淀粉质原料生产乙醇的方法及其应用技术

本发明专利技术涉及乙醇生产领域，公开了一种淀粉质原料生产乙醇的方法及其应用。该方法能够在保证粉浆醪达到预定温度且不影响发酵效果的情况下，还能降低蒸汽成本和生产成本。还能降低蒸汽成本和生产成本。

【技术实现步骤摘要】
淀粉质原料生产乙醇的方法及其应用


[0001]本专利技术涉及乙醇生产领域，具体涉及一种淀粉质原料生产乙醇的方法及其应用。

技术介绍

[0002]现有生物质生产燃料乙醇的工艺中，用于和粉料混合进而得到粉浆的配料水的温度需要达到100
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120℃，才能进入混料器进行预拌料，这样预拌料后的粉浆醪温度才能达到85
‑
87℃。常温的水升温至上述温度，升温幅度如此之大，需要消耗大量新鲜蒸汽。若仅仅依靠蒸汽对常温水进行加热，每生产一吨乙醇，上述升温过程中蒸汽消耗达到约0.3
‑
0.4t，这种配料水加热升温工艺导致燃料乙醇生产过程中拌料过程蒸汽消耗及成本较高。此外，在一般的生物质生产燃料乙醇的工艺中，每1kg发酵产物中的酒精含量约为116
‑
122g。因此，为了节约成本，需要开发一种能够在保证粉浆醪达到预定温度且不影响发酵效果的情况下，还能降低蒸汽成本的乙醇的生产方法。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的上述问题，提供一种淀粉质原料生产乙醇的方法及其应用，该方法能够在保证粉浆醪达到预定温度且不影响发酵效果的情况下，还能降低蒸汽成本和生产成本。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种淀粉质原料生产乙醇的方法，该方法包括：将配料水和粉料混合糊化得到粉浆，将所述粉浆进行酶解液化得到液化醪，将所述液化醪进行换热和发酵得到含有乙醇的发酵产物，从所述发酵产物中提取乙醇，得到乙醇和废醪液；
[0005]其中，在所述液化醪进行换热的过程中，将新鲜水作为液化醪的换热介质，将经过换热后的新鲜水作为预配料水；对所述预配料水进行预配料水加热，得到配料水；
[0006]其中，所述配料水的温度为100
‑
120℃，混合糊化的时间为20
‑
30min；
[0007]其中，相对于1kg的所述粉料，所述配料水的用量为1.9
‑
2.1L；
[0008]其中，所述酶解液化的酶包括α
‑
淀粉酶，所述酶解液化的温度为85
‑
87℃，时间为2
‑
3h。
[0009]本专利技术第二方面提供一种如上所述的方法在淀粉质原料生产乙醇中的应用。
[0010]通过上述技术方案，本专利技术可以取得如下的有益效果：
[0011]本专利技术的方法，充分利用了液化后得到的液化醪的热量，通过液化醪和预配料水进行换热的方式，不仅降低了液化醪冷却所需要消耗的冷却水用量，还降低了水在需要升温至特定温度时，所需要消耗的蒸汽的量，同时，对于干燥后形成的蒸汽凝液中的热量进行了回收，还不影响发酵效果。
具体实施方式
[0012]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或
值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0013]第一方面，本专利技术提供了一种淀粉质原料生产乙醇的方法，该方法包括：将配料水和粉料混合糊化得到粉浆，将所述粉浆进行酶解液化得到液化醪，将所述液化醪进行换热和发酵得到含有乙醇的发酵产物，从所述发酵产物中提取乙醇，得到乙醇和废醪液；
[0014]其中，在所述液化醪进行换热的过程中，将新鲜水作为液化醪的换热介质，将经过换热后的新鲜水作为预配料水；对所述预配料水进行预配料水加热，得到配料水；
[0015]其中，所述配料水的温度为100
‑
120℃，混合糊化的时间为20
‑
30min；
[0016]其中，相对于1kg的所述粉料，所述配料水的用量为1.9
‑
2.1L；
[0017]其中，所述酶解液化的酶包括α
‑
淀粉酶，所述酶解液化的温度为85
‑
87℃，时间为2
‑
3h。
[0018]能够理解的是，酶解液化后的液化醪温度较高，而发酵借助微生物进行，需要相对较低的温度。温度较高的液化醪，需要进行冷却降温，才能作为发酵的物料。传统的工艺中，对液化醪进行冷却降温，液化醪中的热量转移到冷却介质中，这部分热量就损失了。此外，用于和粉料混合的配料水需要具有较高的温度，常温的新鲜水如果要达到配料水要求的温度，需要采用高温蒸汽对新鲜水提供大量的热量。本专利技术的专利技术人在研究中发现，采用本专利技术的技术方案，将液化醪冷却降温释放的热量用于新鲜水加热，即新鲜水作为液化醪的换热介质，不仅可以回收热量，而且可以减少蒸汽用量，降低生产成本。
