专利名称：一种用薯类制备乙醇的方法
技术领域：
本发明涉及乙醇制备领域，尤其涉及一种用薯类制备乙醇的方法。
背景技术：
目前，以木薯干或薯干为原料生产燃料乙醇的存在料浆除砂问题。 一般 料浆除砂工艺，均采用沟或槽进行人工间歇除砂的工艺，且除砂步骤选定在 薯干粉调浆后进行。采用这种用薯类制备乙醇的方法中，砂子的去除率仅为
30%左右，而且砂子中夹杂有大量的淀粉也随砂子一起被丢弃，造成淀粉浪费 和酒精收率降低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用薯类制备乙醇的方法，它能够将砂子的去 除率由目前的30%提高到90%以上，减少淀粉的浪费，提高乙醇的收率。
为了达到上述发明目的，本发明采用以下方案予以实现 一种用薯类制 备乙醇的方法，基于乙醇制备装置，该装置包括拌料桶、液化罐、砂水分离 器、糖化罐，其特征在于，制备方法包括以下步骤
预处理将薯类中的杂物和霉变部分去除干净，粉碎，过筛，得到薯粉;
拌料在拌料桶里将薯干粉与60—65。C热水，按照比例1: 2.8 1: 3.2混合，同时加入a-淀粉酶，比例为lg薯粉加入17 20ug a-淀粉酶，搅 拌均匀，进入液化罐；
液化在搅拌状态下升温至卯 93'C，再加入a-淀粉酶，比例为lg薯粉加入33 40 Pg a -淀粉酶，继续搅拌，液化50 60分钟，然后升温至100 105"C灭酶，得到液化浆料，进入砂水分离器；
除砂液化浆料保持在85 95"C下，搅拌沉降，进行砂水分离，得到沉 降物和上清液，沉降物从砂水分离器底部排出，上清液进入糖化罐；
生成乙醇上清液糖化、发酵、蒸馏，得到乙醇。
本发明的进一步特点在于所述除砂步骤中，采用三个砂水分离器，进 行三级砂水分离，具体为液化浆料进入第一级砂水分离器，搅拌沉降，得 到第一级上清液溢流进入糖化罐，第一级沉降物排入第二级砂水分离器； 洗涤第一级沉降物，搅拌沉降，得到第二级上清液溢流进入拌料桶，第二 级沉降物排入第三级砂水分离器；洗涤第二级沉降物，缓慢搅拌沉降，得到 第三级上清液溢流进入第二级砂水分离器，第三级沉降物排出。
本发明的更进一步特点在于，所述除砂步骤中的搅拌沉降，其搅拌速度 为30 40r/min。所述第三级砂水分离器中通入热水进行洗涤。
下面为本申请的除砂对比实验情况说明
1、除砂工艺位置选择。
(1) 除砂步骤设置在拌料后，由于料浆中有很多淀粉颗粒与砂子重量相 同，当砂子沉降时淀粉颗粒也同时沉降，造成后工序淀粉与砂子分离困难。 另一方面，拌料后除砂，由于此时料浆粘度较大，砂子被料液夹持，因此， 砂子沉降不彻底。
(2) 除砂步骤设置在液化后，当料浆经a-淀粉酶液化后，溶液粘度明显 降低，淀粉颗粒己经液化，此时再用沉降法很容易分离出砂子，而砂子中几 乎淀粉含量为零。因此，本发明除砂位置选定在液化后。2、除砂方式的选择。
在本试验中，发明人选择了两种除砂方法静置法和旋流法，结果表明: 静置法中，由于砂子比重大，很容易沉降；旋流法是溶液在离心力作用下除 砂，虽然溶液中的固形物可以分离，但有少部分的砂子上浮随溶液进入下一 工序，影响砂子的分离效果。发明人通过试验利用静置法，在轻微搅拌下， 固形物下沉，砂子很容易与溶液分离。
本发明具有以下优点
