CN101525648B

CN101525648B - 一种利用木薯渣生产工业糊精和酒精的方法

Info

Publication number: CN101525648B
Application number: CN2009103013318A
Authority: CN
Inventors: 容元平; 伍时华; 廖兰; 邓冬梅; 李克林; 易弋; 黄翠姬
Original assignee: Guangxi University of Science and Technology
Current assignee: Guangxi University of Science and Technology
Priority date: 2009-04-03
Filing date: 2009-04-03
Publication date: 2011-06-29
Anticipated expiration: 2029-04-03
Also published as: CN101525648A

Abstract

一种利用木薯渣生产工业糊精和酒精的方法，涉及一种完全以木薯渣为原料生产工业糊精和酒精的工艺方法，将木薯渣粉碎后进行调浆，加液化酶，调节pH值，加温液化过滤，并将上述工艺过程反复进行，至液化滤液固形物重量含量达到22％～25％，即得到稀工业糊精；可以将上述得到的稀工业糊精蒸发浓缩到固形物含量达到68％～72％，得浓缩工业糊精，也可以按照常规木薯发酵工艺生产得到8％(v/v)以上含量的酒精，液化后过滤产生的废渣可以与废醪液混合，作为肥料使用，本发明完全以木薯渣为原料生产工业糊精和酒精，工艺简单、节能、成本低，无废料产生，是发展循环经济的方法，本发明还具有提高木薯渣的利用范围，经济效益显著等优点。

Description

一种利用木薯渣生产工业糊精和酒精的方法

技术领域

本发明涉及一种完全以木薯渣为原料生产工业糊精和酒精的工艺方法。

背景技术

木薯淀粉生产中，一般每产一吨商品淀粉可得0.2吨的绝干木薯渣，木薯渣中含有大量的淀粉，以绝干计约为40％～45％，但渣中蛋白质含量很低，直接饲用效果差，木薯加工过程直接得到的木薯渣含有大量的水份，不利于运输，且木薯渣脱水较难，也一直困扰着对其进行综合开发，有些企业为了维持生产，甚至以零价格出让给农民作肥料，故每年木薯淀粉生产中产生的木薯渣得不到充分的利用，废弃量非常大，既造成资源浪费，又严重污染环境，如何提高木薯渣的综合利用价值，把皮渣变成宝，减少废渣对环境的污染，长期以来都是木薯淀粉行业一个亟待解决的课题。

目前，有将木薯渣直接加入到木薯粉中混合生产酒精的方法，但其发酵后得到的发酵醪酒精含量低，导致生产能耗大，生产成本高，排污量大，经济效益不理想。中国专利申请号为200810073402.9名称为《木薯渣酒精生产新工艺》的发明专利申请公开了一种木薯渣生产酒精新工艺，其将木薯渣与生木薯或木薯干片分开，分别进行蒸煮和糖化，木薯渣糖化后进行渣水分离，固渣拉去做饲料或肥料，木薯渣糖化滤液用作生木薯或木薯干片的调浆用液，此工艺在一定程度上解决了木薯渣酒精生产工艺存在的能耗高、污染大的问题，但是其仍然存在两个主要缺陷：第一是以生木薯或木薯干片为主要原料，木薯渣的糖化滤液只是作为调浆液，木薯渣的使用量在整个生产原料中所占比例很小，如果木薯干片价格高，其原料成本远大于使用糖蜜作原料的成本，该工艺的优势就无法体现；第二，该工艺得到的木薯渣糖化滤液固形物含量很低，一般情况下只能在本企业作调浆液使用，由于运输成本和存放期原因，该木薯渣糖化滤液很难运输到其他企业使用，从而限制了木薯渣的利用范围。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种完全以木薯渣为原料生产工业糊精和酒精的工艺方法，以解决木薯渣得不到充分利用、不能完全以木薯渣为原料生产酒精及现有木薯渣酒精生产工艺中存在的生产成本高、经济效益不理想等问题。

解决上述技术问题的技术方案是：一种利用木薯渣生产工业糊精的方法，包括以下步骤：

(1)粉碎：先将木薯渣进行粉碎，使其粒度小于1.5mm；

(2)调浆：将经过粉碎的木薯渣混合成浆料，要求绝干木薯渣重量含量在12％～15％，用酸碱溶液调节浆料的pH值，使pH值为5.8～6.5，加入耐高温α-淀粉酶，α-淀粉酶添加量按每克绝干木薯渣20u～30u；

