專利名稱：：玉米發酵生產乙醇的方法
技術領域：
：本發明涉及一種玉米發酵生產乙醇的方法，具體說是玉米濕法提取胚芽發酵生產乙醇的方法。
背景技術：
：玉米千法破碎生產乙醇，無法提取胚芽，導致發酵過程中脂肪油脂太多，影響微生物發酵，增加污水處理難度。目前市場上大多采用玉米濕法破碎提取胚芽生產乙醇，非清潔生產，有污染物，1.沒有按GB10343-2002國家標準生產食用酒精，而注重工業酒精如燃料乙醇的生產，質量指標不能達到食用酒精標準。2.玉米皮未打碎，不能通過4)1.8篩孔，在蒸餾過程中容易造成堵塔，影響乙醇的產量和質量。中國專利，專利號"031271073"，公開的
專利名稱："生產燃料乙醇的改良濕法"專利，技術方案中，提到浸泡水溫度由5(TC提高到60—65r是不可行的，在生產過程中，溫度60—65。C時，玉米淀粉開始糊化發粘，無法破碎提取胚芽。中國專利，專利號-"2004100940850"，公開的
專利名稱："燃料乙醇生產方法"專利，工藝粉漿制備工序中，粉漿PH值3—6，在淀粉液化糖化工序中，加淀粉酵，但淀粉酶最適PH為6—8，不利于淀粉液化，淀粉液化不徹底，不能溶解于水，無法進行糖化，亦即淀粉不能轉化為葡萄糖，酵母不能利用葡萄糖轉化為乙醇，使得乙醇收率降低
發明內容本發明所要解決的技術問題是提供一種玉米發酵生產乙醇的方法，用濕法破碎，提取胚芽，再進行發酵生產乙醇的方法，屬清潔生產，且無污染，通過濃醪發酵，節約用水，減少能耗，降低生產成本，通過使用膠體磨，解決濕法破碎玉米過程中，玉米皮過大的問題，從而增加蒸餾效率，提高產量和質量。本發明的目的通過如下方式實現本發明的玉米發酵法生產乙醇的工藝由凈化、浸泡、浸后除石、破碎及胚芽分離、液化、糖化、酒母培養、發酵、蒸餾、酒糟處理等工序構成。本發明的玉米發酵法生產乙醇的工藝，包括以下步驟1、凈化工序將原料玉米經引風機、初清篩、圓筒清理篩，進行凈化后轉入浸泡罐。2、浸泡工序浸泡工序，向1號浸泡罐輸送水、玉米，調節玉米與輸送水比例在1:3-4之間，玉米輸送速度控制在40-50T/h，加完玉米、水后，啟動l號浸泡罐循環泵進行浸泡水循環，溫度控制在50-55°C，浸泡8-10小時，將1號浸泡罐內浸泡水打入2號浸泡罐，再向2號浸泡罐加玉米，同時往1號浸泡罐重新加入水，保持液位，溫度控制在52-55°C，2號浸泡罐加完玉米、水后，啟動浸泡水循環水泵，打開玉米輸循環水換熱器凝結水閥和蒸汽閥，把溫度調整在52-55°C，浸泡8-IO小時，向3號浸泡罐和4號、5號、6號罐加玉米、水，其步驟與1號浸泡罐、2號浸泡罐相同，當6號浸泡罐加完玉米后，浸泡8-10小時，1號浸泡罐玉米己浸泡48-50小時，空出浸泡水，進行轉罐，靜置2-4小時。3、浸后除石工序靜置2-4小時后，轉入除石器中，水壓在0.4MPa以上，輸送水與玉米量之比為4-5:1，進行除石，完畢后，轉入一級脫胚磨工序。4、破碎及胚芽分離工序一級脫胚磨，一級破碎后，玉米瓣數控制在5-7瓣，整粒含量小于2-2.5%，轉入一級磨貯罐，經一級旋流分離器，進口壓力控制在0.4-0.5Mpa，分離出上旋流物胚芽，下旋流物玉米破粒經二級脫胚磨，破碎后玉米瓣數控制在5-7瓣，進入二級磨貯罐，再經二級旋流分離器，進口壓力控制在0.3-0.4Mpa，分離出上旋流物胚芽，下旋流物玉米破粒，進入精磨貯罐，進行精磨，電流控制在80-90A，給料壓力在0.2-0.4Mpa，精磨貯罐液位達到1/3時，放料，進入膠體磨，將玉米皮打碎，得到淀粉漿。