專利名稱：木薯渣酒精生產新工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種酒精生產的方法。特別是以木薯和木薯渣生產酒精的方法。
背景技術：
目前一般的木薯淀粉廠或酒精廠，在生產淀粉后，都會產生數量較多的廢物一木薯渣， 由于其含有一定量的淀粉，可以作為飼料使用，但效益不大，近年來也有用作酒精生產的原 料，但生產成本高，排污量大，是高能耗和高污染的大戶。
為了將木薯渣利用，公開文獻報道了以下一些方法.
題名利用木薯渣發酵生產啤酒酵母單細胞蛋白的研究作者湯燕花謝必峰機 構福建師范大學生物工程學院，刊名藥物生物技術.2006， 13(1),51-文摘木薯渣 中含有大量的淀粉，但蛋白含量很低，直接詞用效果差。該研究利用黑曲霉和啤酒酵母在適 宜的條件下對木薯渣進行混種發酵，提高木薯渣的蛋白含量，作為一種酵母單細胞蛋白飼料 應用于生產和飼養牲畜，并使廢棄物得到資源化處理。
題名利用木薯渣進行纖維素分解菌混合發酵工藝研究作者林捷[l]譚兆贊[2] 羅偉誠[3]機構[l]華南農業大學食品學院，[2]華南農業大學資源環境學院，[3]華南農 業大學生命科學學院，刊名安全與環境學報.2005，5(6),26-29文摘從自然界中篩選 出6株相互間無拮抗作用的纖維素分解菌進行混合發酵，研究了該混菌以工業廢棄物木薯渣為 原料發酵的最佳產酶條件是:培養基配方為木薯渣4g，黃豆粉O. 75g， KH2P04 0. 20g， NaCl 0.02g， MgSO" 7H20 0.015g，蒸餾水1000mL;發酵工藝為初始p^7. 0，培養溫度40。C，每250mL錐形 瓶裝培養液140mL，接種量3%.在140r ，mirf-l轉速下發酵72h。結果表明，混合菌的發酵可 大幅度提高纖維素酶活力及對還原糖的耐受力。
題名木薯渣固態發酵可生產植酸酶刊名牧業資訊坊.2005 (8).-26-2文摘
植酸梅能降解植酸，釋放植酸中的磷分，解除其營養抗性，提高食物及飼料中磷的利用率， 減少排泄物中有機磷含量，預防由磷缺乏引起的各種疾病，促進人、畜磷、轉、鋅等營養水 平的提高。因此植酸梅被廣泛應用在飼料和糧食工業中，用于降解飼料和食物中的植酸。華 南熱帶農業大學的科研人員通過研究，
題名木薯渣固態發酵植酸酶的中試條件作者鐘秋平周文化李建娜李枚秋蔣 芳軍吳健雄機構華南熱帶農業大學工學院食品科學與工程系，刊名熱帶作物學
報.2004， 25(1) ,45-48文摘研究了培養條件對木薯渣在箱式固態發酵反應器中用黑曲霉 (Aspergillus niger)PD菌株發酵生產植酸酶的影響。結果表明單因素試驗最佳條件為水質 量分數75%，料層厚度5 10cm，接種量l. 5°、，培養溫度32-34°C，培養時間6-8d。在此條
件下，植酸酶活力最高達4189umo1/<min. g)。
題名木薯渣飼用價值研究作者胡忠澤[l]劉雪峰[2]機構[l]安徽技術師 范學院，[2]動物科刊名安徽技術師范學院學報.2002, 16(4) ,4-文摘木薯渣是淀 粉廠和檸檬酸廠的下腳料，國內外每年廢棄量相當大，嚴重污染了環境，本研究采用常規分 析和原子吸收分光光度計等現代化先進儀器機結合，研究木薯渣的營養價值。經實驗測得木 薯渣各營養成分含量如下；粗蛋白4.92%，粗脂肪1.96%。粗纖維14.46%，粗灰份23.36%，無 氮浸出物4.7.72%，消化能8.30(豬)兆焦/千克，代謝能(雞)6.08兆焦/千克，元素 Ca8.45y。，P0.048M，Cu24.02毫克/千克，Zn47. 30毫克/千克，Mn66. 20毫克/千克，木薯渣與三 七糠相比具有較高的詞用價值。
從公開文獻中我們可以了解到，目前木薯渣是淀粉廠的下腳料，主要用于生產飼料-、植 酸酶等，也還達不到工業化應用的程度，每年廢棄量相當大，嚴重污染了環境，所以如何利 于這些廢料，正越來越受科學研究工作者的重視。

