專利名稱：一種利用白酒丟糟與秸稈生產(chǎn)酒精的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用白酒丟糟與秸稈生產(chǎn)酒精的方法，屬于農(nóng)副產(chǎn)品深度加工發(fā)酵制備酒精領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
我國是一個酒類生產(chǎn)和消費大國，酒類生產(chǎn)的同時產(chǎn)生了數(shù)量巨大的發(fā)酵丟糟及釀酒原料副產(chǎn)物秸稈。由于丟糟中含有大量的有機物，如淀粉、纖維素和有機酸等，將酒糟作為廢物丟棄，既浪費資源，又造成嚴(yán)重的環(huán)境污染壓力，秸稈同樣存在類似的問題。目前國內(nèi)白酒丟糟的主要利用方式包括用于原酒再生產(chǎn)、制取甘油、培養(yǎng)食用菌、提取制備植酸等活性物質(zhì)、發(fā)酵回收沼氣、生產(chǎn)飼料蛋白等等。然而，在這些處理方式中，除了用作飼料、農(nóng)肥之外，其他方法大都難以從根本上解決酒糟的最終去向問題，而且有可能產(chǎn)生更多的糟渣。加之丟糟成分復(fù)雜，含水量高，不易儲存又有不易利用的稻殼等發(fā)酵填充物，所以白酒丟糟的利用仍存在一定的困難。隨著化石能源的枯竭，價格的上漲，以及環(huán)境溫室效應(yīng)的日趨嚴(yán)重，當(dāng)今社會的發(fā)展需尋求一種可再生的廉價的清潔能源作為替代品，乙醇被認(rèn)為是理想的替代品之一?？勺冃匀剂弦掖己推鸵砸欢ū壤旌献鳛槠嚾剂?，可提高燃燒辛烷值，增加抗暴性能。乙醇中含有35%的氧，用乙醇作燃料，可減少燃燒粉塵和氮氧化物的排放，且生物質(zhì)燃料乙醇中的碳來源于植物對大氣中(X)2的固定，被利用后又回到大氣中，不會增加大氣中的CO2含量，是一種可循環(huán)的清潔能源。宋安東等報道了利用酒糟生物質(zhì)發(fā)酵生產(chǎn)燃料乙醇的試驗研究[農(nóng)業(yè)工程學(xué)報.2003,19 ) :278-281],其主要內(nèi)容為采用復(fù)合酶直接轉(zhuǎn)化白酒丟糟進(jìn)行乙醇發(fā)酵， 但其研究結(jié)果顯示，直接利用白酒丟糟發(fā)酵生產(chǎn)乙醇的淀粉及纖維素的得率分別為2%和 4%，其利用率都較低。其次，劉躍紅等對濃硫酸降解白酒丟糟的條件進(jìn)行了研究[濃硫酸降解白酒丟糟制備降解糖液的條件研究.中國釀造.2011，(01) :82-85.]，但該文獻(xiàn)只涉及到對白酒丟糟從預(yù)處理到糖化降解的工藝，并未涉及到秸稈的使用，也未涉及到降解糖的分離回收和酒精發(fā)酵等過程，沒有充分利用農(nóng)副產(chǎn)品的廢棄生物質(zhì)資源。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種利用白酒丟糟與秸稈生產(chǎn)酒精的方法，其特點是利用白酒丟糟和秸稈的糖化水解、中和發(fā)酵生產(chǎn)酒精，充分利用農(nóng)副產(chǎn)品的廢棄資源，變廢為寶。本發(fā)明的目的由以下技術(shù)措施實現(xiàn)，其中所述原料份數(shù)除特殊說明外，均為質(zhì)量份數(shù)。利用白酒丟糟與秸稈生產(chǎn)酒精的方法包括以下工藝步驟(1)秸稈粉碎用錘式粉碎機將秸稈進(jìn)行微細(xì)粉碎，要求其90%以上能通過10目分樣篩；
