[发明专利]包括干磨和在分离的玉米纤维中添加链烷磺酸的由玉米制备乙醇的方法

说明书

制备含可溶物的干酒糟(DDGS)的干磨方法包括如下步骤：干磨玉米粒以形成包含玉米纤维的玉米粉；将玉米粉与水组合以形成醪；从醪中分离玉米纤维；用组合物处理分离的玉米纤维；将经处理的玉米纤维与从其中分离出玉米纤维的醪组合以形成浆料；发酵浆料以产生啤酒和二氧化碳；蒸馏啤酒以产生乙醇和酒糟；和加工酒糟以产生DDGS。所述组合物包含链烷磺酸、水、酶和任选的表面活性剂。

发明领域

本公开内容通常涉及一种制备含可溶物的干酒糟的干磨方法。

相关技术描述

由玉米制备乙醇可通过两种方法进行：(1)湿磨方法，和(2)干磨(干式研磨)方法。湿磨方法包括初始谷物处理步骤，其中将玉米粒浸泡在水中，然后分离以进行加工。除乙醇外，湿磨方法还产生用作动物饲料的玉米蛋白饲料和玉米蛋白粉。干磨方法包括初始谷物处理步骤，其中将玉米粒研磨并用水和酶浆化以产生醪。然后将醪蒸煮以将淀粉水解成葡萄糖，将其发酵成乙醇和二氧化碳。通常通过蒸馏进一步纯化乙醇。除乙醇外，干磨方法还产生含可溶物的湿酒糟(“WDGS”，wet distiller’s grain with solubles)和/或含可溶物的干酒糟(“DDGS”，dried distiller’s grain with solubles)，其可用作动物饲料。

在干磨方法中，将玉米粒研磨成玉米粉(称为粉)。然后，将该粉用水浆化以形成醪(其有时称为浆料)。在一些方法中，从醪中分离来自玉米粉的纤维材料并用硫酸(H₂SO₄)和酶处理，并且加回到浆料中以尝试提高乙醇产率。在醪中添加将淀粉转化为右旋糖的酶以及氨。氨有助于控制pH并起到随后添加至该方法中的酵母的营养物的作用。将浆料在高温下加工以降低细菌水平。一旦加工后，就将浆料冷却并添加至发酵罐中，在其中将酵母添加至浆料中，开始将糖转化为乙醇并形成啤酒。在发酵期间和之后，添加硫酸(H₂SO₄)以调节啤酒的pH。通常，在蒸馏乙醇和形成酒糟(whole stillage)之前，通过添加硫酸来显著降低啤酒的pH。在发酵后，由酒糟得到玉米油和DDGS。

如上所述，在一些方法中，分离来自玉米粉的纤维材料，并用硫酸(H₂SO₄)和酶处理以尝试提高乙醇产率，并且硫酸也可用于调节啤酒的pH。然而，对于一级离解，硫酸具有约-3的pKa；对于二级离解，硫酸具有约+1.9的pKa。此外，硫酸是强磺化剂，并且起氧化和/或脱水剂的作用。

因此，硫酸的浓度和腐蚀性要求在其储存、处理和在干磨方法中使用期间采取某些预防措施。此外，据信硫酸会促进干磨方法中所用的加工设备的腐蚀。此外，硫酸不易生物降解，因此也引起环境问题。

就干磨方法中制备的玉米油和DDGS而言，拒信在与加工期间施加在玉米粉及其衍生物上的热和机械应力结合时，硫酸的强氧化性能会使制得的玉米油和DDGS变深。换言之，由于硫酸是一种氧化性酸，其使用加上高温处理会导致非乙醇产物，尤其是DDGS变深。从经济角度来看，DDGS的颜色是一种质量标准，其用于识别高营养品质的DDGS。特别地，具有均匀浅黄色的DDGS的是合乎需要的。

因此，仍有机会提供改进的干磨方法，其包括处理来自玉米粉的纤维材料以提高乙醇产率的步骤，并且还制得具有均匀浅黄色的玉米油和DDGS。

发明简述和优点

本公开内容提供了一种用于制备含可溶物的干酒糟(“DDGS”)的干磨方法。所述方法包括如下步骤：干磨玉米粒以形成包含玉米纤维的玉米粉；将玉米粉与水组合以形成醪；从醪中分离玉米纤维；用组合物处理分离的玉米纤维；将经处理的玉米纤维与从其中分离出玉米纤维的醪组合以形成浆料；发酵浆料以产生啤酒和二氧化碳；蒸馏啤酒以产生乙醇和酒糟(whole stillage)；和加工酒糟以产生DDGS。所述组合物包含链烷磺酸、水、酶和任选的表面活性剂。