專利名稱：一種淀粉質(zhì)原料酒精生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于酒精生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種淀粉質(zhì)原料酒精生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
在公知的技術(shù)中，利用小麥、玉米等淀粉質(zhì)原料進(jìn)行酒精生產(chǎn)的行業(yè)大都采用濃醪發(fā)酵技術(shù)來提高發(fā)酵強(qiáng)度，以使企業(yè)最大限度的提高產(chǎn)率，而且在酒精發(fā)酵
工業(yè)獲得普遍的成功和認(rèn)可。目前，進(jìn)行酒精生產(chǎn)的工藝方法一般包括原料粉碎——液化——糖化——發(fā)酵——蒸餾——糟渣分離等步驟，其存在的主要缺陷是
1、原料粉碎后在30°c低溫拌料，拌料后加液化酶，淀粉吸水膨脹時(shí)間短，不利于液化； 液化酶添加不均勻，用量大15 25U/g原料。2、糖化過程為不完全糖化，糖化溫度低58 62°C，雜菌污染控制不嚴(yán)格。3、發(fā)酵過程普遍采用帶渣發(fā)酵，將糟渣分離放在蒸餾之后進(jìn)行，隨著發(fā)酵醪濃度的提高，發(fā)酵醪液越來越粘稠，導(dǎo)致發(fā)酵時(shí)間延長，發(fā)酵成熟醪總糖、殘?zhí)瞧撸瑒?dòng)力消耗增加，粗餾過程受到影響，進(jìn)一步提高發(fā)酵強(qiáng)度受到限制；而且大都是邊糖化邊發(fā)酵，周期長36 48h ；發(fā)酵強(qiáng)度1. 9g/(L · h)，含酒量11 12% ( ν/ν)。4、蒸餾清液直接排放，不僅造成殘留有效成分及水資源的浪費(fèi)，而且排放COD約 50000mg/L、BOD約30000mg/L、固形物約8%，排放量高，帶來環(huán)境的污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能夠提高生產(chǎn)效率和原料出品率，原料及水資源消耗低，環(huán)保效果好的淀粉質(zhì)原料酒精生產(chǎn)工藝。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的所采取的技術(shù)方案是該生產(chǎn)工藝是按以下步驟進(jìn)行
1)取淀粉質(zhì)原料進(jìn)行粉碎，粉碎成粒徑不大于0.2mm的顆粒，送入混合
罐中，加水并加熱至60°C進(jìn)行攪拌，然后以流加的方式加入液化酶，攪拌均勻制成混合料漿備用，其中加水量為粉碎原料質(zhì)量的2倍，液化酶的流加量為10-15U/g粉碎原料；
2)將制備的混合料漿送入噴射液化設(shè)備中進(jìn)行兩級噴射液化，一級噴射液化溫度為 900C，液化時(shí)間為lh，二級噴射液化溫度為100 105°C，液化時(shí)間為1 池，然后經(jīng)真空冷卻降溫至60 65 °C制成液化料漿備用；
3)將制備的液化料漿送入糖化罐中，加入糖化酶攪拌均勻進(jìn)行糖化，糖化溫度為60 65°C，糖化時(shí)間為2 6小時(shí)，制得糖化醪備用，其中糖化酶加入量為170-190 U/g粉碎原料；
4)將糖化醪送入板框壓濾機(jī)進(jìn)行糟渣分離，分離出含糖質(zhì)量百分比濃度為25%的一級糖化液和含糖糟渣備用；
5)將含糖糟渣進(jìn)行兩道加水洗滌，一道洗滌制得含糖質(zhì)量百分比濃度為15 18%的二級糖化液用于酒母的培養(yǎng)，二道洗滌濾得含糖質(zhì)量百分比濃度在3 5%的殘?zhí)且河糜谙礈煊盟虿襟E1)中粉碎原料液化用水，其中，含糖糟渣洗滌溫度控制在65 70°C范圍內(nèi)，洗滌用水采用清水或/和含糖糟渣二道洗滌濾得的殘?zhí)且夯?和酒精生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的蒸餾殘液或/和酒精生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的真空冷卻水；