(2)濃硫酸糖化及水解取白酒丟糟與秸稈按1 0.6 1質(zhì)量比例混合，混合物與濃度80wt % H2SO4 按1 1 1. 5質(zhì)量與體積比例，攪拌糖化30 40min，加水至液體中硫酸濃度為20 25wt%，于沸水浴中水解100 120min ；(3)酸糖液的中和將上述糖化水解液過濾，酸渣用溫度80°C的熱水沖洗2次并收集洗滌液，合并洗滌液；洗滌液用碳酸鈣中和沉淀，沉淀物經(jīng)壓榨過濾后收集糖液，用溫度80°C熱水洗滌沉淀物2次后合并洗滌糖液，并將上述收集的糖液和洗滌糖液合并；(4)降解糖液的酒精發(fā)酵將上述收集糖液和洗滌糖液經(jīng)減壓濃縮至濃度為6 8%的濃縮液，濃縮液與濃度為10 12%淀粉糖液按等體積混合，用酸調(diào)節(jié)PH至3. 5 4，添加1600單位/ml青霉素；按10%的接種量接入酵母種子液，于溫度25 30°C下恒溫發(fā)酵，每1 測量發(fā)酵液剩余葡萄糖濃度，在葡萄糖濃度低于lg/100ml，用含葡萄糖濃度30%的補料培養(yǎng)基，補料培養(yǎng)基為上述濃縮液與淀粉糖液的混合物，將發(fā)酵液葡萄糖濃度控制在4g/100ml，發(fā)酵7-9 天，獲得酒精濃度為9 llg/100ml。性能測試采用精餾方法提純的酒精溶液乙醇體積濃度為90 95%，甲醇含量為0. 3 0. 5g/L，雜醇油含量為0. 2 0. 3g/L。外觀透明，無沉淀，無懸浮物；蒸發(fā)后的殘渣物為 0. 001 0. 0015g/L,乙醇與水混合試驗合格。本發(fā)明具有如下的優(yōu)點1、本發(fā)明為白酒丟糟和秸稈的利用提供了新的途徑。2、白酒丟糟直接與秸稈混合，可提高降解液的糖濃度，并減少丟糟存放及秸稈焚燒等帶來的環(huán)境污染。3、本發(fā)明采用的硫酸降解白酒丟糟及秸稈的糖化水解、中和發(fā)酵工藝，獲得糖化率為30 ；4、本發(fā)明采用的半連續(xù)酒精發(fā)酵，葡萄糖利用率高、酒精產(chǎn)率高。半連續(xù)發(fā)酵7 9天，酒精濃度為9 llg/100ml。


圖1為本發(fā)明還原糖濃度與酒精產(chǎn)量變化曲線圖。圖2為本發(fā)明還原糖濃度與酒精產(chǎn)量變化曲線圖。圖3為本發(fā)明還原糖濃度與酒精產(chǎn)量變化曲線圖。
具體實施例方式下面通過實施例對本發(fā)明進(jìn)行具體的描述，有必要在此指出的是本實施例只用于對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明，不能理解為對本發(fā)明保護范圍的限制，該領(lǐng)域的技術(shù)熟練人員可以根據(jù)上述本發(fā)明的內(nèi)容對本發(fā)明作出一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整。實施例1本實例所用白酒丟糟為四川水井坊股份有限公司提供的一次丟糟，秸稈為成都郊區(qū)收集的稻桿。(1)秸稈粉碎用錘式粉碎機將秸稈進(jìn)行微細(xì)粉碎，要求其90%以上能通過10目分樣篩；(2)濃硫酸糖化及水解取白酒鮮丟糟與秸稈按1 0. 