專利名稱：提高甜高粱綜合利用價值的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種提高甜高粱綜合利用價值的方法。
背景技術(shù)：
隨著工業(yè)化進(jìn)程的加快，也使得大氣污染日益嚴(yán)重，各種能源，特別嚴(yán)重是一 些不可再生能源如石油煤炭等在不斷消耗并日益枯竭，因此可再生能源的研究日益 興起，巴西等國家用甘蔗生產(chǎn)燃料乙醇，并和汽油混合生產(chǎn)汽油醇，對改善大氣環(huán) 境,減少石化能源資源的消費(fèi)有重要的現(xiàn)實意義。在利用甜高粱生產(chǎn)燃料乙醇的同時，為生物質(zhì)乙烯的生產(chǎn)提供了強(qiáng)有力的技術(shù) 支撐，據(jù)測算，1000萬畝甜高粱可產(chǎn)95%乙醇280萬噸，可轉(zhuǎn)化成乙烯200萬噸； 如果200萬噸乙烯從原油中提取，需原油600萬噸。此項目對改善大氣環(huán)境，減少石 化能源資源的消費(fèi)有重要的現(xiàn)實意義。巴西是世界上燃料乙醇開發(fā)最成功的國家，燃料乙醇可以和汽油自由競爭。但 巴西甘蔗液體發(fā)酵制乙醇的成功經(jīng)驗在甜高梁制乙醇上不能照搬，其主要問題甘蔗 可以隨采隨收，且加工期長；而甜高粱則季節(jié)性很強(qiáng)，需要集中收獲、運(yùn)輸和貯藏， 由此帶來問題是設(shè)備投資成倍上升，生產(chǎn)成本大幅提高，產(chǎn)品缺乏競爭力。目前阻礙甜高粱產(chǎn)業(yè)化的最大障礙就是原料問題，甜高粱收獲期集中，不耐貯 藏，如不及時加工處理很容易變質(zhì)而降低價值。當(dāng)前甜高粱莖稈原料的貯藏方法有兩種 一種是露天凍藏，如莖桿去葉打捆后直立凍藏、不去葉搭三角架凍藏、打捆田間凍藏，上述方法糖分損失大，易受天氣變化影響，如遇暖冬、降雨天氣，莖稈 很容易霉變，難以保證原料的質(zhì)量，如集中貯藏還會占用很大的場地，而分散到戶 又難以保證貯藏的安全性，到實際加工時還需要多次裝卸和運(yùn)輸，大大增加了生產(chǎn)成本。如CN1511954A所公開的甜高粱秸稈生產(chǎn)乙醇工藝方法、CN101220379A所公開的利用甜高粱莖稈生產(chǎn)乙醇的方法等都存在這個問題。另一種是將甜高梁莖桿榨汁后加防腐劑貯藏，這種貯藏辦法在使用中，防腐劑 的殘留會影響下一步的酒精發(fā)酵，此外防腐劑揮發(fā)和排放會造成空氣和水體污染。CN1710085A則公開了一種甜高粱秸稈汁液生產(chǎn)乙醇的方法提出將成熟后甜 高梁秸稈進(jìn)行榨汁處理，得到糖漿，在所得到的糖汁內(nèi)加入酵母活化液發(fā)酵，之后 蒸餾得到乙醇。該方法在一定程度上降低了運(yùn)輸環(huán)節(jié)方面生產(chǎn)成本。但由于其是榨
汁再運(yùn)到發(fā)酵場所進(jìn)行發(fā)酵和蒸餾，當(dāng)種植基地與加工廠較遠(yuǎn)時，在運(yùn)輸過程中是 很容易引起糖汁污染變質(zhì)，影響后期加工生產(chǎn)。另外，在規(guī)?；庸どa(chǎn)中，為了把秸稈中的糖吃干榨凈，均是極盡可能地將 甜高梁莖桿中的汁榨盡，對榨汁設(shè)備提出很高的要求， 一般只能在專門的加工廠中 才能做到，因此須將甜高粱莖稈運(yùn)輸?shù)郊庸S進(jìn)行加工生產(chǎn)，莖稈的運(yùn)輸耗費(fèi)了大 量的人力物力，加工完后的廢渣又需要運(yùn)出處理，也使甜高粱制取乙醇的成本大大 增加，同時完全榨盡糖分要經(jīng)多達(dá)5道的水洗提取，此時渣的飼料價值大幅降低?