專利名稱：一種利用木薯渣生產工業糊精和酒精的方法
技術領域：
本發明涉及一種完全以木薯渣為原料生產工業糊精和酒精的工藝方法。
背景技術：
木薯淀粉生產中， 一般每產一噸商品淀粉可得0.2噸的絕干木薯渣，木薯渣中含有大量 的淀粉，以絕干計約為40% 45%，但渣中蛋白質含量很低，直接飼用效果差，木薯加工過程 直接得到的木薯渣含有大量的水份，不利于運輸，且木薯渣脫水較難，也一直困擾著對其進 行綜合開發，有些企業為了維持生產，甚至以零價格出讓給農民作肥料，故每年木薯淀粉生 產中產生的木薯渣得不到充分的利用，廢棄量非常大，既造成資源浪費，又嚴重污染環境， 如何提高木薯渣的綜合利用價值，把皮渣變成寶，減少廢渣對環境的污染，長期以來都是木 薯淀粉行業一個亟待解決的課題。
目前，有將木薯渣直接加入到木薯粉中混合生產酒精的方法，但其發酵后得到的發酵醪 酒精含量低，導致生產能耗大，生產成本高，排污量大，經濟效益不理想。中國專利申請號 為200810073402.9名稱為《木薯渣酒精生產新工藝》的發明專利申請公開了一種木薯渣生產 酒精新工藝，其將木薯渣與生木薯或木薯干片分開，分別進行蒸煮和糖化，木薯渣糖化后進 行渣水分離，固渣拉去做飼料或肥料，木薯渣糖化濾液用作生木薯或木薯干片的調漿用液， 此工藝在一定程度上解決了木薯渣酒精生產工藝存在的能耗高、污染大的問題，但是其仍然 存在兩個主要缺陷第一是以生木薯或木薯干片為主要原料，木薯渣的糖化濾液只是作為調 漿液，木薯渣的使用量在整個生產原料中所占比例很小，如果木薯干片價格高，其原料成本 遠大于使用糖蜜作原料的成本，該工藝的優勢就無法體現；第二，該工藝得到的木薯渣糖化 濾液固形物含量很低， 一般情況下只能在本企業作調漿液使用，由于運輸成本和存放期原因， 該木薯渣糖化濾液很難運輸到其他企業使用，從而限制了木薯渣的利用范圍。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種完全以木薯渣為原料生產工業糊精和酒精的工藝 方法，以解決木薯渣得不到充分利用、不能完全以木薯渣為原料生產酒精及現有木薯渣酒精 生產工藝中存在的生產成本高、經濟效益不理想等問題。
解決上述技術問題的技術方案是 一種利用木薯渣生產工業糊精的方法，包括以下步驟 (1)粉碎先將木薯渣進行粉碎，使其粒度小于1.5mm;(2) 調漿將經過粉碎的木薯渣混合成漿料，要求絕干木薯渣重量含量在12% 15%， 用酸堿溶液調節漿料的pH值，使pH值為5. 8 6. 5，加入耐高溫a -淀粉酶，a -淀粉酶添加量 按每克絕干木薯渣20u 30u;
(3) 液化、過濾將加入a-淀粉酶的漿料加溫至9(TC 95。C，保溫30min 60min，至 漿料用碘液試驗到藍色消失并呈棕黃色，用100目尼龍濾布過濾得濾液；
(4) 再調漿液化過濾在濾液中加入木薯渣使絕干木薯渣重量含量在10% 14%，用酸 堿溶液調節漿料的pH值，使pH值為5. 8 6. 5，加入耐高溫a -淀粉酶，a -淀粉酶的添加量是 第一次a-淀粉酶添加量的l/5 l/3;再將漿料加溫至90。C 95。C，保溫30min 60min，至 漿料用碘液試驗到藍色消失并呈棕黃色，用100目尼龍濾布過濾得濾液；
(5) 重復(4)再調漿液化過濾步驟，直至得到的濾液固形物重量含量達到22% 25%， 即得到固形物重量含量為22% 25%的稀工業糊精。
