專利名稱：一種生料和熟料混合發(fā)酵生產(chǎn)酒精的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種淀粉質(zhì)原料生產(chǎn)酒精的方法，特別是公開一種生料和熟料混合發(fā)酵生產(chǎn)酒精的方法。
背景技術(shù)：
淀粉質(zhì)原料生產(chǎn)酒精歷史上曾經(jīng)采用120°C以上高溫蒸煮糊化液化法，該法蒸煮工段所消耗蒸汽量占整個生產(chǎn)過程總耗能的3(Γ40%。目前，通常的蒸煮酒精發(fā)酵工藝，或稱傳統(tǒng)蒸煮酒精發(fā)酵法采用稍低的蒸煮溫度，或用水熱器(噴射液化)進(jìn)行噴射液化，蒸煮液化溫度在9(Tll(TC之間，時間在60分鐘以上。經(jīng)實(shí)踐證明，該法蒸煮工段所消耗蒸汽量占整個生產(chǎn)過程總耗能的比例會有所降低，但尚接近30%。無蒸煮發(fā)酵是微生物直接利用生淀粉發(fā)酵酒精，它完全摒除了蒸煮法的蒸煮工藝，節(jié)省了蒸煮能耗，同時又減少了可發(fā)酵糖的損失，理論出酒率會提高，因此一直受到國內(nèi)外眾多研究人員的關(guān)注。但是該法一直未能實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。其關(guān)鍵原因有以下兩點(diǎn)一是發(fā)酵時間較長。采用完全無蒸煮工藝，原料淀粉結(jié)構(gòu)沒有打開，普通商業(yè)用酶作用效率不高，糖化效果不好，發(fā)酵時間會加長，發(fā)酵效率降低。二是用酶成本高。生淀粉專用酶雖然能夠提高生產(chǎn)效率，但是成本很高。這都制約了無蒸煮酒精發(fā)酵工藝的進(jìn)一步發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種結(jié)合傳統(tǒng)蒸煮酒精發(fā)酵法和無蒸煮酒精發(fā)酵發(fā)的優(yōu)點(diǎn)，提高生產(chǎn)效率、降低能耗，且不需要改造現(xiàn)行設(shè)備，易于推廣的部分無蒸煮法生產(chǎn)酒精的方法。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的一種生料和熟料混合發(fā)酵生產(chǎn)酒精的方法，其特征在于 包括用傳統(tǒng)蒸煮酒精發(fā)酵法和用無蒸煮生料酒精發(fā)酵法得到醪液，進(jìn)行兩種醪液的混合發(fā)酵生產(chǎn)酒精，具體包括如下步驟1)先將淀粉質(zhì)原料分成原料I、原料II兩部分，其中原料 I用蒸煮酒精發(fā)酵法進(jìn)行糊化液化，得到液化醪A1備用，或者將液化醪A1繼續(xù)糖化得到糖化醪A2 ;原料II用無蒸煮酒精發(fā)酵預(yù)處理方法配料得到醪液B1備用，或繼續(xù)將醪液&同步液化和糖化得到糖化醪B2 ;2)然后將液化醪A1直接和醪液B1混合繼續(xù)糖化，或者將糖化醪 A2和糖化醪B2混合；3)最后同步糖化發(fā)酵生產(chǎn)酒精。所述步驟2中液化醪A1直接和醪液 B1混合后的繼續(xù)糖化除了保溫糖化時間外，工藝條件和液化A1、醪液B1分別糖化時一致，這里的保溫糖化時間為O. 5 1.5。所述步驟I具體為a、在淀粉質(zhì)原料的原料I中加入水，使原料I與水的料水比按重量比調(diào)節(jié)為1:2 1:4，加入6 18U/g淀粉質(zhì)原料的高溫液化酶，9(Tl05°C蒸煮或噴射液化維持O. 5^1小時，得到液化醪A1備用；或繼續(xù)將液化醪A1進(jìn)行糖化將液化醪A1降溫至6(T65°C，添加8(T200 U/g淀粉質(zhì)原料的糖化酶，保溫糖化O. 5^1. 