專利名稱：膜耦合清液單罐連續發酵酒精生產工藝的制作方法
技術領域：
本發明是一種酒精生產的工藝技術，特別是一種綜合利用原材料，降低生產成本的酒精生產工藝。
背景技術：
目前國內外發酵酒精的生產大多以農業產品為原料，其中尤以玉米為原料者居多。以玉米為原料生產時，原料的處理大致可分為濕法和干法兩類。美國、加拿大等以濕法為主，處理過程較復雜，設備投資大，有亞硫酸鹽廢品需處理；歐洲以干法為主，處理過程較簡單，將玉米粉碎(脫胚或不脫胚)后，進行液化、糖化發酵，此法有大量廢水產生，每生產1噸酒精有12～15噸蒸餾廢水——酒糟需處理。上世紀80年代我國從國外引進了酒糟處理技術與設備(干酒糟顆粒飼料DDGS生產技術)，但此處理工藝，設備投資較大，能耗高，產品增值少，絕大多數引進廠家都處于虧損運行狀態。尤其是當前，為了保護我們的生存環境，國家正大力實施燃料酒精——清潔能源計劃，如何實現高品質、低成本、無污染的酒精生產已成為制約清潔能源計劃能否順利實施的技術關鍵。
發明內容
1.發明目的本發明的目的是提供一種原料綜合利用率高，糖～醇轉化率高，生產工藝簡單，成本低，無廢水排放的膜耦合清液單罐連續發酵酒精生產工藝。
2.技術方案本發明的操作工藝為(1)將玉米進行無酸浸泡；(2)將浸泡后的玉米進行胚芽剝離，用胚芽制成副產品纖維飼料、玉米油、食用蛋白；(3)將剝離胚芽的玉米胚乳磨漿、液化、糖化、真空過濾分離，濾餅制成蛋白飼料和纖維飼料；(4)將分離后得到的糖液發酵，經老化酵母分離、膜分離和粗餾產生的液體再經精餾生產出成品酒精，精餾產生的水返回胚乳磨漿和糖液發酵工序，粗餾的釜底物生產飼料酵母。
粗餾的釜底物生產飼料酵母的過程為先進行酵母乳分離，將分離后的濁液部分再經膜分離，分離的清液返回胚乳磨漿和糖液發酵工序，分離后的濃縮物與酵母乳分離產生的沉淀物一同經干燥后生成飼料酵母。
將玉米胚乳磨漿，液化、糖化、分離后，將濾餅制成蛋白飼料和纖維飼料的方法是先將濾餅調漿，進行分離和干燥后即得蛋白飼料和纖維飼料。
經胚芽剝離后的胚芽生產纖維飼料、玉米油、食用蛋白的方法是先將胚芽冷凍，然后磨漿、酶解，經三相分離和干燥后獲得纖維飼料和食用蛋白，經三相分離后的另一產品即玉米油。
3.技術效果本發明的優點在于a.本發明的原料玉米綜合利用率高，不但主要成份淀粉——葡萄糖轉化率可達理論值的97％，而且蛋白、脂肪等也得到最大限度的利用，副產品回收所創造的價值可達酒精原料成本的50％左右，大幅度地降低了酒精生產成本。
本發明的原料前處理工藝，是將玉米中各有限成份在進入發酵以前即進行分離、提取，精制成各種高附加值產品，只有淀粉轉化為葡萄糖進入發酵工序。在此階段不采用亞硫酸浸泡工藝，避免了亞硫酸及其鹽類的廢水產生。本發明中的冷凍酶解三相分離組合技術不但提高了蛋白和玉米油的利用效率，而且顯著改善蛋白品質，提高其生物效價，是一種高營養價值的含用蛋白制品。
b.本發明最大限度地控制產物反饋抑制效應，副反應產物少，葡萄糖——酒精轉化率可達理論值的92％～94％，且發酵強度高，為常規發酵的5-10倍，大大的縮短了發酵時間，節省投資。
酒精發酵是一個典型的最終產物反饋抑制的反應過程，本發明用膜耦合技術將反應產物及時從反應體系中移出，因而將反饋抑制控制在最低程度，提高了發酵裝置的發酵強度，是目前常規發酵先進水平的5～10倍，同時顯著減少反應副產物的生成，提高葡萄糖——酒精轉化率。釜底物經離心分離和膜處理，固形物制成飼料酵母，清液全部返用，生產過程中無廢水排放。
c.本發明的工藝過程中無廢水排放，保護了生態環境，節約了廢水處理所需的大量投資和運行費用。
具體實施例方式