胚芽包裝工序將一級、二級旋流分離器，分離出的上旋流物胚芽，通過胚芽脫水機，烘干機，處理后包裝得成品。5、液化工序(1)將淀粉漿，送入液化罐內，溫度控制在859(TC，液化3540分鐘后；(2)進行噴射液化，溫度控制在103-105°C;(3)再轉入蒸煮鍋內，蒸煮壓力《0.3Mpa，溫度控制在9510(TC，蒸煮55-65分鐘，即得蒸煮醪液。測蒸煮醪液糊化率85—90%。6、糖化工序溫度控制在60-62°C，將液化工序得來的十分之九的蒸煮醪液，在攪拌下，緩慢倒入糖化罐中，開啟降溫水，當蒸煮醪液入到罐2/3處時，停止倒入，降溫到60-62°C，每克玉米按120140單位加入糖化酶，調節降溫水，溫度控制在58-62。C，糖化30-40分鐘，即得糖化液。測糖化液指標糖化率55—60%;糖度2022Bx。7、酒母培養工序將糖化工序剩余的蒸煮醪液，降溫至60-62。C時，每克玉米按120140單位加入糖化酶，糖化溫度60-62°C，糖化40—45分鐘后，加濃硫酸調酸至3.5-3.6度，加入尿素1.5—2kg，降溫至3435。C,加青霉素10-15g，得酒母糖化醪后，進行接種。接種方法(1)直接接種，將干酵母袋打開后，直接加入，培養10-12小時，即得酒母；(2)活化接種盛入l/2桶的糖化好的醪液，加入l/3的水，攪拌均勻，再加干酵母，攪拌5-10分鐘，靜置10分鐘，開始有泡沫產生時，倒入糖化好的酒母罐中，攪拌30分鐘，加尿素1.5—2kg，溫度控制在3435"C，培養10-12小時，即得酒母。檢測酒母指標酒度4.5%(V/V);酸度《3.5度；揮發酸《0.15度；還原糖《0.15(g/g);總糖《0.7(g/g)。8、發酵工序往發酵罐中加入酒母，將糖化好醪液，冷卻到3234。C,往發酵罐內加入，在入料l/3處時，加青霉素25-30g，入滿發酵罐后，前酵溫度控制在34。C，封閉發酵罐，回收二氧化碳中的淡酒，主酵溫度控制在35-36°C，降糖到0度后，溫度控制至33-35°C，后酵溫度低于33。C,發酵60—65小時，得發酵醪液。檢測發酵醪液指標酒度10-12(V/V);酸度《3,5度；揮發酸《0.15度；還原糖《0.15(g/g);總糖《0.7(g/g)。9、蒸餾工序蒸餾精塔頂溫78-8CTC，粗塔頂溫110-112'C時，均勻加入發酵醪液，進行蒸餾，粗塔頂溫降到96-98°C，精塔中溫降到90-92匸時，開啟取酒閥，并開始回流，此回流過程要不間斷檢驗，質量指標符合GB10343—2002普級食用酒精標準時，取酒精，即得到乙醇，酒糟廢液從塔底連續排出，進入處理工序。10、酒糟的處理工序，包括壓濾，蒸發，干燥工序，步驟(1)松開板框，掛好濾布，系好濾布繩；(2)壓緊板框板，緩慢加入酒糟；(3)當水嘴流出液呈斷流狀時，板框if滿料，開啟保壓閥門，保壓30分鐘;(4)松開板框板，開始卸料，即得糟渣；(5)板框水嘴流出清液流入清液貯罐，30%的清液用回用泵送至液化工序調漿罐，70%的清液用回用泵送至蒸發濃縮工序，經過蒸發濃縮后即得濃縮液，用濃漿泵送至烘干工序，與糟渣，混合烘干，即得DDGS飼料。