(3)液化、过滤：将加入α淀粉酶的浆料加温至90℃～95℃，保温30min～60min，至浆料用碘液试验到蓝色消失并呈棕黄色，用100目尼龙滤布过滤得滤液；

(4)再调浆液化过滤：在滤液中加入木薯渣使绝干木薯渣重量含量在10％～14％，用酸碱溶液调节浆料的pH值，使pH值为5.8～6.5，加入耐高温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；再将浆料加温至90℃～95℃，保温30min～60min，至浆料用碘液试验到蓝色消失并呈棕黄色，用100目尼龙滤布过滤得滤液；

(5)重复(4)再调浆液化过滤步骤，直至得到的滤液固形物重量含量达到22％～25％，即得到固形物重量含量为22％～25％的稀工业糊精。

本发明的进一步技术方案是：将得到的固形物重量含量为22％～25％的稀工业糊精或是进行减压蒸发浓缩，至固形物重量含量达到68％～72％，或是进行减压蒸发，浓缩至固形物重量含量达到55％～60％时，加入焦亚硫酸钠溶液，焦亚硫酸钠溶液加入量按：每100g固形物重量加入0.04g～0.06g焦亚硫酸钠固体，继续蒸发至固形物重量含量达到68％～72％，即得固形物重量含量达到68％～72％的浓缩工业糊精。

本发明的另一技术方案是：一种利用木薯渣生产酒精的方法，包括以下步骤：

(1)粉碎：先将木薯渣进行粉碎，使其粒度小于1.5mm；

(3)液化、过滤：将加入α-淀粉酶的浆料加温至90℃～95℃，保温30min～60min，至浆料用碘液试验到蓝色消失并呈棕黄色，用100目尼龙滤布过滤得滤液；

(5)重复(4)再调浆液化过滤步骤，直至得到的滤液固形物重量含量达到22％～25％，即得到固形物重量含量为22％～25％的稀工业糊精，

(6)将步骤(1)～(5)得到的工业糊精，降温至55～65℃，调节pH值至4.4～4.6，按常规木薯酒精生产方法加入糖化酶和酒精酵母，再用常规木薯酒精发酵工艺生产，可得到8％(v/v)以上含量的酒精发酵醪，最后按常规方法蒸馏。

本发明之一种利用木薯渣生产工业糊精和酒精的方法，具有以下有益效果：

1.本发明完全以木薯渣为原料生产工业糊精和酒精，工艺简单、节能、成本低，无废料产生，是发展循环经济的方法。

本发明将生产淀粉后的木薯渣进行再粉碎后进行调浆，加液化酶，调节pH值，加温液化过滤，并将上述工艺过程反复进行，液化酶可以重复利用，液化滤液固形物含量逐步提高至22％～25％，可得到稀工业糊精；然后，可以将上述滤液作为主要原料再按照常规木薯发酵工艺生产得到8％(v/v)以上含量的酒精发酵醪，也可以对滤液进行浓缩至固形物含量达到68％～72％，得浓缩工业糊精。另外，液化后过滤产生的废渣与废醪液不含对农田有害的物质，因此，可将两者混合还田，作为肥料使用；本发明是对木薯渣残余淀粉的再利用，完全以木薯渣为原料生产工业糊精和酒精，工艺简单、节能，无废料产生，是发展循环经济的方法。

2.提高木薯渣的利用范围，经济效益显著，成本低，收益高。

本发明可以以木薯渣为原料生产工业糊精，将含水率高的湿木薯渣加工成固形物含量较高的工业糊精，该产品可出售给其他发酵企业做原料，既保证有较长的存放期，又便于运输，节约运输成本，并使产品能够异地使用，提高木薯渣的利用范围。

本发明又可以完全以木薯渣为原料生产酒精，相对于以生木薯或木薯干片为主要原料，木薯渣的糖化滤液作为调浆用液的酒精生产工艺，具有成本低，收益高的优点；例如：生产一吨95％(v/v)的酒精，使用木薯片与木薯渣混合原料生产工艺，需要的原料为：木薯干片2.2吨，湿木薯渣7吨，按目前市场价格：每吨木薯干片1200元，每吨湿木薯渣20元计算，需要的原料成本为：2780元；本发明需要的原料为湿木薯渣35吨，需要的原料成本为：700元，其他增加的成本如液化酶、能源等约为1000元，很明显本发明需要的原料成本比用木薯片与木薯渣混合原料的酒精生产工艺成本低得多。

下面，结合实施例对本发明之一种利用木薯渣生产工业糊精和酒精的方法的技术特征作进一步的说明。

附图说明

无

具体实施方式

实施例一：(实验室)

