專利名稱：提高甜高粱綜合利用價值的方法
技術領域：
本發明涉及一種提高甜高粱綜合利用價值的方法。
背景技術：
隨著工業化進程的加快，也使得大氣污染日益嚴重，各種能源，特別嚴重是一 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燃料乙醇，并和汽油混合生產汽油醇，對改善大氣環 境,減少石化能源資源的消費有重要的現實意義。在利用甜高粱生產燃料乙醇的同時，為生物質乙烯的生產提供了強有力的技術 支撐，據測算，1000萬畝甜高粱可產95%乙醇280萬噸，可轉化成乙烯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境，減少石 化能源資源的消費有重要的現實意義。巴西是世界上燃料乙醇開發最成功的國家，燃料乙醇可以和汽油自由競爭。但 巴西甘蔗液體發酵制乙醇的成功經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；而甜高粱則季節性很強，需要集中收獲、運輸和貯藏， 由此帶來問題是設備投資成倍上升，生產成本大幅提高，產品缺乏競爭力。目前阻礙甜高粱產業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而降低價值。當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輸，大大增加了生產成本。如CN1511954A所公開的甜高粱秸稈生產乙醇工藝方法、CN101220379A所公開的利用甜高粱莖稈生產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酵，此外防腐劑揮發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乙醇的方法提出將成熟后甜 高梁秸稈進行榨汁處理，得到糖漿，在所得到的糖汁內加入酵母活化液發酵，之后 蒸餾得到乙醇。該方法在一定程度上降低了運輸環節方面生產成本。但由于其是榨
汁再運到發酵場所進行發酵和蒸餾，當種植基地與加工廠較遠時，在運輸過程中是 很容易引起糖汁污染變質，影響后期加工生產。另外，在規模化加工生產中，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輸到加工廠進行加工生產，莖稈的運輸耗費了大 量的人力物力，加工完后的廢渣又需要運出處理，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多達5道的水洗提取，此時渣的飼料價值大幅降低。基于上述原因，甜高粱產業發展受到了很大的限制，因此一種如何提高甜高粱 產能的綜合利用方法就應運而生。
發明內容
本發明的目的在于提供一種能夠大大降低甜高粱的加工成本，提高產能，同時 能夠充分利用甜高粱莖稈并提高其經濟價值的綜合利用方法。 本發明主要是通過如下技術方案來實現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行發酵貯藏，可作為進一步深加工的原料，如制取乙醇。 所述渣的處理如下將所述的渣進行青貯或進行皮髓分離，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。作為改進的技術方案，上述甜高粱汁的發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 圍以內建立貯藏容器，最好在1公里范圍以內建立，最好在搾汁的同時加入活化酵 母發酵，并盡快將所榨的汁置入貯藏容器發酵，最好在1小時以內將所搾的汁置入貯藏容器發酵，發酵時置入汁的量控制在貯藏容器容積的80%以內，發酵容器最好有冷卻裝置，防止過熱。發酵完成后對貯藏容器進行密封。所述的貯藏容器為可封閉的窖或池，窖形最好為圓柱形，結構為磚混結構，內 部用環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酵1 6天，發酵溫度最好為10-35°C，發酵完成后對貯 藏容器進行密封，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 后向袋內注入袋容積80%的榨汁進行發酵，在所述坑頂最好加裝防護的頂蓋，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， 脹壞窖體。就近直接窖藏的優點 一是可省去鍋爐和發酵設備，二是節能，三是避免榨汁 后集中運輸到乙醇廠造成運力不足和交通擁堵。 上述的鮮榨汁也可采用以下方式處理把鮮榨汁進行殺菌后發酵，可以先集中，再殺菌、發酵，也可以先殺菌，再集 中、發酵，但在運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 裝入封閉罐內運輸，上述從搾汁到殺菌的時間最好在1個小時內進行，殺菌溫度 90-10(TC，時間20-30分鐘，殺菌后冷卻到35。