6)在培養(yǎng)容器內(nèi)注入步驟5)中制備的二級糖化液，并按每立方二級糖化液30 50克的比例加入酒母，在30 32°C溫度條件下，通風(fēng)培養(yǎng)6 8小時(shí)，制得酒母培養(yǎng)液備用；
7)將一級糖化液冷卻至30 36°C送入發(fā)酵罐內(nèi)，按一級糖化液質(zhì)量的■加入酒母培養(yǎng)液進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵溫度保持在30 36°C，發(fā)酵時(shí)間為30-36h，然后按照常規(guī)方法進(jìn)行離心處理和蒸餾即可，蒸餾過程產(chǎn)生的蒸餾清夜和真空冷卻水回收用于含糖糟渣的洗滌。本發(fā)明的生產(chǎn)工藝適用于小麥、玉米、大米、紅薯干、木薯等淀粉質(zhì)原料酒精的生產(chǎn)，其有益效果為
1、原料粉碎后采用60°c較高溫度拌料，拌料后加液化酶，利于淀粉吸水膨脹和液化，而且采用攪拌狀態(tài)下流加撒入方式添加液化酶，使得與原料混合均勻，液化酶用量可減少1/3
左右ο2、在較高的溫度下經(jīng)過兩級噴射液化，并在60 65°C較高溫度下進(jìn)行糖化，能夠使原料中的淀粉完全糖化，糖化DE值可達(dá)到95%以上。3、采用先進(jìn)行糟渣分離而后發(fā)酵工藝順序，有效地克服了，發(fā)酵醪液粘稠導(dǎo)致發(fā)酵時(shí)間延長，發(fā)酵強(qiáng)度低，發(fā)酵成熟醪總糖、殘?zhí)瞧?，?dòng)力消耗大，影響粗餾等問題。本工藝發(fā)酵周期只需30 36h，比現(xiàn)有技術(shù)縮短2 0%以上；發(fā)酵強(qiáng)度可達(dá)到2. 4g/(L -h)以上， 比現(xiàn)有技術(shù)提高20%以上，發(fā)酵醪液含酒量達(dá)到15% ( ν/ν)以上，為縮短蒸餾周期，減少蒸餾動(dòng)力消耗創(chuàng)造了前提條件。4、增加了糟渣洗滌工序，將含糖15 18%的二級糖化液用于酒母的培養(yǎng)，含糖 3 5%的殘?zhí)且喝炕赜?，蒸餾清液、殘液大部回用，由此大大減少了廢液的排放及水資源的浪費(fèi)，而且設(shè)備利用率可提高20%以上，排放COD約8000mg/L、BOD約4000mg/L、固形物約洲，蒸汽消耗在2. 4噸以下。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的淀粉質(zhì)原料酒精生產(chǎn)工藝包括原料粉碎拌和、噴射液化、完全糖化、糟渣分離、含糖糟渣洗滌、發(fā)酵和蒸餾八個(gè)步驟，下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明的作以說明，
實(shí)施例一
本發(fā)明的淀粉質(zhì)原料酒精生產(chǎn)工藝是按以下步驟進(jìn)行 1)原料粉碎拌和取淀粉質(zhì)原料進(jìn)行粉碎，粉碎成粒徑不大于0. 2mm的顆粒，送入攪拌罐中，加水并加熱至60°C進(jìn)行攪拌，然后以流加的方式加入液化酶，使液化酶均勻的分散在原料與水混合的料漿中，繼續(xù)攪拌均勻，制成混合料漿，其中加水量為粉碎原料質(zhì)量的2倍，液化酶的流加量為10U/g原料。該步以較高的溫度進(jìn)行拌和，并采用流加撒入的方式添加液化酶，有利于淀粉的吸水膨脹，減少液化酶的消耗，縮短液化時(shí)間和原料的充分液化。2)噴射液化將制備的混合料漿送入噴射液化設(shè)備中噴射液化，噴射液化分兩級進(jìn)行，先漿混合料漿加熱至90°C進(jìn)行一級噴射液化，噴射液化時(shí)間為Ih后，再加熱升溫至100 105°C進(jìn)行二級噴射液化，噴射液化時(shí)間為池。通過兩級噴射，并在較高的溫度下液化，使原料在液化酶的作用下熟化成為稀糊狀，然后進(jìn)行真空冷卻降溫至60 65°C，制成液化料漿備用。