CN104498533B - 一种制备乙醇的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种制备乙醇的方法，其特征在于，包括：将淀粉原料粉碎以形成大颗粒淀粉质原料；向所述大颗粒淀粉质原料中加水及耐高温淀粉酶并混合搅拌以形成第一醪液；对所述第一醪液进行糊化处理以形成第二醪液；液化处理；对液化处理后的所述第二醪液进行糖化处理以形成第三醪液；对所述第三醪液进行发酵。根据本发明的方法，可以在利用颗粒度较大的淀粉质原料的情况下，将淀粉质原料醪液的粘度控制在工艺可接受的范围内。同时，由于很好地控制了大颗粒淀粉质醪液的粘度和液糖化效果，因此有效地解决了现有技术中使用大颗粒大颗粒淀粉质醪液进行乙醇生产时出现的输送困难及液糖化不完全的问题，进一步减低了生产工艺中的能源消耗。

Description

一种制备乙醇的方法
技术领域
本发明总体涉及乙醇制备领域，更具体地，涉及一种制备乙醇的方法。
背景技术
在乙醇生产过程中，节能降耗已成为促进行业发展的主旋律。其中浓醪发酵工艺对乙醇生产节能降耗的效果最为明显。实现浓醪发酵技术的先决条件之一为提高发酵醪液中的可发酵性糖的含量，即提高粉碎的淀粉质原料与水拌料后醪液中淀粉含量的浓度，并以此通过一定的工艺操作控制，制备出高淀粉含量的糖化醪液，从而在不改变发酵工艺操作的情况下，使发酵醪液中可发酵性糖的浓度得到有效提高，这样可以使同样体积的发酵醪液代谢转化生产出更多的乙醇产品，进而达到大幅度的降低生产过程中的水耗、能耗和生产成本、减少废水处理负担、提高设备利用效率等节能降耗的目的。
目前，对于浓醪乙醇发酵研究最多的为提高液化酶和糖化酶的活性、改善糖化酶的耐酸性能、提高发酵菌种的耐高糖和耐高乙醇浓度的性能、改进原料粉碎的颗粒度以及粉碎原料拌料过程中添加耐高温淀粉酶促进淀粉质原料预液化等方面。而现有制备乙醇的方法包括以下步骤：采用锤片式粉碎机将淀粉质原料的粉碎；一般粒径控制在1.2mm以下；将粉后的原料与水混合，一般料水比为1:2.8以上；将混合后形成的醪液输入预液化罐中，加入适量的液化酶，混合均匀后对醪液进行升温液化处理；再进行糖化处理；冷却降温糖化后的醪液，进入发酵工序以形成乙醇。
而对于如何通过大颗粒干淀粉质原料醪液制备高浓度合格糖化醪液，进而制备高浓度的乙醇的研究却很少，至今尚未见过有关报道。
在现有技术中，乙醇生产企业发酵成熟醪中的乙醇浓度通常为11％(v)左右，折合成粉碎原料与拌料水的比例为1：2.8左右，达不到发酵成熟醪乙醇浓度为14％(v)或更高的浓醪乙醇发酵的工艺要求(折合成粉碎原料与拌料水的比例为1：2左右)，要提高粉碎原料拌料后醪液中淀粉含量，在通常原料粉碎的颗粒直径为1.2mm以下的情况下，最简单的做法就是降低拌料水的添加量，但仅靠降低拌料水的添加量会存在以下问题：由于醪液中粉碎原料量的增加，虽然会促使醪液中的淀粉含量增加，但随着醪液的升温，醪液的粘稠度会大幅度增加，会给醪液的输送带来困难，也会增加输送过程中的动力消耗，有时还会由于醪液的粘稠度增高而影响醪液的输送，甚至产生醪液难于输送的困难，直接影响到生产的正常运行。
为了有效地解决以上难题，在粉碎原料拌料水一定的条件下，可以采取提高原料粉碎的颗粒度的方法，即由目前常采用的干淀粉质原料粉碎颗粒直径由1.2mm以下提高到3.0mm至3.5mm，这样，一方面可以大大缩小粉碎的原料颗粒与拌料水的接触面积，在提高粉碎原料拌料醪液浓度的同时，尽量提高醪液中游离水的比例，从而可以提高醪液的流动性，有利于醪液的输送。但是，又出现了新的问题，由于淀粉质原料粉碎颗粒度的提高，与拌料水混合后，大颗粒淀粉的吸水速度会变慢，将会直接影响到液化和糖化的效果，进而影响乙醇发酵的效果和原料的利用效果。因此，如何在保证淀粉质原料粉碎颗粒度较大的情况下，降低醪液的粘度，提高及保证液化和糖化效果，并且进一步有效地增大发酵产生的乙醇的浓度是现阶段急需解决的问题。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，根据本发明的一个方面，提供了一种制备乙醇的方法，其特征在于，包括：将淀粉原料粉碎以形成大颗粒淀粉质原料；向大颗粒淀粉质原料中加水及耐高温淀粉酶并混合搅拌以形成第一醪液；对第一醪液进行糊化处理以形成第二醪液；液化保温处理；对液化保温处理后的第二醪液进行糖化处理以形成第三醪液；对第三醪液进行发酵。
