专利名称：膜耦合清液单罐连续发酵酒精生产工艺的制作方法
技术领域：
本发明是一种酒精生产的工艺技术，特别是一种综合利用原材料，降低生产成本的酒精生产工艺。
背景技术：
目前国内外发酵酒精的生产大多以农业产品为原料，其中尤以玉米为原料者居多。以玉米为原料生产时，原料的处理大致可分为湿法和干法两类。美国、加拿大等以湿法为主，处理过程较复杂，设备投资大，有亚硫酸盐废品需处理；欧洲以干法为主，处理过程较简单，将玉米粉碎(脱胚或不脱胚)后，进行液化、糖化发酵，此法有大量废水产生，每生产1吨酒精有12～15吨蒸馏废水——酒糟需处理。上世纪80年代我国从国外引进了酒糟处理技术与设备(干酒糟颗粒饲料DDGS生产技术)，但此处理工艺，设备投资较大，能耗高，产品增值少，绝大多数引进厂家都处于亏损运行状态。尤其是当前，为了保护我们的生存环境，国家正大力实施燃料酒精——清洁能源计划，如何实现高品质、低成本、无污染的酒精生产已成为制约清洁能源计划能否顺利实施的技术关键。
发明内容
1.发明目的本发明的目的是提供一种原料综合利用率高，糖～醇转化率高，生产工艺简单，成本低，无废水排放的膜耦合清液单罐连续发酵酒精生产工艺。
2.技术方案本发明的操作工艺为(1)将玉米进行无酸浸泡；(2)将浸泡后的玉米进行胚芽剥离，用胚芽制成副产品纤维饲料、玉米油、食用蛋白；(3)将剥离胚芽的玉米胚乳磨浆、液化、糖化、真空过滤分离，滤饼制成蛋白饲料和纤维饲料；(4)将分离后得到的糖液发酵，经老化酵母分离、膜分离和粗馏产生的液体再经精馏生产出成品酒精，精馏产生的水返回胚乳磨浆和糖液发酵工序，粗馏的釜底物生产饲料酵母。
粗馏的釜底物生产饲料酵母的过程为先进行酵母乳分离，将分离后的浊液部分再经膜分离，分离的清液返回胚乳磨浆和糖液发酵工序，分离后的浓缩物与酵母乳分离产生的沉淀物一同经干燥后生成饲料酵母。
将玉米胚乳磨浆，液化、糖化、分离后，将滤饼制成蛋白饲料和纤维饲料的方法是先将滤饼调浆，进行分离和干燥后即得蛋白饲料和纤维饲料。
经胚芽剥离后的胚芽生产纤维饲料、玉米油、食用蛋白的方法是先将胚芽冷冻，然后磨浆、酶解，经三相分离和干燥后获得纤维饲料和食用蛋白，经三相分离后的另一产品即玉米油。
3.技术效果本发明的优点在于a.本发明的原料玉米综合利用率高，不但主要成份淀粉——葡萄糖转化率可达理论值的97％，而且蛋白、脂肪等也得到最大限度的利用，副产品回收所创造的价值可达酒精原料成本的50％左右，大幅度地降低了酒精生产成本。
本发明的原料前处理工艺，是将玉米中各有限成份在进入发酵以前即进行分离、提取，精制成各种高附加值产品，只有淀粉转化为葡萄糖进入发酵工序。在此阶段不采用亚硫酸浸泡工艺，避免了亚硫酸及其盐类的废水产生。本发明中的冷冻酶解三相分离组合技术不但提高了蛋白和玉米油的利用效率，而且显著改善蛋白品质，提高其生物效价，是一种高营养价值的含用蛋白制品。
b.本发明最大限度地控制产物反馈抑制效应，副反应产物少，葡萄糖——酒精转化率可达理论值的92％～94％，且发酵强度高，为常规发酵的5-10倍，大大的缩短了发酵时间，节省投资。
酒精发酵是一个典型的最终产物反馈抑制的反应过程，本发明用膜耦合技术将反应产物及时从反应体系中移出，因而将反馈抑制控制在最低程度，提高了发酵装置的发酵强度，是目前常规发酵先进水平的5～10倍，同时显著减少反应副产物的生成，提高葡萄糖——酒精转化率。釜底物经离心分离和膜处理，固形物制成饲料酵母，清液全部返用，生产过程中无废水排放。
c.本发明的工艺过程中无废水排放，保护了生态环境，节约了废水处理所需的大量投资和运行费用。
具体实施例方式
