專(zhuān)利名稱(chēng)：一種玉米連續(xù)固態(tài)發(fā)酵-產(chǎn)物氣提耦合分離的方法
一種玉米連續(xù)固態(tài)發(fā)酵-產(chǎn)物氣提耦合分離的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于玉米深加工領(lǐng)域，特別涉及一種玉米連續(xù)固態(tài)發(fā)酵-產(chǎn)物氣提耦合分離的方法。
背景技術(shù)：
小麥、玉米和水稻是全球三大主要糧食作物。據(jù)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織統(tǒng)計(jì)，2006年小麥、玉米、水稻三大作物總產(chǎn)量達(dá)19. 36億噸，占全球主要糧食作物總產(chǎn)量的87. 15%。自 2001年以來(lái)，玉米的總產(chǎn)量已超過(guò)水稻和小麥成為全球第一大作物。近幾年，全球玉米產(chǎn)量均在7億噸左右。美國(guó)和中國(guó)的玉米產(chǎn)量分別占全球玉米總產(chǎn)量的42. 05%和19. 22%。我國(guó)是全球第二大玉米生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)，玉米也是我國(guó)僅次于水稻的第二大糧食作物，2009 年我國(guó)玉米產(chǎn)量約為1. 63億噸。玉米不僅具有高產(chǎn)的特性，而且兼有食用、飼用和工業(yè)用等多種用途。玉米是大宗谷物中最適合作為工業(yè)原料的品種，其加工空間大，產(chǎn)業(yè)鏈長(zhǎng)，能夠創(chuàng)造出玉米原料幾倍的高附加值。近年來(lái)由于人民生活水平的提高，玉米不再是人們生活的主糧，成為工業(yè)糧食原料是玉米產(chǎn)業(yè)的主要出路。隨著畜禽業(yè)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)對(duì)玉米的需求量大幅度增加，目前農(nóng)村地區(qū)每年大約有4000萬(wàn)噸玉米直接飼喂給禽畜，造成玉米營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的實(shí)際利用率很低，因此直接飼用產(chǎn)生大量浪費(fèi)。如果能夠提高玉米深加工的程度，可大幅度提高玉米附加值和飼料的質(zhì)量，使玉米產(chǎn)業(yè)以及畜禽業(yè)都從中受益?！笆濉逼陂g，我國(guó)開(kāi)始推廣生物燃料乙醇試點(diǎn)項(xiàng)目，主要以玉米、小麥等陳化糧為原料。玉米酒精發(fā)酵工藝通常需要經(jīng)過(guò)粉碎、糊化、 液化、糖化之后變成可被微生物利用的糖類(lèi)再以酵母發(fā)酵酒精，存在大量污水問(wèn)題。因此， 必須對(duì)玉米酒精發(fā)酵工藝進(jìn)行改造。固態(tài)發(fā)酵是一種在沒(méi)有或者幾乎沒(méi)有游離水的條件的發(fā)酵過(guò)程。人類(lèi)很早就把固態(tài)發(fā)酵的技術(shù)應(yīng)用于食品的生產(chǎn)，而且?guī)缀跛械墓糯l(fā)酵產(chǎn)品都是使用固態(tài)發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)的。與液態(tài)發(fā)酵相比，固態(tài)發(fā)酵的優(yōu)勢(shì)在于能耗低，污染少，并且環(huán)境友好，但傳統(tǒng)固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)過(guò)程的不可連續(xù)性和難以實(shí)現(xiàn)對(duì)過(guò)程傳質(zhì)、傳熱的有效控制，形成了固態(tài)發(fā)酵大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)應(yīng)用的制約因素。