专利名称：一种米糠粕的综合利用方法
技术领域：
本发明属于米糠粕原料精深加工技术领域，具体涉及一种米糠粕综合回收利用方法。
背景技术：
近年来，由于石油价格持续攀升，丁醇价格长期高位徘徊，以生物质资源进行溶剂 (丙酮、乙醇、丁醇)发酵越来越受到重视，探索廉价原料生产燃料丁醇成为当前的研究热
点ο我国是世界第一产稻大国，年产稻谷约2亿吨，米糠是稻谷加工的副产品，我国年产量在1000万吨以上，约占世界总产量的三分之一。米糠粕，又称脱脂米糠，是米糠中浸出或榨出糠油后的产物，含有丰富的粗蛋白、淀粉、粗脂肪、粗纤维、无氮浸出物及植酸盐等， 是一种数量巨大，可用来生产许多高附加值产品的生物质资源。目前，米糠粕的深加工主要是用来提取植酸、蛋白和膳食纤维，而对其进行综合利用，开发新型的生物能源却未见报道。
发明内容
本发明的目的提供一种实现资源最大化利用的米糠粕综合回收利用方法。本发明采用以下技术方案
一种米糠粕的综合利用方法，该方法包括以下步骤(1)米糠粕进行液化、固液分离； (2)固液分离的液相进行厌氧发酵得含丁醇、丙酮和乙醇的发酵液；(3)固液分离的固相经酶解、浓缩、干燥。所述步骤(1)中液化的具体步骤为向米糠粕中加水调浆成为米糠粕浆，然后向米糠粕浆中加入耐高温α -淀粉酶进行液化，液化温度80-95°C，液化时间30-120min。水的用量为米糠粕质量的2-10倍，耐高温α -淀粉酶加入量为米糠粕质量的 0. 05-0. 5%。所述步骤(2)中厌氧发酵的具体步骤为液相调整pH4. 0-7. 0后经蒸汽灭菌后冷却，接入菌种在30-40°C下进行厌氧发酵48-%h。所述菌种为丙酮丁醇梭菌，菌种接种量为液相体积的2-10%。所述蒸汽灭菌的温度为121°C，灭菌时间15-30 min。所述步骤(2)中含丁醇、丙酮和乙醇的发酵液蒸馏分离出丁醇、丙酮和乙醇；蒸馏后的残余液加入活性污泥进行发酵生产沼气。所述步骤(3)的具体步骤为向固相中加入水和植酸酶酶解，酶解温度40-60°C， 酶解时间l_12h，酶解后的液体再进行浓缩、干燥，干燥产物作为生产饲料的原料。水的用量为固相质量的5-10倍，植酸酶的加入量为固相质量的0. 05-0. 5%，植酸酶的酶活3000-5000IU。本发明是以含有约20%左右淀粉的米糠粕为原料，经过耐高温α-淀粉酶液化、固
3液分离、液体发酵得到含有丁醇、丙酮和乙醇的发酵液，蒸馏分离出丁醇、丙酮和乙醇；蒸馏后剩余的残余液接入活性污泥发酵生产沼气，从而进一步提高发酵过程副产物的价值，沼气可作为锅炉燃料直接燃烧使用，或进入燃气轮机或内燃机进行发电，或进一步脱碳得到车用天然气；液化后固液分离的固相经过酶解、浓缩、干燥后作为生产饲料的原料，这是因为固相中含有大量的粗蛋白、粗脂肪、粗纤维、植酸盐等，经过酶解后，可有效降低原料中的抗营养因子，提高原料易吸收性和营养价值，作为饲料添加剂重新利用。本发明通过工艺的改进和创新，开发出米糠粕全新的综合利用途径，使米糠粕的利用最大化，提高其利用价值，能有效地促进米糠粕深加工工业的应用。本发明方法中，蒸馏后的残余液加入活性污泥进行发酵生产沼气，该过程也实现了残余液的净化，可以用作工艺用水进行回用，实现了产副产物沼气和水质净化的双重目的。
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施例方式实施例1
米糠粕综合回收利用方法，包括以下步骤(1)米糠粕粉碎后加水进行调浆成为米糠粕浆，加入水的量与米糠粕的质量比例为2:1，米糠粕浆中加入耐高温α-淀粉酶在80°C 下进行液化120min，耐高温α -淀粉酶加入量为米糠粕质量的0. 5%，液化后的产物进行固液分离；
(2)固液分离的液相用NaOH调整pH5. 0后经过121°C高温蒸汽灭菌30min，冷却后接入产溶剂微生物菌种丙酮丁醇梭菌(Xlostridium acetotoij^i^/ )进行厌氧发酵，接种量为液相体积的10%，发酵温度40°C，发酵时间96 h，经过发酵后可以得到溶剂(丙酮、丁醇、 乙醇)含量22 g/L的发酵液，其中丙酮、丁醇、乙醇的比例约为3:6:1，发酵液蒸馏分离得丙酮、丁醇、乙醇；蒸馏残留液加入活性污泥发酵生产沼气；
(3)固液分离的固相加水和植酸酶进行酶解，加水量与固相质量比为10:1，植酸酶(酶活3000IU)的加入量为固相质量的0. 5%，酶解40°C，时间12h，酶解液经浓缩、干燥后作为生产饲料的原料。实施例2
