula).

La Figura 7 proporciona resultados ilustrativos del efecto del cebado en la producción de glicerol. En esta gráfica ilustrativa, la concentración de glicerol está marcada en el eje vertical 702, mientras que el eje horizontal 704 refleja la concentración de ácido acético. También se proporcionan líneas para la concentración de pH de 5.2, 4.7, y 4.2, en 706, 708, y 710, respectivamente.

En este experimento ilustrativo, se observó que se presentó una reducción substancial en la biomasa de levadura en muestras cebadas. Todas las muestras tuvieron una inoculación inicial de aproximadamente 1x107 células/ml, pulpa. Después de 24 horas a 31.1°C, las muestras se retiraron para analizar las cuentas de célula de levadura. Las muestras se diluyeron en serie y las diluciones apropiadas se colocaron en placas de agar de extracto de levadura -extracto de malta (YM). Las placas se incubaron a 30°C y las colonias formadas se contaron después de 48 horas. Los resultados fueron expresados en unidades formadoras de colonia (CFU) por mi.

La Figura 12 es un diagrama de gráfica ilustrativo mostrando el desarrollo de célula dependiente de la dosis de cebado de ácido, de acuerdo con algunas modalidades. La cuenta de célula de levadura se indica en el eje vertical 1202, y se proporcionan barras de histograma para cada muestra en el eje horizontal 1204. Las muestras probadas incluyen un control sin la adición de ácido acético, y las muestras se probaron a 1200 ppm y 2400 ppm, respectivamente.

Los resultados mostraron que se observó una reducción significativa en las cuentas de célula de levadura en presencia de ácido acético. Aproximadamente 24% y 32% de reducción en las cuentas de célula se observó cuando los niveles iniciales de ácido acético en la pulpa fueron de 1200 y 2400 ppm de ácido acético, respectivamente.

En algunas modalidades, debido a este rendimiento reducido de masa de célula, también se observó un rendimiento reducido de glicerol. Ya que no se utiliza más del ácido pirúvico para reacciones biosintéticas, el piruvato permanece disponible para la producción de etanol durante la cual el NADH puede ser re-oxidado, eliminando así la necesidad de producción de glicerol.

Finalmente, el pH de cada muestra se midió después de la fermentación. Los resultados de esta medición de pH se proporcionan en la gráfica ilustrativa mostrada en la Figura 11. En esta gráfica ilustrativa, el pH de la muestra después de la fermentación se proporciona en el eje vertical 1102, y el pH inicial se proporciona en el eje horizontal 1104. También se muestra una línea punteada que indica ningún cambio en el pH. Se grafican curvas con relación a la dosis de ácido acético agregado.

En este experimento ilustrativo, no se observó un desplazamiento mayor en el pH final al término de la fermentación en reactores fijados a un pH de 4.7 que tuvieron una concentración inicial de ácido acético de 0.24% p/v (2400 ppm). Esto probablemente se debe al pKa del ácido acético (4.74) que hace que el ácido acético agregado se comporte como un regulador de pH en el sistema de fermentación.

Estos resultados sugieren que el ácido acético puede ser utilizado a bajas concentraciones de 0.12 - 0.24% p/v (1200 - 2400 ppm) a un pH de 4.7 al principio de la fermentación en un procedimiento de hidrólisis de almidón crudo. A estas concentraciones, el ácido acético mejora la velocidad de fermentación, incrementa las titulaciones y rendimiento finales del etanol, y significativamente reduce la producción de glicerol mediante la levadura. Esta reducción en glicerol puede tener un impacto substancial sobre la fluidez de DDGS al reducir la formación de torta.

EJEMPLO 2 En este segundo ejemplo, se hizo un intento para evaluar los efectos estimulantes del ácido acético en fermentaciones de azúcar de caña o melazas en donde la sacarosa en la fuente principal de carbono para la levadura. Para este ejemplo, se utilizó un medio de laboratorio con sacarosa. El medio utilizado fue caldo de extracto de levadura-peptona (YP) suplementado con 20% p/v de sacarosa (200 g/l). Se condujo una respuesta de dosis de ácido acético (a 500, 1000, 1500, 2000, 2500 y 3000 ppm). También se incluyó un control sin ácido acético agregado. El pH de los fermentadores se ajustó a 4.5 y después de la inoculación de levadura, las fermentaciones se realizaron durante 30 horas a 32°C. Después de 30 horas, las muestras se retiraron y se analizaron para contenido de azúcares, ácidos orgánicos, y etanol. Las muestras también se retiraron a las 24 horas y se verificó el desarrollo de levadura a través de la medición de densidad óptica a 600 nm.

