一种采用薯类原料制备乙醇的方法技术

本发明专利技术提供了一种采用薯类原料制备乙醇的方法，采用本发明专利技术提供的薯类原料制备乙醇的方法得到的乙醇的淀粉乙醇的产率明显高于由现有方法得到的乙醇的淀粉乙醇的产率，且与现有技术比较，本发明专利技术的制备乙醇的方法的残糖率大大降低；并且通过本发明专利技术提供的方法显著地缩短了固液分离的时间，在无需增加新设备的情况下显著地提高了单位时间内废液的处理量，从而解决了导致木薯发酵制备乙醇的装置的运行负荷较低的瓶颈，提高了木薯发酵制备乙醇的装置的生产能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于乙醇的制备方法，更具体地是关于采用薯类原料制备乙醇 的方法。
技术介绍
薯类，例如红薯、马铃薯、木薯等，富含淀粉，因此广泛用于发酵制糖、 制淀粉等领域。 木薯是热带和亚热带多年生、温带一年生薯属灌木，原产于南美洲，适 宜在平均温度为25-29℃、年均降水量1000-1500毫米的低纬度地区生长。 大约在1820年前，木薯传到中国南方，主要在广东、广西和海南种植，现 在逐渐扩大到云南、福建、贵州等省。木薯分为两类：苦味木薯(有毒木薯) 和甜味木薯(无毒木薯)。新鲜的木薯块根的主要化学成分是水，其次是碳 水化合物，还有一些含量较少的蛋白质、脂肪和果胶。鲜木薯淀粉含量达到 25-30重量％，干木薯淀粉含量为70重量％左右。 由于木薯的块根较大，在采用木薯原料酶解、发酵制备乙醇之前通常需 要对木薯原料进行粉碎，以破坏木薯的组织结构，从而使微小的淀粉颗粒能 够从木薯块根中解体、分离出来。为了提高糖分的抽提率，需要使木薯组织 的解体更充分、更细小，使淀粉颗粒的分离更彻底。现有技术的采用木薯制 备乙醇的方法中，所述木薯的粉碎方法通常包括将木薯与水混合后进行粉碎 得到粉碎产物。采用现有的粉碎方法消耗水的量较大，为了保证得到的粉碎 产物中对木薯颗粒的粒度要求，采用现有的粉碎方法消耗的能量较大，设备 的利用率低。 由于薯类原料发酵制备乙醇的废液含有高浓度的有机物，目前绝大部分 -->乙醇厂排放的薯类原料发酵制备乙醇的废液没有经过有效处理直接向外排 放，对当地和下游的水环境造成严重影响。 目前，薯类原料发酵制备乙醇的废液的处理方法有：1、焚烧法，即将 薯类原料发酵制备乙醇的废液浓缩后进行焚烧，该方法的缺点为焚烧后容易 造成二次污染；2、用薯类原料发酵制备乙醇的废液发酵制备沼气，该方法 的缺点为投资大和控制技术要求高。 因此，目前通常采用回收木薯发酵制备乙醇的废液中的固体残渣作为饲 料来处理废液的方法，该方法包括将废液进行固液分离，得到固体产物；之 后对固体产物进行烘干。该方法是一种投资少、容易操作并且对环境友好的 木薯发酵制备乙醇的废液的处理方法。在这种情况下，固液分离的处理能力 就成为决定废液处理能力大小的关键因素。 目前对木薯发酵制备乙醇的废液进行处理的方法存在的问题是，固液分 离的周期过长，导致废液的处理量小，并导致木薯发酵制备乙醇的装置的运 行负荷较低，生产能力不能够达到要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有的采用薯类原料制备乙醇的方法中粉碎薯类 原料的方法消耗水的量较大，消耗的能量较大，设备的利用率低的缺陷以及 克服现有的从薯类原料发酵制备乙醇的废液中回收固体残渣的方法存在固 液分离的周期过长的缺点，提供一种粉碎薯类原料的消耗水的量较小，消耗 的能量较小，设备的利用率高的以及固液分离的周期较短的采用薯类原料制 备乙醇的方法。 