米糠粕综合回收利用方法，包括以下步骤(1)米糠粕粉碎后加水进行调浆成为米糠粕浆，加入水的量与米糠粕的质量比例为5:1，米糠粕浆中加入耐高温α-淀粉酶在90°C 下进行液化60min，耐高温α-淀粉酶加入量为米糠粕质量的0. 15%，液化后的产物进行固液分离；
(2)固液分离的液相用KOH调整pH 6. 8后经过121°C高温蒸汽灭菌20min，冷却后接入产溶剂微生物菌种丙酮丁醇梭菌(Xlostridium acetotoij^i^/ )进行厌氧发酵，接种量为液相体积的5%，发酵温度35°C，发酵时间72h，经过发酵后可以得到溶剂(丙酮、丁醇、乙醇)含量20. 5 g/L的发酵液，其中丙酮、丁醇、乙醇的比例约为3:6:1，发酵液蒸馏分离得丙酮、丁醇、乙醇；蒸馏残留液加入活性污泥发酵生产沼气；(3)固液分离的固相加水和植酸酶进行酶解，加水量与固相质量比为8 :1，植酸酶(酶活3000IU)的加入量为固相质量的0. 15%，酶解50°C，时间7h，酶解液经浓缩、干燥后作为生产饲料的原料。
实施例3
米糠粕综合回收利用方法，包括以下步骤(1)米糠粕粉碎后加水进行调浆成为米糠粕浆，加入水的量与米糠粕的质量比例为10:1，米糠粕浆中加入耐高温α-淀粉酶在85°C 下进行液化90min，耐高温α-淀粉酶加入量为米糠粕质量的0. 05%，液化后的产物进行固液分离；
(2)固液分离的液相用氨水调整ρΗ5. 5后经过121°C高温蒸汽灭菌15min，冷却后接入产溶剂微生物菌种丙酮丁醇梭菌(Clostridium acetotoij^i^/ )进行厌氧发酵，接种量为液相体积的2%，发酵温度32°C，发酵时间72 h，经过发酵后可以得到溶剂(丙酮、丁醇、 乙醇)含量17 g/L的发酵液，其中丙酮、丁醇、乙醇的比例约为3:6:1，发酵液蒸馏分离得丙酮、丁醇、乙醇；蒸馏残留液加入活性污泥发酵生产沼气；
(3)固液分离的固相加水和植酸酶进行酶解，加水量与固相质量比为5:1，植酸酶(酶活5000IU)的加入量为固相质量的0. 05%，酶解60°C，时间2h，酶解液经浓缩、干燥后作为生产饲料的原料。
权利要求
1.一种米糠粕的综合利用方法，该方法包括以下步骤(1)米糠粕进行液化、固液分离；(2)固液分离的液相进行厌氧发酵得含丁醇、丙酮和乙醇的发酵液；(3)固液分离的固相经酶解、浓缩、干燥。
2.如权利要求1所述的米糠粕的综合利用方法，其特征在于所述步骤(1)中液化的具体步骤为向米糠粕中加水调浆成为米糠粕浆，然后向米糠粕浆中加入耐高温α-淀粉酶进行液化，液化温度80-95°C，液化时间30-120min。
3.如权利要求2所述的米糠粕的综合利用方法，其特征在于水的用量为米糠粕质量的2-10倍，耐高温α -淀粉酶加入量为米糠粕质量的0. 05-0. 5%。
4.如权利要求1所述的米糠粕的综合利用方法，其特征在于所述步骤(2)中厌氧发酵的具体步骤为液相调整ΡΗ4. 0-7. 0后经蒸汽灭菌后冷却，接入菌种在30-40°C下进行厌氧发酵48-%h。
5.如权利要求4所述的米糠粕的综合利用方法，其特征在于所述菌种为丙酮丁醇梭菌，菌种接种量为液相体积的2-10%。
6.如权利要求4或5所述的米糠粕的综合利用方法，其特征在于所述蒸汽灭菌的温度为121°C，灭菌时间15-30 min。
7.如权利要求1所述的米糠粕的综合利用方法，其特征在于所述步骤(2)中含丁醇、 丙酮和乙醇的发酵液蒸馏分离出丁醇、丙酮和乙醇；蒸馏后的残余液加入活性污泥进行发酵生产沼气。
8.如权利要求1所述的米糠粕的综合利用方法，其特征在于所述步骤(3)的具体步骤为向固相中加入水和植酸酶酶解，酶解温度40-60°C，酶解时间l_12h，酶解后的液体再进行浓缩、干燥，干燥产物作为生产饲料的原料。
9.如权利要求8所述的米糠粕的综合利用方法，其特征在于水的用量为固相质量的 5-10倍，植酸酶的加入量为固相质量的0. 05-0. 5%，植酸酶的酶活3000-5000IU。
全文摘要
本发明属于米糠粕原料精深加工技术领域，具体涉及一种米糠粕综合回收利用方法，该方法包括以下步骤(1)米糠粕进行液化、固液分离；(2)固液分离的液相进行厌氧发酵得含丁醇、丙酮和乙醇的发酵液；(3)固液分离的固相经酶解、浓缩、干燥。本发明通过工艺的改进和创新，开发出米糠粕全新的综合利用途径，使米糠粕的利用最大化，提高其利用价值，能有效地促进米糠粕深加工工业的应用。
文档编号C12P5/02GK102286546SQ20111020058
公开日2011年12月21日 申请日期2011年7月18日 优先权日2011年7月18日
发明者常春, 张高鹏, 李洪亮, 杨旭, 范前进, 马晓建 申请人:郑州凯乐生物能有限公司