[发明专利]一种制备乙醇的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备乙醇的方法，特别是利用本发明工艺中制得的糖液进行发酵制乙醇的方法。

背景技术

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℃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℃，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：

（1）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。

发明内容

本发明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。

本发明的发明人发现，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。另外，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，本发明提供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。

本发明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。

具体实施方式

以下对本发明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发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，根据GB8275-2009定义：1g固体酶粉（或1ml液体酶），于70℃、pH=6.0条件下，1min内液化1mg可溶性淀粉所需要的酶量，即为1个酶活力单位，以u/g（或u/ml）表示，本发明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α-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α-淀粉酶、β-淀粉酶、异淀粉酶和糖化酶。α-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α-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。β-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α-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α-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α-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α-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α-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。

本发明提供的制备乙醇的方法包括以下步骤：