本专利技术的专利技术人发现，现有技术的采用薯类原料制备燃料乙醇的方法中 对于粉碎薯类原料的方法，无论薯类原料是鲜木薯还是干木薯，均需在粉碎 前将木薯原料与水混合(木薯原料的鲜重与水的重量比通常为1∶1)后进行 -->粉碎，粉碎过程中消耗水的量较大，因而，粉碎产物的量也相应较多，粉碎 产物的储存问题也较难解决。此外，现有技术的粉碎的方法通常为二次粉碎， 即，在将薯类原料与水混合后先进行一次粉碎，将得到的一次粉碎产物再次 进行二次粉碎，而得到最终的粉碎产物。在采用现有的二次粉碎方法粉碎得 到的粉碎产物中薯类原料颗粒的粒径大小不均匀，且颗粒粒度较大；若为了 保证得到的粉碎产物中木薯颗粒的粒度能够达到一定要求，则采用现有的粉 碎方法的粉碎时间会延长，因而消耗的能量较大，设备的利用率低。 本专利技术提供了一种采用薯类原料制备乙醇的方法，该方法包括：将薯类 原料去皮，将去皮后的薯类原料粉碎，将粉碎后的产物与酶混合、酶解，得 到酶解产物；发酵该酶解产物，从发酵产物中分离乙醇，然后对废液进行固 液分离，其中，所述粉碎的方法包括先将去皮后的薯类原料进行一次粉碎， 得到一次粉碎产物，将部分一次粉碎产物进行二次粉碎，得到二次粉碎产物， 将剩余部分的一次粉碎产物与去皮后的未粉碎的薯类原料混合然后进行一 次粉碎；在对废液进行固液分离之前在废液中加入水溶性海藻酸酯和/或水溶 性海藻酸盐。 本专利技术提供的采用薯类原料制备乙醇的方法中，将去皮后的薯类原料粉 碎的方法为二次粉碎的方法，与现有技术不同的是，在粉碎薯类原料之前不 需要将薯类原料与水混合，或者仅仅加入少量的水，而后将一次粉碎后的部 分一次粉碎产物返回与经过去皮的未经过粉碎的薯类原料重新混合，然后再 次进行一次粉碎，该返回的部分一次粉碎产物为薯类原料颗粒的淀粉浆液， 该部分粉碎产物即能够起到稀释的作用，又能够与经过去皮的未经过粉碎的 薯类原料一起被再次粉碎。本专利技术的方法不但消耗水的量少，消耗的能量较 少，设备的利用率高，粉碎效率高，同时采用本专利技术的二次粉碎的方法能够 很好的控制粉碎后的得到的粉碎产物中薯类原料颗粒的粒径，使最终得到的 薯类原料颗粒的粒径小且均匀，同时还解决了粉碎产物的储存问题。此外， -->本专利技术的专利技术人意外的发现，采用本专利技术的薯类原料制备乙醇的方法得到的 淀粉乙醇产率得到显著提高，推测原因可能是由于本专利技术的粉碎方法能够很 好的控制粉碎后得到的粉碎产物中薯类原料颗粒的粒径，使最终得到的薯类 原料颗粒的粒径小且均匀，从而能够使粉碎产物中的淀粉被充分释放出来， 使最终得到的粉碎产物中的薯类原料颗粒中的微小淀粉颗粒能被充分利用， 即能充分与酶接触、酶解，大大提高了淀粉的利用率，从而大大提高了淀粉 乙醇产率。例如，在其它条件都相同的情况下，采用实施例2的方法得到的 淀粉乙醇产率达52.5％，残糖率为1.5％，而采用对比例1的方法得到的淀 粉乙醇产率仅为51.0％，残糖率为2.0％，乙醇产率的提高幅度高达2.9％， 残糖率降低了25％。 本专利技术中，通过在木薯发酵制备乙醇的废液中加入水溶性海藻酸酯和/ 或水溶性海藻酸盐，显著地缩短了固液分离的时间，在无需增加新设备的情 况下显著地提高了单位时间内废液的处理量，从而解决了导致木薯发酵制备 乙醇的装置的运行负荷较低的瓶颈，提高了木薯发酵制备乙醇的装置的生产 能力。 附图说明 图1为本专利技术的去皮方法所使用的薯类去皮设备的正视图； 图2为本专利技术的去皮方法所使用的薯类去皮设备的纵剖示意图； 图3为表示链轮与滚筒的连接关系的横剖示意图。 