专利名称：甜高粱秆生产乙醇和微贮饲料的制作方法
技术领域：
本发明涉及甜高粱秆的综合加工技术，属于生物工程技术领域。
背景技术：
甜高粱是高光效C4植物，是生物学产量最高的作物之一。据统计，每公顷甜高粱的产量为高粱米2250-6000Kg/hm2、鲜茎、叶6-10.5×104Kg/hm2，茎秆含糖量很高，榨汁糖锤度为12％-28％，可直接作为酒精发酵原料。其抗逆性强、适应性广，在我国有悠久的栽培历史，在我国南北方均可大面积种植，因其可作为食品、酿造、饲料、发酵、造纸、可再生燃料等产业的原料，其广泛的用途目前已被人们充分认识，甜高粱已成为我国近年来乃至近一段时期发展最快的农作物品种之一。
甜高粱茎秆粉碎榨汁用于酒精生产，因其可发酵单糖含量高、汁液澄清度高，不需加水调浆与蒸煮和糖化等复杂处理就能适用于酒精的连续发酵要求，作为酒精的发酵原料，其优点显而易见。
甜高粱茎、叶是多胃家畜的喜食饲料，经微生物发酵(微贮)后可提高秸秆饲料的营养和保鲜期，是规模化养畜的重要技术手段，可明显降低饲养成本，提高肉、奶、毛的产量。
采用甜高粱茎杆榨汁发酵生产酒精，榨渣经微生物发酵生产全价牛、羊饲料的技术方案。可以充分发挥甜高粱杆榨汁用于酒精发酵的优势，发酵过程产生的渣、液又是秸秆微贮的添加剂，可直接使用；这为酒精厂的废物处理及部分微贮菌剂的制备提供了很好的技术解决方案。符合当前资源可持续利用和无害化生产的产业发展方向。
发明内容
甜高粱杆切成1-5cm碎段榨汁；获得甜高粱汁与秸秆榨渣。
1、榨汁经过滤、调糖锤度18％-26％，加入氮素(铵盐、尿素)0.1％-2％、碳酸钙0.01％-1％。
1.1、调整后的榨汁用连消塔杀菌后加入酒精发酵罐，发酵温度控制在30±5℃，进行发酵。
1.2、选用自絮凝酒精酵母、以0.01-0.04h-1的稀释率进行多级连续发酵，酵母浓度维持在20g/L以上，氨水调整发酵液的PH值5.0±0.5，使发酵醪液中的的残糖低于0.3％，酒精浓度高于10％。
1.3、采用离心机连续分离发酵后的发酵醪液与酵母菌；酵母菌经活化后部分返回酒精发酵罐，部分作为秸秆微贮的菌剂之一；离心后的发酵液送蒸馏塔分离酒精，进一步脱水可生产无水酒精。
1.4、蒸馏废液经过滤除渣，用反渗透回收少量工艺用水；浓缩液与生产过程中产生的有机废渣混合后用于榨渣的微贮。
2、甜高粱杆榨汁后所的榨渣，采用水泥池加入混合菌剂后封闭微贮。
2.1、微贮混合菌剂2.1.1、以甜高粱榨渣为原料，拌入麸皮2％-10％，铵盐0.5％-3％，含水量控制在60％，加入绿色木霉种曲0.1％-5％，进行浅盘发酵，温度控制在28℃±4℃培养36小时左右，待料面长满孢子时收获，作为秸秆微贮菌剂之一。
2.1.2、以甜高粱榨渣为原料，拌入麸皮2％-10％，铵盐0.5-3％，碳酸钙0.5-3％，含水量控制在60％，加入乳酸菌种曲0.1％-5％，进行浅盘发酵，温度控制在28℃±4℃培养30小时左右，待料发酵料PH值低于4.0时收获，作为秸秆微贮菌剂之二。
2.1.3、酒精发酵过程中回收的部分酵母菌，作为秸秆微贮菌剂之三。
2.1.4、按酵母菌液∶绿色木霉种曲∶乳酸种曲＝1∶4∶20(w∶w∶w)的比例，制备微贮混合菌剂，每吨秸秆使用1-5公斤。
2.2、将蒸馏后的滤渣和反渗透后的废液及生产过程中的有机废渣及1-5％的尿素，与适量的微贮混合菌剂混匀，作为甜高粱秸秆微贮的添加剂。
2.3、将水泥池清扫干净，用生石灰水进行喷洒消毒，然后用干净塑料布做衬里，加入甜高粱榨渣10公分，均匀泼洒一层微贮添加剂，压实；再加入甜高粱榨渣20公分，均匀泼洒一层微贮添加剂，压实；再加入甜高粱榨渣20公分，均匀泼洒一层微贮添加剂，压实；反复操作将大池填满，控制物料含水量在60％左右；池满后用塑料布封盖上加潮土密封严实。
