[发明专利]甜高粱茎秆糖汁发酵制取乙醇工艺

说明书

技术领域

本发明涉及生物质的生物发酵工艺，具体的说是以甜高粱茎秆糖汁为原料，通过工程技术设施，采用固体生物发酵工艺，实现甜高粱茎秆糖汁的乙醇转换。

背景技术

该项技术是国家高技术研究发展计划(863计划)《甜高粱茎秆制取乙醇》(合同号：2003AA514040)项目研究成果中的核心技术之一。该项成果已于2005年12月通过科技部验收。

甜高粱茎秆制取乙醇属多学科、知识密集、技术含量高、高度综合相互渗透的新兴产业，具有从农业种植、生物能源转换工程技术到废渣综合利用技术的长链条跨行业特点，整个生产过程复杂，影响因素多。

甜高粱茎秆内富含糖份，主要是蔗糖、葡萄糖和果糖，汁液锤度在17°BX以上，一般的品种都能保持在15°BX～20°BX。

由于甜高粱茎秆汁液内主要含有可直接发酵的糖类，因此可用甜高粱茎秆糖汁发酵制取乙醇。

发明内容

本发明的目的是要提供一套甜高粱茎秆糖汁的发酵工艺、技术，从而可以实现利用甜高粱茎秆制取乙醇的目的。

为实现本发明的目的，本发明提供的工艺包括以下步骤：原料处理、拌种、发酵、蒸馏：

(1)原料处理：先去叶，利用具有揉搓功能的粉碎机，将甜高粱茎秆揉碎至0.2-0.5mm的细丝；

(2)蒸料：将粉碎后的茎秆原料放入蒸锅进行蒸煮消毒，80℃以上保持15分钟，消毒后的原料降温至32℃后进入到下一道工艺流程；

(3)加入酵母：将配好的酵母拌入蒸好的料中；

(4)发酵：将上述发酵原料填入发酵池中密封发酵；

(5)蒸馏：将发酵好的原料从发酵池中取出后，装入蒸馏釜中蒸馏。

甜高粱茎秆糖汁发酵制取乙醇工艺是借鉴于传统的白酒酿造工艺转变而来，和液态发酵工艺相比它具有如下特点：

该工艺设备简单，对环境条件要求不高，投资省，适宜经济技术不发达的农村地区的推广应用，发酵期间和蒸馏过程没有污水排放，生产设施机械化程度较低，整个生产过程需要大量的劳力，可充分安排农闲时的劳动力。

具体实施方式：

原料处理：

甜高粱秆的叶子与叶鞘不含有糖分，相反还有阻碍糖分转化成乙醇的作用。因此在进行发酵前，必须将其叶子与叶鞘尽量去净以提高乙醇产量。

为了使茎秆中的糖分在发酵过程中充分转化与利用，必须将茎秆进行破碎。利用具有揉搓功能的粉碎机，将甜高粱茎秆揉碎至0.2-0.5mm的细丝，从有利于茎秆中糖分转化和酵母发酵的观点来看，破碎的程度应是越碎越好，这样有利于酵母菌与其接触发生生化反应而使糖分转化成乙醇。

蒸料：

将粉碎后的茎秆原料放入蒸锅进行蒸煮消毒，80℃以上保持15分钟，消毒后的原料降温至32℃后进入到下一道工艺流程。

酵母配制

酵母品种的选择与培制十分重要，不同种属的酵母对不同品种甜高粱的乙醇发酵能力是不同的，乙醇的转化也不同。通过试验对甜高粱茎秆发酵乙醇，应加入0.3％的酵母菌种。

引种

1、酒母

酒母要新鲜，严防杂菌污染，因此对酒母的放置时间，使用方法，容器消毒都应，配制过程都应严格管理。

因为发酵原料属于糖性原料，主要依靠酵母分解作用，所以酒母用量要加大，采用甜高粱汁液培养基时一般为高粱秆重量的10％左右。

2、水的作用

严格控制水分，水分过大容易造成升温过快、酸度提高过猛而且容易产生淋浆现象，使糖与乙醇流失，如水分过小，又满足不了发酵的需要，一般加水量约为原料重量的10％左右，用手使劲捏，在手指缝中能渗出水为宜。

发酵：

1.入池温度观测

原料发酵是低温发酵，因为酵母培养适宜温度为25～28℃，而发酵适宜温度为30～32℃，当温度升高到35℃以上，便适合于各种杂菌繁殖，而低温度发酵是保持酵母菌的活力强，耐乙醇能力强，抑制杂菌生长的有效措施。通过控制入池温度来控制低温缓慢地发酵，使发酵温升合于“前缓、中挺、后缓落”的发酵规律，如果入池温度过高就会使酵母繁殖过快发酵迅速，必然会造成发酵前期温升过猛，这样不但给杂菌生长创造了有利条件，而且使酵母繁殖提前停止和死亡，后期发酵出现没有后劲，形成发酵不完全，不能充分利用原料中的糖。

发酵周期为3-4天，视不同地区和季节进行调控。入池第一天酵母数快速成倍地增长，第二天、第三天维持相对平衡，发酵原料的