近年來(lái)，隨著發(fā)酵過(guò)程在生態(tài)產(chǎn)業(yè)中的凸顯核心位置，特別是生物質(zhì)轉(zhuǎn)化生物燃料的生產(chǎn)過(guò)程，如甜高粱、木薯固態(tài)發(fā)酵生產(chǎn)乙醇、丁醇等生物燃料的生產(chǎn)過(guò)程，都表現(xiàn)出對(duì)連續(xù)、節(jié)能、節(jié)水可實(shí)現(xiàn)對(duì)過(guò)程有效控制的固態(tài)發(fā)酵新技術(shù)的迫切需求。對(duì)固態(tài)發(fā)酵的應(yīng)用研究其核心是現(xiàn)代工藝科學(xué)技術(shù)在以生物反應(yīng)器為主的生產(chǎn)過(guò)程中的集成應(yīng)用和研究。要解決的核心問(wèn)題是固態(tài)發(fā)酵的連續(xù)生產(chǎn)和對(duì)工藝過(guò)程傳質(zhì)、 傳熱的有效控制，實(shí)現(xiàn)低成本、低能耗、高效率、高回報(bào)的環(huán)境友好型生產(chǎn)工藝新技術(shù)體系的形成。以氣提的方式解決發(fā)酵底物和生成物對(duì)發(fā)酵過(guò)程的抑制——提高發(fā)酵生產(chǎn)速率， 早在上世紀(jì)80年代，國(guó)內(nèi)外就有了較系統(tǒng)的基礎(chǔ)研究。目前國(guó)內(nèi)對(duì)氣提發(fā)酵、分離的研究還局限在實(shí)驗(yàn)室和相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)表的層面上，但以氣提發(fā)酵分離的方式解決發(fā)酵底物和生成物對(duì)發(fā)酵過(guò)程的抑制問(wèn)題是提高發(fā)酵生產(chǎn)速率的有效途徑已是學(xué)術(shù)和產(chǎn)業(yè)界的共識(shí)。只是氣提發(fā)酵分離因載氣在操作狀態(tài)下的氣相不凝結(jié)性，使得液態(tài)發(fā)酵和蒸餾分離工藝不能適應(yīng)氣提發(fā)酵分離的工藝過(guò)程操作，因此形成了氣提發(fā)酵大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)性的客觀制約因素。為了克服現(xiàn)有固態(tài)發(fā)酵方法及設(shè)備無(wú)法實(shí)現(xiàn)連續(xù)進(jìn)、出料，并且產(chǎn)物分離能耗高等問(wèn)題，本發(fā)明人提出了一種連續(xù)固態(tài)發(fā)酵與產(chǎn)物氣提熱泵耦合分離方法(連續(xù)固態(tài)發(fā)酵與產(chǎn)物氣提熱泵耦合分離的方法及設(shè)備，20081034423. 7)，并成功應(yīng)用于木質(zhì)纖維素原料， 如秸稈、甜高粱等連續(xù)固態(tài)發(fā)酵乙醇和丁醇等產(chǎn)品的生產(chǎn)中。但是，影響連續(xù)固態(tài)發(fā)酵乙醇的一個(gè)重要問(wèn)題就是固體基質(zhì)的場(chǎng)分布的不均一性，不同固體基質(zhì)，如高淀粉物料、木質(zhì)纖維素原料、同時(shí)含淀粉和纖維素的原料等，在連續(xù)固態(tài)發(fā)酵反應(yīng)器的熱泵氣體循環(huán)氣提時(shí)氣體分布場(chǎng)不同，造成氣提難易程度顯著差異。對(duì)于玉米等高淀粉含量的原料，在經(jīng)過(guò)糊化處理后，物料開(kāi)始發(fā)粘，氣體難以實(shí)現(xiàn)氣提，造成連續(xù)發(fā)酵難以實(shí)現(xiàn)。因此，對(duì)于以玉米為原料進(jìn)行連續(xù)固態(tài)發(fā)酵乙醇或丁醇時(shí)必須采用新的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有玉米等高淀粉物料難以實(shí)現(xiàn)連續(xù)固態(tài)發(fā)酵的問(wèn)題，提供一種玉米連續(xù)固態(tài)發(fā)酵-產(chǎn)物氣提耦合分離的方法。