2.4、北方秋季自然发酵20天左右，微贮后的甜高粱秸秆变软、有酒香味，酸甜适口，富含各类对家畜有益的生物酶类，蛋白质含量提高明显，氨基酸比例更加平衡，牛羊喜食。该微贮饲料拌入5％-10％的油渣饼粉(豆饼、花生饼、棉籽饼、菜籽饼)，可作为全价牛羊饲料使用。亦可将其烘干(北方干旱区可以自然风干)，便于贮运，可作为冬季牛羊育肥、产奶的精饲料使用，更适合于规模化、标准化养殖产业。
具体实施例甜高粱杆切成2cm碎段榨汁，榨汁经过滤、调糖锤度22％，加入硫酸铵0.2％、碳酸钙0.5％。用连消塔杀菌后加入酒精发酵罐，发酵温度控制在30±1℃，进行发酵。
发酵选用自絮凝酒精酵母、以0.02h-1的稀释率进行四级连续发酵，酵母浓度维持在30g/L，氨水调整发酵液的PH值4.5，控制发酵终点的发酵醪液中的残糖低于0.2％，酒精浓度不低于12％。
采用离心机连续分离发酵后的发酵醪液与酵母菌，酵母菌经活化后80％返回酒精发酵罐，20％作为秸秆微贮的菌剂之一；离心后的发酵液送蒸馏塔分离酒精，进一步脱水生产无水酒精。
甜高粱杆榨汁后所的榨渣，采用水泥池加入混合菌剂后封闭微贮。
微贮混合菌剂制备①以甜高粱榨渣为原料，拌入麸皮5％，尿素0.5％，含水量控制在60％，加入绿色木霉种曲1％，进行浅盘发酵，温度控制在28C0培养36小时左右收获种曲，②以甜高粱榨渣为原料，拌入麸皮10％，硫酸铵1％，碳酸钙0.5％，含水量控制在60％，加入乳酸菌种曲1％，进行浅盘发酵，温度控制在28C0培养30小时左右，待料发酵料PH值低于4.0时收获种曲。
按酵母菌液∶绿色木霉种曲∶乳酸种曲＝1∶4∶20(w∶w∶w)的比例，制备微贮混合菌剂，每吨秸秆使用5公斤。将蒸馏后的滤渣和反渗透后的废液及生产过程中的有机废渣及2％的尿素，与适量的微贮混合菌剂混匀，作为甜高粱秸秆微贮的添加剂。
将水泥池清扫干净，用生石灰水进行喷洒消毒，然后用干净塑料布做衬里，加入甜高粱榨渣20公分，均匀泼洒一层微贮添加剂，压实；再加入甜高粱榨渣20公分，均匀泼洒一层微贮添加剂，压实；反复操作将大池填满，控制物料含水量在60％左右；池满后用塑料布封盖上加潮土密封严实。北方秋季自然发酵20天。该微贮饲料拌入8％的棉籽饼、菜籽饼混合饼粉，作为全价牛羊饲料使用。北方干旱区可以自然风干，便于贮运，可作为冬季牛羊育肥、产奶的精饲料使用。更适合于规模化、标准化养殖产业。
权利要求
本发明涉及甜高粱杆生产乙醇和微贮饲料的技术方法，其特征在于1、采用自絮凝酒精酵母利用甜高粱杆榨汁直接连续发酵生产乙醇。部分回收酵母被用作秸秆微贮菌剂。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于自絮凝酵母的浓度应维持在20g/L以上；连续发酵的稀释率在0.01-0.04h-1之间；用氨水调发酵过程的PH值为PH5.0±5。
3.甜高粱秸秆微贮采用以乳酸菌、酵母菌及木霉菌混合的秸秆发酵菌剂，大池密闭发酵技术。
4.乙醇发酵过程产生的有机废渣、液均为秸秆微贮的原料，不需特别处理，直接使用；乙醇发酵与秸秆微贮饲料联产可以解决酒精厂废水处理问题和部分微贮菌剂制备问题。
5.该工艺在生产过程中几乎无水的需求和排放，可在水源紧缺的地区进行生产。
全文摘要
甜高粱是高光效C
文档编号A23K1/14GK1754961SQ20051009932
公开日2006年4月5日 申请日期2005年9月13日 优先权日2005年9月13日
发明者计巧灵, 王卫国, 马雪娟, 滕文静, 王新绘, 刘岸杰 申请人:新疆大学