[发明专利]利用酵母回流法发酵甜高粱糖汁生产乙醇的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生产乙醇的方法，具体地说是一种利用酵母回流法发酵甜高粱糖汁生产燃料乙醇的方法。

背景技术

发酵是微生物法生产乙醇的关键，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。

乙醇发酵时间的长短、乙醇在发酵醪液中浓度的高低和耗糖的好坏直接与醪液中酵母数量有关。通常发酵酵母数量都控制在1.8亿/ml以下，这主要原因是如果酵母数量过大，酵母本身增值的耗糖就会过多，造成吨乙醇耗原料过高，发酵时间过长这一难题。

现有利用甜高粱发酵乙醇的方法中，在发酵过程中需要不断的补给发酵酵母，使其酵母用量过大，生产成本过高。由于现有市售酵母性能单一，活性不佳，不适合反复利用。

而甜高粱茎秆糖汁进入发酵前经过了两道过滤工序，所以糖汁中基本没有固形物，甜高粱糖汁的这一特点决定了我们在甜高粱糖汁发酵中可以采用一种不同于一般方法的发酵技术，以实现甜高粱糖汁短时间、高酒精浓度、低耗糖的发酵目的。

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优化酵母，该优化酵母性能优良，不仅活性极佳，适合回收反复使用，且糖份消耗低，使利用甜高粱糖汁生产燃料乙醇的过程中原料液耗量大幅减少，发酵时间缩短。

本发明的另一目的在于，提出一种利用酵母回流法酵甜高粱糖汁生产乙醇的方法，该方法与本发明所述优化酵母配合，可以使整个发酵过程效率提高，成本减少，最终酒精浓度高。

为了实现上述目的，本发明的发明思路为：对于现有技术中存在的酵母耗量过大的问题，发明人经过长期研究发现，在发酵过程中，为了保持发酵效果和最终酒精含量，需要不断补给酵母，从而造成酵母使用量过大，由于发酵时间长，因此酵母并未完全失活，如何将失活酵母和仍具有发酵活性的酵母分离是首要需要解决的问题。发明人采用碟片分离机，发酵醪液中的活性酵母沉淀在底部，很容易的回收得到了未失活的酵母，将该酵母继续活化后利用，从而大幅减少了酵母的用量。然而发明人面临的另一个问题是市售酵母活性不佳，回收率低的问题。发明人自行采集并优化后得到了性能好并且适合上述方法的优化酵母，从而完成了本发明。

本发明采用的具体技术方案为：

一种利用甜高粱糖汁发酵生产乙醇的酵母，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。

一种利用酵母回流法发酵甜高粱糖汁生产乙醇的方法，其是将甜高粱压榨提汁后进行发酵；发酵后进行乙醇蒸馏和乙醇脱水，最终制成乙醇；其中，所述发酵方法中使用的酵母为热带假丝酵母(Candida tropicalis)ZXNY-1，保藏编号为：CGMCC No.3889。

一种利用酵母回流法发酵甜高粱糖汁生产乙醇的方法，其是将甜高粱压榨提汁后进行发酵；发酵后进行乙醇蒸馏和乙醇脱水，最终制成乙醇；所述发酵的具体步骤为：

(1)预发酵：将活化后的酵母加入已灭菌的发酵罐中，酵母浓度不低于5.0亿/ml，加甜高粱糖液(24.14g/100ml的糖液)，速度为200L/h，空气流量550L/min。15min时打开温度控制程序，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；

(2)发酵：继续加入甜高粱糖液，气体流量提升至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；

(3)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；

(4)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％的稀酸调节pH至4.0浸泡处理，温度保持在32～35℃ 5min，备用；稀酸可以选用稀硫酸或稀盐酸。

(5)利用步骤(4)分离活化后的回流酵母再次加入预发酵步骤中，总酵母浓度不低于5.0亿/ml；重复步骤(1)至步骤(4)3～4次。

所述方法中使用的酵母为热带假丝酵母(Candida tropicalis)ZXNY-1，保藏编号为：CGMCC No.3889。

所述甜高粱糖液是由含糖量为30～45％的甜高粱原料液配制而成，其糖液总糖为20～30g/ml，pH为4。