一种利用湿木薯渣生产固形物重量含量为22％～25％的稀工业糊精的方法，包括以下步骤：

(1)粉碎：先将湿木薯渣进行粉碎，过1.5mm筛，调节渣浆含水率约86％；

(2)调浆：在直径20cm不锈钢锅中，加入经过粉碎的1000g木薯渣浆料，其绝干木薯渣含量约140g，用酸或碱液调节pH值至6.2左右，再按每克绝干木薯渣30u α-淀粉酶计，加入耐高温α-淀粉酶4200u；

(3)液化、过滤：将钢锅置于沸水浴中，加热至浆料温度为90℃～95℃，保温30min～60min，取样用碘液试验至蓝色消失，并呈棕黄色，停止加热，用100目尼龙滤布过滤可得到固形物重量含量8％～8.5％的滤液约950g；

(4)再调浆液化过滤：在上述滤液中再加入已粉碎含水率约70％的木薯渣600g使绝干木薯渣重量含量在11.6％左右，调匀，用酸或碱调节pH值至6.2左右，补加耐高温α-淀粉酶1000u，再将浆料加温至90℃～95℃，保温30min～60min，至浆料用碘液试验到蓝色消失并呈棕黄色，用100目尼龙滤布过滤得滤液，可得到固形物重量含量14％～15％的滤液约1200g；

(5)第三次调浆液化过滤：将(4)步骤得到的全部滤液，加入含水率约为10％的干木薯渣200g左右，使绝干木薯渣重量含量在12.9％左右，搅拌调匀浆料，用酸或碱调节pH值至6.2左右，补加耐高温α-淀粉酶1000u，再将浆料加温至90℃～95℃，保温30min～60min，至浆料用碘液试验到蓝色消失并呈棕黄色，用100目尼龙滤布过滤得滤液；约可得到固形物重量含量22％～25％的滤液约1150g，即固形物重量含量22％～25％的稀工业糊精。

实施例二：

一种利用干木薯渣生产固形物重量含量为22％～25％的工业糊精的方法，包括以下步骤：

(1)粉碎：先将湿木薯渣进行脱水，烘干至水分含量约为10％，然后进行粉碎，过1.5mm筛，得到干木薯渣粉；

(2)调浆：在直径20cm不锈钢锅中，加入上述干木薯渣粉200g，加水1200ml，调匀，用酸或碱液调节pH值至6.2左右，再按每克绝干木薯渣25u α-淀粉酶计，加入耐高温α-淀粉酶约4500u；

(3)液化、过滤：将钢锅置于沸水浴中，加热至浆料温度为90℃～95℃，保温30min～60min，取样用碘液试验至蓝色消失，并呈棕黄色，停止加热，用100目尼龙滤布过滤约得到固含量8％～9％的滤液1200g；

(4)再调浆液化过滤：取上述滤液，再加入上述干木薯渣粉200g，使绝干木薯渣重量含量在12.9％左右，调匀，用酸或碱调节pH值至6.2左右，补加耐高温α-淀粉酶1000u，再将浆料加温至90℃～95℃，保温30min～60min，至浆料用碘液试验到蓝色消失并呈棕黄色，用100目尼龙滤布过滤得滤液；可得到固形物重量含量15％～16％的滤液约1250g；

(5)第三次调浆液化过滤：将(4)步骤得到的滤液，加入上述干木薯渣粉200g，使绝干木薯渣重量含量在12.4％左右，搅拌调匀浆料，用酸或碱调节pH值至6.2左右，补加耐高温α-淀粉酶1000u，再将浆料加温至90℃～95℃，保温30min～60min，至浆料用碘液试验到蓝色消失并呈棕黄色，用100目尼龙滤布过滤得滤液；可得到固形物重量含量22％～25％的滤液约1150g，即固形物重量含量22％～25％的稀工业糊精。

实施例三：

一种利用木薯渣生产固形物重量含量为68％～72％的浓缩工业糊精的方法，其步骤(1)～步骤(5)与实施例一或实施例二相同，然后取固形物重量含量为22％～25％的稀工业糊精300g进行减压蒸发，浓缩至固形物重量含量达到55％～60％时，加入10％焦亚硫酸钠溶液0.3ml，继续蒸发至固形物重量含量达到68％～72％即得浓缩工业糊精。

工业上的蒸发浓缩步骤可以先选用双效浓缩装置进行浓缩至固形物重量含量达到55％～60％，加入焦亚硫酸钠溶液后再转入釜式单效浓缩罐浓缩至重量含量至68％～72％的浓缩工业糊精，其主要成分含量为：固形物68％～72％，总糖46％～50％，灰分2％～3％。