本發(fā)明的構(gòu)思汽爆技術(shù)由于其獨(dú)特的特點(diǎn)，使得玉米等原料可以在汽爆過(guò)程中完成粉碎、糊化作用(玉米汽爆分離及其胚乳多組分聯(lián)產(chǎn)利用技術(shù)，200910089381. 4)。糊化后的玉米可以直接液化、糖化后用于微生物發(fā)酵。但是，也正因?yàn)榻?jīng)過(guò)汽爆處理，使得玉米原料軟化、粘度提高，造成氣體難以在物料中進(jìn)行循環(huán)，從而難以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)物氣提分離-連續(xù)固態(tài)發(fā)酵。必須采用一定的辦法增加物料之間的孔隙度，強(qiáng)化發(fā)酵基質(zhì)之間的氣體循環(huán)，同時(shí)又不能影響到發(fā)酵過(guò)程的進(jìn)行。而通常玉米原料含水量很低的情況下，吸水速度較慢，而且吸水軟化后的物料可以仍然保持完整籽粒狀，很容易與發(fā)酵基質(zhì)(汽爆淀粉原料)進(jìn)行分離。因此，在發(fā)酵周期內(nèi)，不僅可以達(dá)到增加發(fā)酵基質(zhì)孔隙度的目的，而且浸泡軟化后的籽粒更加有利于后續(xù)汽爆處理，作為下一批次發(fā)酵的基質(zhì)。本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容本發(fā)明提供的一種玉米連續(xù)固態(tài)發(fā)酵-產(chǎn)物氣提耦合分離的方法，包括以下步驟(1)玉米汽爆預(yù)處理將浸泡玉米(含水量35%以上)裝入汽爆設(shè)備中，在 1. 25MPa飽和蒸汽壓力下維持5min，瞬間釋壓，收集得到汽爆原料；(2)汽爆玉米與干玉米粒混合發(fā)酵汽爆玉米與干燥玉米粒按照一定比例混合后，用作固態(tài)發(fā)酵基質(zhì)，在發(fā)酵塔內(nèi)進(jìn)行連續(xù)固態(tài)發(fā)酵-產(chǎn)物氣提；(3)發(fā)酵剩余物中汽爆玉米與玉米粒的分離發(fā)酵結(jié)束后，發(fā)酵渣經(jīng)過(guò)一級(jí)螺旋輸送器連續(xù)出料，然后向發(fā)酵剩余物中汽爆玉米發(fā)酵渣加水，經(jīng)過(guò)10-40目篩網(wǎng)分離發(fā)酵剩余物中汽爆玉米和玉米粒，收集透過(guò)濾網(wǎng)的汽爆玉米，然后經(jīng)蒸發(fā)濃縮、混合干燥、造粒包裝等工藝，生產(chǎn)高蛋白精飼料DDGS ；
(4)分離的濕玉米粒直接汽爆，汽爆條件為1. 25MI^飽和蒸汽壓力下維持5min，瞬間釋壓，收集得到的汽爆玉米用于下一批發(fā)酵。本發(fā)明所述的一種淀粉類(lèi)原料連續(xù)固態(tài)發(fā)酵-產(chǎn)物氣提耦合分離的方法，其特征在于，步驟( 所述的汽爆玉米與干玉米粒按照干重5 1 1 1混合。本發(fā)明所述的一種淀粉類(lèi)原料連續(xù)固態(tài)發(fā)酵-產(chǎn)物氣提耦合分離的方法，其特征在于，步驟( 所述的汽爆玉米與干玉米?；旌习l(fā)酵產(chǎn)物包括乙醇、丁醇等。本發(fā)明所述的一種淀粉類(lèi)原料連續(xù)固態(tài)發(fā)酵-產(chǎn)物氣提耦合分離的方法，其特征在于，步驟( 所述的汽爆玉米與干玉米粒混合發(fā)酵乙醇的條件為汽爆玉米和干玉米?；旌虾?，通過(guò)螺旋輸送器進(jìn)料，同時(shí)接種糖化酶，65U/g底物，接種安琪高活性釀酒干酵母， 接種量0.5% (ν/ν)，并添加營(yíng)養(yǎng)鹽0. (NH4)2S04、0. KH2PO4,調(diào)節(jié)ρΗ為5.0左右，進(jìn)料結(jié)束后用CO2置換系統(tǒng)內(nèi)空氣，置換結(jié)束后開(kāi)啟風(fēng)機(jī)和熱泵裝置，控制發(fā)酵塔內(nèi)溫度在 350C，熱泵蒸發(fā)器溫度5 10°C，CO2流量3. 