本發明制得成品乙醇主要技術指標見下表:項目普通級醛(以乙醛計)/mg/L《30甲醇/mg/L《150正丙醇/mg/L《100異丁醇一異戊醇/mg/L《30酸(以乙酸計)/mg/L《20酯(以乙酸乙酯計)/mg/L《25不揮發物/mg/L《25重金屬(以Pb計)/mg/L《1氰化物(以乙酸計)/mg/L《5本發明通過浸泡工序的嚴格要求，使玉米浸潤到最佳破碎狀態，最大限度地提取分離胚芽，降低發酵過程中的脂肪含量，有利于提高產品質量，增加胚芽提取量。如果浸泡不達標，玉米浸潤力度不好，在破碎中，不利于胚芽提取。本發明通過在酒母培養工序中，添加尿素，增加氮源，有利于酵母生長繁殖，使酵母細胞飽滿，健壯，發酵旺盛，徹底。本發明通過酒母培養工序和發酵工序；加入青霉素，可抑制雜菌污染，提高收率，避免了因升酸，消耗糖分，而降低乙醇收率。本發明通過一、二級脫胚磨，及脫胚的嚴格要求，使胚芽充分能夠徹底分離，增加胚芽收率；而通過一級胚芽旋流器后，頂流不含雜質，二級胚芽旋流器后，底流不含胚芽。通過使用膠體磨，解決濕法破碎玉米過程中，玉米皮過大的問題，增加蒸餾效率，提高產量和質量。本發明在精餾工序中，通過嚴格控制溫度指標，使最終產物乙醇，符合國家食用酒精GB10343-2002標準，且由于溫度適宜，產率穩定。本發明采用間歇性發酵，在發酵期間，酵母菌繁殖到一定數量且糖化醪中的淀粉和糊精連續被分解成可發酵的糖分，發酵過程的中后期，利用厭氧原理，酒母在無氧條件下，將糖分發酵生成乙醇。在精餾工序中，通過嚴格要求后酵溫度，達到發酵徹底，提高收率作用。因后酵溫度過高，加快酵母衰老，導致發酵不徹底，后酵溫度過低，會產生發酵緩慢，延長發酵周期，酸度增高，副產物增加，乙醇收率降低。圖1:本發明工藝流程；圖2:浸泡工序流程圖3:玉米破碎及胚芽分離流程圖。具體實施例下面結合實施例對本發明做進一步說明本發明的玉米發酵生產乙醇的方法，工藝如圖1所示，其中工藝中，浸泡工序流程如圖2所示；玉米破碎及胚芽分離流程如圖3所示。實施例1:1、凈化工序將原料玉米經引風機、初清篩、圓筒清理篩，進行凈化后向轉入浸泡罐。2、浸泡工序向l號浸泡罐輸送水，調節玉米與輸送水比例在l:3之間，玉米輸送速度45T/h，加完之后，啟動1號浸泡罐循環泵進行浸泡水循環，溫度控制在5(TC，浸泡8小時后，先將1號浸泡罐內浸泡水打入2號浸泡罐，再向2號浸泡罐加玉米，同時向2號浸泡罐重新加入水，1號浸泡罐溫度控制在53°C，，保持液位，2號浸泡罐加完玉米、水之后，啟動浸泡水循環水泵，打開玉米循環水換熱器凝結水閥和蒸汽閥，把溫度調整在52"C，浸泡8小時后；向3號浸泡罐和4號、5號、6號罐加玉米，其步驟與l號浸泡罐、2號浸泡罐相同；當6號浸泡罐加完玉米后，浸泡8小時后；l號浸泡罐玉米已浸泡了48小時，空出浸泡水，進行轉罐，靜置2小時。3、浸后除石工序靜置2小時后，轉入除石器中，水壓在0.4MPa，輸送水與玉米量之比為5:1，進行除石，完畢后，轉入脫胚磨工序。4、破碎及胚芽分離工序進行一級磨脫胚，破碎后測玉米瓣數6瓣，整粒含量小于2.5%,轉入一級磨貯罐，經一級旋流分離器，進口壓力0.5Mpa，分離出上旋流物胚芽。下旋流物玉米破粒經二級脫胚磨，測破碎后玉米瓣數12瓣，進入二級磨貯罐，再經二級旋流分離器，進口壓力0.35Mpa，分離出上旋流物胚芽。