在上述方法中，对第一醪液进行糊化处理以形成第二醪液的步骤进一步包括：实施一级喷射破碎细化；对大颗粒淀粉质原料进行降解；以及实施二级喷射破碎细化。
在上述方法中，使用喷射破碎细化器对第一醪液进行糊化处理以形成第二醪液。
在上述方法中，其特征在于，第二醪液的粘度值在60mPa.s至100mPa.s的范围内。
在上述方法中，在将淀粉原料粉碎以形成大颗粒淀粉质原料的步骤中，在粉碎步骤之后，大颗粒淀粉质原料的颗粒度为3.0mm至3.5mm，第一醪液的粘度值在80mPa.s至150mPa.s的范围内，并且淀粉原料包括玉米和/或木薯；
在上述方法中，耐高温淀粉酶的加入量为8u/g至12u/g。
在上述方法中，在后熟器中实施液化保温处理；在真空冷却***中进行降温；在糖化罐中实施糖化处理。
在上述方法中，在后熟器中实施液化保温处理；在真空冷却***中进行降温；在糖化罐中实施糖化处理。在后熟器中进行保温的温度介于90℃至100℃的范围内，在真空冷却***中降温至介于55℃至65℃的范围内。
在上述方法中，在后熟器中实施液化保温处理；在真空冷却***中进行降温；在糖化罐中实施糖化处理。液化处理的时间介于80分钟至100分钟的范围内。
在上述方法中，在后熟器中实施液化保温处理；在真空冷却***中进行降温；在糖化罐中实施糖化处理。当醪液的DE值在14至18的范围内时，停止糖化步骤。
根据本发明的方法，可以在利用颗粒度较大的淀粉质原料的情况下，将淀粉质原料醪液的粘度控制在工艺可接受的范围内。同时，由于很好地控制了大颗粒淀粉质醪液的粘度和液糖化效果，因此有效地解决了现有技术中使用大颗粒大颗粒淀粉质醪液进行乙醇生产时出现的输送困难及液糖化不完全的问题，进一步减低了生产工艺中的能源消耗。此外，由于使用了大颗粒淀粉质醪液，因此有效地将粉碎原料与拌料水的比例改进为1：2左右，从而将产生的乙醇浓度增加至14％以上。
附图说明
为了更全面地理解本发明的实施例及其优势，现将结合附图所进行的以下描述作为参考，其中：
图1为根据本发明的一些实施例的用于制备乙醇的方法的流程图。
具体实施方式
下面，详细论述了本发明各实施例的制备和使用。然而，应该理解，本发明提供了许多可以在各种具体环境中实现的可应用的发明构思。所论述的具体实施例仅示出了制备和使用本发明主题的具体方式，而不用于限制不同实施例的范围。
如图1所示，在步骤S101中，将淀粉原料粉碎以形成大颗粒淀粉质原料。淀粉可以是玉米、木薯或其它干淀粉质原料。在一些实施例中，可以采用锤式粉碎机对淀粉原料进行干法粉碎。可以通过选择粉碎机的筛板孔径大小来控制粉碎后得到的淀粉质原料的颗粒度大小。在现有技术中，乙醇生产企业大多采用孔径为1.2mm至1.5mm左右的筛板进行粉碎，粉碎后的得到的淀粉质原料的颗粒度一般在1.2mm以下，而且细粉较多。在本发明的一些实施例中，为了使淀粉质原料的粉碎颗粒度达到约3.0mm至约3.5mm的水平，可以选用具有约4.0mm至约8.0mm筛孔的筛板，并对粉碎机的粉碎性能进行改进，使淀粉质原料的粉碎颗粒度达到约3.0mm至约3.5mm的水平。同时，粉碎后的大颗粒淀粉质原料的颗粒度可以达到比较均匀的水平，例如，可以达到约3.0mm至约3.5mm的颗粒占到了总数的85％以上，小于约1.2mm的颗粒仅占总数的5％以下，而大于3.5mm的颗粒仅占总数的3％以下。经过一级粉碎即可达到原料粉碎度的要求，这样可以节省原料粉碎工序的动力消耗。原料淀粉粉碎后得到的大颗粒原料粉送入料仓贮存。