5小時，然后降溫至 3(T35°C，得到糖化醪A2 ;b、在淀粉質(zhì)原料的原料II中加入水，將原料II與水的料水比按重量比調(diào)節(jié)為1:2 1:4，加入(TlOU/g淀粉質(zhì)原料的中溫液化酶，得到醪液B1備用；或繼續(xù)同步液化和糖化將在醪液&中加入10(Γ400 U/g淀粉質(zhì)原料的糖化酶，6(T65°C保溫同步液化糖化f 2小時，降溫至3(T35°C，得到糖化醪B2。所述步驟2中將液化醪A1直接和醪液B1混合，或?qū)⑻腔睞2和糖化醪B2混合， 其混合的方式在以下方式中擇其一 (1)將液化醪A1和醪液B1混合，然后一起去糖化發(fā)酵；
(2)將糖化醪A2和糖化醪B2混合，然后一起去發(fā)酵；(3)在糖化醪A2按傳統(tǒng)間歇發(fā)酵、分割發(fā)酵、補(bǔ)料發(fā)酵或連續(xù)發(fā)酵時，加入醪液B1或糖化醪B2。步驟I中所述原料I的淀粉質(zhì)原料重量占總淀粉質(zhì)原料重量的509Γ95%，所述原料 II的淀粉質(zhì)原料重量占總淀粉質(zhì)原料重量的59Γ50%。所述步驟2中將液化醪A1和醪液B1混合糖化，其糖化條件為按原料I中淀粉質(zhì)原料量添加8(T200 U/g的糖化酶，并按原料II中淀粉質(zhì)原料量添加10(T400 U/g的糖化酶， 60 65°C保溫糖化O. 5 I. 5小時。所述步驟3具體為按重量比接入總淀粉質(zhì)原料重量的O. 19Γ0. 2%的干酵母或 8% 10%擴(kuò)培酒精酵母，發(fā)酵溫度為30 35°C，同步糖化發(fā)酵48 80小時。所述步驟3中，其混合醪同步糖化發(fā)酵時，還按原料II的淀粉質(zhì)原料重量，加入 (Γ400 U/g淀粉質(zhì)原料的糖化酶。所述步驟2或3中，還按原料II的淀粉質(zhì)原料重量，在糖化或發(fā)酵時，加入 O. 0029Γ0. 02%的中性蛋白酶，或加入O. 01%-0. 05%的酸性蛋白酶。所述淀粉質(zhì)原料在玉米粉、小麥粉、面粉、木薯粉或大米粉中任選一種或幾種的混合物。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明包括了用蒸煮酒精發(fā)酵法進(jìn)行糊化液化和糖化，以及用無蒸煮酒精發(fā)酵法進(jìn)行液化糖化，最后同步糖化發(fā)酵生產(chǎn)酒精，具有以下特點(diǎn)1)能耗低，因為是部分無蒸煮，無蒸煮部分占到59Γ50% ；2)初期發(fā)酵速率快，實(shí)驗證明，無蒸煮部分因為預(yù)處理條件較溫和，前期游離出來的營養(yǎng)物被破壞較少，能被酵母迅速利用，有利于酵母生長，迅速處于生長優(yōu)勢，抑制雜菌生長；3)操作簡單，無蒸煮過程省略了許多中間過程；4)將傳統(tǒng)蒸煮液化醪和生料混合，充分利用了各自冷卻和加熱需要的熱量，使其工藝過程更為合理；5)現(xiàn)行設(shè)備無需重新設(shè)計，改造難度小，蒸煮部分發(fā)酵可直接利用蒸煮法設(shè)備，無蒸煮部分只是改變加酶種類、加酶量和加酶時間而已。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明包括用蒸煮酒精發(fā)酵法進(jìn)行糊化液化糖化、用無蒸煮酒精發(fā)酵法進(jìn)行液化糖化，然后混合法發(fā)酵生產(chǎn)酒精，具體步驟如下
O先將淀粉質(zhì)原料分成原料I、原料II兩部分；其中原料I占總淀粉質(zhì)原料重量的 509Γ95%，原料II占總淀粉質(zhì)原料重量的59Γ50% ;然后對原料I、原料II分別進(jìn)行處理
