CN101168745B - 一种马铃薯熟全薯生产乙醇的方法 - Google Patents

一种马铃薯熟全薯生产乙醇的方法 Download PDF

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Abstract

一种马铃薯熟全薯生产乙醇方法,其特征是:薯类原料除杂清洗后,经微波加热熟化,压碎,冻融破壁,液化,双酶糖化,发酵,发酵液真空减压蒸馏获得乙醇成品,常温下贮藏。对于含纤维素、淀粉等成分的薯类原料,首先利用上述方法微波熟化原料所含淀粉,冻融破壁使细胞内容物渗出,然后依次添加液化酶、糖化酶、纤维素酶,固定化酵母菌进行薯类成分的分解转化,真空减压蒸馏出乙醇,密封,常温下贮藏。该方法使马铃薯原料在80~85℃液化,58~62℃双酶糖化,28~32℃条件发酵,真空减压蒸馏,可最大限度地利用薯类成分生产乙醇,具有节能、快速、收率高的特点,可广泛应用于多种薯类(含纤维素、淀粉成分)生产乙醇。

Description

一种马铃薯熟全薯生产乙醇的方法
技术领域
本发明涉及一种马铃薯熟全薯生产乙醇方法,具体地说是涉及一种植物(含纤维素、淀粉等成分)的生产乙醇方法。属于农产品深加工领域。
背景技术
我国80%的发酵酒精(乙醇)是用淀粉类原料生产,其中以甘薯干等薯类为原料生产的乙醇约占45%。甘薯干及鲜甘薯是我国生产酒精的主要薯类原料,为我国大多数工厂所采用。甘薯中固形物的主要成分是淀粉,还含有少量的糖类和蛋白质。淀粉质原料生产酒精分为原料预处理、原料蒸煮、糖化剂制备、糖化、酒母制备、乙醇发酵和蒸馏等工艺。目前我国各酒精厂广泛采用连续蒸煮的工艺,常用有罐式(锅式)连续蒸煮、塔式(柱式)连续蒸煮等方法。淀粉质原料吸水后在高温高压(温度126~130℃、压力2.74~3.43万帕斯卡)下连续蒸煮,蒸煮时间薯干90~100min,玉米100~120min。蒸料需要消耗蒸汽185.9~247.86kg/T,根据国内的情况,蒸煮工段所消耗的蒸汽占整个生产过程蒸汽消耗的25~30%。
微波加热作为一项新技术已受到高度重视并得到应用开发。目前微波广泛用于对食品进行膨化、烘干、脱腥和保鲜处理。微波加热其优点在于①加热属内部加热方式,电磁能直接作用于介质分子转换成热,且透射使介质内外同时受热,不需要热传导,故可在短时间不论物料形状如何内部都可达到均匀加热,可避免如蒸汽、电加热等外部加热方式加热时外焦内生、外干内湿现象;提高了产品质量,有利于食品物料品质的形成。②水分子、蛋白质、核酸、脂肪、碳水化合物等吸收微波能以后,随着电场方向发生变化,就会引起分子的转动,致使分子间频繁碰撞而产生了大量的摩擦热,从而导致物料在短时间内温度迅速升高、加热或熟化。③加热室是一个封闭的空腔,微波不能外泄,只能被加热物体吸收,加热室的空气与相应的容器都不会发热,没有额外的热能损耗,所以热效率极高;节能一般可达30~50%。④微波使加工时间大大缩短、加热容易控制、产品质量好、色泽和鲜度良好,水分和营养成分损失少、含菌量低、处理效率高。
固定化细胞技术是新兴的现代生物工程技术,它运用物理或化学的手段将游离的细胞定位于限定的空间区域,使其保持催化活力,并可反复使用。固定化技术的出现,使高细胞密度的高速率发酵成为可能。