C以下，然后置入專用發酵罐中接種 發酵。上述的渣最好作如下處理進行皮髓分離，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行脫糖處理，并且收集所述的糖分。與現有技術相比，本發明先將甜高粱秸稈進行汁渣分離并發酵貯藏，使原料得 到及時處理防止變質，從而大大延長了加工期，做到原料周年供應。特別是采用簡 單經濟的榨汁方法，能最大程度降低榨汁設備的投資和能耗，且遺留在渣中一定的 糖分，可作為飼料和微貯的營養成分加以利用，保證了渣的利用價值，上述兩方面 的結合，使甜高粱的利用價值最大化，燃料乙醇和飼料的收獲、運輸、'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，貯藏容器為磚混結構的貯藏窖，內部用環氧樹脂做密封防 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 罐運輸到貯藏窖進行發酵5天，發酵時置入汁的量控制在貯藏容器容積的80%以內， 發酵完成后，從其它窖池中抽取發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行密封，在需要的時候將發酵液運輸到加工廠進行蒸餾 生產制取酒精。將所述的渣直接進行青貯，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立方米的規格建立磚混結構的圓柱形貯藏窖群，內 部用環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個小時以內注入，量控制在貯藏容器容積 的80%以內，在自然條件下發酵3天，發酵完成后，從其它窖池中抽取發酵液注滿 發酵貯藏窖，只留液體膨脹頂隙，頂隙抽成真空密封，在需要時候再將發酵液運輸到 加工廠進行蒸餾生產制取酒精。將所述的渣進行進行皮髓分離，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輸到加工廠，在溫度95'C下30分鐘殺 菌，冷卻到35X:以下，按汁重量的0.8%。加入活化酵母進行發酵，發酵溫度控制在 35'C以下，發酵完成后進入蒸餾制取酒精。將所述的渣直接進行青貯，作為詞料的加工原料。實施例4:在種植基地的附近3公里的范圍以內建立磚混結構的貯藏窖群，每個貯藏窖容 積10000立方米，使用前用塑料袋襯于窖內做密封防水處理備用。將新鮮甜高粱莖 稈送入莖桿搾汁機榨汁，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小時以內將所榨的汁置入上述貯藏容器發酵3天， 發酵完成后，對貯藏容器進行密封，不留頂隙。所述的渣進行皮髓分離，髓直接青貯，作為飼料的加工原料，皮渣先進行脫糖 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公里的范圍以內建立磚混結構的矩形貯藏池群，每個貯藏 窖容積5000立方米，使用前用塑料袋襯于窖內做密封防水處理備用。將新鮮甜高粱 莖稈送入莖桿搾汁機榨汁，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小時以內將所榨的汁置入上述貯藏容器發酵3天， 發酵完成后對貯藏容器進行密封，加防護蓋。.所述的渣進行皮髓分離，髓直接青貯，作為詞料的加工原料，皮渣先進行脫糖 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，選擇地質情況穩定的粘土地，挖倒圓臺狀坑，坡度45° ,將貯藏袋 置入坑中后向袋內注入榨汁進行發酵，注入量控制在貯藏容器容積的80%以內，在自 然條件下發酵3天以上，發酵完成后，將袋密封，不留頂隙。在所述坑頂加裝防護 蓋，以防止貯藏袋被異物損壞，在需要的時候再將發酵液運輸到加工廠進行蒸餾生 產制取酒精。所述渣的處理如下將所述渣進行皮髓分離，髓直接青貯，作為飼料的加工原 料。皮渣則先進行脫糖處理，用清水浸泡3 4次進行脫糖，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，選擇地質情況穩定的粘土地，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注入容積80%的榨汁進行發酵，在自然條 件下發酵5天，然后將袋密封，不留頂隙。在所述坑頂加裝防護，以防止貯藏袋被 異物損壞，在需要時候再將發酵液運輸到加工廠進行蒸餾生產制取酒精。所述渣的處理如下將所述渣進行皮髓分離，髓直接青貯，作為飼料的加工原 料。皮渣則先進行脫糖處理，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公里的范圍以內建立磚混結構的貯藏窖群，每個貯藏窖 容積800立方米，使用前用塑料袋襯于窖內做密封防水處理備用。將新鮮甜高粱莖