下旋流物玉米破粒，進入精磨貯罐，進行精磨，電流80A，給料壓力0.4Mpa，精磨貯罐液位達到1/3時，放料，經膠體磨，將玉米皮打碎，得到淀粉槳。胚芽包裝工序.將一級、二級旋流分離器，分離出的上旋流物胚芽，通過胚芽脫水機，烘千機，處理后包裝得成品。6、液化工序(1)將淀粉漿，送入液化罐內，溫度控制在86t:，液化37分鐘后；(2)轉入噴射液化罐，溫度控制在i04t:，進行噴射液化；(3)再轉入蒸煮鍋內，蒸煮壓力《0.3Mpa，溫度控制在98。C，蒸煮60分鐘，即得蒸煮醪液，測糊化率85%。7、糖化工序溫度控制在60-62°C，將液化工序得來的十分之九的蒸煮醪液，打入糖化罐中，攪拌均勻，開啟降溫水，當蒸煮醪液入到罐2/3處時，停止入料，降溫到60—62r，每克玉米按140單位加入糖化酶，關閉降溫水，溫度控制在6(TC，糖化30分鐘，即得糖化液。檢測糖化率60%;糖度20Bx;8、酒母培養工序將液化工序的部分蒸煮醪液打入酒母罐，降溫至62。C時，按每克玉米加140單位糖化酶，糖化溫度62'C，糖化時間45分鐘，加濃硫酸調酸至3.5度，加入尿素2kg，降溫至35。C，加青霉素10g，得酒母糖化醪后，進行活化接種。方法是盛入1/2桶的糖化好的醪液，加入1/3的水，攪拌均勻，再加干酵母，攪拌5分鐘，靜置10分鐘，開始有泡沫產生時，倒入糖化好的酒母罐中，加尿素2kg，攪拌30分鐘，溫度控制在35"C，培養10小時，即得酒母。檢測酒度4.5%(V/V);酸度3度；揮發酸0.1度；9、發酵工序往發酵罐中加入酒母，將糖化好醪液，冷卻到34"C，連續往發酵罐內加入，在入料l/3處時，加青霉素30g，全部加入后，前酵溫度34。C，封閉發酵罐，回收二氧化碳中的淡酒，主酵溫度36X:，降糖到O度后，溫度控制至35t:，后酵溫度33"C,發酵60小時，得發酵醪液。10、蒸餾工序蒸餾精塔頂溫8(TC，粗塔頂溫11(TC時，均勻加入發酵醪液，進行蒸餾，粗塔頂溫降到98X:，精塔中溫降到92'C時，開啟取酒閥，并開始回流，此回流過程要不間斷檢驗，酒度》95"(V/V)，色度《10，取酒精，即得到乙醇。測乙醇主要技術指標:<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>酒糟廢液從塔底連續排出，進入處理-.1、松開板框，掛好濾布，系好濾布繩；2、壓緊板框板，緩慢加入酒糟；3、當水嘴流出液呈斷流狀時，板框已進滿料，開啟保壓閥門，保壓30分鐘；4、松開板框板，開始卸料，即得糟渣。5、板框水嘴流出清液流入清液貯罐，30%的清液用回用泵送至液化工序調漿罐，70%的清液用回用泵送至蒸發濃縮工序，經過蒸發濃縮后即得濃縮液，用濃漿泵送至烘干工序，與糟渣，混合烘干，即得DDGS飼料。實施例2:1、凈化工序將原料玉米經引風機、初清篩、圓筒清理篩，進行凈化后向轉入浸泡罐。2、浸泡工序向l號浸泡罐輸送水，調節玉米與輸送水比例在l:3之間，玉米輸送速度45T/h，加完之后，啟動1號浸泡罐循環泵進行浸泡水循環，溫度控制在54。