本发明专利技术提供了一种从用于生产醇的谷物中分离高价值副产品，例如油和/或胚芽的系统和方法。在一种实施方式中，从用于生产醇的谷物中分离副产品的方法包括：将粉碎的谷物进行液化以提供含有纤维、蛋白质和胚芽的液化淀粉溶液。从液化淀粉溶液中分离胚芽。将分离的胚芽进行研磨，例如，研磨至颗粒尺寸小于50微米以释放油，从而提供胚芽/油混合物。然后，在发酵前，从胚芽/油混合物中分离油以获得油副产品。所述胚芽/油混合物的pH值可以调节至约8到约10.5，和/或加入细胞破壁酶或化学试剂以促进油从胚芽中释放。在一种实施方式中，油的产量高于1.0lb/Bu。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】从用于生产醇的谷物中分离高价值副产品的系统和方法相关申请的交叉引用本申请要求2010年12月3日递交的美国临时申请No.61/419,426的优先权，并将该申请公开的全部内容通过引用合并于此。
本专利技术普遍地涉及一种从用于生产醇的谷物中分离副产品的系统和方法。
技术介绍
现今，令人非常感兴趣的一种醇为乙醇，它能够由任何类型的谷物生产得到，但最常见的是由玉米制得。美国大多数的燃料乙醇由湿磨工艺或干磨乙醇工艺生产得到。事实上，尽管任何类型和品质的谷物都能够用来生产乙醇，但用于这些工艺的原料通常是被称为“黄马牙种玉米2号（No.2YellowDentCorn）”的玉米。“2号”是指本领域公知的由国家粮食检验协会（NationalGrainInspectionAssociation）所定义的具有某些特性的品质的玉米。“黄马牙种”是指本领域公知的一种特定类型的玉米。用于从谷物中生产各种类型的醇的传统方法一般按照类似的工艺进行，这取决于所述工艺是湿法操作还是干法操作。湿磨玉米加工厂将玉米谷粒（corngrain）转换成几种不同的副产品，例如，胚芽（用于榨油）、麸质饲料（高纤维动物饲料），谷蛋白粉（glutenmeal，高蛋白动物饲料），以及淀粉基产品（例如，乙醇、高果糖玉米糖浆或食用和工业用淀粉）。干磨乙醇工厂将玉米转换为两种产品，即乙醇和含有可溶物的酒糟（distiller'sgrains）。如果作为湿的动物饲料出售，具有可溶物的湿酒糟被称为DWGS。如果作为干的动物饲料出售，具有可溶物的干酒糟被称为DDGS。在标准的干磨乙醇工艺中，一蒲式耳玉米除产生约10.5升（约2.8gal）的乙醇，还产生约8.2kg（约17lbs）的DDGS。这种副产品提供了重要的二次收益流，能够弥补部分生产乙醇的总成本。对于湿磨工艺，图1为典型的湿磨乙醇生产工艺10的流程图。所述工艺10起始于浸泡步骤12，其中，玉米在水和二氧化硫的溶液中浸泡24-48小时，以软化用于研磨的谷粒，使可溶性组分进入到浸渍水中，并使具有胚乳的蛋白基质松弛。玉米粒主要含有淀粉、纤维、蛋白质和油（oil）。然后将浸泡的玉米和水的混合物输送到去胚芽研磨步骤（第一次研磨）14，其中，将玉米以粉碎的方式进行研磨，并释放胚芽以制备研磨组分的高密度（8.5-9.5Be）浆液，主要是淀粉浆液。然后进行胚芽分离步骤16，通过浮选并使用水力旋流器从剩余的浆液中分离胚芽。胚芽为谷粒的一部分，并含有存在于玉米中的油。将含有部分淀粉、蛋白质和纤维的分离的胚芽流进行胚芽洗涤，以去除淀粉和蛋白质，然后进入烘干机以制得约2.7-3.2Lb（干基）的胚芽/蒲式耳玉米。以干基计，干胚芽具有约50%的油含量。现在将不含胚芽但含有纤维、谷蛋白（即蛋白质）和淀粉的剩余浆液进行精磨步骤（第二次研磨）20，其中，胚乳将被完全破坏并从纤维中释放胚乳成分，即谷蛋白和淀粉。然后进行纤维分离步骤22，其中，浆液通过一系列的筛选以从淀粉和谷蛋白中分离纤维，并将谷蛋白和淀粉从纤维中清洗除掉。纤维分离阶段22通常利用压力筛选机（pressurescreens）或安装在筛筒中的旋转叶片（搅拌筛选机，PaddleScreens）。即使洗涤后，来自常规湿磨的纤维仍含有15-20%的淀粉。淀粉与纤维一起作为动物饲料出售。现在，使不含有纤维的剩余浆液进入谷蛋白分离步骤24，其中，通过离心分离或水力旋流器从谷蛋白中分离淀粉。谷蛋白流进入真空过滤机和烘干机而得到谷蛋白（蛋白质）粉。然后，将得到的纯化的淀粉副产品进行喷射蒸煮步骤26，以开始将淀粉转换为糖的工艺。喷射蒸煮是指在高温和高压下进行的蒸煮工艺，尽管具体的温度和压力可以在很宽的范围内变化。