具体实施方式 按照本专利技术，采用薯类原料制备乙醇的方法包括：将薯类原料去皮，将 去皮后的薯类原料粉碎，将粉碎后的产物与酶混合、酶解，得本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用薯类原料制备乙醇的方法，该方法包括：将薯类原料去皮，将去皮后的薯类原料粉碎，将粉碎后的产物与酶混合、酶解，得到酶解产物；发酵该酶解产物，从发酵产物中分离乙醇，然后对废液进行固液分离，其特征在于，所述粉碎的方法包括先将去皮后的薯类原料进行一次粉碎，得到一次粉碎产物，将部分一次粉碎产物进行二次粉碎，得到二次粉碎产物，将剩余部分的一次粉碎产物与去皮后的未粉碎的薯类原料混合然后进行一次粉碎；在对废液进行固液分离之前在废液中加入水溶性海藻酸酯和／或水溶性海藻酸盐。

【技术特征摘要】
1、一种采用薯类原料制备乙醇的方法，该方法包括：将薯类原料去皮， 将去皮后的薯类原料粉碎，将粉碎后的产物与酶混合、酶解，得到酶解产物； 发酵该酶解产物，从发酵产物中分离乙醇，然后对废液进行固液分离，其特 征在于，所述粉碎的方法包括先将去皮后的薯类原料进行一次粉碎，得到一 次粉碎产物，将部分一次粉碎产物进行二次粉碎，得到二次粉碎产物，将剩 余部分的一次粉碎产物与去皮后的未粉碎的薯类原料混合然后进行一次粉 碎；在对废液进行固液分离之前在废液中加入水溶性海藻酸酯和/或水溶性海 藻酸盐。 2、根据权利要求1所述的方法，其中，剩余部分的一次粉碎产物为全 部一次粉碎产物重量的5-20重量％；剩余部分的一次粉碎产物占剩余部分 的一次粉碎产物与去皮后未粉碎的薯类原料的总重量的5-20重量％。 3、根据权利要求2所述的方法，其中，剩余部分的一次粉碎产物为全 部一次粉碎产物重量的5-10重量％；剩余部分的一次粉碎产物占剩余部分 的一次粉碎产物与去皮后未粉碎的薯类原料的总重量的5-10重量％。 4、根据权利要求1所述的方法，其中，一次粉碎产物中，薯类原料的 平均颗粒直径为2.5-10毫米；二次粉碎产物中，薯类原料的平均颗粒直径为 1.6毫米至小于2.5毫米。 5、根据权利要求1所述的方法，其中，相对于1000重量份的废液，所 述水溶性海藻酸酯和/或水溶性海藻酸盐的用量为0.05-1重量份。 6、根据权利要求5所述的方法，其中，相对于1000重量份的废液，所 -->述水溶性海藻酸酯和/或水溶性海藻酸盐的用量为0.1-0.5重量份。 7、根据权利要求1所述的方法，其中，在对废液进行固液分离之前在 废液中加入水溶性海藻酸酯和水溶性海藻酸盐，相对于100重量份的水溶性 海藻酸酯，所述水溶性海藻酸盐的加入量为10-1000重量份。 8、根据权利要求7所述的方法，其中，相对于100重量份的水溶性海 藻酸酯，所述水溶性海藻酸盐的加入量为40-300重量份。 9、根据权利要求1、5、6、7或8所述的方法，其中，所述水溶性海藻 酸盐的相对分子量为30000-200000，所述水溶性海藻酸盐选自海藻酸钠、海 藻酸钾和海藻酸铵中的一种或几种，所述水溶性海藻酸酯的相对分子量为 30000-200000，所述水溶性海藻酸酯为海藻酸丙二醇酯。 10、根据权利要求1所述的方法，其中，所述固液分离是通过对所述废 液进行过滤和压榨实现的。 11、根据权利要求10所述的方法，其中，所述过滤和压榨是通过隔膜 压滤机实现的，所述过滤的条件和所述压榨的条件使得到的固体产物的含水 量小于60重量％。 12、根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄加军，姜勇，柳树海，贾成国，王利，于天杨，
申请(专利权)人：中粮集团有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]