C，浸泡8小時后，先將l號浸泡罐內浸泡水打入2號浸泡罐，再向2號浸泡罐加玉米，同時向2號浸泡罐重新加入水，1號浸泡罐溫度控制在54°C,，保持液位，2號浸泡罐加完玉米、水之后，啟動浸泡水循環水泵，打開玉米循環水換熱器凝結水閥和蒸汽閥，把溫度調整在54'C，浸泡8小時后，向3號浸泡罐和其他罐加玉米，其步驟與1號浸泡罐、2號浸泡罐相同；當6號浸泡罐加完玉米后，進行浸泡8小時后；l號浸泡罐玉米已浸泡了48小時，空出浸泡水，進行轉罐，靜置2小時。3、浸后除石工序操作步驟同實施例l,4、破碎及胚芽分離工序進行一級磨脫胚，破碎后玉米瓣數7瓣，轉入一級磨貯罐，經一級旋流分離器，進口壓力0.5Mpa，分離出上旋流物胚芽，下旋流物玉米破粒經二級脫胚磨，破碎后玉米瓣數i2瓣，進入二級磨ie罐，再經二級旋流分離器，進口壓力0.4Mpa，分離出上旋流物胚芽，下旋流物玉米破粒，進入精磨貯罐，進行精磨，電流控制在80A，給料壓力在0.3Mpa，精磨貯槽液位達到1/3時，放料，經膠體磨，將玉米皮打碎，得到淀粉漿。胚芽包裝工序操作同實施例l6、液化工序(1)將淀粉漿，送入液化罐內，溫度控制在87'C，液化35分鐘后，(2)轉入噴射液化罐，溫度控制在105r，進行噴射液化。(3)再轉入蒸煮鍋內，蒸煮壓力《0.3Mpa，溫度控制在10(TC，蒸煮65分鐘，即得蒸煮醪液。糊化率85%7、糖化工序溫度控制在60-62°C，將液化工序得來的十分之九的蒸煮醪液，打入糖化罐中，攪拌均勻，開啟降溫水，當蒸煮醪液入到罐2/3處時，停止入料，降溫到60—62。C,每克玉米按150單位加入糖化酶，關閉降溫水，溫度控制在6(TC，糖化35分鐘，即得糖化液。檢測糖化率60%;糖度20Bx;8、酒母培養工序將液化工序的部分蒸煮醪液打入酒母罐，降溫至6rC時，按每克玉米加130單位糖化酶，糖化溫度6(TC，糖化時間45分鐘，加濃硫酸調酸至3.4度，加入尿素2kg，降溫至35'C,加青霉素10g，得酒母糖化醪后，進行活化接種。方法是盛入V2桶的糖化好的醪液，加入1/3的水，攪拌均勻，再加干酵母，攪拌5分鐘，靜置10分鐘，開始有泡沫產生時，倒入糖化好的酒母罐中，加尿素2kg，攪拌30分鐘，溫度控制在34t:，培養12小時，即得酒母。檢測酒度5%(V/V);酸度3.1度；揮發酸0.12度；9、發酵工序往發酵罐中加入酒母，將糖化好醪液，.冷卻到33"C，連續往發酵罐內加入，在入料l/3處時，加青霉素25g，全部加入后，前酵溫度33X:，封閉發酵罐，回收二氧化碳中的淡酒，主酵溫度35t:，降糖到O度后，溫度控制至34t:，后酵溫度33'C，發酵60小時，得發酵醪液。全部加入料后，關閉發酵罐，可回收二氧化碳中的淡酒。10、蒸餾工序蒸餾精塔頂溫79t:，粗塔頂溫112'C時，緩慢加入發酵醪液，進行蒸餾，粗塔頂溫降到97"C，精塔中溫降到9rc時，.開啟取酒閥，并開始回流，此回流過程要不間斷檢驗，酒度》95t:(V/V)，色度《10，取酒精，即得到乙醇。酒糟廢液從塔底連續排出，處理酒糟步驟同實施例l，即得DDGS飼料。