[发明专利]一种稻谷加工生产燃料乙醇及副产物大米DDGS的方法

说明书

本发明涉及一种以稻谷为原料加工生产燃料乙醇及副产物大米DDGS的方法，所述方法包括以下步骤：(1)稻谷粉碎预处理；(2)制备液化醪；(3)制备酒母醪；(4)制备发酵成熟醪；(5)制备燃料乙醇；(6)制备大米DDGS。由本发明的方法得到的产品燃料乙醇中的乙醇体积分数高，其质量符合国家标准GB 18350‑2013《变性燃料乙醇》；此外，副产物大米DDGS中的真菌毒素的检测结果低于限量标准，并且蛋白质含量高。因此，本发明实现了稻谷加工燃料乙醇及副产物大米DDGS的工业化生产，避免了有害真菌毒素进入食物链体系而造成DDGS中的真菌毒素超标的风险并提高了DDGS中的蛋白质含量，大大提高了稻谷的综合利用价值。

技术领域

本发明涉及燃料乙醇生产领域，具体涉及一种稻谷加工生产燃料乙醇及副产物大米干酒糟及其可溶物(Distillers Dried Grains with Solubles，简称DDGS)的方法。

背景技术

近些年来，随着能源危机的加剧，作为未来的替代燃料之一，乙醇的需求量越来越大。燃料乙醇作为一种可再生的绿色清洁能源，若按10％的添加量与汽油混合而成为车用乙醇汽油，对缓解化石能源紧张、有效减少碳排放、大幅度减少汽车尾气中的有害物质污染、保护环境等具有十分重要的作用。目前，我国燃料乙醇产量约为每年260万吨，在全球燃料乙醇产量中仅占比3％，位列第三，与排在前两位的美国和巴西的产量差距明显。而我国燃料乙醇用量只占到汽油用量的2.1％，因此，生产燃料乙醇的发展空间巨大。

目前，燃料乙醇的生产主要采用谷类、薯类、糖蜜为原料，其中，谷类通常采用玉米、小麦、大米等。在这些谷物类淀粉质原料中，玉米通常作为燃料乙醇的主要来源，其是由于玉米真正供人食用的部分只占15-20％左右，因此以玉米作为原料生产的燃料乙醇约占全国燃料乙醇年产量的48％。作为生产燃料乙醇的副产物，DDGS是指含有可溶固形物的干酒糟。由于DDGS的蛋白质含量较高(一般在26wt％以上)，已成为国内外饲料生产企业广泛应用的一种新型蛋白饲料原料。近年来，中国对DDGS的进口猛增，2010年成为美国出口DDGS的第一大国。而随着玉米作为原料生产燃料乙醇的方法在全国的普及，我国DDGS的产量也相应随之增加。例如，专利文献CN 108374024A公开了一种用甜高粱杆和玉米联产乙醇、果糖及多种副产品的方法。然而，采用玉米作为原料时，生产燃料乙醇工艺中的DDGS存在诸多问题，特别是玉米中高含量的真菌毒素问题是中国自产的DDGS用作饲料原料的最大阻碍。此外，对于上述专利文献中将真菌毒素超标的酒槽制成沼渣沼液用作有机肥的方法，在经过一系列处理过程之后，真菌毒素又回到农作物体内，造成二次污染。因此，实际上其并未有效控制玉米DDGS中的真菌毒素含量，仅是将真菌毒素超标的酒槽用于转化为其他副产物。

我国南方以种植稻谷为主。稻谷中，中稻和晚稻提供口粮和食用市场，早稻由于具有含水量低、耐储藏的特点，常用作储备用粮。据相关数据统计，2017年全国稻谷总产量为2亿吨，预计结余量为0.2亿吨，库存结余仍处于高位。此外，水稻中的淀粉含量在70-80wt％之间，玉米的淀粉含量约为73.2wt％，可见水稻中的淀粉含量也足以满足生产燃料乙醇的需求。因此，采用稻谷加工生产燃料乙醇同样不失为一种科学、合理的解决办法，具有十分重大的开发意义。

大米是水稻的种子，是稻谷经去壳、清理、砻谷、碾米、成品整理等工序后制成的粮食。虽然大米同样可用来生产燃料乙醇，并且可以产生优质的副产物DDGS，但由稻谷生产大米时仍需经过多重工序，不但增加工艺成本还会造成食物资源浪费等。此外，由于稻谷谷粒外层的蛋白质较里层含量高，因此大米的蛋白质含量为7-8wt％，而稻谷的蛋白质含量则约为9.5wt％，常用于生产燃料乙醇的玉米的蛋白质含量约为8.5wt％。因此，通过大米和玉米生产的DDGS中的蛋白质含量远不及稻谷。可见，以稻谷为原料生产燃料乙醇及副产物大米DDGS将具有十分明显的优势。

发明内容