[发明专利]采用糖蜜制备乙醇的方法

说明书

技术领域

本发明是关于乙醇的制备方法，更具体地是关于采用糖蜜制备乙醇的方法。

背景技术

糖蜜又称糖浆，是甘蔗或甜菜在制糖工业中，将压榨出的糖汁液，经加热、中和、沉淀、过滤、浓缩、结晶等工序制糖后所剩下的浓稠含糖液体。我国年糖蜜资源量在250万吨左右，南北方均有分布。糖蜜的主要成分为糖类，甘蔗糖蜜含蔗糖约24-36重量％，其它糖约12-24重量％；甜菜糖蜜所含糖类几乎全为蔗糖，约47重量％。此外，无氮浸出物中还含有3-4重量％的可溶性胶体，主要为木糖胶、阿拉伯糖胶和果胶等。

糖蜜主要用于生产乙醇，采用现有技术的由糖蜜发酵制备乙醇的方法得到的乙醇的产率较低，一般不超过49％。

发明内容

本发明的目的是克服现有的采用糖蜜制备乙醇的方法得到的乙醇产率较低的缺陷，提供一种乙醇产率较高的采用糖蜜制备乙醇的方法。

本发明的发明人发现，糖蜜极易染菌，因此，为了抑制糖蜜发酵制备乙醇的过程中产酸细菌的繁殖，保证发酵的连续性，现有技术的采用糖蜜原料制备乙醇的方法中，在发酵前，需要对糖蜜溶液进行酸化、杀菌，即，在糖蜜溶液中加入大量的硫酸调整糖蜜的pH值，如pH值为3.5-5.0，在该pH值下才能保证糖蜜不容易染菌，但是，在低pH值的条件下，酿酒酵母的发酵活力会受到抑制，导致乙醇产率降低。此外，在乙醇分离废液中含有大量的硫酸根离子，因而废水处理过程中，硫酸根离子对甲烷细菌的基质竞争和毒害作用使废水中的有机物难于彻底降解，导致废水中的COD值较高，很难做到达标排放。

本发明提供了一种采用糖蜜制备乙醇的方法，其中，该方法包括将糖蜜水溶液和水蒸汽混合，将得到的混合物冷却至发酵温度进行发酵，其中，将糖蜜水溶液和水蒸汽混合的温度为105-115℃，压力为0.2-0.5兆帕，混合的时间为10-50分钟。

在本发明的方法中，在将糖蜜水溶液与水蒸汽一起进行混合的过程中，糖蜜中的杂菌被去除，而无需通过加硫酸酸化、调节糖蜜pH值的方法来实现，因此，按照本发明的方法，在后续的发酵过程中可以保证在酵母菌最适合的pH条件下进行，从而保证了乙醇的产率。

与现有技术不同的是，本发明的采用糖蜜制备乙醇的方法中，不需要在糖蜜中添加硫酸调整pH值来抑制糖蜜染菌，而采用将糖蜜水溶液和水蒸汽混合，利用混合时的剪切力使水蒸汽对糖蜜水溶液进行灭菌。本发明的方法避免了硫酸的使用，因此，在后续发酵过程中，能够在较高的pH值下进行发酵，以保证酵母具有较高的活力，从而提高了乙醇的产率。

此外，由于本发明的方法避免了在发酵过程之前使用硫酸，在后续的乙醇蒸馏后的废水中没有硫酸根离子的进入，大幅度减轻了乙醇分离后废水的处理难度。按照本发明，优选情况下，在灭菌之后、发酵之前，对糖蜜水溶液进行闪蒸所产生的二次蒸汽还可以作为乙醇分离的热源，可以将二次蒸汽进行再利用，大大降低了能耗。

附图说明

图1为本发明的采用糖蜜制备乙醇的工艺流程示意图。

具体实施方式

根据本发明提供的采用糖蜜制备乙醇的方法，该方法包括将糖蜜水溶液和水蒸汽混合，将得到的混合物冷却至发酵温度进行发酵，其中，将糖蜜水溶液和水蒸汽混合的温度为105-115℃，优选为108-112℃；压力为0.2-0.5兆帕，优选为0.3-0.4兆帕；混合的时间为10-50分钟，优选为10-20分钟。

按照本发明的方法，糖蜜水溶液和水蒸汽的混合物在一定压力、温度下，利用水蒸汽与糖蜜水溶液混合时的剪切力使糖蜜水溶液和水蒸汽均匀混合一段时间，以达到对糖蜜水溶液进行灭菌的效果。

按照本发明的方法，所述糖蜜水溶液与水蒸汽的进料重量比的可调节范围较宽，优选情况下，为了兼顾良好的灭菌效果和较低能耗，所述糖蜜水溶液与水蒸汽的进料重量比为100:2-6，更优选为100:3-5。

按照本发明的方法，所述糖蜜水溶液和水蒸汽的混合可以在反应器中进行，所述糖蜜水溶液和水蒸汽的混合可以间歇方式混合，也可以连续混合，优选情况下，将糖蜜水溶液和水蒸汽连续地加入反应器，并将混合物连续地移出，混合的时间为混合物在反应器中的停留时间。