侯红萍等以海藻酸钠为固定化酵母细胞的载体,采用三段式流化床生物反应器发酵玉米淀粉生产酒精,选择南阳混合酵母作为固定化的最佳菌种,糖化酶用量1.0%,糖化时间60min,糖化率达90%以上,糖化醪初糖为9.88~15.880Bx,发酵时间为6~11h,成熟发酵醪中酒精的体积百分比含量为4.8~9.2%,反应器的乙醇生产能力为3.8~4.5g/(L·h),凝胶的乙醇生产能力为11.3~13.6g/(L·h),成熟发酵醪中残糖均低于1.00Bx。[侯红萍,王家东.固定化酵母菌在白酒生产中的应用研究[J].中国食品学报.2005 Vol.5]
目前国内酒精厂常用的一些工艺技术包括:
①连续蒸煮的方法
1)锅式连续蒸煮其工艺为:原料经斗式提升机运至料斗,通过锤式粉碎机进行粉碎,粉料经螺旋拌料器,加入1∶3.5或1∶4.0的水,水温40℃左右,在混合桶内充分混和,预热至70~80℃,然后送入1号蒸煮锅,打满醪液,通入蒸汽,升压至2.45万帕斯卡,维持10min,再启开流入2号蒸煮锅的阀门,装满醪液后,开启3号,将醪液送至3号蒸煮锅,待3号锅顶部出来的醪液从切线方向进后熟器分离汽液,回收二次蒸气以供加热用,在后熟器上腰部引出醪管(***下部),与真空冷却器联结,其真空度经常保持400毫米汞柱,使醪液瞬间冷却到糖化所需要的温度,送入糖化锅。锅式连续蒸煮的工艺条件:从料浆预热至蒸煮后熟时间为90~120min,料浆温度70~80℃,进口温度为125~128℃,1号锅出口温度为126~130℃,压力为2.74~3.43万帕斯卡,2号锅压力为1.96~2.74万帕斯卡,3号锅压力为1.27~1.96万帕斯卡,汽液分离器压力为0.78~1.96万帕斯卡。此方法的不足在于:蒸煮时间较长,温度高,蒸煮过程中有糖损失。蒸煮锅压力高。2)柱式连续蒸煮其工艺为:甘薯干原料经斗式提升机,提升到料斗,经过粉碎,在混合桶中以60~65℃热水配成粉浆,加水比为1∶4,并可添加0.07~0.1%淀粉液化酶,使淀粉浆更好的液化。粉浆用离心泵送至柱式连续蒸煮的加热器,同时通入2.45~2.65万帕斯卡表压的蒸汽,粉浆被蒸汽直接加热,瞬时加热到130℃左右,经缓冲器进入蒸煮柱,在蒸煮柱1和3内设有六个收缩口,粉浆经收缩区部位时,由于蒸汽的绝热膨胀,从而达到快速蒸煮的目的。在蒸煮柱2和柱区内共有12块挡板,使粉浆与蒸汽接触更好,粉浆在蒸煮柱内停留的时间为15min,粉浆在蒸煮器进口压力为2.65万帕斯卡(表压),出口压力为1.57~1.76万帕斯卡,蒸煮醪自蒸煮柱区出来后进入后熟器的低部,向上停留时间约为60min,则完全蒸熟。后熟压力为0.88万帕斯卡(表压),醪液温度为118℃,醪液自后熟器中部出来沿切线方向进入汽液分离器,排除大量二次蒸汽,压力才降至常压。上述方法的不足在于:蒸煮压力高,温度高,时间长,糖经高温高压引起损失,且存在少量料液焦化现象。
②淀粉的液化和糖化
张成虎等低温双酶法液化、糖化工艺在我厂的应用[张成虎,马心如.低温双酶法液化、糖化工艺在我厂的应用.酿酒2002 Vol.29,No.4]表明:混合后的水温在60~65℃,混合水与玉米粉、液化酶、NaOH同时进入拌料罐,料水比控制在1∶(2.5~3.0),拌料温度控制60℃左右,料液的pH在6.5~7.0之间。加NaOH中和有机酸,利于液化酶的作用,减少液化酶的失活。玉米浆通过溢流进入液化罐,通入蒸汽给料液加热,控制蒸煮温度为95~100℃,液化时间3.5~4h。在糖化以前将醪液pH值由6.5降低到4.5,在酸化罐中加入H2SO4进行料液酸化,酸化后的料液经螺旋板换热器将温度降到60℃,同时加入糖化酶进入糖化罐进行糖化。糖化醪由螺旋板换热器降到30~32℃送入发酵工段。高温蒸煮:蒸煮温度(t1)125℃拌料温度(t2)60℃;低温蒸煮:蒸煮温度(h1)95℃拌料温度(t2)60℃。采用低温蒸煮使焦糖的产生量明显减少,甲醇的含量降低,淀粉损失由原来1.2%降为0.2%,酵母的发酵更彻底,出酒率增加。此方法的不足在于:液化时间很长,达3.5~4h,加入H2SO4进行料液酸化对设备腐蚀严重。