3)完全糖化將制備的液化料漿送入糖化罐中，按照170 U/g粉碎原料的加入量加入糖化酶攪拌均勻，進(jìn)行糖化，糖化溫度控制在60 65°C，糖化時(shí)間為6小時(shí)，由于采用了較高的糖化溫度，使液化料漿得到完全糖化，糖化DE值可達(dá)到95%以上，制得糖化醪。4)糟渣分離將糖化醪送入板框壓濾機(jī)進(jìn)行糟渣分離，分離出含糖質(zhì)量百分比濃度為25%的一級糖化液和含糖糟渣，一級糖化液作為發(fā)酵原液，含糖糟渣再進(jìn)行洗滌，以避免殘?zhí)桥欧牛斐衫速M(fèi)和環(huán)境污染。5)洗滌含糖糟渣將含糖糟渣進(jìn)行兩道加水洗滌和壓濾機(jī)過濾，一道洗滌接取含糖質(zhì)量百分比濃度為15 18%的二級糖化液用于酒母的培養(yǎng)，二道洗滌濾接取含糖質(zhì)量百分比濃度在3 5%的殘液，用于驟1)中粉碎原料液化的用水，其中，含糖糟渣洗滌溫度應(yīng)控制在65 70°C范圍內(nèi)，洗滌用水可采用清水或/和酒精生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的蒸餾清液或/ 和含糖糟渣二道洗滌的殘液或/和蒸餾工序產(chǎn)生的蒸餾殘液或/和蒸煮工序產(chǎn)生的真空冷卻水，既可節(jié)約水資源的消耗，也可減少廢水的排放。6)制備酒母培養(yǎng)液在培養(yǎng)容器內(nèi)注入步驟5)中制備的二級糖化液，并按每立方二級糖化液30克的比例加入酒母，在30 32°C溫度條件下，在二級糖化液和酒母的混合液中連續(xù)通風(fēng)，培養(yǎng)6小時(shí)，制得酒母培養(yǎng)液備用；
7)發(fā)酵和蒸餾將質(zhì)量百分比濃度為25%的一級糖化液冷卻至30 36°C送入發(fā)酵罐內(nèi)，按一級糖化液質(zhì)量的50%加入酒母培養(yǎng)液進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵溫度保持在30 36°C，發(fā)酵時(shí)間為36h，制得含酒量15% ( ν/ν)以上酒精醪，由于采用糟渣分離后的糖化液進(jìn)行發(fā)酵，因而克服了用糖化醪直接發(fā)酵而帶來粘稠度高，發(fā)酵強(qiáng)度低，發(fā)酵成熟醪總糖、殘?zhí)瞧叩葐栴}，本工藝發(fā)酵強(qiáng)度能達(dá)到2.4g/(L*h)以上。然后按照常規(guī)方法將酒精醪進(jìn)行離心處理和蒸餾即制得酒精，蒸餾過程產(chǎn)生的蒸餾清液回回收可用于步驟1)中的拌料用水，殘液水回收可用于含糖糟渣的洗滌，得到的酵母等可回用可做飼料。采用該工藝進(jìn)行淀粉質(zhì)原料酒精的生產(chǎn)，設(shè)備利用率可提高20%以上，排放COD約8000mg/L、BOD約4000mg/L、固形物約2%，蒸汽消耗可在2. 4噸以下。上述方法中所使用的液化酶、糖化酶和酒母均可在市場上直接購買，其中液化酶薦用由向諾維信(中國)生物科技有限公司生產(chǎn)的利可來耐高溫SC型液化酶；糖化酶薦用諾維信蘇州宏達(dá)合資公司出產(chǎn)的蘇宏糖化酶475制劑。實(shí)施例二
該實(shí)施例淀粉質(zhì)原料酒精生產(chǎn)工藝與實(shí)施例一基本相同，其區(qū)別僅在于步驟1)中液化酶的流加量為12. 5U/g粉碎原料；步驟2)中二級噴射液化時(shí)間為1. 5h ；步驟3)中按照 180 U/g原料的加入量加入糖化酶，糖化時(shí)間為4小時(shí)；步驟6)中酒母的加入量為按每立方二級糖化液40克，培養(yǎng)時(shí)間為7小時(shí)；步驟7)中發(fā)酵時(shí)間為33h。實(shí)施例三
該實(shí)施例淀粉質(zhì)原料酒精生產(chǎn)工藝與實(shí)施例一基本相同，其區(qū)別僅在于步驟1)中液化酶的流加量為15U/g原料；步驟2)中二級噴射液化時(shí)間為Ih ；步驟3)中按照190 U/g 原料的加入量加入糖化酶，糖化時(shí)間為2小時(shí)；步驟6)中酒母的加入量為按每立方二級糖化液50克，培養(yǎng)時(shí)間為8小時(shí)；步驟7)中發(fā)酵時(shí)間為30h。