發明內容
本發明的目的是要提供一種為了解決目前木薯渣廢棄物的利用問題，同時解決木薯和木 薯渣混合生產過程酒精能耗高、重污染的缺點，以提高木薯渣和酒精廠的經濟效益。 本發明是這樣實現的
本項技術方案為木薯渣與生木薯或木薯干片混合生產，首先是將木薯渣與生木薯或木薯 干片分開，分別進行蒸煮和糖化，木薯渣經糖化后進行渣水分離，固渣直接拉去做飼料或肥 料，分離的木薯渣糖化濾液則回用作生木薯或木薯干片的調漿用液，該方法提高了發酵酒份， 降低了生木薯或木薯干片的用量。
木薯渣的蒸煮和糖化工藝是，木薯渣經篩分，細度為1. 8 mm以下，送到酒精車間的IC 存池中，加入淀粉生產中產生的廢水一黃漿水，每lkg木薯渣加入黃漿水2 — 5升，放入調槳 罐中，加入耐高溫a—淀粉酶，采用的a—淀粉酶品種與現有技術相同，酶添加量為5 — 15U /g，(耐高溫a —淀粉酶是用地衣芽孢桿菌(Bacillus Licheiformis)經過深層培養、提 取等工序制成，具有良好的耐熱性。它能任意切斷直鏈淀粉和支鏈淀粉a-1.4葡萄糖苷鍵， 產生可溶生糊精、低聚糖和葡萄糖；也可以采用其它菌種提取的耐高溫a —淀粉酶，溫度能 夠達到65'C左右)，進入換熱器，與蒸煮罐出料進行熱交換，溫度升到90—11(TC時進行液化， 再進入蒸煮鍋，蒸煮時溫度控制在90 95°C ，蒸煮醪液呈淡黃色或淺褐色為最佳，蒸煮醪 液經汽液分離后，進入糖化罐中，并在糖化鍋中降溫到55—65'C時加入糖化酶進行糖化，(糖 化酶，又稱葡萄糖淀粉酶(Glucoamylase)，是由曲霉優良菌種(Aspergilusniger)經深層 發酵提煉而成)，用量為100~150單位/克原料，糖化時間20 — 60分鐘，除去固渣，固渣壓 干水份，壓干的固渣送去做肥料或飼料，清液(木薯渣糖化濾液)進入貯存池中，由泵輸送 到生木薯或干片生產線的調漿罐中，用于調節生木薯或干片的漿液濃度。
生木薯或木薯干片的蒸煮和糖化工藝是原料經粉碎后加入上述得到的木薯渣糖化濾液， 每公斤固體淀粉加入液體2-4公斤，并加入耐高溫a —淀粉酶(與上面木薯渣使用的高溫a一淀粉酶相同)，攪拌，90—11(TC液化后進入蒸煮罐，蒸煮時間40—60分鐘，溫度90 95 °C，之后進入糖化罐，降溫到55—65'C時加入糖化酶(與上面木薯渣使用的糖化酶相同)，， 用量為100—150單位/克原料，糖化20—60分鐘，經換熱器降溫到30—35'C，進入發酵罐發 酵，時間50-70小時，酒份達到8.5%以上，送進蒸餾車間按常規方法蒸餾。
本發明的優點
1、 解決目前木薯渣廢棄物的利用問題，提高了木薯渣和酒精廠的經濟效益。將木薯渣與 生木薯或木薯干片分開，分別進行蒸煮和糖化，生產周期短，能耗低，操作簡便，產品穩定 性高。
2、 有效地解決了生產木薯渣酒精的能耗高，污染嚴重的問題，提高了木薯渣的經濟效益， 減少了排污量，而且，這是一種可再生的能源，符合國家的政策。
3、 本發明的方法2007年7月15日 2007年8月15日在廣西明陽生化科技股份有限公 司的酒精車間試產，-并獲得成功，只需要新增立篩一臺，壓濾機一臺，抽泵兩臺，管道及相 應的閥門，蒸煮、糖化生產線各一條，就可以大大提高產量。
4、 有效地解決了生產木薯渣酒精的能耗高，污染嚴重的問題，提高了木薯渣的經濟效益， 降低了排污量。
具體實施例方式
實施例1
首先，要將木薯渣與木薯干片分開蒸煮。
