專利名稱：一種利用木薯渣和鮮木薯濃醪酒精發(fā)酵的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種以木薯渣和鮮木薯為原料濃醪酒精發(fā)酵方法。
背景技術(shù)：
廣西是我國酒精生產(chǎn)的主要產(chǎn)區(qū)，木薯是生產(chǎn)酒精的主要原料之一。使用木薯片 做原料生產(chǎn)酒精的成本較高，一般都是使用鮮木薯作為原料生產(chǎn)酒精，存在的主要問題是 一般酒精生產(chǎn)企業(yè)的發(fā)酵成熟醪的酒度是9.0% 9. 5% (ν / ν)，其設(shè)備利用率、勞動(dòng)生 產(chǎn)率、能源利用率偏低，生產(chǎn)成本較高。改進(jìn)的方法是采用濃醪酒精發(fā)酵，該法特點(diǎn)是設(shè)備 利用率高、蒸餾能耗少、生產(chǎn)成本低及酒糟易處理等。利用鮮木薯進(jìn)行濃醪酒精發(fā)酵的前提 是提高發(fā)酵初始總糖含量，但是要得到高濃度的木薯漿料比較困難，原因是木薯在粉碎過 程中需要加入大量的水，降低了木薯漿料的初始總糖含量，若在粉碎工序加水少，會(huì)使鮮木 薯難以粉碎，并導(dǎo)致發(fā)酵過程中漿料的流動(dòng)性差，不利于進(jìn)行連續(xù)發(fā)酵。木薯淀粉生產(chǎn)中，一般每產(chǎn)一噸商品淀粉可得0.2噸的絕干木薯渣，木薯渣中含 有大量的淀粉，以絕干計(jì)約為40% 45%，但渣中蛋白質(zhì)含量很低，直接用作飼料效果差，木 薯加工過程直接得到的木薯渣含有大量的水份，不利于運(yùn)輸，且木薯渣脫水較難，也一直困 擾著對(duì)其進(jìn)行綜合開發(fā)，有些企業(yè)為了維持其正常的生產(chǎn)秩序，甚至以零價(jià)格出讓給農(nóng)民 作肥料，故每年木薯淀粉生產(chǎn)中產(chǎn)生的木薯渣得不到充分的利用，廢棄量非常大，既造成資 源浪費(fèi)，又嚴(yán)重污染環(huán)境，如何提高木薯渣的綜合利用價(jià)值，把廢渣變成寶，減少廢渣對(duì)環(huán) 境的污染，長期以來都是木薯淀粉行業(yè)一個(gè)亟待解決的課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種以木薯渣和鮮木薯為原料濃醪酒精發(fā)酵方 法，該方法有效提高了鮮木薯濃醪酒精發(fā)酵中初始總糖濃度，解決了濃醪發(fā)酵過程中料液 粘度大、流動(dòng)性差及傳質(zhì)效率低、難以實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)和木薯渣殘余淀粉得不到充分利用等 問題。解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是一種利用木薯渣和鮮木薯濃醪酒精發(fā)酵的方 法，包括以下步驟
(1)調(diào)漿將粒度小于1.5mm的木薯渣調(diào)成漿料，要求絕干木薯渣重量含量在10% 15%，調(diào)pH為5. 8 6. 5，加入α -淀粉酶，α -淀粉酶添加量按每克絕干木薯渣20u 30u ；
(2)液化、過濾將加入α-淀粉酶的漿料加溫至90°C 110°C，至漿料用碘液試驗(yàn)呈 棕紅色，過濾得濾液即液化液；
(3)再調(diào)漿、液化、過濾在濾液中加入木薯渣使絕干木薯渣重量含量在8% 14%，調(diào)pH 為5. 8 6. 5，補(bǔ)加α -淀粉酶，α -淀粉酶的添加量是第一次α -淀粉酶添加量的1/5 1/3 ；將加入α -淀粉酶的漿料加溫至90°C 110°C，至漿料用碘液試驗(yàn)呈棕紅色，過濾得濾 液；
