一种制备乙醇的方法技术

本发明专利技术公开了一种制备乙醇的方法，该方法包括以下步骤：1）制备含有耐高温淀粉酶的水溶液，将含有耐高温淀粉酶的水溶液与淀粉质原料粉末混合，得到混合物，所述混合的条件包括温度为65-90℃，优选为70-85℃；2）将步骤1）中得到的混合物一次喷射至90-100℃并保持；再将一次喷射得到的产物二次喷射至120-140℃并保持；3）在酶解条件下，将步骤2）得到的产物与淀粉酶混合，进行酶解，得到含有单糖的糖液；4）对步骤3）得到的糖液进行发酵。通过上述技术方案，本发明专利技术方法能够有效地抑制调浆过程中微生物的生长、液化效果稳定并彻底、淀粉利用率高且制糖粮耗低，有效地提高了乙醇的发酵效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，特别是利用本专利技术工艺中制得的糖液进行发酵制乙醇的方法。
技术介绍
目前国内企业发酵制乙醇的方法一般为:制备糖液，并将制得的糖液用于配制发酵培养基，将酵母接种至发酵培养基中进行发酵，获得乙醇发酵液。而制备糖液的方法包括将玉米粉加入温度为50-60°C的水中进行调浆得到浆液，然后，添加氢氧化钙调节浆液的PH值为6.0-6.5，并加入淀粉酶，一次喷射至80-95°C，维持碘试合格后进行压滤，制得液化清液，再将获得的液化清液与糖化酶接触进行糖化。上述制备糖液的方法存在以下缺陷:·(I)淀粉酶很难与玉米粉混合均匀，液化效果不稳定。(2)淀粉利用率低。(3)液化不彻底，制糖粮耗高，众所周知，淀粉酶很难与没有溶胀的淀粉晶体区作用，因此，虽然加入了比较多的淀粉酶，但是淀粉质原料仍然很难液化，即使最后勉强使液化液碘试合格，但是液化液压滤困难，滤渣粘性大，含水量高，不但会把部分糖液带入滤渣中，同时还造成淀粉酶的浪费。(4)添加氢氧化钙调节浆液的pH值存在添加过量的风险，而氢氧化钙添加过量会导致不可发酵性残糖(酵母菌株不能利用的糖)的产生。基于以上缺陷，现有的利用糖液发酵制乙醇工艺中的发酵效率(酒度和乙醇产率)也较低。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种提高了发酵制乙醇工艺中的发酵效率的制备乙醇的方法。本专利技术的专利技术人发现，在现有技术的调浆过程中，调浆后浆液的温度适合微生物的生长，而微生物生长会消耗淀粉质原料中的部分可溶性糖，从而导致淀粉利用率下降。另夕卜，微生物在生长过程中还会产生杂酸和其他代谢产物，导致调浆后浆液的PH值下降，故限制调浆过程中微生物的生长能够有效地提高淀粉利用率并防止调浆后浆液的PH值下降。从而使得后续发酵制乙醇时的发酵效率较低。因此，为了实现上述目的，本专利技术提供了，该方法包括以下步骤:(I)制备含有耐高温淀粉酶的水溶液，将含有耐高温淀粉酶的水溶液与淀粉质原料粉末混合，得到混合物，所述混合的条件包括温度为65-90°C，优选为70-85°C ；(2)将步骤(I)中得到的混合物一次喷射至90-100°C并保持；再将一次喷射得到的产物二次喷射至120-140°C并保持；(3)在酶解条件下，将步骤(2)得到的产物与淀粉酶混合，进行酶解，得到含有单糖的糖液；(4)对步骤(3)得到的糖液进行发酵。通过上述技术方案，本专利技术方法能够有效地抑制调浆过程中微生物的生长、液化效果稳定并彻底、淀粉利用率高且制糖粮耗低，而且不需要在喷射液化前添加氢氧化钙调节PH值，降低了不可发酵性残糖产生的可能性，从而有效地提高了乙醇的发酵效率。本专利技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。具体实施例方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。在本专利技术中，根据GB8275-2009定义:Ig固体酶粉(或Iml液体酶)，于70°C、pH=6.0条件下，Imin内液化Img可溶性淀粉所需要的酶量，即为I个酶活力单位，以u/g(或u/ml)表示，本专利技术中酶活力单位沿用此定义。另外，在未作相反说明的情况下，使用的术语“耐高温淀粉酶”是指耐高温a-淀粉酶；“淀粉酶”是指能够分解淀粉糖苷键的一类酶的总称，淀粉酶一般包括a -淀粉酶、 3 -淀粉酶、异淀粉酶和糖化酶。a -淀粉酶又称淀粉1，4-糊精酶，它能够任意地、不规则地切开淀粉链内部的a-1，4-糖苷键，将淀粉水解为麦芽糖、含有6个葡萄糖单位的寡糖和带有支链的寡糖。P -淀粉酶又称淀粉1，4-麦芽糖苷酶，能够从淀粉分子非还原性末端切开1，4-糖苷键，生成麦芽糖，此酶作用于淀粉的产物是麦芽糖与极限糊精。