本發明的實施例為(1)將玉米進行無酸浸泡；(2)將浸泡后的玉米進行胚芽剝離，用胚芽制成副產品纖維飼料、玉米油、食用蛋白；(3)將剝離胚芽的玉米胚乳磨漿、液化、糖化、真空過濾分離，濾餅制成蛋白飼料和纖維飼料；(4)將分離后得到的糖液發酵，經老化酵母分離、膜分離和粗餾產生的液體再經精餾生產出成品酒精，精餾產生的水返回胚乳磨漿和糖液發酵工序，粗餾的釜底物生產飼料酵母。
粗餾的釜底物生產飼料酵母的過程為先進行酵母渣分離，將分離后的濁液部分再經膜分離，分離的清液返回胚乳磨漿和糖液發酵工序，分離后的沉淀物與酵母渣分離產生的沉淀物一同經干燥后生成飼料酵母。
其中經胚乳磨漿、液化、糖化、分離后的糖液濃度大于65％，發酵液溫度為30℃～34℃，發酵時間為6～8小時，發酵液PH值為3.8～4.2，酵母細胞密度為3×108/ml2～10×108/ml，發酵液酒精含量為5～7％w，葡萄糖—酒精轉化率為92～94％，發酵醪液中殘總糖小于0.2％，酒精收率大于99％。
將玉米胚乳磨漿，液化、糖化、分離后，將濾餅制成蛋白飼料和纖維飼料的方法是先將濾餅調漿，進行分離和干燥后即得蛋白飼料和纖維飼料。
經胚芽剝離后的胚芽生產纖維飼料、玉米油、食用蛋白的方法是先將胚芽冷凍，然后磨漿、酶解，經三相分離和干燥后獲得纖維飼料和食用蛋白，經三相分離后的另一產品即玉米油。
其中冷凍溫度為-5℃～-25℃，冷凍時間為20～200分鐘，酶解溫度為50℃～60℃，酶解時間為10～20小時。水解蛋白收率85％。玉米油收率85％。
以年生產3萬噸無水酒精計算消耗玉米90000噸，產無水酒精30000噸，食用蛋白1543噸，玉米油2250噸，蛋白飼料3600噸，飼料酵母2445噸，纖維飼料9900噸。
權利要求
1.一種膜耦合清液單罐連續發酵酒精生產工藝，其特征在于操作工藝為(1)將玉米進行無酸浸泡；(2)將浸泡后的玉米進行胚芽剝離，用胚芽制成副產品纖維飼料、玉米油、食用蛋白；(3)將剝離胚芽的玉米胚乳磨漿、液化、糖化、真空過濾分離，濾餅制成蛋白飼料和纖維飼料；(4)將分離后得到的糖液發酵，經老化酵母分離、膜分離和粗餾產生的液體再經精餾生產出成品酒精，精餾產生的水返回胚乳磨漿和糖液發酵工序，粗餾的沉淀物生產飼料酵母。
2.根據權利要求1所述的膜耦合清液單罐連續發酵酒精生產工藝，其特征在于粗餾的沉淀物生產飼料酵母的過程為先進行酵母渣分離，將分離后的濁液部分再經膜分離，分離的清液返回胚乳磨漿和糖液發酵工序，分離后的濃縮物與酵母渣分離產生的沉淀物一同經干燥后生成飼料酵母。
3.根據權利要求1或2所述的膜耦合清液單罐連續發酵酒精生產工藝，其特征在于將玉米胚乳磨漿，液化、糖化、分離后，將濾餅制成蛋白飼料和纖維飼料的方法是先將濾餅調漿，進行分離和干燥后即得蛋白飼料和纖維飼料。
4.根據權利要求1或2所述的膜耦合清液單罐連續發酵酒精生產工藝，其特征在于經胚芽剝離后的胚芽生產纖維飼料、玉米油、食用蛋白的方法是先將胚芽冷凍，然后磨漿、酶解，經三相分離和干燥后獲得纖維飼料和食用蛋白，經三相分離后的另一產品即玉米油。
全文摘要
膜耦合清液單罐連續發酵酒精生產工藝是一種綜合利用原材料,降低生產成本的酒精生產工藝,其操作過程為:(1)將玉米進行無酸浸泡;(2)將浸泡后的玉米進行胚芽剝離,用胚芽制成副產品纖維飼料、玉米油、食用蛋白;(3)將剝離胚芽的玉米胚乳磨漿、液化、糖化、真空分離,濾餅制成蛋白飼料和纖維飼料;(4)將分離后得到的糖液發酵,經老化酵母分離、膜分離和粗餾產生的液體再經精餾生產出成品酒精,精餾產生的水返回胚乳磨漿和糖液發酵工序,粗餾的釜底物生產飼料酵母。
文檔編號A23K1/06GK1335399SQ0112716
公開日2002年2月13日 申請日期2001年8月31日 優先權日2001年8月31日
發明者徐昌洪, 方家驥, 薛齊重, 朱永裕, 蔡德玲 申請人:徐昌洪