；谏鲜鲈?，甜高粱產(chǎn)業(yè)發(fā)展受到了很大的限制，因此一種如何提高甜高粱 產(chǎn)能的綜合利用方法就應(yīng)運(yùn)而生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠大大降低甜高粱的加工成本，提高產(chǎn)能，同時 能夠充分利用甜高粱莖稈并提高其經(jīng)濟(jì)價值的綜合利用方法。 本發(fā)明主要是通過如下技術(shù)方案來實現(xiàn)的取甜高粱的莖稈搾汁并將汁、渣分離，并且出汁率控制在45-70%，即在渣中的 保留30-55%的汁；汁、渣的處理如下將所述的汁進(jìn)行發(fā)酵貯藏，可作為進(jìn)一步深加工的原料，如制取乙醇。 所述渣的處理如下將所述的渣進(jìn)行青貯或進(jìn)行皮髓分離，髓青貯，皮烘干到水分含量《20%，作為 其它如飼料、造紙等的加工原料。作為改進(jìn)的技術(shù)方案，上述甜高粱汁的發(fā)酵貯藏最好采用以下方式處理 在原料基地就近建立貯藏容器，即在種植基地的附近， 一般不超過5公里的范 圍以內(nèi)建立貯藏容器，最好在1公里范圍以內(nèi)建立，最好在搾汁的同時加入活化酵 母發(fā)酵，并盡快將所榨的汁置入貯藏容器發(fā)酵，最好在1小時以內(nèi)將所搾的汁置入貯藏容器發(fā)酵，發(fā)酵時置入汁的量控制在貯藏容器容積的80%以內(nèi)，發(fā)酵容器最好有冷卻裝置，防止過熱。發(fā)酵完成后對貯藏容器進(jìn)行密封。所述的貯藏容器為可封閉的窖或池，窖形最好為圓柱形，結(jié)構(gòu)為磚混結(jié)構(gòu)，內(nèi) 部用環(huán)氧樹脂或塑料袋做密封防水處理，整個容器要做到不透水、不漏氣，口部為可封閉， 一般在自然條件下發(fā)酵1 6天，發(fā)酵溫度最好為10-35°C，發(fā)酵完成后對貯 藏容器進(jìn)行密封，只留液體膨脹頂隙，頂隙最好抽成真空。
上述的貯藏容器也可為貯藏袋，在地面挖倒圓臺或倒梯形坑，將貯藏袋置入坑中 后向袋內(nèi)注入袋容積80%的榨汁進(jìn)行發(fā)酵，在所述坑頂最好加裝防護(hù)的頂蓋，以防 止貯藏袋被異物損壞。如果是較寒冷的北方，上述的貯藏容器要建在凍土層以下，以防止汁液凍結(jié)， 脹壞窖體。就近直接窖藏的優(yōu)點 一是可省去鍋爐和發(fā)酵設(shè)備，二是節(jié)能，三是避免榨汁 后集中運(yùn)輸?shù)揭掖紡S造成運(yùn)力不足和交通擁堵。 上述的鮮榨汁也可采用以下方式處理把鮮榨汁進(jìn)行殺菌后發(fā)酵，可以先集中，再殺菌、發(fā)酵，也可以先殺菌，再集 中、發(fā)酵，但在運(yùn)輸過程中要做到鮮搾汁與外界空氣完全隔絕。如采用封閉罐車或 裝入封閉罐內(nèi)運(yùn)輸，上述從搾汁到殺菌的時間最好在1個小時內(nèi)進(jìn)行，殺菌溫度 90-10(TC，時間20-30分鐘，殺菌后冷卻到35。C以下，然后置入專用發(fā)酵罐中接種 發(fā)酵。上述的渣最好作如下處理進(jìn)行皮髓分離，髓可以青貯，作為飼料的加工原料， 皮渣則可以作為造紙或木漿板一類的加工原料，將皮渣烘干到水分含量《20%即可， 所述的皮渣烘干前最好進(jìn)行脫糖處理，并且收集所述的糖分。