如图1所示在步骤S103中，向大颗粒淀粉质原料中加水及耐高温淀粉酶并混合搅拌以形成大颗粒淀粉质原料醪液，即第一醪液。在一些实施例中，将蒸馏工段的回收水降温到75℃后加入到大颗粒淀粉质原料中并进行拌料。拌料后，大颗粒淀粉质原料醪液的温度需要达到65℃，如拌料后大颗粒淀粉质原料醪液的温度低于65℃，可采用间接蒸汽加热方法将大颗粒淀粉质原料醪液加热升温到该温度。拌料过程中加入约8u/g至约12u/g的耐高温淀粉酶原料粉。搅拌混合均匀后，取样检测大颗粒淀粉质原料醪液的粘度值介于约80mPa.s至约150mPa.s的范围内。在上述粘度值的情况下，对醪液的输送不产生影响。采用醪液输送泵将其送入新型喷射破碎细化器中。
如图1所示，在步骤S105中，对第一醪液进行糊化处理以形成第二醪液。在本发明的一些实施例中，使用大颗粒淀粉醪液破碎细化器实施对大颗粒淀粉质原料醪液的糊化及液化操作。将上述暂存罐中的大颗粒淀粉醪液采用输送泵的方式送到喷射破碎细化器中。在将醪液输送进入喷射破碎细化器前的喷嘴处通入蒸汽喷射管，使加热蒸汽同醪液一起喷入喷射破碎细化器内。由于喷射破碎细化器采用N个对冲布置在同一节圆上的一级喷嘴结构设计，因此从对称的喷嘴喷出的蒸汽醪液混合液体首先在离心力的作用下，克服醪液本身的粘性力和表面张力，使醪液中的大颗粒淀粉得到离心和扩张性破碎，然后从喷嘴口处以呈一定的角度的圆锥形雾粒化液滴的形式高速喷出，其中，醪液中的水组分形成雾状小水滴，其中的大颗粒淀粉以水膜包围的颗粒液滴的形式在喷射的撞击区内进行对冲高速撞击、摩擦、破碎，使大颗粒淀粉得到有效破碎和细化。然后，水膜包围的大颗粒淀粉同水雾一起落入喷射破碎细化器的一级喷射嘴下面的腔体内的紊流流场溶液中形成液面。此时，醪液中的未完全破碎细化的大颗粒淀粉在紊流流场中继续发生颗粒间的湍流弥散、震荡、摩擦、吸水膨胀、溶解和降解等作用，从而使得剩余的大颗粒淀粉的粒径得到进一步减小。
接着，醪液在设备内压力作用下从一级缩扩口高速喷出，进入二级缩扩口上部的腔体内，此过程会使醪液产生压力释放，并使醪液中的淀粉颗粒产生膨化作用，更利于淀粉颗粒吸收水分并使淀粉颗粒溶于水中。同时，由于耐高温淀粉酶对淀粉的降解作用，从而降低了醪液的粘度。
在一些实施例中，进入二级缩扩口上部腔体内的醪液再经过安装在腔体壁上的以向斜下方倾角形式均匀分布的二级喷嘴喷入的蒸汽进行直接瞬间混合加热。加热后的醪液从二级缩扩口高速喷出，产生醪液的压力释放，使得醪液中残留的未在之前的步骤中破碎和细化的淀粉颗粒再次产生膨化作用，促使其进一步升温、吸水、膨化、溶解和降解。这样，醪液中的淀粉颗粒就可以达到全部的溶解状态。在一些实施例中，将从喷射破碎细化器下面的喷射缩扩口处流出的醪液在压力作用下送入后熟器进行液化操作。在整个操作过程中，醪液中的大颗粒淀粉在短时间内基本实现了吸水膨化、破碎、细化、溶解、分解和升温等复杂的物理破碎细化和生化降解过程，其中，耐高温淀粉酶在整个操作过程中都在发挥降解淀粉的作用，使得醪液的粘度得到有效的降低，从而有效的提高了醪液的输送的能力。
其中，该喷射破碎细化器内部的液位、醪液流量、蒸汽流量、醪液温度均采用自控***进行控制，同时，在该新型喷射破碎细化器的顶部和下部还安装有压力表、温度计，观察孔视镜和取样孔等装置，用于将一级喷射破碎细化后的醪液温度控制在约90℃至约95℃的范围内，将从喷射破碎细化器下面二级喷射缩扩口喷射出的醪液温度控制在约105℃至约110℃的范围内，然后经减压蒸发器后，使醪液的温度降低至约90℃和约100℃的范围内，并送入后熟器中进行液化操作，经取样检测此时醪液的粘度值在60mPa.s至100mPa.s的范围内。
如图1所示，在步骤S107中，对第二醪液进行液化处理，并且随后在步骤S109中对液化处理后的第二醪液进行糖化处理以形成第三醪液。将喷射破碎细化器底部减压缩扩口排出的醪液送入后熟器中进行液化，控制液化温度在约90℃至100℃的范围内，液化时间90min，取样检测醪液的粘度值波动在30～50mPa.s范围内，液化结束后，采用真空冷却的方法将醪液降温到62℃送入糖化罐中，流加浓硫酸调节醪液的pH值，流加约100u/g至约130u/g原料的糖化酶，搅拌均匀后糖化一定的时间，检测醪液的DE值介于14至18之间时，即为糖化结束。
如图1所示，在步骤S111中，对第三醪液进行发酵。在一些实施例中，将在步骤S109中制得的醪液降温到乙醇发酵温度送入发酵工段。由于本步操作与现有技术中使用醪液制备乙醇的工艺相同，因此为了简单和清楚的目的，在此将不在赘述。通过本发明制备的乙醇的浓度为16％～18％(体积)。