(1) 、除砂位置选定在液化后进行。 一方面，由于液化后料浆的粘度降低， 有利于砂子与料浆分离；另一方面，由于液化后料浆的主要成分99.9%是糊精，
糊精较淀粉更容易溶于热水，因此，采用热水对沉降物洗涤，可以大大减少 淀粉的浪费。
(2) 、采用缓慢搅拌状态下的沉降方式。由于料桨浓度较高，糊精在静止
沉降状态下很容易析出分层，最终与砂子共同成为沉降物被螺旋绞出。由于
砂子的沉降速度远远大于糊精，实验证明采用30 40r/min搅拌速度对料浆 进行搅拌，结果是糊精不会分层，而砂子的沉降不会受到影响。
(3)、对砂子进行二级逆流洗涤。由于本发明采用三级砂水分离，第三级 砂水分离器中的砂子采用9(TC热水洗涤，第二级砂水分离器中的砂子采用第 三级砂水分离器中洗涤液对砂子进行洗涤，洗涤液最终去前工序拌料桶拌料。 这样既回收了淀粉，又节约了水资源。
采用本发明，料浆中砂子的去除率高达95% 98%，砂子的分离效率高； 分离砂子中夹杂淀粉量少，砂子中淀粉含量少于1%。；由于除砂装置位于液化 后(料浆温度85 95'C),因此，分离液体不会感染杂菌；该工艺技术全过程连续生产，分离洗净后的砂子连续排出。
下面结合
和具体实施例对本发明做进一步详细说明。 图l本发明采用的砂水分离器结构示意图，其中l为料浆入口， 2为溢 流口， 3为搅拌器，4为箱体，5为螺旋绞出装置；
图2本发明的三级砂水分离工艺流程图。
具体实施例方式
实施例1:
预处理将木薯干中的杂物和霉变部分去除干净，粉碎，通过1.5mm筛 网，得到木薯粉；
拌料在拌料桶中，将木薯粉与6(TC热水，按照l: 3.158混合，同时加 入a-淀粉酶，比例为lg木薯粉加入Hug a-淀粉酶，搅拌均匀，进入液化
液化在搅拌状态下升温至9(TCrC，再加入a-淀粉酶，比例为lg木薯 粉加入33ug a-淀粉酶，继续搅拌，液化50分钟，得到液化浆料，进入砂水 分离器；
除砂将液化浆料保持在85'C下，搅拌沉降，搅拌速度为30r/min，然后 分离砂子，砂子用9(TC热水分两次洗涤砂子。溢流出的上清液糖化、发酵、 蒸馏，得到乙醇。
最后，将砂子干燥称量，计算除砂效率为95%。 实施例2:
预处理将薯干中的杂物和霉变部分去除干净，粉碎，通过1.5mm筛网，得到木薯粉；
拌料将薯粉与65。C热水，按照一定的物料比(采用物料比为l: 2.809) 混合，同时加入a-淀粉酶，比例为lg薯粉加入17ug a-淀粉酶，搅拌均匀， 进入液化罐；
液化在搅拌状态下升温至105-C，再加入a-淀粉酶，比例为lg木薯粉 加入40ug a-淀粉酶ug/g木薯粉，继续搅拌，液化lh,得到液化浆料，进入 砂水分离器；
除砂将液化浆料保持在95。C下，采用三级除砂，搅拌沉降，搅拌速度 为40r/min，然后分离砂子，砂子用9(TC热水分两次洗涤砂子。溢流出的上清 液糖化、发酵、蒸馏，得到乙醇。
最后将砂子干燥称量，计算除砂效率为98%。 下面结合附图对本发明的三级砂水分离工艺做进一步详细说明。 参照图1，为砂水分离器结构示意图，液化后料浆从料浆入口 l进入箱体 4，在搅拌器3缓慢搅拌作用下，砂子借重力沉入螺旋绞出装置5的沉降液被 螺旋绞出。分离砂子后的上清液通过溢流口2流出。