③双酶法工艺
姬艳红等的研究表明:玉米原料经粉碎后进人蒸煮锅,同时往蒸煮锅中加入回流酒精糟液拌料,料水比1∶3~5,料液温度达60~70℃,把a-淀粉酶按1g原料6单位酶加入蒸煮锅中液化。将液化好料液再进行糊化120min,温度控制在100℃。经汽醪分离器后,1g原料加入糖化酶100单位,在60~65℃进行糖化40min。经喷淋、冷却打入发酵糟,接入酒母后在温度36~40℃发酵55h左右。成熟的发酵醪经蒸馏后,流出的糟液进行固液分离,其固形物经烘干成为高蛋白饲料,糟水进行处理后打入拌料锅,再次利用。采用双酶法可以减少淀粉损失1.2%,大幅度节约粮食,提高淀粉出酒率.与传统工艺相比,淀粉转化率可提高8~10%,可节约玉米5~10%。此方法的不足在于:糊化时间长达120min,糊化温度高100℃,发酵温度高36~40℃[姬艳红,王华雯,董青山,王学品.双酶法工艺生产酒精的探讨 河南化工2001年第7期]。
④细胞固定化工艺
侯红萍等的研究表明:酵母固定化的最佳方法是取40mL 6%明胶、1.0g酿酒酵母湿菌体和1.5%的生香活性干酵母混合包埋后,再用1.5%戊二醛溶液交联3h。固定化酵母菌的最适糖化发酵时间为9d。固定化酵母比游离酵母发酵速度快,出酒率提高了2.2个百分点,产酯量高20%。连续使用10个批次,其机械强度良好,酿酒性能稳定,用明胶和戊二醛固定酿酒酵母和生香酵母的方法是可行的。此方法的不足在于:糖化发酵时间较长为9d,戊二醛溶液处理后的酵母不能用于食品级乙醇的发酵生产[侯红萍,王家东.固定酵母菌在白酒生产中的应用研究[J].中国食品学报.2005 Vol.5]。
⑤甘薯制白酒加工技术
甘薯制白酒加工技术表明:甘薯制白酒工艺为(1)原料处理:将鲜薯洗净,除去杂质及泥土,然后沥干待用。(2)分切:用刨丝机将薯块切成薯丝,直径约5~10mm,或用切丁机将薯块分切成蚕豆大小的丁。(3)加填充料:加入谷壳或甘薯茎叶碎块,加入量为甘薯原料重的20%左右。(4)蒸煮:在原料底部通入蒸汽,将原料蒸透蒸熟。(5)冷却:将蒸煮过的原料冷却到24~26℃,冬天可冷却至30~32℃。(6)拌曲:冷却后的原料分三次拌上曲种,总量约为原料的4%左右,每次拌入量约为1/3左右。(7)发酵:将拌好曲种的熟料放入容器密封,另要留一出气孔,以排出发酵时产生的二氧化碳气体。发酵一般5~7天完成。(8)加谷壳:发酵完成的料坯一般还要加一些谷壳,以使蒸馏时气流畅通不至于压气。加入量的多少以便于酒精和蒸汽的流通为宜。(9)蒸馏:空甑圆气后,开始上甑,要穿气一层上一层,以免沓气。冷凝锅一般用锡锅为最好,也可用处理后的铁锅。竹槽要对准锅底尖,以便酒液汇滴入槽中,再流出甑外,流入酒坛中。甑(zeng)的两端垫好布条密封,防止酒气跑出。[刘宝家李素梅等,食品加工技术工艺和配方大全(下),科学技术文献出版社,1992,p:252~256]。此方法的不足在于:蒸酒火候不易掌握,太大易烧锅,使酒有焦锅味。一旦烧锅,则这一甑酒全部报废,并要彻底清洗所有装置。传统的薯类酿酒方法需要蒸煮,不仅劳动强度大,而且消耗大量燃料,成本大,发酵时间也长达至少1个月以上。
发明内容
本发明的目的在于提供一种微波加热熟化马铃薯,80~85℃液化,58~62℃双酶糖化,28~32℃条件发酵,真空蒸馏,生产乙醇,节能、快速、收率高,可充分利用马铃薯成分的生产乙醇方法。