木薯渣經立篩篩分后，每lkg木薯渣加入黃漿水2 — 5升，然后由往復泵輸送進入板式換 熱器，與蒸煮出料進行熱交換，溫度升到90-ll(TC時進行液化，再進入蒸煮罐進行蒸煮，蒸 煮時溫度控制在90 95。C、時間在30 60分鐘的范圍內，蒸煮料呈淡黃色為最佳。物料從 蒸煮罐出來后，進入ltt糖化罐，在ltt糖化罐內冷卻到55—62'C，加入糖化酶進行糖化30分 鐘，加入耐高溫a—淀粉酶，酶添加量為5—15 U/g，時間30 — 60分鐘.，然后進入渣水分 離設備，除去固渣，清液(木薯渣糖化濾液)進入貯存罐備用。
木薯干片用干打粉碎機粉碎，原料細度要求在l. 8 mm以下為宜，然后進人調漿罐中， 加入由上述的木薯渣糖化后的分離清液進行拌料，控制料水比h 2. 5—3，加入耐高溫a— 淀粉酶，酶添加量為8U/g，時間30—60分鐘，經泵輸送進入換熱器，與蒸煮罐出料進行 熱交換，溫度升到90-ll(TC時進行液化，再進入蒸煮罐。蒸煮溫度控制在90—95。C ，料液 在糊化過程中不得少于30分鐘(可按實際生產情況作出適當延長，以保證醪液的成熟度)。 蒸煮醪液呈淡黃色為最佳。
蒸煮醪液經汽液分離后，進入l共糖化罐，并在ltf糖化罐將溫度降到62。C,加入糖化酶， 在糖化鍋中62'C糖化30 60分鐘，經換熱器冷卻至30 32°C ，進入發酵罐中，其酵母采 用酵母載體或活性干酵母，主發酵溫度可控制在32 34'C下發酵約60小時后，成熟的發酵 醪送往蒸餾工序蒸餾，排出的糟液經固液分離后，其固形物可作為詞料或肥料，糟水進行處
理中和后打入貯存罐中，以再次利用。
實施例2
生木薯經粉碎機粉碎后將進行過篩，木薯漿液進人調漿罐中，粉碎粒度在l. 8 mm以下 為宜，同時在調漿罐中加入木薯渣經糖化后的分離濾液拌料，控制料水比1: 2. 5—3，加 入耐高溫a—淀粉酶，酶添加量為12U/g，時間30—60分鐘，經泵輸送進入換熱器，與蒸 煮罐出料進行熱交換，溫度升到90-ll(TC進行液化，再進入蒸煮鍋。糊化溫度控制在90 95 °C ，料液在糊化過程中不得少于60分鐘(可按實際生產情況作出適當延長，以保證醪液的成 熟度)。蒸煮醪液呈淡黃色為佳，蒸煮醪液經汽液分離后，進入糖化罐中，在糖化鍋中62°C 糖化30分鐘，冷卻至32 30°C ，進入發酵罐中，酵母采用酵母載體，主發酵溫度控制在32 34'C下發酵約50 -70h后，酒份達到8.5%以上，成熟的發酵醪送往蒸餾工序蒸餾，排出的
糟液經固液分離后，其固形物可作為飼料或肥料，糟水進行處理打入ie存罐中，再次利用。
實施例3
木薯渣經立篩分離后，由淀粉車間抽送到酒精車間的貯存池中，加入淀粉生產中產生的 廢水一黃漿水，每lkg木薯渣加入黃漿水2 — 5升，用泵抽入調漿罐中，粉碎粒度在l. 8 mm 以下為宜，加入耐高溫a—淀粉酶，酶添加量為15U/g，時間30 — 60分鐘，經泵輸送進入 換熱器，與蒸煮罐出料進行熱交換，溫度升到90-ll(TC進行液化，再進入蒸煮鍋。蒸煮時溫 度控制在90 95'C ，料液在糊化過程中不得少于60分鐘(可按實際生產情況作出適當延長， 以保證醪液的成熟度)。蒸煮醪液呈淡黃色或淺褐色為最佳，蒸煮醪液經汽液分離后，進入糖 化罐中，并在糖化鍋中降溫到58 —6(TC時加入糖化酶進行糖化，糖化時間40分鐘，經泵輸 送進入立篩，除去固渣，固渣壓干水份，壓干的固渣送去做肥料或飼料，清液進入貯存池中， 由抽泵輸送到調漿罐中，用于調節生木薯或干片的漿液濃度。
實施例4
木薯干片經干打粉碎機粉碎后將進行過篩，干片槳液進人調漿罐中，粉碎粒度在l. 8 mm 以下為宜，同時在調漿罐中加入木薯渣經糖化后的分離清液拌料，控制料水比l: 2. 5 — 3， 加入耐高溫a—淀粉酶，酶添加量為6U/g，時間30—60分鐘，經泵輸送進入換熱器，與 蒸煮罐出料進行熱交換，溫度升到90-ll(TC進行液化，再進入蒸煮鍋。糊化溫度控制在90 95°C ，料液在糊化過程中不得少于60分鐘(可按實際生產情況作出適當延長，以保證醪液 的成熟度)。蒸煮醪液呈淡黃色為佳，蒸煮醪液經汽液分離后，進入糖化罐中，在糖化鍋中 60—65。C糖化50分鐘，冷卻至32 30。C ，進入發酵罐中，酵母采用酵母載體，主發酵溫度 控制在32 34'C下發酵約50-70 h后，酒份達到8.5%以上，成熟的發酵醪送往蒸餾工序蒸 餾，排出的糟液經固液分離后，其固形物可作為飼料或肥料，糟水進行處理打人貯存罐中， 再次利用。