参照图2，在三级砂水分离工艺中，液化料浆首先进入第一级砂水分离器， 在缓慢搅拌作用下，砂子经静力沉降于砂水分离器的底部，形成第一级沉降 物，连续螺旋排入第二级砂水分离器，第一级上清液溢流进入料浆贮箱，用 泵连续送往糖化罐，后续工序糖化、发酵、蒸馏，生产酒精。由于第一级砂 水分离器排出第一级沉降物中，含有砂子和大量的糊精，因此第一级沉降物 必须进行洗涤，洗涤分为两次。初次糊精洗涤在第二级砂水分离器中进行， 通过泵连续通入来自第一洗水贮箱，开启搅拌器缓慢搅拌，砂子沉降在第二级砂水分离器底部，形成第二级沉降物，排入第三级砂水分离器，第二级上 清液溢流进入第二洗水贮箱，并用泵送往拌料桶，在拌料工序回收。在三级
砂水分离器中加入9(TC热水，缓慢搅拌，进行二次洗涤，洗净后的砂子位于 第三级砂水分离器底部成为第三级沉降物，直接排出，第三级上清液溢流进 入第一洗水贮箱，用泵送往二级砂水分离器。第三级砂水分离器中加入的90 。C热水可以来自蒸馏塔的底部。在三级砂水分离器中搅拌的速度控制在30 40r/min。
权利要求
1、一种用薯类制备乙醇的方法，基于乙醇制备装置，该装置包括拌料桶、液化罐、砂水分离器、糖化罐，其特征在于，制备方法包括以下步骤预处理将薯类中的杂物和霉变部分去除干净，粉碎，过筛，得到薯粉；拌料在拌料桶里将薯干粉与60-65℃热水，按照比例1∶2.8～1∶3.2混合，同时加入a-淀粉酶，比例为1g薯粉加入17～20μg a-淀粉酶，搅拌均匀，进入液化罐；液化在搅拌状态下升温至90～93℃，再加入a-淀粉酶，比例为1g薯粉加入33～40μg a-淀粉酶，继续搅拌，液化50～60分钟，然后升温至100～105℃灭酶，得到液化浆料，进入砂水分离器；除砂液化浆料保持在85～95℃下，搅拌沉降，进行砂水分离，得到沉降物和上清液，沉降物从砂水分离器底部排出，上清液进入糖化罐；生成乙醇上清液糖化、发酵、蒸馏，得到乙醇。
2、 根据权利要求1所述的一种用薯类制备乙醇的方法，其特征在于，所 述除砂步骤中，采用三个砂水分离器，进行三级砂水分离，具体为液化浆 料进入第一级砂水分离器，搅拌沉降，得到第一级上清液溢流进入糖化罐， 第一级沉降物排入第二级砂水分离器；洗涤第一级沉降物，搅拌沉降，得到 第二级上清液溢流进入拌料桶，第二级沉降物排入第三级砂水分离器；洗涤 第二级沉降物，缓慢搅拌沉降，得到第三级上清液溢流进入第二级砂水分 离器，第三级沉降物排出。
3、 根据权利要求2所述的一种用薯类制备乙醇的方法，其特征在于，所 述除砂步骤中的搅拌沉降，其搅拌速度为30 40r/min。
4、根据权利要求2所述的一种用薯类制备乙醇的方法，其特征在于，所 述第三级砂水分离器中通入热水进行洗涤。
全文摘要
本发明涉及乙醇制备领域，公开了一种用薯类制备乙醇的方法。它基于乙醇制备装置，其特征在于，制备方法包括以下步骤预处理；拌料；液化；除砂；生成乙醇。本发明将除砂步骤放置在液化之后，采用三级除砂工艺，工艺布置合理，除砂效果明显，乙醇收率高。
文档编号C12M1/00GK101319233SQ20081015023
公开日2008年12月10日 申请日期2008年7月2日 优先权日2008年7月2日
发明者刘建文, 李江辉, 王新刚 申请人:中国轻工业西安设计工程有限责任公司