權(quán)利要求
1. 一種淀粉質(zhì)原料酒精生產(chǎn)工藝，其特征在于它是按以下步驟進(jìn)行1)取淀粉質(zhì)原料進(jìn)行粉碎，粉碎成粒徑不大于0.2mm的顆粒，送入混合罐中，加水并加熱至60°C進(jìn)行攪拌，然后以流加的方式加入液化酶，攪拌均勻制成混合料漿備用，其中加水量為粉碎原料質(zhì)量的2倍，液化酶的流加量為10-15U/g粉碎原料；2)將制備的混合料漿送入噴射液化設(shè)備中進(jìn)行兩級噴射液化，一級噴射液化溫度為 900C，液化時(shí)間為lh，二級噴射液化溫度為100 105°C，液化時(shí)間為1 池，然后經(jīng)真空冷卻降溫至60 65 °C制成液化料漿備用；3)將制備的液化料漿送入糖化罐中，加入糖化酶攪拌均勻進(jìn)行糖化，糖化溫度為60 65°C，糖化時(shí)間為2 6小時(shí)，制得糖化醪備用，其中糖化酶加入量為170-190 U/g粉碎原料；4)將糖化醪送入板框壓濾機(jī)進(jìn)行糟渣分離，分離出質(zhì)量百分比濃度為25%的一級糖化液和含糖糟渣備用；5)將含糖糟渣進(jìn)行兩道加水洗滌，一道洗滌制得含糖質(zhì)量百分比濃度為15 18%的二級糖化液用于酒母的培養(yǎng)，二道洗滌濾得含糖質(zhì)量百分比濃度在3 5%的殘?zhí)且河糜谙礈煊盟虿襟E1)中粉碎原料液化用水，其中，含糖糟渣洗滌溫度控制在65 70°C范圍內(nèi)，洗滌用水采用清水或/和含糖糟渣二道洗滌濾得的殘?zhí)且夯?和酒精生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的蒸餾殘液或/和酒精生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的真空冷卻水；6)在培養(yǎng)容器內(nèi)注入步驟5)中制備的二級糖化液，并按每立方二級糖化液30 50克的比例加入酒母，在30 32°C溫度條件下，通風(fēng)培養(yǎng)6 8小時(shí)，制得酒母培養(yǎng)液備用；7)將一級糖化液冷卻至30 36°C送入發(fā)酵罐內(nèi)，按一級糖化液質(zhì)量的_加入酒母培養(yǎng)液進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵溫度保持在30 36°C，發(fā)酵時(shí)間為30-36h，然后按照常規(guī)方法進(jìn)行離心處理和蒸餾即可，蒸餾過程產(chǎn)生的蒸餾清夜和真空冷卻水回收用于含糖糟渣的洗滌。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種淀粉質(zhì)原料酒精生產(chǎn)工藝，其主要特點(diǎn)是在較高的溫度下對淀粉質(zhì)原料進(jìn)行液化和完全糖化，并在發(fā)酵之前進(jìn)行糟渣分離、洗滌，利用含糖質(zhì)量百分比濃度為25%的糖化液進(jìn)行發(fā)酵，實(shí)現(xiàn)了高濃度醪液發(fā)酵，大大縮短了發(fā)酵時(shí)間，降低了總糖、殘?zhí)且约癈OD、BOD和固形物的排放，并具設(shè)備利用率高、蒸汽消耗少等優(yōu)點(diǎn)，該生產(chǎn)工藝適用于小麥、玉米、大米、紅薯干、木薯等淀粉質(zhì)原料酒精的生產(chǎn)。
文檔編號C12P19/14GK102250964SQ201110140869
公開日2011年11月23日 申請日期2011年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月30日
發(fā)明者宋峰, 康新凱, 李曉, 王景勝, 董青山, 韓家林 申請人:河南天冠企業(yè)集團(tuán)有限公司