[发明专利]一种以木薯淀粉生料生产乙醇的混菌发酵方法

说明书

本发明提供了一种以木薯淀粉生料生产乙醇的混菌发酵方法，先将木薯淀粉生料加水配置成质量体积比1:2.8~1:3.3的混合物以木薯淀粉生料中淀粉干重计，向配置的混合物中添加8~12U/g液化酶、100~200U/g糖化酶、0.1~0.3%磷酸氢二铵；接入质量分数0.1~0.5%的活性耐高温干酵母，体积分数10%黑曲霉LH‑011培养液，在32~35℃下恒温发酵培养48~72h，于前期8~12h间歇震荡，观察酵母细胞和黑曲霉生长状况并计细胞数和孢子数，后期12~72h静置发酵；对得到的发酵醪蒸馏、提纯处理后得到乙醇。本发明的方法既降低了木薯淀粉高值化利用过程中的能耗、缩短了乙醇发酵周期，又能得到乙醇含量10~14%、残糖浓度0.128~0.236%的发酵醪液，通过蒸馏提纯后，乙醇的品质达到食品级标准，具有广阔的市场应用前景。

技术领域

本发明属于乙醇生产技术领域，尤其涉及一种以木薯淀粉生料生产乙醇的混菌发酵方法。

背景技术

木薯淀粉在食品、饲料、发酵等行业中有非常重要的用途，由于其生长方式粗犷以及非粮生物质的特性，因此在利用木薯淀粉生产燃料乙醇过程中具有“不与粮争地，不与人争粮”的优点。传统的利用木薯淀粉生料酿酒是通过高温蒸煮的方法，此法存在较大的能源浪费，尤其是蒸煮糊化过程。高温蒸煮所需要的热能大概占全部生产所需能耗的30~40%。随着各种商品化酶制剂的生产，又先后出现了低温蒸煮分步/同步糖化发酵法，以中温和低温替代高温蒸煮。传统低温蒸煮工艺采用稍高于淀粉液化的温度，但低于100℃，此法在环保和节能方面比传统的蒸煮有着较为明显的优势。但是在发展新型绿色低碳经济的大背景下，上述三种传统发酵模式仍存在着能耗高，操作过程繁琐的缺点。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种以木薯淀粉生料生产乙醇的混菌发酵方法，该方法省略了传统发酵高温蒸煮过程，使乙醇发酵过程中的能耗减少10~30%，不但节省了发酵成本和劳动成本，还能得到较高的酒精得率。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种以木薯淀粉生料生产乙醇的混菌发酵方法，包括如下步骤，

S1、将木薯淀粉生料加水配置成质量体积比1:2.8~1:3.3的混合物；

S2、以木薯淀粉生料中淀粉干重计，向S1配置成的混合物中添加8~12U/g液化酶、100~200U/g糖化酶、0.1~0.3%磷酸氢二铵；

S3、向S2中接入质量分数0.1~0.5%的活性耐高温干酵母，体积分数10%黑曲霉LH-011培养液，在32℃下恒温发酵培养48~72h，于前期8~12h间歇震荡，观察酵母细胞和黑曲霉生长状况并计细胞数和孢子数，后期12~72h静置发酵；

S4、将S3得到的发酵醪蒸馏、提纯处理后得到乙醇。

优选地，所述S1中的水来自于谷朊粉生产过程中的小麦淀粉洗筋废水，淀粉含量为7%，pH为6.0。

优选地，所述S2中液化酶由α-淀粉酶、中性纤维素酶、果胶酶、中性蛋白酶按10：2：1：1质量比复配而成，其中淀粉酶活力单位100000U/g，中性纤维素酶活力单位1000U/g，果胶酶活力单位10000 U/g，中性蛋白酶活力单位50000 U/g。

优选地，所述S2中黑曲霉LH-011发酵培养液，其发酵生产条件为：初始pH4.5，培养温度范围24~41℃，培养过程中定期搅拌通风，液体培养基为PDA加富培养基，发酵周期48~96h，发酵中后期形成孢子，发酵液功能菌含菌（孢子）量≥1×10¹⁰个/ml。

优选地，所述S4中蒸馏、提纯采用六塔差压热耦合精馏技术和变温变压分子筛脱水技术。