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明先將甜高粱秸稈進(jìn)行汁渣分離并發(fā)酵貯藏，使原料得 到及時處理防止變質(zhì)，從而大大延長了加工期，做到原料周年供應(yīng)。特別是采用簡 單經(jīng)濟(jì)的榨汁方法，能最大程度降低榨汁設(shè)備的投資和能耗，且遺留在渣中一定的 糖分，可作為飼料和微貯的營養(yǎng)成分加以利用，保證了渣的利用價值，上述兩方面 的結(jié)合，使甜高粱的利用價值最大化，燃料乙醇和飼料的收獲、運(yùn)輸、'貯藏和加工 成本則大幅降低。
具體實施例方式實施例l:將新鮮甜高粱的莖稈去掉雜葉送入搾汁機(jī)榨汁，出汁率控制在65%，在搾汁的同時按重量的1%。在汁中加入活化酵母，并分別收集汁、渣；在原料基地方圓每5公 里建立一個貯藏容器群，貯藏容器為磚混結(jié)構(gòu)的貯藏窖，內(nèi)部用環(huán)氧樹脂做密封防 水處理，整個容器要做到不透水、不漏氣，口部為可封閉，隨時將搾取的汁用密封 罐運(yùn)輸?shù)劫A藏窖進(jìn)行發(fā)酵5天，發(fā)酵時置入汁的量控制在貯藏容器容積的80%以內(nèi)， 發(fā)酵完成后，從其它窖池中抽取發(fā)酵液灌滿未滿的貯藏窖，只留液體膨脹頂隙，頂
隙抽成真空后對貯藏容器進(jìn)行密封，在需要的時候?qū)l(fā)酵液運(yùn)輸?shù)郊庸S進(jìn)行蒸餾 生產(chǎn)制取酒精。將所述的渣直接進(jìn)行青貯，作為飼料的加工原料。實施例2:將去掉雜葉的新鮮甜高粱莖稈送入莖桿搾汁機(jī)榨汁，出汁率控制在60%，在搾汁的同時按汁重量的0.5%。加入活化酵母，并分別收集汁、渣；在在種植基地的3公 里的范圍以每個貯藏窖容積500立方米的規(guī)格建立磚混結(jié)構(gòu)的圓柱形貯藏窖群，內(nèi) 部用環(huán)氧樹脂或塑料袋做密封防水處理，整個容器要做到不透水、不漏氣，口部為 可封閉，將上述加入活化酵母的汁液在1個小時以內(nèi)注入，量控制在貯藏容器容積 的80%以內(nèi)，在自然條件下發(fā)酵3天，發(fā)酵完成后，從其它窖池中抽取發(fā)酵液注滿 發(fā)酵貯藏窖，只留液體膨脹頂隙，頂隙抽成真空密封，在需要時候再將發(fā)酵液運(yùn)輸?shù)?加工廠進(jìn)行蒸餾生產(chǎn)制取酒精。將所述的渣進(jìn)行進(jìn)行皮髓分離，髓直接青貯，作為飼料的加工原料，皮渣用清 水浸泡2、次進(jìn)行脫糖，之后烘干至水分含量《20%，可以作為造紙或加工木漿板的 加工原料。實施例3:將去掉雜葉的新鮮甜高粱莖稈送入莖桿榨汁機(jī)搾汁，并分別收集汁、渣，出汁 率控制在70%;把鮮榨汁用密封罐車集中運(yùn)輸?shù)郊庸S，在溫度95'C下30分鐘殺 菌，冷卻到35X:以下，按汁重量的0.8%。加入活化酵母進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵溫度控制在 35'C以下，發(fā)酵完成后進(jìn)入蒸餾制取酒精。將所述的渣直接進(jìn)行青貯，作為詞料的加工原料。實施例4:在種植基地的附近3公里的范圍以內(nèi)建立磚混結(jié)構(gòu)的貯藏窖群，每個貯藏窖容 積10000立方米，使用前用塑料袋襯于窖內(nèi)做密封防水處理備用。將新鮮甜高粱莖 稈送入莖桿搾汁機(jī)榨汁，出汁率控制在50%，并分別收集汁、渣；在搾汁的同時按 重量加入0. 9%。的活化酵母，在1小時以內(nèi)將所榨的汁置入上述貯藏容器發(fā)酵3天， 發(fā)酵完成后，對貯藏容器進(jìn)行密封，不留頂隙。所述的渣進(jìn)行皮髓分離，髓直接青貯，作為飼料的加工原料，皮渣先進(jìn)行脫糖 處理并且收集糖分，脫糖后的渣烘干到水分含量《18%即可。實施例5:
在種植基地的附近2公里的范圍以內(nèi)建立磚混結(jié)構(gòu)的矩形貯藏池群，每個貯藏 窖容積5000立方米，使用前用塑料袋襯于窖內(nèi)做密封防水處理備用。將新鮮甜高粱 莖稈送入莖桿搾汁機(jī)榨汁，出汁率控制在55%，并分別收集汁、渣，在榨汁的同時 按重量加入l. 2%。的活化酵母，在1小時以內(nèi)將所榨的汁置入上述貯藏容器發(fā)酵3天， 發(fā)酵完成后對貯藏容器進(jìn)行密封，加防護(hù)蓋。.所述的渣進(jìn)行皮髓分離，髓直接青貯，作為詞料的加工原料，皮渣先進(jìn)行脫糖 處理并且收集糖分，脫糖后的渣烘干到水分含量《15%即可。實施例6:將去掉雜葉的新鮮甜高粱莖稈送入莖桿榨汁機(jī)榨汁，在搾汁的同時按汁重量的 1.2%。加入活化酵母，出汁率控制在45%，并分別收集汁、渣；在種植基地的附近l 公里的范圍以內(nèi)，選擇地質(zhì)情況穩(wěn)定的粘土地，挖倒圓臺狀坑，坡度45° ,將貯藏袋 置入坑中后向袋內(nèi)注入榨汁進(jìn)行發(fā)酵，注入量控制在貯藏容器容積的80%以內(nèi)，在自 然條件下發(fā)酵3天以上，發(fā)酵完成后，將袋密封，不留頂隙。在所述坑頂加裝防護(hù) 蓋，以防止貯藏袋被異物損壞，在需要的時候再將發(fā)酵液運(yùn)輸?shù)郊庸S進(jìn)行蒸餾生 產(chǎn)制取酒精。所述渣的處理如下將所述渣進(jìn)行皮髓分離，髓直接青貯，作為飼料的加工原 料。皮渣則先進(jìn)行脫糖處理，用清水浸泡3 4次進(jìn)行脫糖，之后烘干到水分含量《 18%，可作為造紙原料。實施例7:將去掉雜葉的新鮮甜高粱莖稈送入莖桿榨汁機(jī)榨汁，在榨汁的同時按汁重量的 0.2%。加入活化酵母，出汁率控制在65%，并分別收集汁、渣；在種植基地的附近 1.5公里的范圍以內(nèi)，選擇地質(zhì)情況穩(wěn)定的粘土地，挖倒梯形坑，坡度為45° ，容積 1000立方米，將貯藏袋置入坑中后向袋內(nèi)注入容積80%的榨汁進(jìn)行發(fā)酵，在自然條 件下發(fā)酵5天，然后將袋密封，不留頂隙。在所述坑頂加裝防護(hù)，以防止貯藏袋被 異物損壞，在需要時候再將發(fā)酵液運(yùn)輸?shù)郊庸S進(jìn)行蒸餾生產(chǎn)制取酒精。所述渣的處理如下將所述渣進(jìn)行皮髓分離，髓直接青貯，作為飼料的加工原 料。皮渣則先進(jìn)行脫糖處理，之后烘干到水分含量《16%，可作為造紙原料。實施例8:在種植基地的附近2.5公里的范圍以內(nèi)建立磚混結(jié)構(gòu)的貯藏窖群，每個貯藏窖 容積800立方米，使用前用塑料袋襯于窖內(nèi)做密封防水處理備用。將新鮮甜高粱莖