尽管在本文的描述中使用了新型喷射破碎细化器来对大颗粒淀粉质原料醪液进行糊化及液化处理，但这仅仅是个实例。本领域普通技术人员应该理解，可以使用任何其他机械来实施糊化及液化处理。同时，应该理解，可以使用其他包括对大颗粒淀粉质原料醪液进行一级喷射破碎细化、降解以及二级喷射破碎细化的方法或工艺，以达到与使用新型喷射破碎细化器相同的效果。本领域普通技术人员应该理解，上述可以对大颗粒淀粉质原料醪液进行糊化及液化处理的机械、工艺和方法均在本发明的保护范围之内。
通过本发明的方法可以有效的利用颗粒度较大的淀粉质原料，将现有技术中只能使用颗粒度约为1.2mm左右的淀粉质原料提升至利用约3.0mm至约3.5mm的淀粉质原料。同时，由于使用了大颗粒淀粉质原料，因此，有效地将料水比由1:2.8左右提高到1:2.0左右。通过本发明的方法可以使得醪液中的大颗粒淀粉在高压剪切力、相互碰撞力、摩擦力、膨胀力等力的作用下以及耐高温淀粉酶的不断降解作用得到瞬间有效的破碎、细化和溶解，在不采用高温长时间处理的条件下，实现了对醪液流体中大颗粒淀粉的瞬间破碎、细化、膨化、吸水膨胀、溶解、降解和醪液的瞬间升温过程，为接下来的液化及糖化过程的顺利进行创建了有利条件，并且进一步有效的提高了最终产生的乙醇的浓度。
实施例1
1、原料粉碎：采用木薯干原料从料仓经皮带输送机或斗式提升机送入粉碎机原料入口，选用粉碎机的筛板孔径为4mm，经粉碎后对粉碎的原料粉进行筛分，通过1.2mm筛孔的细粉含量占原料粉总量为3.5％，通过3.0mm筛孔的细粉含量占原料粉总量为11.8％，超过3.5mm筛孔的大颗粒含量占原料粉总量为1.5％，其中3.0mm至3.5mm粒径的大颗粒占原料粉总量为86.7％；然后将料粉送入料仓暂存。
2、粉碎拌料：采用蒸馏工段的回收水，降温到75℃后进行拌料，拌料后的温度需要达到65℃。拌料过程中加入耐高温淀粉酶12u/g原料粉，搅拌混合均匀后，取样检测醪液的粘度为120mPa.s，对醪液的输送不产生影响。采用醪液输送泵将其送入喷射破碎细化器中。
3、在喷射破碎细化器中对大颗粒淀粉醪液喷射破碎、细化、瞬间升温液化工序。将上述暂存罐中大颗粒淀粉醪液采用输送泵送入喷射破碎细化器中，并在醪液输送进入喷射破碎细化器前的喷嘴处通入蒸汽喷射管，使加热蒸汽同醪液一起喷入喷射破碎细化器内，此为一级喷射工艺操作，喷射破碎细化器采用4个对冲布置在同一节圆上的喷嘴对蒸汽醪液混合液进行喷射，通过实验对喷射后的醪液取样分析得到，大颗粒淀粉的粒径显著缩小，其中大部分淀粉颗粒都已得到水分的润透而溶解，仅有不到5％的淀粉颗粒还未得到水分润透，此时通过控制醪液的流量和蒸汽的流量，使醪液的温度控制在90℃。
此醪液再经喷射破碎细化器底部的喷射口处的蒸汽喷入，将醪液一起从喷射破碎细化器底部的喷射口处高速喷出，喷射口下面是减压扩散管，从减压扩散管口喷出的醪液经取样分析得到，醪液中的颗粒淀粉已全部细化溶解，此时，通过控制醪液的流量和蒸汽的流量，使醪液的温度控制在105℃，此时，取样检测醪液的粘度为90mPa.s。
4、醪液的液化、糖化：将喷射破碎细化器底部减压扩散管排出的醪液送入后熟器中进行液化，控制液化温度为95℃，液化时间90min，取样检测醪液的粘度为45mPa.s，液化结束后，采用真空冷却的方法将醪液降温到62℃送入糖化罐中，流加浓硫酸调节醪液的pH值，流加糖化酶120u/g原料，搅拌均匀后糖化一定的时间，检测醪液的DE值在14时，结束糖化。
5、醪液的发酵：将糖化后的醪液送至送入发酵工段进行发酵，发酵完成后得到的乙醇浓度为16％(体积)。
实施例2
1、原料粉碎：如采用木薯干原料从料仓经皮带输送机或斗式提升机送入粉碎机原料入口，选用粉碎机的筛板孔径为4mm，经粉碎后对粉碎的原料粉进行筛分，通过1.2mm筛孔的细粉含量占原料粉总量为3.5％，通过3.0mm筛孔的细粉含量占原料粉总量为11.8％，超过3.5mm筛孔的大颗粒含量占原料粉总量为1.5％，其中3.0mm至3.5mm粒径的大颗粒占原料粉总量为86.7％；然后将料粉送入料仓暂存。
