[发明专利]一种玉米低温预处理方式生产燃料乙醇的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种玉米低温预处理方式生产燃料乙醇的方法。

背景技术

近年来，随着世界性的能源危机日益严重，人们在设法寻找新的能源代替石油，而乙醇是最佳选择之一。乙醇是一种具有较高辛烷值的含氧化合物，向汽油中添加5%~10%无水乙醇，其辛烷值可提高2～3，发动机不需任何改动，不会减少发动机动力，而且还有助于汽油的充分燃烧，降低汽车尾气中一氧化碳、碳氢化合物及硫的排放，有利于环境保护。

乙醇是以淀粉质为原料发酵制得的可再生能源，已经在能源领域脱颖而出，并越来越显示出广阔和深远的发展前景。与此同时，随着乙醇市场的供求矛盾以及市场竞争的日益激烈，人们也认识到减少乙醇工业生产能耗及环境污染的问题，是乙醇生产企业生存和发展的重点工作。

传统的乙醇生产工艺的能耗很高，尤其是其高压蒸煮工段的能耗、气耗占整个生产工序能量投入的35%左右，并且由此而产生的生产冷却用水量猛增也使乙醇的生产成本增加，并且工序复杂，生产线操作人员劳动强度大。因此，如果以低温预处理方式生产燃料乙醇可行的话，具有很高的推广和应用价值。

发明内容

较传统高温蒸煮工艺而言，本发明采用玉米低温处理方式生产乙醇工艺，取消了蒸煮工段和冷却糖化工段，并且预处理一部分拌料液为清液（所述清液为废醪经离心后的液相，温度80-85℃，干物质质量浓度3-6%；所述废醪为发酵成熟醪经蒸馏后排出的废液），从而大幅度降低蒸汽和水的消耗及减少设备的使用，进一步简化工艺，使劳动强度大幅下降，降低生产成本，并且应用本发明技术方案，发酵后成熟醪乙醇含量高，淀粉出酒率高。

本发明提供一种玉米低温预处理方式生产燃料乙醇的方法，其技术方案包括以下步骤：

步骤一：将玉米原料粉碎成粉，玉米粉碎后的粒度为100%过40目筛；

步骤二：将粉碎后的玉米粉用水配制成粉浆；

步骤三：将上述粉浆加入酸性蛋白酶，淀粉酶，抑菌剂，调至pH4.5，将所述粉浆低温搅拌，制成预处理醪液；

步骤四：将上述预处理醪液迅速降温，加入复合糖化酶，酵母，营养盐，进行发酵。

优选地，步骤二中，将粉碎后的玉米粉用水和清液配制成粉浆，所述清液为废醪经离心后的液相，所述清液的温度为80-85℃，所述清液中干物质质量浓度为3-6%。

优选地，步骤三中，酸性蛋白酶的加入量为15-20酶活力单位/g干玉米粉。

优选地，步骤三中，淀粉酶的加入量为30-40酶活力单位/g干玉米粉。

优选地，步骤三中，所述抑菌剂为青霉素，加入量为3ppm。

优选地，步骤三中，低温搅拌温度为60-65℃，时间为0.5-1h；步骤四中，将预处理醪液迅速降温至30-35℃。

优选地，步骤四中，酵母的加入量为预处理醪液加入复合糖化酶，酵母，营养盐后所得总体系的0.2质量%。

优选地，步骤四中，复合糖化酶的加入量为400-500酶活力单位/g干玉米粉。

优选地，步骤四中，发酵时间为75-85h。

优选地，本发明方法包括以下步骤：

步骤一：将玉米原料粉碎成粉，玉米粉碎后的粒度为100%过40目筛；

步骤二：接着与水和清液配制成33质量%干物浓度的粉浆；

步骤三：将上述粉浆中加入酸性蛋白酶15-20酶活力单位/g干玉米粉和淀粉酶30-40酶活力单位/g干玉米粉，抑菌剂3ppm，接着调节至pH4.5，在60-65℃下搅拌0.5-1h，制成预处理醪液；

步骤四：将上述预处理醪液迅速降温至30-35℃，加入占该体系0.2质量%酵母，复合糖化酶400-500单位/g干玉米粉，加入占该体系2ppm的硫酸镁，2ppm的硫酸锌，300ppm的尿素，20ppm的磷酸二氢铵，发酵75-85h，其中，该体系是预处理醪液加入酵母、复合糖化酶、硫酸镁、硫酸锌、尿素、和磷酸二氢铵后所得总体系。

在本发明的技术方案中，进行33质量%干物的全玉米粉低温预处理，使用酸性蛋白酶和淀粉酶进行预处理，并采用SSF方法（边糖化边发酵法）发酵75-85小时后，HPLC检测成熟醪乙醇含量可达到18.7%（体积比），乙醇/甘油值为17.7（预处理pH4.1），淀粉出酒率为56.98%（质量比），大大提高了原料利用率，并且有效减少发酵过程中副产物的含量以及实现生产上的节能减排，达到国内玉米发酵生产乙醇的领先水平，具有很高的推广和应用价值。

本发明的优点：