为了实现上述目的,本发明采取的技术方案是:一种马铃薯熟全薯生产乙醇的方法,其特征在于该生产方法其步骤如下:
(1)原料选择:选用新鲜无腐烂、变质的马铃薯为原料。
(2)清洗:将原料放进洗涤槽中,加压水流冲洗,洗去原料外表面残留泥土和杂质,沥水。
(3)微波加热熟化:将沥水后的马铃薯块装入塑料微波蒸盒中,10段火力保持10~20min,马铃薯全部熟透,取出冷却,使薯块温度下降至25℃左右时,压碎薯块成粉糊状。
(4)冻融破壁:将粉糊至于冰箱中冷冻4~12h,冻结,取出融化成粉块状,备用。
(5)液化:控温加热罐中,按马铃薯鲜薯∶水=1∶2.0~5.0(W/W)加入鲜薯和微波加热至70~80℃的水,液化酶(4000u)按原料量的0.1~0.5%加入,均匀混合原料,升温至80~85℃,液化10~30min,液化结束后降温至60~62℃左右。
(6)双酶糖化:糖化酶(50000u)按原料量的0.1~0.3%加入,纤维素酶(50000u)按原料量的0.1~0.5%加入,均匀混合原料,温度58~62℃,糖化4~12h。
(7)发酵:将糖化后的原料,装入发酵罐中,加入固定化酵母菌10~20%,温度28~32℃,发酵3~5d。罐中产生气泡量减少及料液pH变化趋于稳定,发酵结束。具体发酵时间根据料温发酵过程中的情况变化而定。
(8)蒸馏:将发酵后的原料,在0.06~0.07MPa压力下真空抽滤,过滤得到的酵母再次活化后利用。滤液装入旋转蒸发仪中,真空减压蒸馏,保持温度50~55℃,维持真空度0.06~0.07MPa,蒸馏2~4h。收集蒸馏器冷凝管滴出的液体装入灭菌后的玻璃瓶中,密封,即为乙醇成品,常温下贮藏。蒸馏至料液体积约1/10可停止蒸馏。
本发明适用于含纤维素、淀粉成分的马铃薯全薯发酵生产乙醇,首先利用上述工艺方法(3)使马铃薯淀粉熟化,步骤(4)破坏马铃薯颗粒细胞,然后按上述步骤(5)、(6)、(7)在所得熟全薯中,按马铃薯鲜薯∶水=1∶2.0~5.0(W/W)加入鲜薯和水,按原料量的0.1~0.5%加入液化酶(4000u),均匀混合原料,升温至80~85℃,液化10~30min,液化结束后降温至60℃左右。按原料量的0.1~0.3%加入糖化酶(50000u),按原料量的0.1~0.3%加入纤维素酶(50000u),均匀混合原料,温度58~62℃,糖化4~12h。加入固定化酵母菌10~20%,温度28~32℃,发酵3~5d。真空减压蒸馏,保持温度50~55℃,维持真空度0.06~0.07MPa,蒸馏2.0~4.0h。由蒸馏器冷凝管滴出的液体装入灭菌后的玻璃瓶中,密封,即为乙醇成品,常温下贮藏。
本发明采取的上述马铃薯熟全薯生产乙醇的方法,利用微波内部加热方式,电磁能直接作用于马铃薯中的水分子转换成热,在短时间内达到马铃薯组织内外同时均匀加热,淀粉熟化速度快,加热时间短,热利用率大大提高。该方法熟化马铃薯速度快、时间短,在10段火力、10~20min马铃薯即可全部熟化,并可最大限度地保持马铃薯营养成分、原有风味与色泽。此法有效地解决了我国乙醇生产传统工艺中采用的原料高温高压长时间蒸煮(温度126~130℃、压力2.74~3.43万帕斯卡,时间60~120min)工艺易使原料中果糖转化为焦糖,焦糖不仅不能使酵母发酵,还会阻碍糖化酶对淀粉的作用,影响酵母生长和酒精产量,淀粉损失可达12%左右,从而降低了淀粉出酒率,影响企业效益的问题;高温蒸煮蒸汽耗用量高,冷却水消耗量大问题。应用微波熟化原料技术节能达30~50%。