2、粉碎拌料：采用蒸馏工段的回收水，降温到75℃后进行拌料，拌料后的温度需要达到65℃，如拌料后的醪液温度低于65℃，可采用间接蒸汽加热方法将醪液加热升温到该温度。拌料过程中加入耐高温淀粉酶8u/g原料粉，搅拌混合均匀后，取样检测醪液的粘度值为150mPa.s，对醪液的输送不产生影响。采用醪液输送泵将其送入新型喷射破碎细化器中。
3、喷射破碎细化器对大颗粒淀粉醪液喷射破碎、细化、瞬间升温液化工序：将上述暂存罐中大颗粒淀粉醪液采用输送泵送入喷射破碎细化器中，并在醪液输送进入喷射破碎细化器前的喷嘴处通入蒸汽喷射管，使加热蒸汽同醪液一起喷入喷射破碎细化器内，此为一级喷射工艺操作，喷射破碎细化器采用2个对冲布置在同一节圆上的喷嘴对蒸汽醪液混合液进行喷射，通过实验对喷射后的醪液取样分析得到，大颗粒淀粉的粒径显著缩小，其中大部分淀粉颗粒都已得到水分的润透而溶解，仅有不到15％的淀粉颗粒还未得到水分润透，此时通过控制醪液的流量和蒸汽的流量，使醪液的温度控制在95℃。
此醪液再经喷射破碎细化器底部的喷射口处的蒸汽喷入，将醪液一起从喷射破碎细化器底部的喷射口处高速喷出，喷射口下面是减压扩散管，从减压扩散管口喷出的醪液经取样分析得到，醪液中的颗粒淀粉已全部细化溶解，此时，通过控制醪液的流量和蒸汽的流量，使醪液的温度控制在110℃，取样检测醪液的粘度为100mPa.s左右，醪液输送很顺利。
4、醪液的液化、糖化：将喷射破碎细化器底部减压扩散管排出的醪液送入后熟器中进行液化，控制液化温度为95℃，液化时间90min，取样检测醪液的粘度值为50mPa.s，液化结束后，采用真空冷却的方法将醪液降温到62℃送入糖化罐中，流加浓硫酸调节醪液的pH值，流加糖化酶120u/g原料，搅拌均匀后糖化一定的时间，检测醪液的DE值在16时，即为糖化结束，然后将醪液降温到乙醇发酵温度送入发酵工段。
5、醪液的发酵：将糖化后的醪液送至送入发酵工段进行发酵，发酵完成后得到的乙醇浓度为17％(体积)。
实施例3
1、原料粉碎：如采用木薯干原料从料仓经皮带输送机或斗式提升机送入粉碎机原料入口，选用粉碎机的筛板孔径为6mm，经粉碎后对粉碎的原料粉进行筛分，通过1.2mm筛孔的细粉含量占原料粉总量为2.5％，通过3.0mm筛孔的细粉含量占原料粉总量为10.8％，超过3.5mm筛孔的大颗粒含量占原料粉总量为2.0％，其中3.0～3.5mm粒径的大颗粒占原料粉总量为87.2％；然后将料粉送入料仓暂存。
2、粉碎拌料：采用蒸馏工段的回收水，降温到75℃后进行拌料，拌料后的温度需要达到65℃，如拌料后的醪液温度低于65℃，可采用间接蒸汽加热方法将醪液加热升温到该温度。拌料过程中加入耐高温淀粉酶10u/g原料粉，搅拌混合均匀后，取样检测醪液的粘度为120mPa.s左右，对醪液的输送不产生影响。采用醪液输送泵将其送入新型喷射破碎细化器中。
3、喷射破碎细化器对大颗粒淀粉醪液喷射破碎、细化、瞬间升温液化工序：将上述暂存罐中大颗粒淀粉醪液采用输送泵送入喷射破碎细化器中，并在醪液输送进入喷射破碎细化器前的喷嘴处通入蒸汽喷射管，使加热蒸汽同醪液一起喷入喷射破碎细化器内，此为一级喷射工艺操作，喷射破碎细化器采用6个对冲布置在同一节圆上的喷嘴对蒸汽醪液混合液进行喷射，通过实验对喷射后的醪液取样分析得到，大颗粒淀粉的粒径显著缩小，其中大部分淀粉颗粒都已得到水分的润透而溶解，仅有不到1.5％的淀粉颗粒还未得到水分润透，此时通过控制醪液的流量和蒸汽的流量，使醪液的温度控制在95℃。
此醪液再经喷射破碎细化器底部的喷射口处的蒸汽喷入，将醪液一起从喷射破碎细化器底部的喷射口处高速喷出，喷射口下面是减压扩散管，从减压扩散管口喷出的醪液经取样分析得到，醪液中的颗粒淀粉已全部细化溶解，此时，通过控制醪液的流量和蒸汽的流量，使醪液的温度控制在110℃，取样检测醪液的粘度为80mPa.s左右，醪液输送很顺利。