測乙醇主要技術指標項目普通級醛(以乙醛計)/mg/L《20甲醇/mg/L《35正丙醇/mg/L《65異丁醇一異戊醇/mg/L《25<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>權利要求1、一種玉米發酵生產乙醇的方法，包括凈化、浸泡、浸后除石、破碎及胚芽分離、液化、糖化、酒母培養、發酵、蒸餾、酒糟處理等工序組成，其特征在于浸泡工序，向1號浸泡罐輸送水、玉米，調節玉米與輸送水比例在1∶3-4之間，玉米輸送速度控制在40-50T/h，加完玉米、水后，啟動1號浸泡罐循環泵進行浸泡水循環，溫度控制在50-55℃，浸泡8-10小時；將1號浸泡罐內浸泡水打入2號浸泡罐，再向2號浸泡罐加玉米，同時往1號浸泡罐重新加入水，保持液位，溫度控制在52-55℃，2號浸泡罐加完玉米、水后，啟動浸泡水循環水泵，打開玉米輸循環水換熱器凝結水閥和蒸汽閥，把溫度調整在52-55℃，浸泡8-10小時；向3號浸泡罐和4號、5號、6號罐加玉米、水，其步驟與1號浸泡罐、2號浸泡罐相同，當6號浸泡罐加完玉米后，浸泡8-10小時，1號浸泡罐玉米已浸泡48-50小時，空出浸泡水，進行轉罐，靜置2-4小時。2、根據權利要求l所述的玉米發酵生產乙醇的方法，其特征在于所述破碎及胚芽分離工序，一級脫胚磨，一級破碎后，玉米瓣數控制在5-7瓣，整粒含量小于2-2.5%，轉入一級磨貯罐，經一級旋流分離器，進口壓力控制在0.4-0.5MPa，分離出上旋流物胚芽，下旋流物玉米破粒經二級脫胚磨，破碎后玉米瓣數控制在5-7瓣，進入二級磨貯罐，再經二級旋流分離器，進口壓力控制在0.3-0.4Mpa，分離出上旋流物胚芽，下旋流物玉米破粒，進入精磨貯罐，進行精磨，電流控制在80-90A,給料壓力在0.2-0.4Mpa，精磨貯罐液位達到1/3時，放料，進入膠體磨，將玉米皮打碎，得到淀粉漿。3、根據權利要求l所述的玉米發酵生產乙醇的方法，其特征在于所述酒母培養工序中，將糖化工序剩余的蒸煮醪液，降溫至60-62i:時，每克玉米按120140單位加入糖化酶，糖化溫度60-62。C，糖化40—45分鐘后，加濃硫酸調酸至3.5-3.6度，加入尿素1.5—2kg，降溫至3435。C，加青霉素10-15g，得酒母糖化醪后，進行接種，接種方法-(1)直接接種，將干酵母袋打開后，直接加入，培養10-12小時，即得酒母，(2)活化接種盛入l/2桶的糖化好的醪液，加入l/3的水，攪拌均勻，再加干酵母，攪拌5-10分鐘，靜置10分鐘，開始有泡沫產生時，倒入糖化好的酒母罐中，攪拌30分鐘，加尿素1.5—2kg，溫度控制在3435"，培養10-12小時，即得酒母。4、根據權利要求l所述的玉米發酵生產乙醇的方法，其特征在于所述發酵工序，往發酵罐中加入酒母，將糖化好醪液，冷卻到3234°C，往發酵罐內加入，在入料l/3處時，加青霉素25-30g;入滿發酵罐后，前酵溫度控制在34°C，封閉發酵罐，回收二氧化碳中的淡酒，主酵溫度控制在35-36°C，降糖到0度后，溫度控制至33-35'C，后酵溫度低于33'C，發酵60—65小時，得發酵醪液。全文摘要本發明涉及一種玉米濕法提取胚芽方法，具體說是玉米濕法提取胚芽發酵生產乙醇的方法。由凈化、浸泡、浸后除石、破碎及胚芽分離、液化、糖化、酒母培養、發酵、蒸餾、酒糟處理等工序構成。本發明屬清潔生產，且無污染，通過濃醪發酵，節約用水，減少能耗，降低生產成本，通過使用膠體磨，解決濕法破碎玉米過程中，玉米皮過大的問題，從而增加蒸餾效率，提高產量和質量。文檔編號C12P7/06GK101319232SQ20081001569公開日2008年12月10日申請日期2008年4月15日優先權日2008年4月15日發明者張樂紅,王金淼申請人:山東博潤實業有限公司