稈送入莖桿榨汁機(jī)榨汁，出汁率控制在68%，并分別收集汁、渣；在搾汁的同時按 重量加入0. 5%。的活化酵母，在1小時以內(nèi)將所榨的汁置入上述貯藏容器發(fā)酵3天， 注入量控制在貯藏容器容積的80%以內(nèi)，發(fā)酵完成后，從其它窖池中抽取發(fā)酵液將未 滿的發(fā)酵貯藏窖注滿，之后對貯藏容器進(jìn)行密封，不留頂隙。所述的渣直接青貯，作為飼料的加工原料。實施例9:在種植基地的附近3.5公里的范屈以內(nèi)建立磚混結(jié)構(gòu)的矩形貯藏池群，每個貯 藏池容積3000立方米，使用前用塑料袋襯于窖內(nèi)做密封防水處理備用。將新鮮甜高 粱莖稈送入莖桿榨汁機(jī)榨汁，出汁率控制在55%，并分別收集汁、渣，在榨汁的同 時按重量加入1. 2%。的活化酵母，在1小時以內(nèi)將所榨的汁置入上述貯藏容器發(fā)酵3 天，注入量控制在貯藏容器容積的80%以內(nèi)，發(fā)酵完成后，從其它池中抽取發(fā)酵液將 未滿的發(fā)酵貯藏池注滿，之后對貯藏容器進(jìn)行密封，加防護(hù)蓋。所述的渣進(jìn)行皮髓分離，髓直接青貯，作為飼料的加工原料，皮渣先進(jìn)行脫糖 處理并且收集糖分，用清水浸泡3 4次進(jìn)行脫糖，脫糖后的渣烘干到水分含量《15% 即可。實施例10:將去掉雜葉的新鮮甜高粱莖桿送入莖桿榨汁機(jī)搾汁，在榨汁的同時按汁重量的 1.2%。加入活化酵母，出汁率控制在60%，并分別收集汁、渣；在種植基地的附近l 公里的范圍以內(nèi)，選擇地質(zhì)情況穩(wěn)定的粘土地，挖倒梯形坑，玻度45° ，將貯藏袋置 入坑中后向袋內(nèi)注入搾汁進(jìn)行發(fā)酵，注入量控制在貯藏容器容積的80 %以內(nèi)，在自然 條件下發(fā)酵3天以上，發(fā)酵完成后，將袋密封，不留頂隙。在所述坑頂加裝防護(hù)蓋， 以防止貯藏袋被異物損壞，在需要的時候再將發(fā)酵液運(yùn)輸?shù)郊庸S進(jìn)行蒸餾生產(chǎn)制 取酒精。所述渣的處理如下將所述渣進(jìn)行皮髓分離，髓直接青貯，作為飼料的加工原 料。皮渣則先進(jìn)行脫糖處理，用清水浸泡2次進(jìn)行脫糖，之后烘干到水分含量《16%， 可作為造紙原料。
權(quán)利要求
1、一種提高甜高粱綜合利用價值的方法，其特征在于通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)將收割后的甜高粱莖稈直接進(jìn)行榨汁并將汁、渣分離，并且出汁率控制在45-70％；汁的處理如下將所述的汁進(jìn)行發(fā)酵貯藏；渣的處理如下將所述的渣進(jìn)行青貯或烘干到水分含量≤20％，作為其它的加工原料。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的提高甜高粱綜合利用價值的方法，其特征在于所述甜 高粱汁的發(fā)酵采用以下方式處理在原料基地就近建立貯藏容器，在榨汁的同時加 入活化酵母發(fā)酵，將所搾的汁置入貯藏容器發(fā)酵，發(fā)酵時置入汁的量控制在貯藏容 器容積的80%以內(nèi)，發(fā)酵完成后對貯藏容器進(jìn)行密封。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的提高甜高粱綜合利用價值的方法，其特征在于所述的 貯藏容器為可封閉的窖或池，為磚混的貯藏窖或池，內(nèi)部用環(huán)氧樹脂或塑料袋做密 封防水處理，口部為可封閉。