4、醪液的液化、糖化：将喷射破碎细化器底部减压扩散管排出的醪液送入后熟器中进行液化，控制液化温度为95℃，液化时间90min，取样检测醪液的粘度值为35mPa.s,液化结束后，采用真空冷却的方法将醪液降温到62℃送入糖化罐中，流加浓硫酸调节醪液的pH值，流加糖化酶120u/g原料，搅拌均匀后糖化一定的时间，检测醪液的DE值在17时，即为糖化结束，然后将醪液降温到乙醇发酵温度送入发酵工段。
5、醪液的发酵：将糖化后的醪液送至送入发酵工段进行发酵，发酵完成后得到的乙醇浓度为18％(体积)。
实施例4
1、原料粉碎：如采用木薯干原料从料仓经皮带输送机或斗式提升机送入粉碎机原料入口，选用粉碎机的筛板孔径为8mm，经粉碎后对粉碎的原料粉进行筛分，通过1.2mm筛孔的细粉含量占原料粉总量为2.0％，通过3.0mm筛孔的细粉含量占原料粉总量为8.5％，超过3.5mm筛孔的大颗粒含量占原料粉总量为2.5％，其中3.0～3.5mm粒径的大颗粒占原料粉总量为89.0％；然后将料粉送入料仓暂存。
2、粉碎拌料：采用蒸馏工段的回收水，降温到75℃后进行拌料，拌料后的温度需要达到65℃，如拌料后的醪液温度低于65℃，可采用间接蒸汽加热方法将醪液加热升温到该温度。拌料过程中加入耐高温淀粉酶8u/g原料粉，搅拌混合均匀后，取样检测醪液的粘度波动在100mPa.s左右，对醪液的输送不产生影响。采用醪液输送泵将其送入新型喷射破碎细化器中。
3、喷射破碎细化器对大颗粒淀粉醪液喷射破碎、细化、瞬间升温液化工序：将上述暂存罐中大颗粒淀粉醪液采用输送泵送入喷射破碎细化器中，并在醪液输送进入喷射破碎细化器前的喷嘴处通入蒸汽喷射管，使加热蒸汽同醪液一起喷入喷射破碎细化器内，此为一级喷射工艺操作，喷射破碎细化器采用2个对冲布置在同一节圆上的喷嘴对蒸汽醪液混合液进行喷射，通过实验对喷射后的醪液取样分析得到，大颗粒淀粉的粒径显著缩小，其中大部分淀粉颗粒都已得到水分的润透而溶解，仅有不到12％的淀粉颗粒还未得到水分润透，此时通过控制醪液的流量和蒸汽的流量，使醪液的温度控制在95℃。
此醪液再经喷射破碎细化器底部的喷射口处的蒸汽喷入，将醪液一起从喷射破碎细化器底部的喷射口处高速喷出，喷射口下面是减压扩散管，从减压扩散管口喷出的醪液经取样分析得到，醪液中的颗粒淀粉已全部细化溶解，此时，通过控制醪液的流量和蒸汽的流量，使醪液的温度控制在110℃，取样检测醪液的粘度为90mPa.s左右，醪液输送很顺利。
4、醪液的液化、糖化：将喷射破碎细化器底部减压扩散管排出的醪液送入后熟器中进行液化，控制液化温度为95℃，液化时间90min，取样检测醪液的粘度值为45mPa.s,液化结束后，采用真空冷却的方法将醪液降温到62℃送入糖化罐中，流加浓硫酸调节醪液的pH值，流加糖化酶120u/g原料，搅拌均匀后糖化一定的时间，检测醪液的DE值在18时，即为糖化结束，然后将醪液降温到乙醇发酵温度送入发酵工段。
5、醪液的发酵：将糖化后的醪液送至送入发酵工段进行发酵，发酵完成后得到的乙醇浓度为16％(体积)。
实施例5
1、原料粉碎：如采用木薯干原料从料仓经皮带输送机或斗式提升机送入粉碎机原料入口，选用粉碎机的筛板孔径为6mm，经粉碎后对粉碎的原料粉进行筛分，通过1.2mm筛孔的细粉含量占原料粉总量为2.5％，通过3.0mm筛孔的细粉含量占原料粉总量为10.8％，超过3.5mm筛孔的大颗粒含量占原料粉总量为2.0％，其中3.0～3.5mm粒径的大颗粒占原料粉总量为87.2％；然后将料粉送入料仓暂存。
2、粉碎拌料：采用蒸馏工段的回收水，降温到75℃后进行拌料，拌料后的温度需要达到65℃，如拌料后的醪液温度低于65℃，可采用间接蒸汽加热方法将醪液加热升温到该温度。拌料过程中加入耐高温淀粉酶12u/g原料粉，搅拌混合均匀后，取样检测醪液的粘度为90mPa.s左右，对醪液的输送不产生影响。采用醪液输送泵将其送入新型喷射破碎细化器中。
3、喷射破碎细化器对大颗粒淀粉醪液喷射破碎、细化、瞬间升温液化工序：将上述暂存罐中大颗粒淀粉醪液采用输送泵送入喷射破碎细化器中，并在醪液输送进入喷射破碎细化器前的喷嘴处通入蒸汽喷射管，使加热蒸汽同醪液一起喷入喷射破碎细化器内，此为一级喷射工艺操作，喷射破碎细化器采用2个对冲布置在同一节圆上的喷嘴对蒸汽醪液混合液进行喷射，通过实验对喷射后的醪液取样分析得到，大颗粒淀粉的粒径显著缩小，其中大部分淀粉颗粒都已得到水分的润透而溶解，仅有不到12.5％的淀粉颗粒还未得到水分润透，此时通过控制醪液的流量和蒸汽的流量，使醪液的温度控制在95℃。
