專(zhuān)利名稱：谷物類(lèi)淀粉質(zhì)原料蒸汽爆破生產(chǎn)乙醇新方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生物乙醇生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種谷物類(lèi)淀粉質(zhì)原料蒸汽爆破生 產(chǎn)乙醇的新方法。
背景技術(shù)：
谷物類(lèi)淀粉質(zhì)原料包括小麥、玉米、大米、高粱等，生產(chǎn)乙醇或燃料乙醇是谷物類(lèi) 淀粉質(zhì)原料精深加工的重要內(nèi)容，也為乙醇或燃料乙醇在食品、能源、化工等領(lǐng)域的應(yīng)用奠 定了必要的、充足的物質(zhì)基礎(chǔ)。目前乙醇或燃料乙醇的生產(chǎn)主要采用小麥、玉米、大米等谷物類(lèi)淀粉質(zhì)原料，我國(guó) 年產(chǎn)乙醇約400萬(wàn)噸、燃料乙醇近200萬(wàn)噸，生產(chǎn)乙醇或燃料乙醇是谷物類(lèi)淀粉質(zhì)原料轉(zhuǎn)化 及精深加工的重要途徑。當(dāng)前利用小麥、玉米、大米等谷物類(lèi)淀粉質(zhì)原料生產(chǎn)乙醇或燃料乙 醇過(guò)程中，主要的工藝過(guò)程包括原料粉碎、蒸煮、糖化、發(fā)酵和蒸餾等5個(gè)關(guān)鍵步驟。粉碎包 括干法粉碎和濕法粉碎，粉碎后的物料顆粒小、蒸煮時(shí)與蒸汽接觸均勻、易于轉(zhuǎn)化和利用； 蒸煮包括連續(xù)蒸煮、半連續(xù)蒸煮和間歇蒸煮，蒸煮后物料由生料成為熟料，生淀粉進(jìn)行了糊 化，便于糖化，同時(shí)原料被滅菌成為無(wú)菌；糖化包括連續(xù)糖化和間歇糖化，可采用包括淀粉 酶、糖化酶等在內(nèi)的多種酶的作用使原料轉(zhuǎn)化為還原糖；發(fā)酵就是在酵母菌的作用下，將還 原糖轉(zhuǎn)化成乙醇的過(guò)程；蒸餾就是將乙醇通過(guò)揮發(fā)性的不同在加熱的方式下分離出來(lái)。在傳統(tǒng)的乙醇生產(chǎn)中，粉碎、蒸煮這兩個(gè)步驟對(duì)下游工藝中原料的糖化、發(fā)酵效果 有重大的影響。當(dāng)前生產(chǎn)技術(shù)中的原料粉碎和蒸煮兩個(gè)步驟能耗較高、自動(dòng)化程度低、工藝 復(fù)雜、設(shè)備占地面積大，工藝持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、人力投入大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種節(jié)省時(shí)間和成本的谷物類(lèi)淀粉質(zhì)原料蒸汽爆破生產(chǎn) 乙醇新方法。本發(fā)明采用以下技術(shù)方案
谷物類(lèi)淀粉質(zhì)原料蒸汽爆破生產(chǎn)乙醇新方法，將谷物類(lèi)淀粉質(zhì)原料預(yù)處理，然后進(jìn)行 蒸汽爆破，蒸汽壓力為1 4kPa，維持壓力時(shí)間為2 120秒，爆破時(shí)間為0. 00875 1秒， 將爆破物料收集，然后進(jìn)行糖化、發(fā)酵生產(chǎn)乙醇。所述蒸汽爆破的具體過(guò)程為將預(yù)處理后的谷物類(lèi)淀粉質(zhì)原料送入并裝滿爆缸， 封閉爆缸，將210-240°C飽和蒸汽通入爆缸，維持壓力后打開(kāi)爆缸進(jìn)行爆破。所述預(yù)處理為谷物類(lèi)淀粉質(zhì)原料晾干。所述谷物類(lèi)淀粉質(zhì)原料為小麥、玉米、大米和高粱中的一種或多種。本發(fā)明采用一步蒸汽爆破工藝代替了原來(lái)的粉碎和蒸煮兩步工藝，采用一步蒸汽 爆破，谷物類(lèi)淀粉質(zhì)原料在蒸汽爆破時(shí)在巨大的內(nèi)外壓差下發(fā)生爆裂，成為漿狀，實(shí)現(xiàn)了整 粒爆碎，同時(shí)使原料由生變熟，起到了蒸煮的作用，還起到了高溫滅菌的作用，使原料由有 菌變成無(wú)菌，為下一步進(jìn)行水解糖化奠定了基礎(chǔ)。
本發(fā)明的一步蒸汽爆破使得處理時(shí)間由原來(lái)的0. 5 1個(gè)小時(shí)，降低到現(xiàn)在的 2 120秒，能耗降低80 98%，粉塵排放減少90 100% ；設(shè)備由原來(lái)的粉碎機(jī)、蒸煮鍋簡(jiǎn) 化為1個(gè)蒸汽爆破機(jī)，操作人員減少2 3倍，設(shè)備占地面積減少70 90%，設(shè)備投入成本 減少10 30% ；使自動(dòng)化程度顯著提高，工作環(huán)境明顯改善。本發(fā)明谷物類(lèi)淀粉質(zhì)原料蒸汽爆破生產(chǎn)乙醇新方法的應(yīng)用，能夠提高工藝的自動(dòng) 化，降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，可以使生產(chǎn)成本降低10 30%，還可以節(jié)約生產(chǎn)資源和空間，起 到節(jié)能減排、提高經(jīng)濟(jì)效益的重要作用。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