Los resultados obtenidos sugirieron que se observó un efecto estimulante cuando la concentración inicial de ácido acético en el medio está entre 2000 y 2500 ppm (2 - 2.5 g/l) como se muestra en la Figura 13. El porcentaje de eficiencia de conversión de etanol se ilustra en el eje vertical 1302, y los niveles de ácido acético se ilustran en el eje horizontal 1304. Las concentraciones incrementadas de ácido acético hasta 2500 ppm parecen tener un efecto similarmente estimulante sobre la producción de etanol cuando se utiliza una fuente de azúcar de sacarosa. Notablemente, por arriba de concentraciones de 2500 ppm, el ácido acético se vuelve un inhibidor para la fermentación, y la eficiencia cae rápidamente a estas concentraciones superiores.

La Figura 14 muestra la masa de célula de levadura según medida a través de densidad óptica (OD) a 600 nm después de 24 horas de fermentación y concentración final de giicerol en un medio de sacarosa YP suplementado con ácido acético a varios niveles. Un eje vertical 1402 indica los niveles de giicerol después de la fermentación. El eje horizontal 1406 indica la concentración de ácido acético.

Como se muestra, cuando se utiliza ácido acético a dichos bajos niveles bajo condiciones de fermentación, se observa un incremento en la velocidad de fermentación. La razón de esto es la necesidad de generación de ATP para bombear el exceso de protones (causado por la disociación del ácido acético dentro de la célula de levadura) fuera de la célula. Ya que la mayoría del ATP es utilizado por ATPase para bombear el exceso de protones, se produce una masa menor de célula para niveles similares del producto final (etanol) hecho por la levadura. Es masa inferior de célula en presencia de ácido acético da como resultado una producción más baja de giicerol a través de la levadura.

EJEMPLO 3 En este ejemplo, se confirmaron los efectos estimulantes del formaldehído. Se establecieron fermentaciones de cocción en frío de laboratorio estándares. Como en los ejemplos anteriores, la harina de maíz se formó a una lechada en agua para formar una pulpa de 34% de sólidos secos. El pH de la pulpa se ajustó a 4.5.

Se agregaron varios niveles de formaldehído a los fermentadores. La levadura se inoculó después de agregar las enzimas de maíz crudo y se realizaron fermentaciones durante 88 horas siguiendo un protocolo de etapas de temperatura estandarizado.

La Figura 15 es un diagrama de gráfica ilustrativo mostrando la producción de etanol dependiente de la dosis de cebado de formaldehído. El porcentaje de etanol generado se ilustra en el eje vertical 1502, mientras que los niveles de formaldehído se ¡lustran a lo largo del eje horizontal 1504. Los resultados mostraron que los niveles de formaldehído probado fueron ligeramente benéficos para la fermentación de levadura y producción de etanol. La presencia de formaldehído afectó la velocidad inicial de la producción de etanol pero no afectó adversamente la concentración final de etanol. Observar que a los niveles usados, no se detectó formaldehído en los granos secos de destiladores, un co-producto obtenido de la producción de etanol a base de maíz comercial.

EJEMPLO 4 En este ejemplo, además se investigó el impacto del tiempo de cebado. Una vez que bajos niveles de ácido acético inicial probaron ser benéficos para la producción de etanol, se condujeron experimentos adicionales para determinar el mejor momento para agregar el ácido acético a los fermentadores. El conocimiento del mejor momento para la adición de ácido acético puede ser utilizado para incrementar al máximo la producción de etanol.

Se establecieron fermentaciones de cocción en frío de laboratorio estándares a 36% de sólidos secos, como se realizó en los Ejemplos 1 y 3. Se agregaron diferentes niveles de ácido acético a los fermentadores a diferentes tiempos después de la inoculación de levadura.

La Figura 16 es un diagrama de gráfica ilustrativo mostrando la producción de etanol dependiente del tiempo de cebado de ácido después de la inoculación de levadura. La producción de levadura se muestra con referencia al eje vertical 1602. El tiempo de la adición de ácido acético después de la inoculación de levadura se ilustra sobre el eje horizontal 1604. Se muestran ejemplos de diferentes concentraciones de ácido.