本發明的進一步技術方案是將得到的固形物重量含量為22% 25%的稀工業糊精或是進 行減壓蒸發濃縮，至固形物重量含量達到68% 72%，或是進行減壓蒸發，濃縮至固形物重量 含量達到55% 60%時，加入焦亞硫酸鈉溶液，焦亞硫酸鈉溶液加入量按每100g固形物重量 加入0.04g 0.06g焦亞硫酸鈉固體，繼續蒸發至固形物重量含量達到68% 72%，即得固形物 重量含量達到68% 72%的濃縮工業糊精。
本發明的另一技術方案是 一種利用木薯渣生產酒精的方法，包括以下步驟
(1) 粉碎先將木薯渣進行粉碎，使其粒度小于1.5mm;
(2) 調漿將經過粉碎的木薯渣混合成漿料，要求絕干木薯渣重量含量在12% 15%， 用酸堿溶液調節漿料的pH值，使pH值為5. 8 6. 5，加入耐高溫a -淀粉酶，a -淀粉酶添加量 按每克絕干木薯渣20u 30u;
(3) 液化、過濾將加入a-淀粉酶的漿料加溫至9(TC 95。C，保溫30min 60min，至 漿料用碘液試驗到藍色消失并呈棕黃色，用100目尼龍濾布過濾得濾液；
(4) 再調漿液化過濾在濾液中加入木薯渣使絕干木薯渣重量含量在10% 14%，用酸 堿溶液調節漿料的pH值，使pH值為5. 8 6. 5，加入耐高溫a -淀粉酶，a -淀粉酶的添加量是 第一次a-淀粉酶添加量的l/5 l/3;再將漿料加溫至90。C 95。C，保溫30min 60min，至 漿料用碘液試驗到藍色消失并呈棕黃色，用100目尼龍濾布過濾得濾液；
(5) 重復(4)再調漿液化過濾步驟，直至得到的濾液固形物重量含量達到22% 25%， 即得到固形物重量含量為22% 25%的稀工業糊精，
(6) 將步驟(1) (5)得到的工業糊精，降溫至55 65。C，調節pH值至4. 4 4. 6，按常規木薯酒精生產方法加入糖化酶和酒精酵母，再用常規木薯酒精發酵工藝生產，可得到8% (v/v)以上含量的酒精發酵醪，最后按常規方法蒸餾。
本發明之一種利用木薯渣生產工業糊精和酒精的方法，具有以下有益效果
1. 本發明完全以木薯渣為原料生產工業糊精和酒精，工藝簡單、節能、成本低，無廢料產生，是發展循環經濟的方法。
本發明將生產淀粉后的木薯渣進行再粉碎后進行調漿，加液化酶，調節pH值，加溫液化過濾，并將上述工藝過程反復進行，液化酶可以重復利用，液化濾液固形物含量逐步提高至22% 25%，可得到稀工業糊精；然后，可以將上述濾液作為主要原料再按照常規木薯發酵工藝生產得到8% (v/v)以上含量的酒精發酵醪，也可以對濾液進行濃縮至固形物含量達到68% 72%，得濃縮工業糊精。另外，液化后過濾產生的廢渣與廢醪液不含對農田有害的物質，因此，可將兩者混合還田，作為肥料使用；本發明是對木薯渣殘余淀粉的再利用，完全以木薯渣為原料生產工業糊精和酒精，工藝簡單、節能，無廢料產生，是發展循環經濟的方法。
2. 提高木薯渣的利用范圍，經濟效益顯著，成本低，收益高。
本發明可以以木薯渣為原料生產工業糊精，將含水率高的濕木薯渣加工成固形物含量較高的工業糊精，該產品可出售給其他發酵企業做原料，既保證有較長的存放期，又便于運輸，節約運輸成本，并使產品能夠異地使用，提高木薯渣的利用范圍。
本發明又可以完全以木薯渣為原料生產酒精，相對于以生木薯或木薯干片為主要原料，木薯渣的糖化濾液作為調漿用液的酒精生產工藝，具有成本低，收益高的優點；例如生產一噸95% (v/v)的酒精，使用木薯片與木薯渣混合原料生產工藝，需要的原料為木薯干片2. 2噸，濕木薯渣7噸，按目前市場價格每噸木薯干片1200元，每噸濕木薯渣20元計算，