马铃薯细胞经微波熟化后仍保持完整的细胞形态,而且马铃薯淀粉颗粒的外膜较坚固,细胞中的淀粉等物质渗出较少,淀粉酶的分解作用受到限制。为解决此问题,本发明采用细胞冻融破壁技术,利用植物细胞中含有大量的水分,冻结过程中产生的大冰晶容易造成植物细胞组织机械性损伤,引起细胞壁破坏,细胞内容物渗出,便于淀粉酶进行分解作用。
采用固定化酵母菌细胞发酵技术,固定化细胞载体可以反复使用一年以上,从传统的每天接种改为每年只需一次性接种,节省了大量的人力、物力和能源。发酵周期由传统法的68~72h缩短到30~40h,提高乙醇生产力一倍以上。此项技术解决了传统发酵存在需要每天接种,酶及酵母菌细胞在反应器中,细胞稳定性较差,在厌氧条件下易失活,乙醇生产效率不高,添加酶及酵母菌需要大量的人力,发酵周期68~72h,能源消耗大的问题。
本发明提供的一种马铃薯熟全薯生产乙醇的方法,充分考虑马铃薯熟全薯所含的成分对乙醇产品的影响,利用液化酶、糖化酶、纤维素酶分别作用于马铃薯不同成分,有效分解淀粉及纤维素,供给酵母所需的发酵养分,发酵具有速度快、收率高等优点,乙醇含量达6.8~9.2%,节能10~30%。
本发明可广泛应用于马铃薯、甘薯等原料生产乙醇。该技术的应用对乙醇生产企业技术更新,增强企业竞争能力,促进马铃薯产业综合效益的提高具有积极的作用。
具体实施方式
实施例1
以马铃薯为原料,应用本发明提供的一种马铃薯熟全薯生产乙醇的方法生产乙醇,其步骤如下:
(1)原料选择:选用新鲜无腐烂、变质的马铃薯为原料;
(2)清洗:将原料放进洗涤槽中,加压水流冲洗,洗去原料外表面残留泥土和杂质,沥水。
(3)微波加热熟化:将沥水后的1000g马铃薯块装入塑料微波蒸盒中,10段火力保持10~20min,马铃薯全部熟透,取出冷却,使薯块温度下降至25℃左右时,压碎薯块成粉糊状。
(4)冻融破壁:将粉糊至于冰箱中冷冻4.0~6.0h,冻结,取出融化成粉块状,备用。
(5)液化:控温加热罐中,按马铃薯鲜薯∶水=1∶2.0~5.0(W/W)加入鲜薯和微波加热至70~80℃的水,液化酶(4000u)按原料量的0.1~0.5%加入,均匀混合原料,升温至80~85℃,液化10~30min,液化结束后降温至60℃左右。
(6)双酶糖化:糖化酶(50000u)按原料量的0.1~0.3%加入,纤维素酶(50000u)按原料量的0.1~0.5%加入,均匀混合原料,温度58~62℃,糖化4~12h。
(7)发酵:将糖化后的原料,装入发酵罐中,加入固定化酵母菌10~20%,温度28~32℃,发酵3~5d。罐中产生气泡量减少及料液pH变化趋于稳定,发酵结束。具体发酵时间根据料温发酵过程中的情况变化而定。
(8)蒸馏:将发酵后的原料,在0.06~0.07MPa压力下真空抽滤,过滤得到的酵母再次活化后利用。滤液装入旋转蒸发仪中,真空减压蒸馏,保持温度50~55℃,维持真空度0.06~0.07MPa,蒸馏2.0~4.0h。收集蒸馏器冷凝管滴出的液体装入灭菌后的玻璃瓶中,密封,即为乙醇成品,常温下贮藏。蒸馏至料液体积约1/10可停止蒸馏。
实施例2
以甘薯为原料,应用本发明提供的一种熟全薯生产乙醇的方法生产乙醇,其步骤如下:
(1)原料选择:选用新鲜无腐烂、变质的甘薯为原料;
(2)清洗:将原料放进洗涤槽中,加压水流冲洗,洗去原料外表面残留泥土和杂质,沥水。
(3)微波加热熟化:将沥水后的1000g甘薯块装入塑料微波蒸盒中,10段火力保持10~20min,甘薯全部熟透,取出冷却,使薯块温度下降至25℃左右时,压碎薯块成粉糊状。
(4)冻融破壁:将粉糊至于冰箱中冷冻4.0~6.0h,冻结,取出融化成粉块状,备用。