6質(zhì)量比例混合，混合物與濃度80wt % H2SO4按 1 1質(zhì)量與體積比例，攪拌糖化30min，加水至液體中硫酸濃度為20wt%，于沸水浴中水解 IOOmin ；(3)酸糖液的中和將上述糖化水解液過濾，酸渣用溫度80°C的熱水沖洗2次并收集洗滌液，合并洗滌液；洗滌液用碳酸鈣中和，沉淀物經(jīng)壓榨過濾后收集糖液，用溫度80°C熱水洗滌鈣渣2次后合并洗滌糖液，并將收集糖液和洗滌糖液合并；(4)降解糖液的酒精發(fā)酵將上述收集糖液和洗滌糖液經(jīng)減壓濃縮至濃度為6 %的濃縮液，濃縮液與淀粉糖液濃度為10%等體積混合，調(diào)PH至3. 5 4，添加1600單位/ml青霉素；按10%的接種量接入酵母種子液，于溫度25°C下恒溫發(fā)酵，每1 測量發(fā)酵液剩余葡萄糖濃度，在葡萄糖濃度低于lg/100ml，用含葡萄糖濃度30 %的補料培養(yǎng)基，補料培養(yǎng)基為上述濃縮液與淀粉糖液的混合物，將發(fā)酵液葡萄糖濃度控制在4g/100ml，發(fā)酵8. 5天，獲得酒精濃度為 9.54g/100ml。實施例2本實例所用白酒丟糟為四川水井坊股份有限公司提供的一次丟糟，秸稈為成都郊區(qū)收集的稻桿。(1)秸稈粉碎用錘式粉碎機將秸稈進(jìn)行微細(xì)粉碎，要求其90%以上能通過10目分樣篩；(2)濃硫酸糖化及水解取白酒鮮丟糟與秸稈按1 1質(zhì)量比例混合，混合物與濃度80wt 1^H2SO4按 1 1.5質(zhì)量與體積比例，攪拌糖化40min，加水至液體中硫酸濃度為25wt%，于沸水浴中水解 120min ；(3)酸糖液的中和將上述糖化水解液過濾，酸渣用溫度80°C的熱水沖洗2次并收集洗滌液，合并洗滌液；洗滌液用碳酸鈣中和，沉淀物經(jīng)壓榨過濾后收集糖液，用溫度80°C熱水洗滌鈣渣2次后合并洗滌糖液，并將收集糖液和洗滌糖液合并；(4)降解糖液的酒精發(fā)酵將上述收集糖液和洗滌糖液經(jīng)減壓濃縮至濃度為8 %的濃縮液，濃縮液與淀粉糖液濃度為12 %等體積混合，調(diào)pH至3. 5 4，添加1600單位/ml青霉素；按10 %的接種量接入酵母種子液，于溫度30°C下恒溫發(fā)酵，每1 測量發(fā)酵液剩余葡萄糖濃度，在葡萄糖濃度低于lg/100ml，用含葡萄糖濃度30%的補料培養(yǎng)基，補料培養(yǎng)基為上述濃縮液與淀粉糖液的混合物，將發(fā)酵液葡萄糖濃度控制在4g/100ml，發(fā)酵9天，獲得酒精濃度為10. 6g/100ml。實施例3本實例所用白酒丟糟為四川水井坊股份有限公司提供的一次丟糟，秸稈為成都郊區(qū)收集的稻桿。(1)秸稈粉碎用錘式粉碎機將秸稈進(jìn)行微細(xì)粉碎，要求其90%以上能通過10目分樣篩；(2)濃硫酸糖化及水解取白酒鮮丟糟與秸稈按1 0. 8質(zhì)量比例混合，混合物與濃度80wt % H2SO4按 1 1.2質(zhì)量與體積比例，攪拌糖化35min，加水至液體中硫酸濃度為22wt%，于沸水浴中水解 IlOmin ；(3)酸糖液的中和將上述糖化水解液過濾，酸渣用溫度80°C的熱水沖洗2次并收集洗滌液，合并洗滌液；洗滌液用碳酸鈣中和，沉淀物經(jīng)壓榨過濾后收集糖液，用溫度80°C熱水洗滌鈣渣2次后合并洗滌糖液，并將收集糖液和洗滌糖液合并；(4)降解糖液的酒精發(fā)酵將上述收集糖液和洗滌糖液經(jīng)減壓濃縮至濃度為7 %的濃縮液，濃縮液與淀粉糖液濃度為11 %等體積混合，調(diào)PH至3. 