數據對比:
未技改前的生產數據技改后本發明技術的生產數據平均日產量45噸平均日產量60噸
蒸汽8噸/噸蒸汽5. 2噸/噸
電350度/噸電210度/噸
水240立方/噸水160立方/噸
發酵酒份5%發酵酒份8. 5%
噸酒排污量25立方噸酒排污量15立方
從以上的數據對比，可以肯定，技改取得了成功，各項指標都得到了明顯的改善，.經濟 效益明顯提高。
年產10000 t酒精廠，由于采用低溫蒸煮，濃醪發酵，年節約26. 2萬元+40萬元一 66. 2萬元，使用低溫蒸煮工藝使原料的出酒率提高了 0. 5%，以此計算，年產10000 t酒精 以同樣的原料，可多產酒精145t，價值145tX2800元/t(酒精價)=40. 6萬元總計66. 2 萬元+40. 6萬元一 106. 8萬元，更為重要的是，采用此工藝后，噸酒精的木薯干片消耗為 2. 2噸，比常規的工藝消耗減少了 0. 5噸的木薯干片原料。
權利要求
1、一種木薯渣酒精生產新工藝，其特征在于是將木薯渣與生木薯或木薯干片分開，分別進行蒸煮和糖化，木薯渣經糖化后進行渣水分離，固渣直接作為飼料或肥料，分離的木薯渣糖化濾液用于作生木薯或木薯干片的調漿用液。
2、 根據權利要求l所述的木薯渣酒精生產新工藝，其特征在于木薯渣的蒸煮和糖化工 藝是，木薯渣經篩分，細度為1. 8 ■以下，送到酒精車間的貯存池中，加入淀粉生產中產生的廢水一黃漿水，每lkg木薯渣加入黃漿水2 — 5升，放入調漿罐中，加入耐高溫a—淀粉 酶，酶添加量為5 — 15 U/g，進入換熱器，與蒸煮罐出料進行熱交換，溫度升到90 —ll(TC 時進行液化，再進入蒸煮鍋，蒸煮時溫度控制在90 95°C ，蒸煮醪液呈淡黃色或淺褐色為 最佳，蒸煮醪液經汽液分離后，進入糖化罐中，并在糖化鍋中降溫到55 — 65'C時加入糖化酶 進行糖化，用量為100—150單位/克原料，糖化時間20—60分鐘，除去固渣，固渣壓干水份， 壓干的固渣送去做肥料或飼料，木薯渣糖化濾液進入貯存池中，由泵輸送到生木薯或干片生 產線的調漿罐中，用于調節生木薯或干片的漿液濃度。
3、 根據權利要求1所述的木薯渣酒精生產新工藝，其特征在于生木薯或木薯干片的蒸 煮和糖化工藝是原料經粉碎后加入木薯渣糖化濾液，每公斤固體淀粉加入液體2-4公斤， 并加入耐高溫a —淀粉酶，攪拌，90 — 11(TC液化后進入蒸煮罐，蒸煮時間40—60分鐘，溫 度90 95'C，之后進入糖化罐，降溫到55—65'C時加入糖化酶，用量為100—150單位/克原 料，糖化時間20—60分鐘，經換熱器降溫到30 — 35"C，進入發酵罐發酵，時間50-70小時， 酒份達到8.5%以上，送進蒸餾車間按常規方法蒸餾。
全文摘要
本發明公開了一種木薯渣酒精生產新工藝，其特征在于將木薯渣與生木薯或木薯干片分開，分別進行蒸煮和糖化，木薯渣經糖化后進行渣水分離，固渣直接拉去做飼料或肥料，木薯渣糖化濾液用作生木薯或木薯干片的調漿用液。本方法生產周期短，能耗低，操作簡便，產品穩定性高，有效地解決了生產木薯渣酒精的能耗高，污染嚴重的問題，提高了木薯渣的經濟效益，解決目前木薯渣廢棄物的利用問題，提高了木薯酒精廠的經濟效益。
文檔編號C12P7/06GK101195836SQ20081007340
公開日2008年6月11日 申請日期2008年1月4日 優先權日2008年1月4日
發明者張翰君, 林旭升, 潘瑞堅 申請人:廣西明陽生化科技股份有限公司