(5)液化:控温加热罐中,按甘薯鲜薯∶水=1∶2.0~5.0(W/W)加入鲜薯和微波加热至70~80℃的水,液化酶(4000u)按原料量的0.1~0.5%加入,均匀混合原料,升温至80~85℃,液化10~30min,液化结束后降温至60℃左右。
(6)双酶糖化:糖化酶(50000u)按原料量的0.1~0.3%加入,纤维素酶(50000u)按原料量的0.1~0.5%加入,均匀混合原料,温度58~62℃,糖化4~12h。
(7)发酵:将糖化后的原料,装入发酵罐中,加入固定化酵母菌10~20%,温度28~32℃,发酵3~5d。罐中产生气泡量减少及料液pH变化趋于稳定,发酵结束。具体发酵时间根据料温发酵过程中的情况变化而定。
(8)蒸馏:将发酵后的原料,在0.06~0.07MPa压力下真空抽滤,过滤得到的酵母再次活化后利用。滤液装入旋转蒸发仪中,真空减压蒸馏,保持温度50~55℃,维持真空度0.06~0.07MPa,蒸馏2.0~4.0h。收集蒸馏器冷凝管滴出的液体装入灭菌后的玻璃瓶中,密封,即为乙醇成品,常温下贮藏。蒸馏至料液体积约1/10可停止蒸馏。
实施例3
以甘薯干为原料,应用本发明提供的一种熟全薯生产乙醇的方法生产乙醇,其步骤如下:
(1)原料选择:选择无霉变的甘薯干为原料;
(2)复水:按原料∶水=1∶2.0(W/W),加入50~60℃的温水,浸泡1~2h,使薯干充分吸水。
(3)微波加热熟化:将吸水后的1000g薯干装入塑料微波蒸盒中,10段火力保持10~20min,薯干全部熟透,取出冷却,使薯块温度下降至25℃左右时,压碎薯干成粉糊状。
(4)冻融破壁:将粉糊至于冰箱中冷冻4.0~6.0h,冻结,取出融化成粉块状,备用。
(5)液化:控温加热罐中,按湿薯∶水=1∶2.0~3.0(W/W)加入湿薯和微波加热至70~80℃的水,液化酶(4000u)按原料量的0.1~0.5%加入,均匀混合原料,升温至80~85℃,液化10~30min,液化结束后降温至60℃左右。
(6)双酶糖化:糖化酶(50000u)按原料量的0.1~0.3%加入,纤维素酶(50000u)按原料量的0.1~0.5%加入,均匀混合原料,温度58~62℃,糖化4~12h。
(7)发酵:将糖化后的原料,装入发酵罐中,加入固定化酵母菌10~20%,温度28~32℃,发酵3~5d。罐中产生气泡量减少及料液pH变化趋于稳定,发酵结束。具体发酵时间根据料温发酵过程中的情况变化而定。
(8)蒸馏:将发酵后的原料,在0.06~0.07MPa压力下真空抽滤,过滤得到的酵母再次活化后利用。滤液装入旋转蒸发仪中,真空减压蒸馏,保持温度50~55℃,维持真空度0.06~0.07MPa,蒸馏2.0~4.0h。收集蒸馏器冷凝管滴出的液体装入灭菌后的玻璃瓶中,密封,即为乙醇成品,常温下贮藏。蒸馏至料液体积约1/10可停止蒸馏。
实施例4
以马铃薯全粉为原料,应用本发明提供的一种熟全薯生产乙醇的方法生产乙醇,其步骤如下:
(1)原料选择:选用干燥熟化的马铃薯全粉为原料;
(2)加水:按原料∶水=1∶2.0(W/W),加入40~60℃的温水,浸泡20~40min,使薯粉充分吸水。
(3)冻融破壁:将粉糊至于冰箱中冷冻4.0~6.0h,冻结,取出融化成粉块状,备用。
(4)液化:控温加热罐中,按湿马铃薯粉∶水=1∶2.0~3.0(W/W)加入湿薯粉和微波加热至70~80℃的水,液化酶(4000u)按原料量的0.1~0.5%加入,均匀混合原料,升温至80~85℃,液化10~30min,液化结束后降温至60℃左右。
(5)双酶糖化:糖化酶(50000u)按原料量的0.1~0.3%加入,纤维素酶(50000u)按原料量的0.1~0.5%加入,均匀混合原料,温度58~62℃,糖化4~12h。