需要的原料成本為2780元；本發明需要的原料為濕木薯渣35噸，需要的原料成本為
700元，其他增加的成本如液化酶、能源等約為1000元，很明顯本發明需要的原料成本比用木薯片與木薯渣混合原料的酒精生產工藝成本低得多。
下面，結合實施例對本發明之一種利用木薯渣生產工業糊精和酒精的方法的技術特征作進一步的說明。
無
具體實施方式
實施例一(實驗室)
一種利用濕木薯渣生產固形物重量含量為22% 25%的稀工業糊精的方法，包括以下步驟:(1) 粉碎先將濕木薯渣進行粉碎，過1.5mm篩，調節渣漿含水率約86%;
(2) 調漿在直徑20cm不銹鋼鍋中，加入經過粉碎的1000g木薯渣漿料，其絕干木薯渣含量約140g，用酸或堿液調節pH值至6.2左右，再按每克絕干木薯渣30 ua-淀粉酶計，加入耐高溫a-淀粉酶4200u;
(3) 液化、過濾將鋼鍋置于沸水浴中，加熱至漿料溫度為9(TC 95。C，保溫30min 60min，取樣用碘液試驗至藍色消失，并呈棕黃色，停止加熱，用100目尼龍濾布過濾可得到固形物重量含量8% 8. 5。/。的濾液約950g;
(4) 再調漿液化過濾在上述濾液中再加入已粉碎含水率約70。/。的木薯渣600g使絕干木薯渣重量含量在11.6%左右，調勻，用酸或堿調節pH值至6.2左右，補加耐高溫a-淀粉酶1000u，再將漿料加溫至90。C 95。C，保溫30min 60min，至漿料用碘液試驗到藍色消失并呈棕黃色，用IOO目尼龍濾布過濾得濾液，可得到固形物重量含量14% 15%的濾液約12008;
(5) 第三次調漿液化過濾將(4)步驟得到的全部濾液，加入含水率約為10%的干木薯渣200g左右，使絕干木薯渣重量含量在12.9%左右，攪拌調勻漿料，用酸或堿調節pH值至6. 2左右，補加耐高溫a-淀粉酶1000u，再將漿料加溫至9(TC 95。C，保溫30min 60min，至漿料用碘液試驗到藍色消失并呈棕黃色，用100目尼龍濾布過濾得濾液；約可得到固形物重量含量22% 25%的濾液約1150 g，即固形物重量含量22% 25%的稀工業糊精。
實施例二
一種利用干木薯渣生產固形物重量含量為22% 25%的工業糊精的方法，包括以下步驟
(1) 粉碎先將濕木薯渣進行脫水，烘干至水分含量約為10%，然后進行粉碎，過1.5mm篩，得到干木薯渣粉；
(2) 調漿在直徑20cm不銹鋼鍋中，加入上述干木薯渣粉200g，加水1200ml，調勻，用酸或堿液調節pH值至6. 2左右，再按每克絕干木薯渣25 u a -淀粉酶計，加入耐高溫a -淀粉酶約4500u;
(3) 液化、過濾將鋼鍋置于沸水浴中，加熱至漿料溫度為9(TC 95。C，保溫30min 60min，取樣用碘液試驗至藍色消失，并呈棕黃色，停止加熱，用100目尼龍濾布過濾約得到固含量8% 9%的濾液12008;
(4) 再調漿液化過濾取上述濾液，再加入上述干木薯渣粉200g，使絕干木薯渣重量含量在12.9%左右，調勻，用酸或堿調節pH值至6.2左右，補加耐高溫a-淀粉酶1000u，再將漿料加溫至9(TC 95。C，保溫30min 60min，至漿料用碘液試驗到藍色消失并呈棕黃色，用100目尼龍濾布過濾得濾液；可得到固形物重量含量15% 16%的濾液約12508;(5)第三次調漿液化過濾將(4)步驟得到的濾液，加入上述干木薯渣粉200g，使絕干木薯渣重量含量在12.4%左右，攪拌調勻漿料，用酸或堿調節pH值至6.2左右，補加耐高溫a-淀粉酶1000u，再將漿料加溫至90。C 95。C，保溫30min 60min，至漿料用碘液試驗到藍色消失并呈棕黃色，用IOO目尼龍濾布過濾得濾液；可得到固形物重量含量22% 25%的濾液約l 150g，即固形物重量含量22% 25%的稀工業糊精。實施例三