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的提高甜高粱綜合利用價值的方法，其特征在于所述的 貯藏容器為貯藏袋,在地面挖倒圓臺狀或倒梯形坑，將貯藏袋置入坑中后向袋內(nèi)注入 汁進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵完成后封閉袋口。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2、 3或4所述的提高甜高粱綜合利用價值的方法，其特征 在于所述搾汁的同時加入活化酵母。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高甜高粱綜合利用價值的方法，其特征在于所述的 汁進(jìn)行滅菌處理在溫度90-IO(TC下20-30分鐘進(jìn)行殺菌后后冷卻到35。C以下，然 后置入發(fā)酵容器中接種發(fā)酵。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1、 2、 3、 4或6所述的提高甜高粱綜合利用價值的方法，其 特征在于將所述的渣作如下處理進(jìn)行皮髓分離，髓青貯，作為飼料的加工原料， 皮渣烘干到水分含量《20%作造紙的原料。
8、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的提高甜高粱綜合利用價值的方法，其特征在于將所述 的渣作如下處理進(jìn)行皮髓分離，髓青貯，作為詞料的加工原料，皮渣烘干到水分 含量《20%作造紙的原料。
9、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的提高甜高粱綜合利用價值的方法，其特征在于所述的 皮渣烘干前進(jìn)行脫糖處理。
10、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的提高甜高粱綜合利用價值的方法，其特征在于所述 的皮渣烘干前進(jìn)行脫糖處理。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種提高甜高粱綜合利用價值的方法，主要通過如下技術(shù)方案來實現(xiàn)的將甜高粱的莖稈汁、渣分離，并且出汁率控制在45-65％并發(fā)酵貯藏，將渣進(jìn)行青貯或?qū)⒅蛛x將皮渣烘干到水分含量≤20％。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明先將甜高粱秸稈在收獲的同時進(jìn)行汁渣分離、并發(fā)酵貯藏，使原料得到及時處理防止變質(zhì)，從而大大延長了加工期，基本做到周年生產(chǎn)。特別是采用簡單經(jīng)濟(jì)的榨汁方法，能最大程度降低榨汁設(shè)備的投資和能耗，且遺留在渣中一定的糖分，可作為飼料和微貯的營養(yǎng)成分加以利用，保證了渣的利用價值，上述兩方面的結(jié)合，使甜高粱的利用價值最大化，燃料乙醇和飼料的收獲、運(yùn)輸、貯藏和加工成本則大幅降低。
文檔編號C12P7/10GK101397575SQ200810072988
公開日2009年4月1日 申請日期2008年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月3日
發(fā)明者劉成江, 孫新紀(jì), 李冀新, 武冬梅, 王吉亮, 羅小玲, 賈雪峰, 郭安民 申請人:新疆農(nóng)墾科學(xué)院