谷物類(lèi)淀粉質(zhì)原料蒸汽爆破生產(chǎn)乙醇新方法，將小麥自然晾干，然后送入并裝滿爆缸， 封閉爆缸，將壓力為4kPa、溫度為210°C的飽和蒸汽通入爆缸，維持壓力2秒后打開(kāi)爆缸進(jìn) 行0. 00875秒爆破；將爆破物料收集，測(cè)得淀粉水解糖的得率達(dá)到95%，放線菌、霉菌、酵母 等檢出率為0，然后進(jìn)行糖化、發(fā)酵生產(chǎn)乙醇。實(shí)施例2
谷物類(lèi)淀粉質(zhì)原料蒸汽爆破生產(chǎn)乙醇新方法，將玉米和高粱的混合物自然晾干，然后 送入并裝滿爆缸，封閉爆缸，將壓力為lkPa、溫度為230°C的飽和蒸汽通入爆缸，維持壓力 120秒后打開(kāi)爆缸進(jìn)行1秒爆破；將爆破物料收集，測(cè)得淀粉水解糖的得率達(dá)到96%，放線 菌、霉菌、酵母等檢出率為0，然后進(jìn)行糖化、發(fā)酵生產(chǎn)乙醇。實(shí)施例3
谷物類(lèi)淀粉質(zhì)原料蒸汽爆破生產(chǎn)乙醇新方法，將大米和高粱的混合自然晾干，然后送 入并裝滿爆缸，封閉爆缸，將壓力為3kPa、溫度為240°C的飽和蒸汽通入爆缸，維持壓力60 秒后打開(kāi)爆缸進(jìn)行0. 5秒爆破；將爆破物料收集，測(cè)得淀粉水解糖的得率達(dá)到98%，放線菌、 霉菌、酵母等檢出率為0，然后進(jìn)行糖化、發(fā)酵生產(chǎn)乙醇。
權(quán)利要求
1.谷物類(lèi)淀粉質(zhì)原料蒸汽爆破生產(chǎn)乙醇新方法，其特征在于將谷物類(lèi)淀粉質(zhì)原料預(yù) 處理，然后進(jìn)行蒸汽爆破，蒸汽壓力為1 4kPa，維持壓力時(shí)間為2 120秒，爆破時(shí)間為 0. 00875 1秒，將爆破物料收集，然后進(jìn)行糖化、發(fā)酵生產(chǎn)乙醇。
2.如權(quán)利要求1所述的谷物類(lèi)淀粉質(zhì)原料蒸汽爆破生產(chǎn)乙醇新方法，其特征在于所 述蒸汽爆破的具體過(guò)程為將預(yù)處理后的谷物類(lèi)淀粉質(zhì)原料送入并裝滿爆缸，封閉爆缸，將 210-240°C飽和蒸汽通入爆缸，維持壓力后打開(kāi)爆缸進(jìn)行爆破。
3.如權(quán)利要求1或2所述的谷物類(lèi)淀粉質(zhì)原料蒸汽爆破生產(chǎn)乙醇新方法，其特征在于 所述預(yù)處理為谷物類(lèi)淀粉質(zhì)原料晾干。
4.如權(quán)利要求3所述的谷物類(lèi)淀粉質(zhì)原料蒸汽爆破生產(chǎn)乙醇新方法，其特征在于所 述谷物類(lèi)淀粉質(zhì)原料為小麥、玉米、大米和高粱中的一種或多種。
全文摘要
本發(fā)明屬于生物乙醇生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種谷物類(lèi)淀粉質(zhì)原料蒸汽爆破生產(chǎn)乙醇的新方法。該方法將谷物類(lèi)淀粉質(zhì)原料預(yù)處理，然后進(jìn)行蒸汽爆破，蒸汽壓力為1～4kPa，維持壓力時(shí)間為2～120秒，爆破時(shí)間為0.00875～1秒，將爆破物料收集，然后進(jìn)行糖化、發(fā)酵生產(chǎn)乙醇。本發(fā)明谷物類(lèi)淀粉質(zhì)原料蒸汽爆破生產(chǎn)乙醇新方法的應(yīng)用，能夠提高工藝的自動(dòng)化，降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，可以使生產(chǎn)成本降低10～30%，還可以節(jié)約生產(chǎn)資源和空間，起到節(jié)能減排、提高經(jīng)濟(jì)效益的重要作用。
文檔編號(hào)C12P7/06GK102002516SQ20101053639
公開(kāi)日2011年4月6日 申請(qǐng)日期2010年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月9日
發(fā)明者于富強(qiáng), 于正道, 任天寶, 宋安東, 張洋, 張百良, 王風(fēng)芹, 謝慧, 邱盼 申請(qǐng)人:河南農(nóng)業(yè)大學(xué), 鶴壁正道生物能源有限公司