[发明专利]一种清液发酵生产酒精的方法

说明书

技术领域

本发明涉及酒精生产技术领域，特别涉及一种清液发酵生产酒精的方法。

背景技术

酒精被广泛应用于食品、化工医药、染料、国防等行业。酒精不仅可作为一种燃料，更是一种战略物资，世界上2/3的酒精被用作燃料。发展酒精不仅可以促进农业的可持续发展，并且可以作为清洁能源代替汽油或汽油添加剂，减少工业大气污染，保护环境，同时也可缓解原油进口的压力。我国酒精发酵行业已约有百年的历史，古老的酒精工业近年来由于拥有绿色能源的桂冠而备受青睐，酒精作为可再生的战略性资源成为国家重点发展的工业产品。酒精生产方法有生物发酵法和化学合成法，生物发酵法是将原料预处理后发酵生产酒精，原料可以是淀粉质原料、糖蜜原料、纤维素原料、野生植物和亚硫酸造纸废液等；化学合成法是以石油工业中石油裂解产生的乙烯为原料加水合成酒精的，由于化学合成法酒精有含杂较多等缺陷，尤其是随着石油储量的锐减，发酵酒精工业日趋重要，成为酒精生产的主要方法。目前为止，从生产方式来看，世界上绝大多数酒精产品为发酵法生产，目前世界合成酒精的产量占酒精总产量的20%左右，超过了淀粉酒精的产量。但是由于合成酒精往往夹杂有异构化高级醇类，对于人的高级神经中枢有麻痹作用，不适于作饮料、食品、医药和香料等用途，所以迄今为止，合成酒精尚不能完全取代发酵酒精。近年来， 随着引进设备及工艺的应用和农作物结构的变化，用谷物原料制酒精的工厂发展速度较快，随着酒精产量的迅猛增长，酒精生产技术正发生日新月异的变化，快速向现代化迈进。生物工程菌构建、节能减排技术、自动化控制等高新技术的应用，已使酒精工业的面貌发生了翻天覆地的变化。

在传统酒精发酵的基础上发展出来的高浓度酒精发酵，是许多研究酒精的专家努力的方向。高浓度酒精发酵是以提高单位体积内发酵醪液中淀粉含量，在适量的酿酒酵母菌作用下，在一定的时间内获得最大量的酒精。在传统的酒精发酵工艺中，所用的糖浓度一般在16%～25%（ W/V）范围内，所用的酵母菌只能产生6%～12%（V/V）的乙醇，更高的底物浓度和以乙醇浓度对酵母菌生长和发酵会产生抑制作用，所以，近年来有些国家的研究者致力于筛选和构建能抗更高底物浓度和酒精浓度的酵母菌，并把这些酵母菌应用于超浓醪发酵生产高浓度酒精，这种酒精生产工艺可以节省发酵和蒸馏过程的能量消耗，提高设备利用率。高浓度酒精发酵一直是许多研究酒精的专家努力的方向，但是高浓度的发酵液黏度高，输送困难大，易积料。而采用清液发酵，可以克服以上缺点，同时避免了原料中的沙石等杂物对换热器、阀门、泵等发酵设备的磨损，降低设备维修、维护成本；减少了生产单位酒精的发酵、蒸馏体积，提高了发酵设备利用率；而且能够提高蒸馏效率，降低蒸馏能耗。

在现有清液发酵生产酒精的技术中，如专利号为ZL03126892的《清液发酵生产酒精的方法》和专利号为ZL200410066017的《一种清液发酵生产高浓度酒精的闭合循环工艺》，常采用液化、糖化处理后才开始进行固液分离，清液发酵蒸馏生产酒精；这些现有的清液发酵技术采用深度糖化或全糖化工艺，容易在生产过程中发生染菌，而且高浓度的糖液体会对酿酒酵母产生抑制，造成发酵副产物含量增加，导致淀粉利用率降低。

发明内容

本发明的目的在于避免上述现有技术的不足之处，提供一种更有效的清液发酵生产酒精的方法，该方法液化获得的清液不易染菌，且在发酵过程中不会产生高糖抑制，减少发酵副产物的产生，降低设备磨损，提高发酵设备利用率及蒸馏效率，经固液分离获得的固渣加水进行糖化处理可明显减少淀粉损失，进一步提高了淀粉利用率。

一种清液发酵生产酒精的方法，包括以下步骤：

 a.淀粉质原料经过粉碎，加水进行配料，料水比在1：1.5～3.5，加入NaOH调节PH值至5.5～6.5，加入淀粉酶11～17u/g，然后经过86～100℃液化处理2～3h；

 b.液化后的原料经固液分离获得清液和固渣，清液加入糖化酶120～250u/g和干酵母（总发酵重量的0.08%～0.12%）进行酒精发酵，发酵温度控制在28～36℃，发酵30h～50h；

 c.固渣加水，加入糖化酶160～250u/g，在20～70℃下糖化处理2h～4h，经固液分离后获得含糖洗料水和废渣，含糖洗料水用于配料或/和用于酒母培养；

d.所述废渣可以制成饲料或肥料，也可用于沼气发酵，产生的沼气用于发电或车用燃气。