(6)发酵:将糖化后的原料,装入发酵罐中,加入固定化酵母菌10~20%,温度28~32℃,发酵3~5d。罐中产生气泡量减少及料液pH变化趋于稳定,发酵结束。具体发酵时间根据料温发酵过程中的情况变化而定。
(7)蒸馏:将发酵后的原料,在0.06~0.07MPa压力下真空抽滤,过滤得到的酵母再次活化后利用。滤液装入旋转蒸发仪中,真空减压蒸馏,保持温度50~55℃,维持真空度0.06~0.07MPa,蒸馏2.0~4.0h。收集蒸馏器冷凝管滴出的液体装入灭菌后的玻璃瓶中,密封,即为乙醇成品,常温下贮藏。蒸馏至料液体积约1/10可停止蒸馏。

Claims (2)

1.一种马铃薯熟全薯发酵生产乙醇的方法,其特征在于该生产方法步骤如下:
(1) 原料选择:选用新鲜无腐烂、变质的马铃薯为原料;将原料放进洗涤槽中,加压水流冲洗,洗去原料外表面残留泥土和杂质,沥水;
(2) 微波加热熟化:将原料薯块装入塑料微波蒸盒中,10段火力保持10~20min,马铃薯全部熟透,取出冷却,当薯块温度下降至25℃时,压碎薯块成粉糊状;
(3) 冻融破壁:将粉糊至于冰箱中冻4~12 h,冻结后取出融化成粉块状,备用;
(4) 液化:在控温加热罐中,按马铃薯鲜薯:水=1:2.0~5.0 (W/W) 加入鲜薯和微波加热至70~80℃ 的水,按原料量的0.1~0.5%加入4000u液化酶,均匀混合原料,升温至80~85℃,液化10~30min,液化结束后降温至60~62℃;
(5) 双酶糖化:按原料量的0.1~0.3%加入50000u糖化酶,原料量的0.1~0.5%加入50000u纤维素酶,均匀混合原料,温度58~62℃,糖化4~12h;
(6)发酵:将糖化后的原料,装入发酵罐中,加入固定化酵母菌10~20%,温度28~32℃,发酵3~5d,罐中产生气泡量减少及料液pH变化趋于稳定,发酵结束;
(7) 蒸馏:将发酵后的原料,在0.06~0.07MPa压力下真空抽滤,过滤得到的酵母再次活化后利用,滤液装入旋转蒸发仪中,真空减压蒸馏,保持温度50~55℃,维持真空度,0.06~0.07MPa,蒸馏2~4h,收集蒸馏器冷凝管滴出的液体装入灭菌后的玻璃瓶中,密封,即为乙醇成品,常温下贮藏,蒸馏至料液体积约1/10可停止蒸馏。
2.一种甘薯熟全薯发酵生产乙醇的方法,其特征在于该生产方法步骤如下:
(1) 原料选择:选用新鲜无腐烂、变质的甘薯为原料;
(2) 清洗:将原料放进洗涤槽中,加压水流冲洗,洗去原料外表面残留泥土和杂质,沥水;
(3) 微波加热熟化:将沥水后的1000g甘薯块装入塑料微波蒸盒中,10段火力保持10~20min,甘薯全部熟透,取出冷却,使薯块温度下降至25℃时,压碎薯块成粉糊状;
(4) 冻融破壁:将粉糊至于冰箱中冷冻4. 0~6.0h,冻结,取出融化成粉块状,备用;
(5) 液化:控温加热罐中,按甘薯全薯:水=1: 2.0~5.0(W/W)加入全薯和微波加热至70~80℃的水,4000u液化酶按原料量的0.1~0.5%加入,均匀混合原料,升温至80~85℃,液化10~30min,液化结束后降温至60℃;
(6) 双酶糖化:50000u糖化酶按原料量的0.1~0.3%加入,50000u纤维素酶按原料量的0.1~0.5%加入,均匀混合原料,温度58~62℃,糖化4~12h;
(7) 发酵:将糖化后的原料,装入发酵罐中,加入固定化酵母菌10~20%,温度28~32℃,发酵3~5d,罐中产生气泡量减少及料液pH变化趋于稳定,发酵结束;