5 4，添加1600單位/ml青霉素；按10 %的接種量接入酵母種子液，于溫度下恒溫發(fā)酵，每1 測量發(fā)酵液剩余葡萄糖濃度，在葡萄糖濃度低于lg/100ml，用含葡萄糖濃度30%的補料培養(yǎng)基，補料培養(yǎng)基為上述濃縮液與淀粉糖液的混合物，將發(fā)酵液葡萄糖濃度控制在4g/100ml，發(fā)酵8天，獲得酒精濃度為10. 3g/100ml。
權(quán)利要求
1. 一種利用白酒發(fā)酵丟糟和秸稈生產(chǎn)酒精的方法，其特征在于該方法包括以下步驟(1)秸稈粉碎用錘式粉碎機將秸稈進(jìn)行微細(xì)粉碎，要求其90%以上能通過10目分樣篩；(2)濃硫酸糖化及水解取白酒丟糟與秸稈按1 0.6 1質(zhì)量比例混合，混合物與濃度80wt 1^H2SO4按1 1 1. 5質(zhì)量與體積比例，攪拌糖化30 40min，加水至液體中硫酸濃度為20 25wt%，于沸水浴中水解100 120min ；(3)酸糖液的中和將上述糖化水解液過濾，酸渣用溫度80°C的熱水沖洗2次并收集洗滌液，合并洗滌液； 洗滌液用碳酸鈣中和沉淀，沉淀物經(jīng)壓榨過濾后收集糖液，用溫度80°C熱水洗滌沉淀物2 次后合并洗滌糖液，并將上述收集的糖液和洗滌糖液合并；(4)降解糖液的酒精發(fā)酵將上述收集糖液和洗滌糖液經(jīng)減壓濃縮至濃度為6 8%的濃縮液，濃縮液與濃度為 10 12%淀粉糖液按等體積混合，用酸調(diào)節(jié)PH至3. 5 4，添加1600單位/ml青霉素；按 10%的接種量接入酵母種子液，于溫度25 30°C下恒溫發(fā)酵，每1 測量發(fā)酵液剩余葡萄糖濃度，在葡萄糖濃度低于lg/100ml，用含葡萄糖濃度30 %的補料培養(yǎng)基，補料培養(yǎng)基為上述濃縮液與淀粉糖液的混合物，將發(fā)酵液葡萄糖濃度控制在4g/100ml，發(fā)酵7-9天，獲得酒精濃度為9 llg/100ml。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用白酒丟糟和秸稈生產(chǎn)酒精的方法。其特點是將白酒鮮丟糟與粉碎后的秸稈按比例1∶0.6～1混合，混合物與濃度為80wt％H2SO4按1∶1～1.5的質(zhì)量體積比例混合，攪拌糖化30～40min，加水至液體中硫酸濃度為20～25wt％，于沸水浴中水解100～120min；壓濾后，濾液中加入碳酸鈣中和并收集糖液，糖液經(jīng)減壓濃縮后用于酒精發(fā)酵。本發(fā)明所得酸水解液還原糖濃度為3～5g/100ml，降解率0.3～0.5g(葡萄糖)/g(干原料)。經(jīng)中和、濃縮后糖液還原糖濃度為6～8g/100ml，加入酵母及補糖發(fā)酵后，最終酒精濃度可達(dá)9～11g/100ml。
文檔編號C12P7/10GK102250966SQ20111015975
公開日2011年11月23日 申請日期2011年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月15日
發(fā)明者劉躍紅, 吳正云, 張文學(xué), 李琪琦, 李瓊, 譚力 申請人:四川大學(xué)