Con base en los resultados obtenidos, cuando se agrega ácido acético para obtener una concentración inicial de =150 ppm, la adición puede ser realizada en cualquier momento entre 1 y 6 horas después de la inoculación de levadura para incrementar al máximo la producción de etanol. Cuando se agrega ácido acético para obtener una concentración inicial de entre 1900 y 2300 ppm, la adición puede ser realizada en cualquier momento entre 1 y 4 horas después de la inoculación de levadura.

EJEMPLO 5 En este ejemplo final, se exploró el impacto del cebado en una instalación comercial para calibrar la escalabilidad de los resultados de cebado. En instalaciones comerciales de producción de etanol, se cree que el ácido acético es inhibidor del desarrollo de levadura y fermentación. Ya que el mecanismo de acción del ácido acético en la levadura ayuda al ácido a ser estimulante a bajos niveles de adición, se condujo un ensayo en una biorrefinería comercial de producción de etanol que practica un procedimiento de cocción en frío. La dosis de ácido acético usado es de 1210.8 litros por 2,724,480 litros, fermentador o 946 litros por 2,081,200 litros, fermentador, y el ácido acético se agrega a 1.5 horas en el relleno del fermentador (que podría ser aproximadamente 1 hora después de la inoculación de levadura a partir del tanque de acondicionamiento de levadura). La dosis de ácido acético para los fermentadores de escala industrial se calcula con base en los resultados obtenidos de la prueba de escala de laboratorio, el tiempo de llenado del fermentador, y la captación de ácido acético por la levadura durante el llenado del fermentador, así como la dilución c ausada por la concentración d e ácido acético durante el llenado del fermentador. Se condujeron algunos lotes con ácido acético agregado (cebado) y algunos lotes fueron operados normalmente sin ácido acético adicional. La pulpa de maíz en todos los fermentadores promedió 36% de sólidos secos y el tiempo promedio de fermentación fue de 79 ± 4 horas para todos los lotes de prueba.

La Figura 17 es un diagrama de gráfica ilustrativo mostrando la producción de etanol en una instalación comercial de producción de etanol con y sin cebado de ácido. El porcentaje de etanol para estas fermentaciones comerciales se ilustra con referencia al eje vertical 1702. Se proporcionan barras de histograma para muestras sin cebado y cebadas, respectivamente, en el eje horizontal 1704. Los resultados indicaron una producción incrementada de etanol en los lotes con ácido acético.

La Figura 18 es un diagrama de gráfica ilustrativo mostrando la producción de glicerol para estos mismos lotes. El porcentaje de glicerol producido para estas fermentaciones comerciales se ilustra con referencia al eje vertical 1802. Se proporcionan barras de histograma para muestras sin cebado y cebadas, respectivamente, en el eje horizontal 1804. Claramente, e I cebado de esta forma redujo significativamente la producción de glicerol.

Las modalidades según descritas y mostradas en la solicitud (incluyendo las Figuras y los Ejemplos) pretenden ser ilustrativas y explicativas de los aspectos descritos. Son posibles modificaciones y variaciones de las modalidades descritas, por ejemplo, de los aparatos y procedimientos empleados (o que se emplearán) así como las composiciones y tratamiento utilizados (o que se utilizarán); todas estas modificaciones y variaciones pretenden quedar dentro del alcance de los varios aspectos.

La palabra "ilustrativo(a)" se utiliza para decir que sirve como un ejemplo, caso, o ilustración. Cualquier modalidad o diseño descrito como "ilustrativo(a)" no necesariamente será construido como preferido o ventajoso sobre otras modalidades o diseños, ni pretende excluir estructuras y técnicas ilustrativas equivalentes conocidas por aquellos expertos en la técnica. Más bien, el uso de la palabra ilustrativo(a) pretende presentar conceptos en una forma concreta, y la materia objeto descrita no está limitada por dichos ejemplos.

El término "o" se utiliza para representar un "o" inclusivo en lugar de un "o" exclusivo. Al grado que los términos "comprende", "tiene", "contiene", y otras palabras similares se utilicen ya sea en la descripción detallada o las reivindicaciones, para evitar duda, dichos términos pretenden ser inclusivos en una forma similar al término "que comprende" como una palabra de transición abierta son excluir ningún elemento adicional u otro elemento.