(4)重復(fù)步驟(3)再調(diào)漿、液化、過濾，直至得到固形物重量含量達(dá)到22% 25%的濾(5)用液化液進(jìn)行鮮木薯粉碎調(diào)漿將鮮木薯與步驟(5)得到的濾液按重量比1: (1. 1 1. 2)的比例進(jìn)行混合粉碎，粉碎后鮮木薯粒度小于1. 5mm，得到鮮木薯漿料；
(6)液化、滅菌、糖化、濃醪酒精發(fā)酵調(diào)節(jié)步驟(5)得到的鮮木薯漿料的pH5.8 6. 5， 按步驟(5)中投料的鮮木薯中每克絕干木薯加入α -淀粉酶IOu 15u ；將漿料加熱至 90°C 95°C液化1. 5h 2h ；升溫至110°C 115°C下滅菌、滅酶20min 30 min ；冷卻 至55°C 60°C，調(diào)節(jié)pH 4 4. 5，按漿料中每克固形物需要150u 200u計(jì)加入糖化酶， 55°C 60°C糖化0. 5h 2h ；30°C 33°C下接入種子培養(yǎng)液，接種量為發(fā)酵醪液體積的 8% 12%，按每升發(fā)酵醪液加入3. Og 3. 5g尿素，32°C 35°C下發(fā)酵48h 60h，得到酒 度為12. 5%以上的發(fā)酵成熟醪。本發(fā)明之一種利用木薯渣和鮮木薯濃醪酒精發(fā)酵的方法，具有以下有益效果。1.有效的提高發(fā)酵醪初始總糖含量，實(shí)現(xiàn)利用木薯渣和鮮木薯進(jìn)行酒精濃醪發(fā) 酵本發(fā)明的關(guān)鍵步驟是，利用木薯渣反復(fù)進(jìn)行調(diào)漿液化過濾，直到得到固形物重量含量達(dá) 到22% 25%的濾液，再用此濾液進(jìn)行鮮木薯粉碎調(diào)漿，能夠有效地將發(fā)酵醪初始總糖濃度 從常規(guī)生產(chǎn)的14 16 (g /IOOmL)提高到22. 5 24. 5 (g /lOOmL)，從而能夠使發(fā)酵成熟 醪的酒度從常規(guī)生產(chǎn)的9.0% 9. 5% (ν/ν)提高到12.5% (ν/ν)以上，達(dá)到提高設(shè)備利用 率、勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低蒸餾能耗的目的。2.發(fā)酵醪流動(dòng)性好，有利于實(shí)現(xiàn)連續(xù)濃醪發(fā)酵由于在發(fā)酵漿料中，從木薯渣中得 到的調(diào)漿液經(jīng)過液化過濾，除去了其中吸水性強(qiáng)的木薯渣纖維，相當(dāng)于增加了水的用量，因 此發(fā)酵醪在發(fā)酵過程的各階段流動(dòng)性保持良好，提高了發(fā)酵醪液的傳質(zhì)效率，不會(huì)因?yàn)榱?動(dòng)性的問題影響濃醪酒精發(fā)酵。3.提高木薯渣的利用范圍，經(jīng)濟(jì)效益顯著，成本低，收益高。本發(fā)明利用木薯渣和 鮮木薯進(jìn)行濃醪酒精發(fā)酵，使木薯渣殘余淀粉得到充分利用，提高木薯渣的利用范圍，因木 薯渣價(jià)格便宜，相對(duì)于以生木薯或木薯干片為原料的酒精生產(chǎn)工藝，本發(fā)明的原料成本較 低，經(jīng)濟(jì)效益好。4.木薯渣反復(fù)液化過程中，第一次液化中使用的α-淀粉酶經(jīng)過濾后，在濾液中 仍保持較高活力，可以在下次液化中被重復(fù)利用，因此，整個(gè)液化過程使用的α “淀粉酶用 量與常醪酒精發(fā)酵相比差異不大。下面，結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明之一種利用木薯渣和鮮木薯濃醪酒精發(fā)酵的方法的技 術(shù)特征作進(jìn)一步的說明。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一(實(shí)驗(yàn)室)