本实施所述的焦亚硫酸钠溶液加入量一般按：每100g固形物重量加入0.04g～0.06g焦亚硫酸钠固体。

本实施例在生产过程中加入10％焦亚硫酸钠溶液可以起到防腐、漂白的作用，作为本实施例的一种变换，当产品不需要较长保存期时，也可以不加入10％焦亚硫酸钠溶液，而是对固形物重量含量为22％～25％的稀工业糊精直接进行蒸发浓缩，至固形物重量含量达到68％～72％即得浓缩工业糊精。

实施例四：

一种利用木薯渣生产酒精的方法，其步骤(1)～步骤(5)与实施例一或实施例二相同，取固形物重量含量为22％～25％的滤液400g，调节pH值至4.5，加入10000u糖化酶，调温至60℃左右糖化30min～40min，再升温灭菌后降温至33℃，加入滤液重量10％酒精酵母种子及滤液重量0.08％的尿素，维持33？发酵48-60h，得到8％(v/v)含量的酒精发酵醪370ml，然后可按照常规方法蒸馏得到酒精。

本发明各实施例所述的第一次调浆用α-淀粉酶的添加量根据实际情况还可以适当调整，一般按：每克绝干木薯渣20u～30u计。

本发明各实施例所述的再调浆用α-淀粉酶的添加量根据实际情况还可以适当调整，一般按：第一次α-淀粉酶添加量的1/5～1/3计。

本发明中以绝干木薯渣计，滤液中固形物得率约为绝干木薯渣质量的52％～55％；95％酒精得率约为绝干木薯渣质量的15％。

本发明所述的滤液固形物含量是指用常规方法蒸发(即在常压下，蒸发温度为100℃)得到的固体的重量占滤液总重量的比例。

本发明所述的调节pH值的酸碱选用盐酸、纯碱或烧碱，根据实际情况也可以选用其他酸碱来调节浆料的pH值。

Claims

1.一种利用木薯渣生产工业糊精的方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）粉碎：先将木薯渣进行粉碎，使其粒度小于1.5mm；

（2）调浆：将经过粉碎的木薯渣混合成浆料，要求绝干木薯渣重量含量在12%～15%，用酸碱溶液调节浆料的pH值，使pH值为5.8～6.5，加入耐高温α-淀粉酶，α-淀粉酶添加量按每克绝干木薯渣20u～30u；

（3）液化、过滤：将加入α-淀粉酶的浆料加温至90℃～95℃，保温30min～60min，至浆料用碘液试验到蓝色消失并呈棕黄色，用100目尼龙滤布过滤得滤液；

（4）再调浆液化过滤：在滤液中加入木薯渣使绝干木薯渣重量含量在10%～14%，用酸碱溶液调节浆料的pH值，使pH值为5.8～6.5，加入耐高温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；再将浆料加温至90℃～95℃，保温30min～60min，至浆料用碘液试验到蓝色消失并呈棕黄色，用100目尼龙滤布过滤得滤液；

（5）重复（4）再调浆液化过滤步骤，直至得到的滤液固形物重量含量达到22%～25%，即得到固形物重量含量为22%～25%的稀工业糊精。

2.根据权利要求1所述的一种利用木薯渣生产工业糊精的方法，其特征在于：将得到的固形物重量含量为22%～25%的稀工业糊精进行减压蒸发浓缩，至固形物重量含量达到68%～72%，即得到固形物重量含量达到68%～72%的浓缩工业糊精。

3.根据权利要求1所述的一种利用木薯渣生产工业糊精的方法，其特征在于：将得到的固形物重量含量为22%～25%的稀工业糊精，进行减压蒸发，浓缩至固形物重量含量达到55%～60%时，加入焦亚硫酸钠溶液，焦亚硫酸钠溶液加入量按：每100g固形物重量加入0.04g～0.06g焦亚硫酸钠固体，继续蒸发至固形物重量含量达到68%～72%，即得固形物重量含量达到68%～72%的浓缩工业糊精。

4.一种利用木薯渣生产酒精的方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）粉碎：先将木薯渣进行粉碎，使其粒度小于1.5mm；

（5）重复（4）再调浆液化过滤步骤，直至得到的滤液固形物重量含量达到22%～25%，即得到固形物重量含量为22%～25%的稀工业糊精，

（6）将步骤（5）得到的工业糊精，降温至55℃～65℃，调节pH值至4.4～4.6，按常规木薯酒精生产方法加入糖化酶和酒精酵母，再用常规木薯酒精发酵工艺生产，可得到8%（v/v）以上含量的酒精发酵醪，最后按常规方法蒸馏得到酒精。