Claims (25)

REIVINDICACIONES

1. Un método para mejorar la producción de etanol, que comprende: moler una materia prima para generar una molienda; combinar la molienda con agua y enzimas para producir una lechada, en donde el almidón en la molienda se convierte a azúcares en la lechada; ajustar el pH de la lechada para facilitar el cebado; agregar un etanológeno a la lechada; cebar la lecha agregando un agente cebador; y fermentar la lechada para producir etanol.

2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el agente cebador es uno de un ácido débil y formaldehído.

3. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la materia prima es maíz.

4. El método de acuerdo con la reivindicación 3, que además comprende fraccionar el maíz en germen, endospermo y salvado.

5. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la materia prima se muele a más de 90% de partículas finas.

6. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la lechada comprende aproximadamente 35% de sólidos.

7. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el ajuste comprende ajustar el pH entre 4.2 y 5.2.

8. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la lechada incluye un remolino, y al menos alguna porción del remolino es residuos de destilería delgados.

9. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el etanológeno es Saccharomyces cerevisiae.

10. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el agente cebador es ácido acético.

11. El método de acuerdo con la reivindicación 10, que además comprende agregar el ácido acético a una concentración de entre 1200 y 3600 partes por millón.

12. El método de acuerdo con la reivindicación 10, que además comprende agregar el ácido acético a una concentración de entre 1800 y 2400 partes por millón.

13. Un método para mejorar la producción de etanol, que comprende: moler una materia prima para generar una molienda; combinar la molienda con agua y enzimas para producir una lechada, en donde el almidón en la molienda se convierte a azúcares en la lechada; remover una porción de la lechada, dejando así atrás el resto de la resto de la lechada; ajustar el pH de la porción de la lechada para facilitar el cebado; agregar un etanológeno a la porción de la lechada; cebar la porción de la lechada al agregar un agente cebador; combinar la porción de la lechada con el resto de la lechada; y fermentar la lechada para producir etanol.

14. El método de acuerdo con la reivindicación 13, en donde el agente cebador es uno de un ácido débil y formaldehído.

15. El método de acuerdo con la reivindicación 13, en donde la materia prima se muele a más de 90% de partículas finas.

16. El método de acuerdo con la reivindicación 14, en donde la materia prima es maíz.

17. El método de acuerdo con la reivindicación 16, que además comprende fraccionar el maíz a germen, endospermo y salvado.

18. El método de acuerdo con la reivindicación 13, en donde la lechada comprende aproximadamente 35% de sólidos.

19. El método de acuerdo con la reivindicación 13, en donde el ajuste comprende ajustar el pH entre 4.2 y 5.2.

20. El método de acuerdo con la reivindicación 13, en donde la lechada incluye un remolino, y al menos algo de la porción del remolino es residuos de destilería delgados.

21. El método de acuerdo con la reivindicación 13, en donde el etanológeno es Saccharomyces cerevisiae.

22. El método de acuerdo con la reivindicación 13, en donde el agente cebador es ácido acético.

23. El método de acuerdo con la reivindicación 22, en donde el ácido acético se agrega a una concentración de entre 1200 y 2400 partes por millón de la porción de la lechada.

24. El método de acuerdo con la reivindicación 23, que además c omprende mantener la porción d e la lechada entre 1200 y 2400 partes por millón durante al menos 10 minutos antes de combinar la porción de la lechada con el resto de la lechada.

25. Un método para mejorar la producción de etanol en una planta de etanol de escala comercial, que comprende: moler una materia prima para generar una molienda; combinar la molienda con agua y enzimas para producir una lechada, en donde el almidón en la molienda se convierte a azúcares en la lechada; comenzar a llenar un tanque de fermentación con la lechada, en donde el tanque de fermentación es de escala comercial de entre 756,800 y 2,838,000 litros; agregar un etanológeno al tanque de fermentación; agregar de entre aproximadamente 45.4 a 158.9 kilogramos de ácido acético al tanque de fermentación aproximadamente 30 minutos a dos horas después de la adición del etanológeno; continuar el llenado del tanque de fermentación con la lechada; y fermentar la lechada para producir etanol.