(8) 蒸馏:将发酵后的原料,在0.06~0.07MPa压力下真空抽滤,过滤得到的酵母再次活化后利用,滤液装入旋转蒸发仪中,真空减压蒸馏,保持温度50~55℃,维持真空度0.06~0.07MPa,蒸馏2.0~4.0h,收集蒸馏器冷凝管滴出的液体装入灭菌后的玻璃瓶中,密封,即为乙醇成品,常温下贮藏,蒸馏至料液体积约1/10可停止蒸馏。
3. 一种甘薯干发酵生产乙醇的方法,其特征在于该生产方法步骤如下:
(1) 原料选择:选择无霉变的甘薯干为原料;
(2) 复水:按原料:水=1: 2. 0(W/W),加入50~60℃的温水,浸泡1~2h,使薯干充分吸水;
(3) 微波加热熟化:将吸水后的1000g薯干装入塑料微波蒸盒中,10段火力保持10~20min,薯干全部熟透,取出冷却,使薯块温度下降至25℃时,压碎薯干成粉糊状;
(4) 冻融破壁:将粉糊至于冰箱中冷冻4.0~6.0h,冻结,取出融化成粉块状,备用;
(5) 液化:控温加热罐中,按湿薯:水=1: 2.0~3.0(W/W)加入湿薯和微波加热至
70~80℃的水,4000u液化酶按原料量的0.1~0.5%加入,均匀混合原料,升温至80~85℃,液化10~30min,液化结束后降温至60℃;
(6) 双酶糖化:50000u糖化酶按原料量的0.1~0.3%加入,50000u纤维素酶按原料量的0.1~0. 5%加入,均匀混合原料,温度58~62℃,糖化4~12h;
(7)发酵:将糖化后的原料,装入发酵罐中,加入固定化酵母菌10~20%,温度28~32℃,发酵3~5d,罐中产生气泡量减少及料液pH变化趋于稳定,发酵结束;
(8) 蒸馏:将发酵后的原料,在0.06~0.07MPa压力下真空抽滤,过滤得到的酵母再次活化后利用,滤液装入旋转蒸发仪中,真空减压蒸馏,保持温度50~55℃,维持真空度0.06~0.07MPa,蒸馏2.0~4.0h,收集蒸馏器冷凝管滴出的液体装入灭菌后的玻璃瓶中,密封,即为乙醇成品,常温下贮藏,蒸馏至料液体积约1/10可停止蒸馏。
4. 一种马铃薯全粉发酵生产乙醇的方法,其特征在于该生产方法步骤如下:
(1) 原料选择:选用干燥熟化的马铃薯全粉为原料;
(2) 加水:按原料:水=1: 2.0(W/W),加入40~60℃的温水,浸泡20~40min,使薯粉充分吸水;
(3) 冻融破壁:将粉糊至于冰箱中冷冻4. 0~6. 0h,冻结,取出融化成粉块状,备用;
(4) 液化:控温加热罐中,按湿马铃薯粉:水=1: 2.0~3.0(W/W)加入湿薯粉和微波加热至70~80℃的水,4000u液化酶按原料量的0.1~0.5%加入,均匀混合原料,升温至80~85℃,液化10~30min,液化结束后降温至60℃;
(5) 双酶糖化:50000u糖化酶按原料量的0.1~0.3%加入,50000u纤维素酶按原料量的0.1~0.5%加入,均匀混合原料,温度58~62℃,糖化4~12h;
(6) 发酵:将糖化后的原料,装入发酵罐中,加入固定化酵母菌10~20%,温度28~32℃,发酵3~5d,罐中产生气泡量减少及料液pH变化趋于稳定,发酵结束;
(7) 蒸馏:将发酵后的原料,在0.06~0.07MPa压力下真空抽滤,过滤得到的酵母再次活化后利用,滤液装入旋转蒸发仪中,真空减压蒸馏,保持温度50~55℃,维持真空度0.06~0.07MPa,蒸馏2.0~4.0h,收集蒸馏器冷凝管滴出的液体装入灭菌后的玻璃瓶中,密封,即为乙醇成品,常温下贮藏,蒸馏至料液体积约1/10可停止蒸馏。
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