稈送入莖桿榨汁機榨汁，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小時以內將所榨的汁置入上述貯藏容器發酵3天， 注入量控制在貯藏容器容積的80%以內，發酵完成后，從其它窖池中抽取發酵液將未 滿的發酵貯藏窖注滿，之后對貯藏容器進行密封，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公里的范屈以內建立磚混結構的矩形貯藏池群，每個貯 藏池容積3000立方米，使用前用塑料袋襯于窖內做密封防水處理備用。將新鮮甜高 粱莖稈送入莖桿榨汁機榨汁，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小時以內將所榨的汁置入上述貯藏容器發酵3 天，注入量控制在貯藏容器容積的80%以內，發酵完成后，從其它池中抽取發酵液將 未滿的發酵貯藏池注滿，之后對貯藏容器進行密封，加防護蓋。所述的渣進行皮髓分離，髓直接青貯，作為飼料的加工原料，皮渣先進行脫糖 處理并且收集糖分，用清水浸泡3 4次進行脫糖，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，選擇地質情況穩定的粘土地，挖倒梯形坑，玻度45° ，將貯藏袋置 入坑中后向袋內注入搾汁進行發酵，注入量控制在貯藏容器容積的80 %以內，在自然 條件下發酵3天以上，發酵完成后，將袋密封，不留頂隙。在所述坑頂加裝防護蓋， 以防止貯藏袋被異物損壞，在需要的時候再將發酵液運輸到加工廠進行蒸餾生產制 取酒精。所述渣的處理如下將所述渣進行皮髓分離，髓直接青貯，作為飼料的加工原 料。皮渣則先進行脫糖處理，用清水浸泡2次進行脫糖，之后烘干到水分含量《16%， 可作為造紙原料。
權利要求
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方案實現將收割后的甜高粱莖稈直接進行榨汁并將汁、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行發酵貯藏；渣的處理如下將所述的渣進行青貯或烘干到水分含量≤20％，作為其它的加工原料。
2、 根據權利要求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 入活化酵母發酵，將所搾的汁置入貯藏容器發酵，發酵時置入汁的量控制在貯藏容 器容積的80%以內，發酵完成后對貯藏容器進行密封。
3、 根據權利要求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，內部用環氧樹脂或塑料袋做密 封防水處理，口部為可封閉。
4、 根據權利要求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注入 汁進行發酵，發酵完成后封閉袋口。
5、 根據權利要求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、 根據權利要求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 汁進行滅菌處理在溫度90-IO(TC下20-30分鐘進行殺菌后后冷卻到35。C以下，然 后置入發酵容器中接種發酵。
7、 根據權利要求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、 根據權利要求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、 根據權利要求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 皮渣烘干前進行脫糖處理。
10、 根據權利要求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 的皮渣烘干前進行脫糖處理。
全文摘要
本發明公開了一種提高甜高粱綜合利用價值的方法，主要通過如下技術方案來實現的將甜高粱的莖稈汁、渣分離，并且出汁率控制在45-65％并發酵貯藏，將渣進行青貯或將汁渣分離將皮渣烘干到水分含量≤20％。與現有技術相比，本發明先將甜高粱秸稈在收獲的同時進行汁渣分離、并發酵貯藏，使原料得到及時處理防止變質，從而大大延長了加工期，基本做到周年生產。特別是采用簡單經濟的榨汁方法，能最大程度降低榨汁設備的投資和能耗，且遺留在渣中一定的糖分，可作為飼料和微貯的營養成分加以利用，保證了渣的利用價值，上述兩方面的結合，使甜高粱的利用價值最大化，燃料乙醇和飼料的收獲、運輸、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 優先權日2008年11月3日
發明者劉成江, 孫新紀, 李冀新, 武冬梅, 王吉亮, 羅小玲, 賈雪峰, 郭安民 申請人:新疆農墾科學院