6m3/h，發(fā)酵時(shí)間60h。本發(fā)明所述的一種淀粉類(lèi)原料連續(xù)固態(tài)發(fā)酵-產(chǎn)物氣提耦合分離的方法，其特征在于，步驟( 所述的汽爆玉米與干玉米粒混合發(fā)酵丁醇的條件為汽爆玉米和干玉米?；旌虾螅ㄟ^(guò)螺旋輸送器進(jìn)料，調(diào)節(jié)PH至6. 5，進(jìn)料結(jié)束后用(X)2置換系統(tǒng)內(nèi)空氣，置換結(jié)束后開(kāi)啟風(fēng)機(jī)和熱泵裝置，控制發(fā)酵塔內(nèi)溫度在37°C，接入10% (ν/ν)的Clostridium acetobutylicum ATCC 824種子培養(yǎng)基，熱泵蒸發(fā)器溫度5 10°C，CO2流量3. 6m3/h，發(fā)酵時(shí)間7 ι。本發(fā)明所述的一種淀粉類(lèi)原料連續(xù)固態(tài)發(fā)酵-產(chǎn)物氣提耦合分離的方法，其特征在于，步驟(3)所述的發(fā)酵剩余物按照1 1 1 5加水，然后經(jīng)過(guò)10-40目篩網(wǎng)分離玉米粒和汽爆玉米發(fā)酵渣。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1)汽爆玉米中加入干玉米粒，可以起到載體作用，增加發(fā)酵基質(zhì)的孔隙度，從而改善連續(xù)固態(tài)發(fā)酵-產(chǎn)物氣提分離過(guò)程中的氣體循環(huán)，提高產(chǎn)物濃度；2)干玉米粒在發(fā)酵周期內(nèi)可以達(dá)到吸水軟化作用，更加有利于后續(xù)汽爆處理，作為下一批次發(fā)酵的基質(zhì)，從而簡(jiǎn)化了操作，節(jié)省了水耗、能耗；3)干玉米粒在吸水軟化過(guò)程中，可溶性浸出物溶出，從而使發(fā)酵醪渣生產(chǎn)的DDGS
營(yíng)養(yǎng)成分更加豐富。

附圖1是本發(fā)明采用的連續(xù)固態(tài)發(fā)酵-產(chǎn)物氣提設(shè)備示意圖。其中1)進(jìn)料器，幻一級(jí)螺旋輸送器，幻二級(jí)螺旋輸送器，4)三級(jí)螺旋輸送器，5) 布料器，6)主發(fā)酵塔，7)出料器，8)出料螺旋輸送器，9)種子罐，10)營(yíng)養(yǎng)鹽罐，11)排污口， 12)羅茨風(fēng)機(jī)，13)熱泵蒸發(fā)器，14)熱泵冷凝器，15)加濕器，16)電磁閥，17)活性炭吸附器，18)排氣口，19)止回閥，20)酒精分離口，21)流量計(jì)，22)壓縮機(jī)，23)節(jié)流閥，24) PC控制系統(tǒng)
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1(1)玉米汽爆預(yù)處理將浸泡玉米(含水量35%以上)裝入汽爆設(shè)備中，在 1. 25MPa飽和蒸汽壓力下維持5min，瞬間釋壓，收集得到汽爆原料；( 汽爆玉米與干玉米?；旌习l(fā)酵乙醇汽爆玉米與干燥玉米粒按照干重2 1 混合，通過(guò)螺旋輸送器進(jìn)料，同時(shí)接種糖化酶(65U/g底物)，接種安琪高活性釀酒干酵母 (接種量 0.5% (ν/ν))，并添加營(yíng)養(yǎng)鹽(0.1% (NH4)2S04、0. KH2PO4),調(diào)節(jié) ρΗ 為 5.0 左右，進(jìn)料結(jié)束后用CO2置換系統(tǒng)內(nèi)空氣，置換結(jié)束后開(kāi)啟風(fēng)機(jī)和熱泵裝置，控制發(fā)酵塔內(nèi)溫度在35°C，熱泵蒸發(fā)器溫度5 10°C，CO2流量3. 6m3/h，發(fā)酵時(shí)間60h，最終共收集到乙醇溶液15200ml，其體積分?jǐn)?shù)為38%，淀粉利用率為95% ；(3)發(fā)酵剩余物中汽爆玉米與玉米粒的分離發(fā)酵結(jié)束后，發(fā)酵渣經(jīng)過(guò)一級(jí)螺旋輸送器連續(xù)出料，汽爆玉米發(fā)酵渣中按照與發(fā)酵起始汽爆玉米原料干重1 1的比例加水， 然后經(jīng)過(guò)10目篩網(wǎng)分離發(fā)酵剩余物中汽爆玉米和玉米粒，收集透過(guò)濾網(wǎng)的汽爆玉米，然后經(jīng)蒸發(fā)濃縮、混合干燥、造粒包裝等工藝，生產(chǎn)高蛋白精飼料DDGS，DDGS的蛋白質(zhì)含量為