一種利用木薯渣和鮮木薯濃醪酒精發(fā)酵的方法，包括以下步驟
(1)調(diào)漿在直徑20cm不銹鋼鍋中，加入IOOOg粒度小于1.5mm含水率約86%的木 薯渣漿料，其絕干木薯渣含量約140g，用酸或堿液調(diào)pH6. 2左右，再按每克絕干木薯渣30 u α -淀粉酶計(jì)，加入α -淀粉酶4200U ；
(2)液化、過濾攪拌漿料，同時(shí)將鋼鍋加熱至漿料溫度為90°C 110°C，保持?jǐn)嚢瑁?溫至漿料用碘液試驗(yàn)呈棕紅色，保溫時(shí)間一般為40 min 80min，用100目尼龍濾布過濾可得到固形物重量含量8%以上的濾液；
(3)再調(diào)漿、液化、過濾在上述濾液中加入含水率約70%的木薯渣，使絕干木薯渣重量 含量在8% 14%，調(diào)pH6. 2左右，補(bǔ)加α -淀粉酶lOOOu，加熱至漿料溫度為90°C 110°C， 保溫至漿料用碘液試驗(yàn)呈棕紅色，保溫時(shí)間一般為40 min 80min，用100目尼龍濾布過濾 可得到固形物重量含量14%以上的濾液；
(4)第三次調(diào)漿液化過濾將(3)步驟得到的全部濾液，加入含水率約為10%的木薯渣， 使絕干木薯渣重量含量在8% 14%，調(diào)勻漿料，調(diào)pH6. 2左右，補(bǔ)加α -淀粉酶lOOOu，加熱 至漿料溫度為90°C 110°C，保溫至漿料用碘液試驗(yàn)呈棕紅色，保溫時(shí)間一般為40 min 80min，用100目尼龍濾布過濾可得到固形物重量含量22% 25%的濾液；
(5)用液化液進(jìn)行鮮木薯粉碎調(diào)漿將鮮木薯與步驟(5)得到的濾液按重量比1:1. 1的 比例進(jìn)行混合粉碎，粉碎后鮮木薯粒度小于1. 5mm，得到鮮木薯漿料，此時(shí)鮮木薯漿料中總 糖含量為 22. 5 24. 5 (g /IOOmL)；
(6)液化、滅菌、糖化、濃醪酒精發(fā)酵取步驟(6)得到的鮮木薯漿料2.3L置于5L的 發(fā)酵罐中，調(diào)節(jié)PH6. 0左右，按步驟(6)中投料的鮮木薯中每克絕干木薯加入α -淀粉酶 IOu 15u ；將漿料加熱至90°C 95°C液化1. 5h 2h ；升溫至110°C 115°C下滅菌、滅 酶25 min ；得到濃醪發(fā)酵的原料漿料，冷卻至60°C，調(diào)節(jié)pH4. 5，按漿料中每克固形物需要 150u 200u計(jì)加入糖化酶，55°C 60°C糖化Ih ； 33°C下接入種子培養(yǎng)液，接種量為發(fā)酵 漿料(發(fā)酵漿料是指加入種子培養(yǎng)液和尿素后的原料漿料)體積的8% 12%，按每升發(fā)酵 漿料加入3. Og尿素，32°C 35°C下發(fā)酵60h，得到酒度含量為12. 5%以上(ν/ν)的發(fā)酵成 熟醪，最后按常規(guī)方法蒸餾得到酒精。本發(fā)明采用的α _淀粉酶可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)過程中的溫度確定選用耐高溫α -淀粉 酶或是中溫α-淀粉酶。本發(fā)明所述的濾液固形物含量是指用常規(guī)方法蒸發(fā)(即在常壓下，蒸發(fā)溫度為 100°C)得到的固體的重量占濾液總重量的比例。本發(fā)明所述的調(diào)節(jié)ρΗ值的酸堿選用鹽酸和純堿，根據(jù)實(shí)際情況也可以選用其他 酸堿來調(diào)節(jié)漿料的PH值。本發(fā)明所述的種子培養(yǎng)液是采用釀酒酵母種子按常規(guī)方法制備的二級(jí)種子培養(yǎng) 液。