一種利用木薯渣生產固形物重量含量為68% 72%的濃縮工業糊精的方法，其步驟(1) 步驟(5)與實施例一或實施例二相同，然后取固形物重量含量為22% 25%的稀工業糊精300g進行減壓蒸發，濃縮至固形物重量含量達到55% 60%時，加入10%焦亞硫酸鈉溶液0. 3ml，繼續蒸發至固形物重量含量達到68% 72%即得濃縮工業糊精。
工業上的蒸發濃縮步驟可以先選用雙效濃縮裝置進行濃縮至固形物重量含量達到55% 60%，加入焦亞硫酸鈉溶液后再轉入釜式單效濃縮罐濃縮至重量含量至68% 72%的濃縮工業糊精，其主要成分含量為固形物68% 72%，總糖46% 50%，灰分2% 3%。
本實施所述的焦亞硫酸鈉溶液加入量一般按每100g固形物重量加入0. 04g 0. 06g焦亞硫酸鈉固體。
本實施例在生產過程中加入10%焦亞硫酸鈉溶液可以起到防腐、漂白的作用，作為本實施例的一種變換，當產品不需要較長保存期時，也可以不加入10%焦亞硫酸鈉溶液，而是對固形物重量含量為22% 25%的稀工業糊精直接進行蒸發濃縮，至固形物重量含量達到68% 72%即得濃縮工業糊精。
實施例四
一種利用木薯渣生產酒精的方法，其步驟(1) 步驟(5)與實施例一或實施例二相同，取固形物重量含量為22% 25%的濾液4008，調節pH值至4. 5，加入10000u糖化酶，調溫至60r左右糖化30min 40min，再升溫滅菌后降溫至33。C ，加入濾液重量10%酒精酵母種子及濾液重量0.08%的尿素，維持33 發酵48-60h，得到8% (v/v)含量的酒精發酵醪370ml，然后可按照常規方法蒸餾得到酒精。
本發明各實施例所述的第一次調漿用a -淀粉酶的添加量根據實際情況還可以適當調整， 一般按每克絕干木薯渣20u 30u計。
本發明各實施例所述的再調漿用a -淀粉酶的添加量根據實際情況還可以適當調整，一般按第一次a -淀粉酶添加量的1/5 1/3計。
本發明中以絕干木薯渣計，濾液中固形物得率約為絕干木薯渣質量的52% 55%; 95%酒精得率約為絕干木薯渣質量的15% 。
本發明所述的濾液固形物含量是指用常規方法蒸發(即在常壓下，蒸發溫度為10(TC)得到的固體的重量占濾液總重量的比例。
本發明所述的調節pH值的酸堿選用鹽酸、純堿或燒堿，根據實際情況也可以選用其他酸堿來調節漿料的pH值。
權利要求
1.一種利用木薯渣生產工業糊精的方法，其特征在于包括以下步驟(1)粉碎先將木薯渣進行粉碎，使其粒度小于1.5mm；(2)調漿將經過粉碎的木薯渣混合成漿料，要求絕干木薯渣重量含量在12％～15％，用酸堿溶液調節漿料的pH值，使pH值為5.8～6.5，加入耐高溫α-淀粉酶，α-淀粉酶添加量按每克絕干木薯渣20u～30u；(3)液化、過濾將加入α-淀粉酶的漿料加溫至90℃～95℃，保溫30min～60min，至漿料用碘液試驗到藍色消失并呈棕黃色，用100目尼龍濾布過濾得濾液；(4)再調漿液化過濾在濾液中加入木薯渣使絕干木薯渣重量含量在10％～14％，用酸堿溶液調節漿料的pH值，使pH值為5.8～6.5，加入耐高溫α-淀粉酶，α-淀粉酶的添加量是第一次α-淀粉酶添加量的1/5～1/3；再將漿料加溫至90℃～95℃，保溫30min～60min，至漿料用碘液試驗到藍色消失并呈棕黃色，用100目尼龍濾布過濾得濾液；(5)重復(4)再調漿液化過濾步驟，直至得到的濾液固形物重量含量達到22％～25％，即得到固形物重量含量為22％～25％的稀工業糊精。