24.8% ；(4)分離的濕玉米粒在1. 25MI^飽和蒸汽壓力下維持5min，瞬間釋壓，收集得到的汽爆玉米用于下一批發(fā)酵。實(shí)施例2(1)玉米汽爆預(yù)處理將浸泡玉米(含水量35%以上)裝入汽爆設(shè)備中，在 1. 25MPa飽和蒸汽壓力下維持5min，瞬間釋壓，收集得到汽爆原料；(2)汽爆玉米與干玉米?；旌习l(fā)酵丁醇汽爆玉米與干燥玉米粒按照干重1 1 混合，通過(guò)螺旋輸送器進(jìn)料，同時(shí)接入10% (ν/ν)的Clostridium acetobutylicumATCC 824種子培養(yǎng)基，調(diào)節(jié)pH至6. 5，進(jìn)料結(jié)束后用(X)2置換系統(tǒng)內(nèi)空氣，置換結(jié)束后開(kāi)啟風(fēng)機(jī)和熱泵裝置，控制發(fā)酵塔內(nèi)溫度在37°C，熱泵蒸發(fā)器溫度5 10°C，CO2流量3. 6m3/h，發(fā)酵時(shí)間72h，得到的總?cè)軇┝繛?9. 5g/L，其中丁醇產(chǎn)量為13. 65g/L，乙醇產(chǎn)量為3. 9g/L，丙酮產(chǎn)量為1. 95g/L ；(3)發(fā)酵剩余物中汽爆玉米與玉米粒的分離發(fā)酵結(jié)束后，發(fā)酵渣經(jīng)過(guò)一級(jí)螺旋輸送器連續(xù)出料，汽爆玉米發(fā)酵渣中按照與發(fā)酵起始汽爆玉米原料干重1 3的比例加水， 然后經(jīng)過(guò)30目篩網(wǎng)分離發(fā)酵剩余物中汽爆玉米和玉米粒，收集透過(guò)濾網(wǎng)的汽爆玉米，然后經(jīng)蒸發(fā)濃縮、混合干燥、造粒包裝等工藝，生產(chǎn)高蛋白精飼料DDGS，DDGS的蛋白質(zhì)含量為
25.2% ；(4)分離的濕玉米粒在1. 25MI^飽和蒸汽壓力下維持5min，瞬間釋壓，收集得到的汽爆玉米用于下一批發(fā)酵。實(shí)施例3(1)玉米汽爆預(yù)處理將浸泡玉米(含水量35%以上)裝入汽爆設(shè)備中，在 1. 25MPa飽和蒸汽壓力下維持5min，瞬間釋壓，收集得到汽爆原料；( 汽爆玉米與干玉米粒混合發(fā)酵丁醇汽爆玉米與干燥玉米粒按照干重3 1 混合，通過(guò)螺旋輸送器進(jìn)料，同時(shí)接入10% (ν/ν)的Clostridium acetobutylicumATCC 824種子培養(yǎng)基，調(diào)節(jié)pH至6. 5，進(jìn)料結(jié)束后用(X)2置換系統(tǒng)內(nèi)空氣，置換結(jié)束后開(kāi)啟風(fēng)機(jī)和熱泵裝置，控制發(fā)酵塔內(nèi)溫度在37°C，熱泵蒸發(fā)器溫度5 10°C，CO2流量3. 6m3/h，發(fā)酵時(shí)間72h，得到的總?cè)軇┝繛?7. 8g/L，其中丁醇產(chǎn)量為17. 8g/L，乙醇產(chǎn)量為3. 56g/L，丙酮產(chǎn)量為1. 78g/L ；(3)發(fā)酵剩余物中汽爆玉米與玉米粒的分離發(fā)酵結(jié)束后，發(fā)酵渣經(jīng)過(guò)一級(jí)螺旋輸送器連續(xù)出料，汽爆玉米發(fā)酵渣中按照與發(fā)酵起始汽爆玉米原料干重1 5的比例加水， 然后經(jīng)過(guò)40目篩網(wǎng)分離發(fā)酵剩余物中汽爆玉米和玉米粒，收集透過(guò)濾網(wǎng)的汽爆玉米，然后經(jīng)蒸發(fā)濃縮、混合干燥、造粒包裝等工藝，生產(chǎn)高蛋白精飼料DDGS，DDGS的蛋白質(zhì)含量為 23. 