异淀粉酶又称淀粉a-1，6-葡萄糖苷酶、分枝酶，此酶作用于支链淀粉分子分枝点处的a -1, 6-糖苷键，将支链淀粉的整个侧链切下变成直链淀粉。糖化酶又称淀粉a-1，4-葡萄糖苷酶，此酶作用于淀粉分子的非还原性末端，以葡萄糖为单位，依次作用于淀粉分子中的a-1，4-糖苷键，生成葡萄糖，糖化酶作用于支链淀粉后的产物有葡萄糖和带有a-1，6-糖苷键的寡糖；作用于直链淀粉后的产物几乎全部是葡萄糖。本专利技术提供的制备乙醇的方法包括以下步骤:(I)制备含有耐高温淀粉酶的水溶液，将含有耐高温淀粉酶的水溶液与淀粉质原料粉末混合，得到混合物，所述混合的条件包括温度为65-90°C，优选为70-85°C ；(2)将步骤(I)中得到的混合物一次喷射至90-100°C并保持；再将一次喷射得到的产物二次喷射至120-140°C并保持；(3)在酶解条件下，将步骤(2)得到的产物与淀粉酶混合，进行酶解，得到含有单糖的糖液；(4)对步骤(3)得到的糖液进行发酵。步骤(I)中，只要所述混合的条件为上述条件即可实现本专利技术的目的。其中，所述制备含有耐高温淀粉酶的水溶液的方法可以为本领域技术人员熟知的各种方法。而且本专利技术对所述混合的时间没有特别限定，一般地，所述混合的时间为3-10min。另外，所述淀粉质原料粉末的平均粒径可以为本领域常规的适于喷射液化和酶解的平均粒径，例如，可以为300-500 u mD根据本专利技术，步骤(I)中，所述耐高温淀粉酶的用量可以为常规用量，但优选情况下，相对于每克以干重计的淀粉质原料粉末，所述耐高温淀粉酶的用量为15-50酶活力单位，更优选为25-35酶活力单位，从而进一步提高发酵效率。所述混合物中的水含量可以为常规含量，优选情况下，所述混合物中的水含量为60-70重量％。根据本专利技术，在步骤(2)中，对所述一次喷射和二次喷射的方式和时间没有特别限定，可以在本领域技术人员所公知的喷射器(例如，兆光喷射器或天长水热器)中进行喷射接触，故在此不再赘述。需要说明的是，步骤(2)中提及的喷射至某温度(以100°C为例)并保持，指的是喷射后物料的温度为100°C，并在该温度(100°C)下保持。其中，喷射后保持的时间可以在较宽范围内选择，优选地，将步骤(I)中得到的混合物一次喷射至90-100°C，并在该温度下保持60-120min ;将一次喷射得到的产物二次喷射至120_140°C，并在该温度下保持 4-10min。本专利技术中，步骤(3)得到的糖液主要含有单糖(如葡萄糖和果糖等)，因此，步骤(3)中的酶解条件可以在较宽范围内选择，只要能够使步骤(2)得到的产物在淀粉酶的作用下产生单糖即可，优选地，所述糖液中单糖的含量为总糖含量的40-60%。根据本专利技术，步骤(3 )中，所述酶解优选包括利用不同的淀粉酶依次进行液化和糖化，从而获得含有单糖的糖液，而进行液化和糖化的方法和条件均可以为本领域技术人员所熟知的方法和条件。其中，液化所用的淀粉酶可以为一般的淀粉酶，如α-淀粉酶、淀粉酶和异淀粉酶；也可以为耐高温淀粉酶。优选情况下，使用α-淀粉酶。更优选使用耐高温淀粉酶即耐高温α-淀粉酶，耐高温α-淀粉酶具有极好的耐热性，是采用地衣芽孢杆菌经深层培养，提取等工序精制而成，能随机水解淀粉、糖原及其降解物内部的α-1，4葡萄糖苷健使得胶状淀粉溶液的粘度迅速下降，产生可溶性糊精和寡聚糖，过度的水解可产生少量葡萄糖和麦芽糖。上述各种淀粉酶均可以通过商购获得。所述液化的条件可以在较宽范围内选择，优选情况下，当液化所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备乙醇的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：（1）制备含有耐高温淀粉酶的水溶液，将含有耐高温淀粉酶的水溶液与淀粉质原料粉末混合，得到混合物，所述混合的条件包括温度为65?90℃，优选为70?85℃；（2）将步骤（1）中得到的混合物一次喷射至90?100℃并保持；再将一次喷射得到的产物二次喷射至120?140℃并保持；（3）在酶解条件下，将步骤（2）得到的产物与淀粉酶混合，进行酶解，得到含有单糖的糖液；（4）对步骤（3）得到的糖液进行发酵。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张军华，罗虎，满云，朱继成，张夕，
申请(专利权)人：中粮生物化学安徽股份有限公司，
类型：发明
国别省市：