此醪液再经喷射破碎细化器底部的喷射口处的蒸汽喷入，将醪液一起从喷射破碎细化器底部的喷射口处高速喷出，喷射口下面是减压扩散管，从减压扩散管口喷出的醪液经取样分析得到，醪液中的颗粒淀粉已全部细化溶解，此时，通过控制醪液的流量和蒸汽的流量，使醪液的温度控制在110℃，取样检测醪液的粘度为70mPa.s左右，醪液输送很顺利。
4、醪液的液化、糖化：将喷射破碎细化器底部减压扩散管排出的醪液送入后熟器中进行液化，控制液化温度为95℃，液化时间90min，取样检测醪液的粘度值为48mPa.s，液化结束后，采用真空冷却的方法将醪液降温到62℃送入糖化罐中，流加浓硫酸调节醪液的pH值，流加糖化酶120u/g原料，搅拌均匀后糖化一定的时间，检测醪液的DE值在14时，即为糖化结束，然后将醪液降温到乙醇发酵温度送入发酵工段。
5、醪液的发酵：将糖化后的醪液送至送入发酵工段进行发酵，发酵完成后得到的乙醇浓度为18％(体积)。
实施例6
1、原料粉碎：如采用木薯干原料从料仓经皮带输送机或斗式提升机送入粉碎机原料入口，选用粉碎机的筛板孔径为8mm，经粉碎后对粉碎的原料粉进行筛分，通过1.2mm筛孔的细粉含量占原料粉总量为2.0％，通过3.0mm筛孔的细粉含量占原料粉总量为8.5％，超过3.5mm筛孔的大颗粒含量占原料粉总量为2.5％，其中3.0～3.5mm粒径的大颗粒占原料粉总量为89.0％；然后将料粉送入料仓暂存。
2、粉碎拌料：采用蒸馏工段的回收水，降温到75℃后进行拌料，拌料后的温度需要达到65℃，如拌料后的醪液温度低于65℃，可采用间接蒸汽加热方法将醪液加热升温到该温度。拌料过程中加入耐高温淀粉酶12u/g原料粉，搅拌混合均匀后，取样检测醪液的粘度波动在80mPa.s左右，对醪液的输送不产生影响。采用醪液输送泵将其送入新型喷射破碎细化器中。
3、喷射破碎细化器对大颗粒淀粉醪液喷射破碎、细化、瞬间升温液化工序：将上述暂存罐中大颗粒淀粉醪液采用输送泵送入喷射破碎细化器中，并在醪液输送进入喷射破碎细化器前的喷嘴处通入蒸汽喷射管，使加热蒸汽同醪液一起喷入喷射破碎细化器内，此为一级喷射工艺操作，喷射破碎细化器采用2个对冲布置在同一节圆上的喷嘴对蒸汽醪液混合液进行喷射，通过实验对喷射后的醪液取样分析得到，大颗粒淀粉的粒径显著缩小，其中大部分淀粉颗粒都已得到水分的润透而溶解，仅有不到10％的淀粉颗粒还未得到水分润透，此时通过控制醪液的流量和蒸汽的流量，使醪液的温度控制在90℃。
此醪液再经喷射破碎细化器底部的喷射口处的蒸汽喷入，将醪液一起从喷射破碎细化器底部的喷射口处高速喷出，喷射口下面是减压扩散管，从减压扩散管口喷出的醪液经取样分析得到，醪液中的颗粒淀粉已全部细化溶解，此时，通过控制醪液的流量和蒸汽的流量，使醪液的温度控制在105℃，取样检测醪液的粘度为60mPa.s左右，醪液输送很顺利。
4、醪液的液化、糖化：将喷射破碎细化器底部减压扩散管排出的醪液送入后熟器中进行液化，控制液化温度为95℃，液化时间90min，取样检测醪液的粘度值为45mPa.s，液化结束后，采用真空冷却的方法将醪液降温到62℃送入糖化罐中，流加浓硫酸调节醪液的pH值，流加糖化酶120u/g原料，搅拌均匀后糖化一定的时间，检测醪液的DE值在18时，即为糖化结束，然后将醪液降温到乙醇发酵温度送入发酵工段。
5、醪液的发酵：将糖化后的醪液送至送入发酵工段进行发酵，发酵完成后得到的乙醇浓度为18％(体积)。
尽管已经详细地描述了本发明的实施例及其优势，但应该理解，在不背离所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明作出各种改变、替换和更改。而且，本申请的范围预期不限于本说明书中描述的工艺、机器、制备、材料组分、工具、方法和步骤的特定实施例。作为本领域普通技术人员将很容易地理解，根据本发明，可以利用现有的或今后将开发的、用于与本发明描述的相应实施例执行基本相同的功能或获得基本相同结果的工艺、机器、制备、材料组分、工具、方法或步骤。相应地，所附权利要求旨在将这些工艺、机器、制备、材料组分、工具、方法或步骤包括在它们的范围内。