[0019]其中，酶解液化所用酶的用量不受特别的限制，只要能够实现酶解液化即可，例如，相对于1kg的粉料，酶的用量为2.8
‑
6万U，例如，相对于1kg的粉料，酶活力为35万U/ml的酶的用量可以为0.08
‑
0.17ml。在本专利技术中，在未作相反说明的情况下，使用的术语“酶活力”的大小即酶含量的多少，用酶活力单位(U)表示，本专利技术中酶活力单位的定义是：在最适温度及最适pH(70℃，pH为6)的条件下，每分钟水解1mg淀粉所需的酶量。
[0020]根据本专利技术，优选的，所述发酵的温度为30
‑
34℃，时间为62
‑
68h。
[0021]根据本专利技术，优选的，该方法还包括：将所述废醪液进行固液分离，得到固相和清液，取清液的50
‑
80重量％，经蒸发浓缩后得到浓浆，将所述固相和浓浆进行干燥，得到饲料；其中，所述干燥的热源为蒸汽，干燥后所述蒸汽形成蒸汽凝液，将所述蒸汽凝液返回至作为预配料水加热的热源。
[0022]其中，提取乙醇后的废醪液中，含有较多的营养物质，可以用于生产饲料。废醪液固液分离后，得到固相和含水量较高的清液，清液经浓缩后得到浓浆，浓浆可以和固相一起干燥，得到饲料。其中，所述干燥一般以蒸汽作为热源，蒸汽释放热量后，形成蒸汽凝液。蒸汽凝液的温度仍然较高，将部分蒸汽凝液用于对经过换热后的新鲜水再次加热，可以进一步减少新鲜水加热至达到配料水预定温度所需的蒸汽用量，进一步实现热量回收，降低蒸汽和生产成本。
[0023]其中，所述固液分离的方法不受特别的限制，可以为本领域的常规选择，例如所述固液分离的方法可以为离心分离。
[0024]其中，所述干燥所用的设备不受特别的限制，优选为管束干燥机。
[0025]根据本专利技术，优选的，所述预配料水加热包括一级加热、二级加热和三级加热。
[0026]根据本专利技术，优选的，所述干燥包括一级干燥和二级干燥，将所述二级干燥中形成的蒸汽凝液返回至预配料水的一级加热中，作为一级加热的热源；所述一级干燥中形成的蒸汽凝液返回至预配料水的二级加热中，作为二级加热的热源。
[0027]根据本专利技术，优选的，所述干燥本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种淀粉质原料生产乙醇的方法，其特征在于，该方法包括：将配料水和粉料混合糊化得到粉浆，将所述粉浆进行酶解液化得到液化醪，将所述液化醪进行换热和发酵得到含有乙醇的发酵产物，从所述发酵产物中提取乙醇，得到乙醇和废醪液；其中，在所述液化醪进行换热的过程中，将新鲜水作为液化醪的换热介质，将经过换热后的新鲜水作为预配料水；对所述预配料水进行预配料水加热，得到配料水；其中，所述配料水的温度为100
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120℃，混合糊化的时间为20
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30min；其中，相对于1kg的所述粉料，所述配料水的用量为1.9
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2.1L；其中，所述酶解液化的酶包括α
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淀粉酶，所述酶解液化的温度为85
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87℃，时间为2
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3h。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述发酵的温度为30
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34℃，时间为62
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68h。3.根据权利要求1所述的方法，其中，该方法还包括：将所述废醪液进行固液分离，得到固相和清液，取清液的50
‑
80重量％，经蒸发浓缩后得到浓浆，将所述固相和浓浆进行干燥，得到饲料；其中，所述干燥的热源为蒸汽，干燥后所述蒸汽形成蒸汽凝液，将所述蒸汽凝液返回作为预配料水加热的热源。4.根据权利要求3所述的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：张永新，于成，王利，刘树才，王波，贾云龙，徐文志，贾井行，
申请(专利权)人：国投生物能源海伦有限公司，
类型：发明
国别省市：