5% ；(4)分離的濕玉米粒在1. 25MI^飽和蒸汽壓力下維持5min，瞬間釋壓，收集得到的汽爆玉米用于下一批發(fā)酵。實(shí)施例4(1)玉米汽爆預(yù)處理將浸泡玉米(含水量35%以上)裝入汽爆設(shè)備中，在 1. 25MPa飽和蒸汽壓力下維持5min，瞬間釋壓，收集得到汽爆原料；( 汽爆玉米與干玉米?；旌习l(fā)酵乙醇汽爆玉米與干燥玉米粒按照干重5 1 混合，通過(guò)螺旋輸送器進(jìn)料，同時(shí)接種糖化酶(65U/g底物)，接種安琪高活性釀酒干酵母 (接種量 0.5% (ν/ν))，并添加營(yíng)養(yǎng)鹽(0.1% (NH4)2S04、0. KH2PO4),調(diào)節(jié) ρΗ 為 5.0 左右，進(jìn)料結(jié)束后用CO2置換系統(tǒng)內(nèi)空氣，置換結(jié)束后開(kāi)啟風(fēng)機(jī)和熱泵裝置，控制發(fā)酵塔內(nèi)溫度在35°C，熱泵蒸發(fā)器溫度5 10°C，CO2流量3. 6m3/h，發(fā)酵時(shí)間60h，最終共收集到乙醇溶液14820ml，其體積分?jǐn)?shù)為36%，淀粉利用率為94. 2% ；(3)發(fā)酵剩余物中汽爆玉米與玉米粒的分離發(fā)酵結(jié)束后，發(fā)酵渣經(jīng)過(guò)一級(jí)螺旋輸送器連續(xù)出料，汽爆玉米發(fā)酵渣中按照與發(fā)酵起始汽爆玉米原料干重1 3的比例加水， 然后經(jīng)過(guò)20目篩網(wǎng)分離發(fā)酵剩余物中汽爆玉米和玉米粒，收集透過(guò)濾網(wǎng)的汽爆玉米，然后經(jīng)蒸發(fā)濃縮、混合干燥、造粒包裝等工藝，生產(chǎn)高蛋白精飼料DDGS，DDGS的蛋白質(zhì)含量為 25. 6% ；(4)分離的濕玉米粒在1. 25MI^飽和蒸汽壓力下維持5min，瞬間釋壓，收集得到的汽爆玉米用于下一批發(fā)酵。
權(quán)利要求
1.一種玉米連續(xù)固態(tài)發(fā)酵-產(chǎn)物氣提耦合分離的方法，包括以下步驟(1)玉米汽爆預(yù)處理將含水量35%以上的浸泡玉米裝入汽爆設(shè)備中，在1.25ΜΙ^飽和蒸汽壓力下維持5min，瞬間釋壓，收集得到汽爆原料；(2)汽爆玉米與干玉米?；旌习l(fā)酵汽爆玉米與干燥玉米粒混合后，用作固態(tài)發(fā)酵基質(zhì)，在發(fā)酵塔內(nèi)進(jìn)行連續(xù)固態(tài)發(fā)酵-產(chǎn)物氣提；(3)發(fā)酵剩余物中汽爆玉米與玉米粒的分離發(fā)酵結(jié)束后，發(fā)酵渣經(jīng)過(guò)一級(jí)螺旋輸送器連續(xù)出料，然后向發(fā)酵剩余物中汽爆玉米發(fā)酵渣加水，經(jīng)過(guò)10-40目篩網(wǎng)分離發(fā)酵剩余物中汽爆玉米和玉米粒，收集透過(guò)濾網(wǎng)的汽爆玉米；(4)分離的濕玉米粒直接汽爆，汽爆條件為1.25MI^飽和蒸汽壓力下維持5min，瞬間釋壓，收集得到的汽爆玉米用于下一批發(fā)酵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種玉米連續(xù)固態(tài)發(fā)酵-產(chǎn)物氣提耦合分離的方法，其特征在于，步驟O)中汽爆玉米與干玉米粒按照干重5 1 1 1混合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種玉米連續(xù)固態(tài)發(fā)酵-產(chǎn)物氣提耦合分離的方法，其特征在于，步驟O)中汽爆玉米與干玉米?；旌习l(fā)酵產(chǎn)物包括乙醇、丁醇等。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種玉米連續(xù)固態(tài)發(fā)酵-產(chǎn)物氣提耦合分離的方法，其特征在于，步驟( 所述的汽爆玉米與干玉米?