本发明的实施例为(1)将玉米进行无酸浸泡；(2)将浸泡后的玉米进行胚芽剥离，用胚芽制成副产品纤维饲料、玉米油、食用蛋白；(3)将剥离胚芽的玉米胚乳磨浆、液化、糖化、真空过滤分离，滤饼制成蛋白饲料和纤维饲料；(4)将分离后得到的糖液发酵，经老化酵母分离、膜分离和粗馏产生的液体再经精馏生产出成品酒精，精馏产生的水返回胚乳磨浆和糖液发酵工序，粗馏的釜底物生产饲料酵母。
粗馏的釜底物生产饲料酵母的过程为先进行酵母渣分离，将分离后的浊液部分再经膜分离，分离的清液返回胚乳磨浆和糖液发酵工序，分离后的沉淀物与酵母渣分离产生的沉淀物一同经干燥后生成饲料酵母。
其中经胚乳磨浆、液化、糖化、分离后的糖液浓度大于65％，发酵液温度为30℃～34℃，发酵时间为6～8小时，发酵液PH值为3.8～4.2，酵母细胞密度为3×108/ml2～10×108/ml，发酵液酒精含量为5～7％w，葡萄糖—酒精转化率为92～94％，发酵醪液中残总糖小于0.2％，酒精收率大于99％。
将玉米胚乳磨浆，液化、糖化、分离后，将滤饼制成蛋白饲料和纤维饲料的方法是先将滤饼调浆，进行分离和干燥后即得蛋白饲料和纤维饲料。
经胚芽剥离后的胚芽生产纤维饲料、玉米油、食用蛋白的方法是先将胚芽冷冻，然后磨浆、酶解，经三相分离和干燥后获得纤维饲料和食用蛋白，经三相分离后的另一产品即玉米油。
其中冷冻温度为-5℃～-25℃，冷冻时间为20～200分钟，酶解温度为50℃～60℃，酶解时间为10～20小时。水解蛋白收率85％。玉米油收率85％。
以年生产3万吨无水酒精计算消耗玉米90000吨，产无水酒精30000吨，食用蛋白1543吨，玉米油2250吨，蛋白饲料3600吨，饲料酵母2445吨，纤维饲料9900吨。
权利要求
1.一种膜耦合清液单罐连续发酵酒精生产工艺，其特征在于操作工艺为(1)将玉米进行无酸浸泡；(2)将浸泡后的玉米进行胚芽剥离，用胚芽制成副产品纤维饲料、玉米油、食用蛋白；(3)将剥离胚芽的玉米胚乳磨浆、液化、糖化、真空过滤分离，滤饼制成蛋白饲料和纤维饲料；(4)将分离后得到的糖液发酵，经老化酵母分离、膜分离和粗馏产生的液体再经精馏生产出成品酒精，精馏产生的水返回胚乳磨浆和糖液发酵工序，粗馏的沉淀物生产饲料酵母。
2.根据权利要求1所述的膜耦合清液单罐连续发酵酒精生产工艺，其特征在于粗馏的沉淀物生产饲料酵母的过程为先进行酵母渣分离，将分离后的浊液部分再经膜分离，分离的清液返回胚乳磨浆和糖液发酵工序，分离后的浓缩物与酵母渣分离产生的沉淀物一同经干燥后生成饲料酵母。
3.根据权利要求1或2所述的膜耦合清液单罐连续发酵酒精生产工艺，其特征在于将玉米胚乳磨浆，液化、糖化、分离后，将滤饼制成蛋白饲料和纤维饲料的方法是先将滤饼调浆，进行分离和干燥后即得蛋白饲料和纤维饲料。
4.根据权利要求1或2所述的膜耦合清液单罐连续发酵酒精生产工艺，其特征在于经胚芽剥离后的胚芽生产纤维饲料、玉米油、食用蛋白的方法是先将胚芽冷冻，然后磨浆、酶解，经三相分离和干燥后获得纤维饲料和食用蛋白，经三相分离后的另一产品即玉米油。
全文摘要
膜耦合清液单罐连续发酵酒精生产工艺是一种综合利用原材料,降低生产成本的酒精生产工艺,其操作过程为:(1)将玉米进行无酸浸泡;(2)将浸泡后的玉米进行胚芽剥离,用胚芽制成副产品纤维饲料、玉米油、食用蛋白;(3)将剥离胚芽的玉米胚乳磨浆、液化、糖化、真空分离,滤饼制成蛋白饲料和纤维饲料;(4)将分离后得到的糖液发酵,经老化酵母分离、膜分离和粗馏产生的液体再经精馏生产出成品酒精,精馏产生的水返回胚乳磨浆和糖液发酵工序,粗馏的釜底物生产饲料酵母。
文档编号A23K1/06GK1335399SQ0112716
公开日2002年2月13日 申请日期2001年8月31日 优先权日2001年8月31日
发明者徐昌洪, 方家骥, 薛齐重, 朱永裕, 蔡德玲 申请人:徐昌洪