[发明专利]一种利用甜高粱茎秆生产燃料乙醇的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃料乙醇的生产方法，具体地说是一种利用甜高粱茎秆生产燃料乙醇的方法。

背景技术

现有生产燃料乙醇的方法主要是利用甜高粱进行固态发酵生产。固态法甜高粱茎秆生产燃料乙醇工艺技术是不通过提汁直接利用甜高粱茎秆进行发酵生产燃料乙醇的技术，因其不提汁，当甜高粱茎秆结冻后，即无法进行发酵，所以工厂每年生产期只有收割到结冻这两个月的时间。而固态法甜高粱茎秆发酵工艺发酵设备复杂，这主要原因是因固态法无法利用普通的搅拌器进行搅拌，所以必须利用需要很大动力的斜面转鼓式固态发酵罐系统，因这套系统是用动力来驱动整个发酵罐转动，从而使内部的茎秆全部转动，所以必然造成该系统耗电大，设备制造复杂而困难，投资巨大。

从原料储存上来看，甜高粱与甘蔗在榨期上有很大差距。甘蔗在热带地区全年生长，如果安排的好，榨期可以长达8-10个月；而在东北种植甜高粱，一年只有一季，到秋季收获，错开种植，榨期也只有2个月。原料集中压榨，会造成设备利用率过低，造成投资过大，没有经济效益；拉长收割期，会使原料糖份大幅下降，原料单耗过高增加原本。

发酵是生产燃料乙醇的关键步骤，它直接决定了吨乙醇耗原料、发酵设备利用率也即发酵设备投资、后期蒸馏所需能耗及塔底废水排放量等各项重要指标，特别是在我们这套工艺中，因为需浓缩储存糖浆，到了发酵又需重新稀释，如果发酵乙醇浓度过低，必然所需的糖汁浓度就低，稀释加水量大，从而增加了发酵和蒸馏设备的投资，也增加了蒸馏的能耗和污水排放量，所以提高发酵醪中的乙醇浓度即成为了决定生产成本和设备投资的重要因素，按常规的发酵方法12.5％(v/v)酒份即为浓醪发酵，如果发酵乙醇浓度过高会造成残总糖过高，即造成吨乙醇耗原料过高，同时也会造成发酵时间过长、设备投资过大，所以在高浓度的情况下还需低耗糖，发酵时间短，这样的工艺用常规发酵方法是很难达到的。

目前。本领域技术人员急需解决上述问题。

发明内容

为了弥补现有技术的缺陷，本发明的目的在于提出一种具有成本低、生产周期短等优势的利用甜高粱茎秆生产燃料乙醇的方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下具体技术方案：

一种利用甜高粱茎秆生产燃料乙醇的方法，所述方法包括如下步骤：

(1)将甜高粱茎秆冷冻储存，储存温度为0～10℃，储存时间为100～120天；

(2)将冷冻储存后的甜高粱茎秆解冻；

(3)将解冻后的甜高粱茎秆去叶鞘；

(4)将步骤(3)得到的产物原料进行撕裂和粉碎，撕裂度≥90％；

(5)将处理后的原料压榨提汁；

(6)压榨提汁后的糖汁进行浓缩，浓缩55％糖份的糖汁进行储存；20％～25％糖份的糖汁进行下一步液态发酵及乙醇蒸馏脱水步骤。

所述步骤(6)后将20％～40％糖份的糖汁进行步骤(7)预发酵，将活化后的酵母加入已灭菌的发酵罐中，并用新活化的酵母调节发酵罐中酵母量，酵母浓度不低于5.0亿/ml，加甜高粱糖液，速度为200L/h，空气流量550L/min；温度控制在32.5℃，气体流量调整至800L/min，25min时开搅拌，速度为100rpm。

还包括步骤(8)发酵：继续加入甜高粱糖液，空气流量提升至800～1200L/min；持续搅拌，1.5～2h开始将pH值控制在4.0±0.1，保持至发酵结束；发酵3～4h停止通气，继续加入甜高粱糖液，持续搅拌；发酵至6～7h停止加入甜高粱糖液；25～35h停止发酵；酵母分离回收活化：将发酵醪液中的酵母用碟片分离机分离，将分离出的酵母液用浓度为1％稀酸液浸泡处理，温度保持在32～35℃ 5min，备用；利用分离活化后的酵母重复步骤(7)至步骤(8)3～4次。

所述酵母为热带假丝酵母(Candida tropicalis)ZXNY-1，于2010年6月2日，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，邮编：100101。保藏编号为：CGMCC No.3889。

所述甜高粱糖液是由含糖量为20～45％的甜高粱糖汁在步骤(7)预发酵前需配制成总糖为20～30g/ml，pH为4的糖液。

所述步骤(2)中解冻方法为温度为75～80℃的水或相同温度的压榨后的甜高粱糖汁喷淋到已经撕裂和粉碎后的甜高粱茎秆上。

所述步骤(5)中压榨提汁利用五组三辊压榨机进行压榨，压辊压力13～15MP，渗透水添加量20％～30％(占茎秆重量)；渗透水温度75～80℃。