通常情况下，喷射蒸煮在约120-150℃的温度下（约248-302°F）和约8.4-10.5kg/cm2（约120-150lbs/in2）的压力下进行，尽管当采用的压力约为8.4kg/cm2（约120lbs/in2）时，温度可以低至约104-107℃（约220-225°F）。随后是液化28、糖化30、发酵32、酵母回收34以及蒸馏/脱水36。随着混合物或“糊状物（mash）”在90-95℃下维持，α-淀粉酶将糊化的淀粉水解为麦芽糊精和低聚糖（葡萄糖糖分子的链）而发生液化，以产生液化醪液（liquefiedmash）或浆液。在糖化步骤30中，将液化醪液冷却至约50℃，并添加被称为糖化酶的商业酶。所述糖化酶将麦芽糊精和短链低聚糖水解成单个的葡萄糖糖分子而获得了液化醪液。在发酵步骤32中，添加常规的酵母菌株（酿酒酵母）以将葡萄糖代谢为乙醇和CO2。完成后，发酵醪液（“啤酒”）将含有约17%-18%的乙醇（以体积/体积为基准），和来自所有剩余谷物成分的可溶性和不溶性固体。发酵后剩余的固体和一些液体进入酵母可以作为副产品回收的蒸发阶段。在酵母回收步骤34中，酵母可以选择性地回收。在某些情况下，回收CO2并将其作为商品出售。发酵步骤32之后是蒸馏和脱水步骤36，其中，啤酒被泵入将其煮沸以蒸发乙醇的蒸馏塔（distillationcolumns）中。乙醇蒸汽在蒸馏塔中冷凝，液态醇（在此情况下为乙醇）从蒸馏塔顶部排出，纯度约为95%（190酒精纯度）。然后，190酒精纯度的乙醇经过分子筛脱水塔（molecularsievedehydrationcolumn），从乙醇中除去剩余的残留水，以获得基本上为100%的乙醇（199.5酒精纯度）的最终产品。现在，这种无水乙醇可以备用于汽车燃料。由于胚芽、纤维和谷蛋白在之前的分离步骤16、22和24中已经被除去，因此，在湿磨乙醇生产工艺10的最后不需要离心的步骤。在湿磨工艺10中，蒸馏和脱水36后产生的“酒糟（stillage）”通常被称为“全酒糟”，尽管在技术上与下图2中所述的干磨工艺产生的全酒糟是不同的类型，因为干磨工艺产生的全酒糟不含有不可溶性固体。其他湿磨生产商可能会将这种类型的酒糟称为“稀”酒糟。湿磨工艺10能够产生转换为醇的高质量的淀粉产物，以及能够产生作为副产品出售以产生额外的收益流的胚芽、纤维和蛋白质的分离流。然而，各种副产物的总产量不太理想，而且湿磨工艺复杂，成本高，需要投入大量资金且运作消耗的能量高。由于湿磨工艺如此高昂的资金成本，一些醇厂更愿意使用较简单的干磨工艺。图2为典型的干磨乙醇生产工艺100的流程图。工艺100开始于研磨步骤102，其中，干燥的整个玉米粒通过锤式粉碎机以将它们研磨成粉（meal）或细粉（finepowder）。将研磨的粉与水混合以制备浆液，然后加入被称为α-淀粉酶的商业酶（未示出）。然后，在加压的喷射蒸煮工艺104中，将所述浆液加热至约120℃维持约0.5至三（3）分钟，以糊化（溶解）研磨的粉中的淀粉。值得注意的是，除喷射蒸煮外的一些工艺，需要在约50-95℃的温度下将浆液在浆料槽中维持较长的时间。然后进行可以添加额外的α-淀粉酶的液化步骤106。液化步骤后的液流含有约30%的干固体（DS）含量，干固体具有玉米粒中涵盖的所有成分，包括糖、蛋白质、纤维、淀粉、胚芽、油和盐。随后分别进行单独的糖化和发酵步骤，108和110，尽管在大多数商业干磨乙醇工艺中，糖化和发酵是同时发生的。在工业上，此步骤被称为“同时糖化本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.12.03 US 61/419,4261.一种从用于生产醇的谷物中分离副产品的方法，该方法包括：将用于生产醇的粉碎的谷物进行液化，以提供含有纤维、蛋白质、胚芽和游离油的液化淀粉溶液；从所述液化淀粉溶液中分离含有纤维和胚芽的固体；以及然后，在发酵前，从所述液化淀粉溶液中分离游离油以获得油副产品。2.根据权利要求1所述的方法，其中，从所述液化淀粉溶液中分离游离油以获得油副产品后，将液化淀粉溶液与分离的固体再混合，然后将混合物进行发酵。3.根据权利要求1所述的方法，其中，油的产量为0.8-1.0lb/Bu。4.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：李介英，
申请(专利权)人：李介英，
类型：
国别省市：
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