Claims (8)

1.一种制备乙醇的方法，其特征在于，包括：
将淀粉原料粉碎以形成大颗粒淀粉质原料；
向所述大颗粒淀粉质原料中加水及耐高温淀粉酶并混合搅拌以形成第一醪液；
对所述第一醪液进行糊化处理以形成第二醪液；
液化保温处理；
对液化保温处理后的第二醪液进行糖化处理以形成第三醪液；
对所述第三醪液进行发酵，
其中，所述大颗粒淀粉质原料和所述水的比例为1:2；
所述大颗粒淀粉质原料的颗粒度为3.0mm至3.5mm；
所述第一醪液的粘度值在80mPa.s至150mPa.s的范围内；
对所述第一醪液进行糊化处理以形成所述第二醪液的步骤进一步包括：
实施一级喷射破碎细化；
对所述大颗粒淀粉质原料进行降解；以及
实施二级喷射破碎细化。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二醪液的粘度值在60mPa.s至100mPa.s的范围内。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在将淀粉原料粉碎以形成大颗粒淀粉质原料的步骤中，在所述粉碎的步骤之后，所述大颗粒淀粉质原料的颗粒度为3.0mm至3.5mm，所述第一醪液的粘度值在80mPa.s至150mPa.s的范围内，并且所述淀粉原料包括玉米和/或木薯。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述耐高温淀粉酶的加入量为8U/g至12U/g。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
在后熟器中实施所述液化保温处理；
在所述液化保温处理之后，在真空冷却***中进行降温；
在所述降温之后，在糖化罐中实施所述糖化处理。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述后熟器中进行保温的温度介于90℃至100℃的范围内，在所述真空冷却***中降温至介于55℃至65℃的范围内。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述液化保温处理的时间介于80分钟至100分钟的范围内。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，当糖化处理后的第二醪液的DE值在14至18的范围内时，停止所述糖化处理的步骤。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101070549A (zh) * 2006-05-12 2007-11-14 广东中科天元再生资源工程有限公司 酒精生产的混合原料发酵工艺
CN102787141A (zh) * 2012-08-21 2012-11-21 广西凭祥市丰浩酒精有限公司 一种酒精的生产工艺

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Factors Impacting Ethanol Production from Grain Sorghum;X Wu等;《CEREAL CHEMISTRY》;AACC INTERNATIONAL;20070430;第84卷(第2期);第130-136页 *
Very high gravity (VHG) ethanolic brewing and fermentation: a research update;Pradeep Puligundla等;《Journal of Industrial Microbiology & Biotechnology》;Springer;20110930;第38卷(第9期);第1133-1144页 *

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