；旌习l(fā)酵乙醇的條件為汽爆玉米和干玉米?；旌虾螅ㄟ^(guò)螺旋輸送器進(jìn)料，同時(shí)接種糖化酶，65U/g底物，接種安琪高活性釀酒干酵母， 接種量0.5% (ν/ν)，并添加營(yíng)養(yǎng)鹽0. (NH4)2S04、0. KH2PO4,調(diào)節(jié)ρΗ為5.0左右，進(jìn)料結(jié)束后用CO2置換系統(tǒng)內(nèi)空氣，置換結(jié)束后開(kāi)啟風(fēng)機(jī)和熱泵裝置，控制發(fā)酵塔內(nèi)溫度在 350C，熱泵蒸發(fā)器溫度5 10°C，CO2流量3. 6m3/h，發(fā)酵時(shí)間60h。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種玉米連續(xù)固態(tài)發(fā)酵-產(chǎn)物氣提耦合分離的方法，其特征在于，步驟( 所述的汽爆玉米與干玉米?；旌习l(fā)酵丁醇的條件為汽爆玉米和干玉米?；旌虾?，通過(guò)螺旋輸送器進(jìn)料，調(diào)節(jié)PH至6. 5，進(jìn)料結(jié)束后用(X)2置換系統(tǒng)內(nèi)空氣，置換結(jié)束后開(kāi)啟風(fēng)機(jī)和熱泵裝置，控制發(fā)酵塔內(nèi)溫度在37°C，接入10% (ν/ν)的Clostridium acetobutylicum ATCC 824種子培養(yǎng)基，熱泵蒸發(fā)器溫度5 10°C，CO2流量3. 6m3/h，發(fā)酵時(shí)間7 ι。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種玉米連續(xù)固態(tài)發(fā)酵-產(chǎn)物氣提耦合分離的方法，其特征在于，步驟(3)中發(fā)酵剩余物按照與發(fā)酵起始汽爆玉米原料干重1 1 1 5的比例加水，然后經(jīng)過(guò)10-40目篩網(wǎng)分離玉米粒和汽爆玉米發(fā)酵渣。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種玉米連續(xù)固態(tài)發(fā)酵-產(chǎn)物氣提耦合分離的方法，其特征在于，步驟(3)中收集透過(guò)濾網(wǎng)的汽爆玉米，然后經(jīng)蒸發(fā)濃縮、混合干燥、造粒包裝等工藝， 生產(chǎn)高蛋白精飼料DDGS。
全文摘要
本發(fā)明屬于玉米深加工領(lǐng)域，特別涉及一種玉米連續(xù)固態(tài)發(fā)酵-產(chǎn)物氣提耦合分離的方法。本發(fā)明的技術(shù)方案包括1)玉米汽爆預(yù)處理；2)汽爆玉米與干玉米?；旌线M(jìn)行連續(xù)固態(tài)發(fā)酵-產(chǎn)物氣提分離耦合；3)發(fā)酵剩余物中汽爆玉米與玉米粒的分離；4)分離的濕玉米粒直接汽爆，汽爆玉米發(fā)酵渣用于生產(chǎn)DDGS。汽爆玉米達(dá)到粉碎、糊化預(yù)處理的作用，干玉米粒的加入可增加發(fā)酵基質(zhì)的孔隙度，改善連續(xù)固態(tài)發(fā)酵-產(chǎn)物氣提分離過(guò)程中的氣體循環(huán)，且干玉米粒吸水軟化過(guò)程中，可溶性浸出物溶出增加了發(fā)酵醪渣生產(chǎn)DDGS的營(yíng)養(yǎng)成分，吸水軟化干玉米粒直接用于后續(xù)汽爆處理，簡(jiǎn)化了操作，節(jié)省了水耗、能耗。
文檔編號(hào)C12R1/865GK102174590SQ20111004401
公開(kāi)日2011年9月7日 申請(qǐng)日期2011年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月23日 公開(kāi)號(hào)201110044012.0
發(fā)明者邱衛(wèi)華, 陳洪章 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所