權(quán)利要求
一種利用木薯渣和鮮木薯濃醪酒精發(fā)酵的方法，其特征在于包括以下步驟(1)調(diào)漿將粒度小于1.5mm的木薯渣調(diào)成漿料，要求絕干木薯渣重量含量在10%～15%，調(diào)pH為5.8～6.5，加入α 淀粉酶，α 淀粉酶添加量按每克絕干木薯渣20u～30u；(2)液化、過濾將加入α 淀粉酶的漿料加溫至90℃～110℃，至漿料用碘液試驗(yàn)呈棕紅色，過濾得濾液即液化液；(3)再調(diào)漿、液化、過濾在濾液中加入木薯渣使絕干木薯渣重量含量在8%～14%，調(diào)pH為5.8～6.5，補(bǔ)加α 淀粉酶，α 淀粉酶的添加量是第一次α 淀粉酶添加量的1/5～1/3；將加入α 淀粉酶的漿料加溫至90℃～110℃，至漿料用碘液試驗(yàn)呈棕紅色，過濾得濾液；(4)重復(fù)步驟(3)再調(diào)漿、液化、過濾，直至得到固形物重量含量達(dá)到22%～25%的濾液；(5)用液化液進(jìn)行鮮木薯粉碎調(diào)漿將鮮木薯與步驟(5)得到的濾液按重量比1:(1.1～1.2)的比例進(jìn)行混合粉碎，粉碎后鮮木薯粒度小于1.5mm，得到鮮木薯漿料；(6)液化、滅菌、糖化、濃醪酒精發(fā)酵調(diào)節(jié)步驟(5)得到的鮮木薯漿料的pH5.8～6.5，按步驟(5)中投料的鮮木薯中每克絕干木薯加入α 淀粉酶10u～15u；將漿料加熱至90℃～95℃液化1.5h～2h；升溫至110℃～115℃下滅菌、滅酶20min～30 min；冷卻至55℃～60℃，調(diào)節(jié)pH 4～4.5，按漿料中每克固形物需要150u～200u計(jì)加入糖化酶，55℃～60℃糖化0.5h～2h；30℃～33℃下接入種子培養(yǎng)液，接種量為發(fā)酵醪液體積的8%～12%，按每升發(fā)酵醪液加入3.0g～3.5g尿素，32℃～35℃下發(fā)酵48h ～60h，得到酒度為12.5%以上的發(fā)酵成熟醪。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用木薯渣和鮮木薯進(jìn)行濃醪酒精發(fā)酵的方法。該方法是將木薯渣進(jìn)行調(diào)漿，加液化酶，調(diào)節(jié)pH值，加溫液化過濾，并將上述工藝過程反復(fù)進(jìn)行，至液化濾液固形物重量含量達(dá)到22%～25%，用此濾液作為鮮木薯的粉碎液，粉碎得到的漿料初始總糖濃度達(dá)到22.5～24.5(g/100mL)，經(jīng)液化、滅菌、糖化、濃醪發(fā)酵等工序，最后得到的發(fā)酵成熟醪酒度達(dá)到12.5%(v/v)以上。該方法有效提高了木薯酒精發(fā)酵中的初始總糖濃度，解決了濃醪發(fā)酵過程中料液粘度大、流動(dòng)性差及傳質(zhì)效率低、難以實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)和木薯淀粉生產(chǎn)過程產(chǎn)生的木薯渣得不到充分利用等問題。
文檔編號(hào)C12P7/08GK101899477SQ20101022625
公開日2010年12月1日 申請(qǐng)日期2010年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月9日
發(fā)明者伍時(shí)華, 葉云, 容元平, 廖蘭, 易弋 申請(qǐng)人:廣西工學(xué)院