2.根據權利要求l所述的一種利用木薯渣生產工業糊精的方法，其特 征在于將得到的固形物重量含量為22% 25%的稀工業糊精進行減壓蒸發濃縮，至固形物重 量含量達到68% 72%，即得到固形物重量含量達到68% 72%的濃縮工業糊精。
3.根據權利要求l所述的一種利用木薯渣生產工業糊精的方法，其特 征在于將得到的固形物重量含量為22% 25%的稀工業糊精，進行減壓蒸發，濃縮至固形物 重量含量達到55% 60%時，加入焦亞硫酸鈉溶液，焦亞硫酸鈉溶液加入量按每100g固形物 重量加入0.04g 0.06g焦亞硫酸鈉固體，繼續蒸發至固形物重量含量達到68% 72%，即得固 形物重量含量達到68% 72%的濃縮工業糊精。
4. 一種利用木薯渣生產酒精的方法，其特征在于包括以下步驟(1) 粉碎先將木薯渣進行粉碎，使其粒度小于1.5mm;(2) 調漿將經過粉碎的木薯渣混合成漿料，要求絕干木薯渣重量含量在12% 15%， 用酸堿溶液調節漿料的pH值，使pH值為5. 8 6. 5，加入耐高溫a -淀粉酶，a -淀粉酶添加量 按每克絕干木薯渣20u 30u;(3) 液化、過濾將加入a-淀粉酶的漿料加溫至90。C 95。C，保溫30min 60min， 至漿料用碘液試驗到藍色消失并呈棕黃色，用100目尼龍濾布過濾得濾液；(4) 再調漿液化過濾在濾液中加入木薯渣使絕干木薯渣重量含量在10% 14%，用酸 堿溶液調節漿料的pH值，使pH值為5. 8 6. 5，加入耐高溫a -淀粉酶，a -淀粉酶的添加量是 第一次a-淀粉酶添加量的l/5 l/3;再將漿料加溫至90。C 95。C，保溫30min 60min，至 漿料用碘液試驗到藍色消失并呈棕黃色，用100目尼龍濾布過濾得濾液；(5) 重復(4)再調漿液化過濾步驟，直至得到的濾液固形物重量含量達到22% 25%， 即得到固形物重量含量為22% 25%的稀工業糊精，(6) 將步驟(1) (5)得到的工業糊精，降溫至55。C 65。C，調節pH值至4. 4 4. 6， 按常規木薯酒精生產方法加入糖化酶和酒精酵母，再用常規木薯酒精發酵工藝生產，可得到 8% (v/v)以上含量的酒精發酵醪，最后按常規方法蒸餾得到酒精。
全文摘要
一種利用木薯渣生產工業糊精和酒精的方法，涉及一種完全以木薯渣為原料生產工業糊精和酒精的工藝方法，將木薯渣粉碎后進行調漿，加液化酶，調節pH值，加溫液化過濾，并將上述工藝過程反復進行，至液化濾液固形物重量含量達到22％～25％，即得到稀工業糊精；可以將上述得到的稀工業糊精蒸發濃縮到固形物含量達到68％～72％，得濃縮工業糊精，也可以按照常規木薯發酵工藝生產得到8％(v/v)以上含量的酒精，液化后過濾產生的廢渣可以與廢醪液混合，作為肥料使用，本發明完全以木薯渣為原料生產工業糊精和酒精，工藝簡單、節能、成本低，無廢料產生，是發展循環經濟的方法，本發明還具有提高木薯渣的利用范圍，經濟效益顯著等優點。
文檔編號C12P7/06GK101525648SQ20091030133
公開日2009年9月9日 申請日期2009年4月3日 優先權日2009年4月3日
發明者伍時華, 容元平, 蘭 廖, 弋 易, 李克林, 鄧冬梅, 黃翠姬 申請人:廣西工學院