a、在淀粉質(zhì)原料的原料I中加入水，將原料I與水的料水比按重量比調(diào)節(jié)為1:2 1:4， 以原料I的重量加入6 18U/g淀粉質(zhì)原料的高溫液化酶，9(Tl05°C蒸煮或噴射液化維持 O. 5^1小時，得到液化醪A1備用，或繼續(xù)將液化醪A1進(jìn)行糖化，即將液化醪A1降溫至 6(T65°C，以原料I的重量添加8(T200 U/g淀粉質(zhì)原料的糖化酶，保溫糖化O. 5^1. 5小時， 降溫至3(T35°C，得到糖化醪A2 ；
b、在淀粉質(zhì)原料的原料II中加入水，將原料II與水的料水比按重量比調(diào)節(jié)為1: 2^1: 4，以原料II的重量加入(TlOU/g淀粉質(zhì)原料的中溫液化酶，得到醪液B1備用，或繼續(xù)同步液化和糖化即，在醪液B1中以原料II的重量加入10(T400 U/g淀粉質(zhì)原料的糖化酶，6(T65°C保溫同步液化糖化廣2小時，降溫至3(T35°C，得到液化糖化醪B2。2)所述步驟2中將液化醪A1直接和醪液B1混合，或?qū)⑻腔睞2和糖化醪B2混合， 其混合的方式在以下方式中擇其一 (1)將液化醪A1和醪液B1混合，然后一起去糖化發(fā)酵；
(2)將糖化醪A2和糖化醪B2混合，然后一起去發(fā)酵；(3)糖化醪A2按傳統(tǒng)間歇發(fā)酵、分割發(fā)酵、補(bǔ)料發(fā)酵或連續(xù)發(fā)酵時，加入糖化醪b2。液化醪A1和醪液B1混合后繼續(xù)糖化的糖化條件按原料I中淀粉質(zhì)原料量添加 80^200 U/g的糖化酶，并按原料II中淀粉質(zhì)原料量添加10(T400 U/g的糖化酶，6(T65°C保溫糖化O. 5^1. 5小時。3)最后同步糖化發(fā)酵生產(chǎn)酒精按重量比在液化醪A1與醪液B1混合后繼續(xù)糖化后的混合物中或液化醪A1與醪液B1的混合物中或在糖化醪A2與糖化醪B2的混合物中，接入總淀粉質(zhì)原料重量的O. 19Γ0. 2%的干酵母或接入8% 10%的擴(kuò)培酒精酵母，并按原料II 的淀粉質(zhì)原料重量，加入(Γ400 U/g淀粉質(zhì)原料的糖化酶，發(fā)酵溫度為3(T35°C，同步糖化發(fā)酵48 80小時。其中，按原料II的淀粉質(zhì)原料重量，在糖化或發(fā)酵時還加入了 O. 0029Γ0. 02%的中
性蛋白酶或O. 01%-0. 05%的酸性蛋白酶。所述淀粉質(zhì)原料在玉米粉、小麥粉、面粉、木薯粉或大米粉中任選一種或幾種的混合物。下面通過具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步闡述。實(shí)施例一
I):將50g玉米粉作為淀粉質(zhì)原料，并分成兩份 一份為40g作為原料I，另一份為IOg 作為原料II。a、取玉米粉為40g的原料I，加入IOOg (IOOml)水，即原料I與水的料水比為I : 2. 5，加入8U/g原料的高溫液化酶，105°C高壓鍋蒸煮I小時，降溫至60°C，加入200U/g淀粉質(zhì)原料的糖化酶，保溫糖化I小時。b、取玉米粉為IOg的原料II，加入25g水，即原料II與水的料水比為I :2. 5，加入 8U/g原料的中溫液化酶。2):將上述物料混合。3):最后同步糖化發(fā)酵生產(chǎn)酒精以原料II的重量計算加入200U/g淀粉質(zhì)原料的糖化酶和O. 02%的中性蛋白酶，降溫至32°C，接入占總淀粉質(zhì)原料重量的O. 2%的干酵母， 32°C同步糖化發(fā)酵68小時。表I.直接混合20%生料的發(fā)酵結(jié)果比較
權(quán)利要求
1.一種生料和熟料混合發(fā)酵生產(chǎn)酒精的方法，其特征在于包括用傳統(tǒng)蒸煮酒精發(fā)酵法和用無蒸煮生料酒精發(fā)酵法得到醪液，進(jìn)行兩種醪液的混合發(fā)酵生產(chǎn)酒精，具體包括如下步驟I)先將淀粉質(zhì)原料分成原料I、原料II兩部分，其中原料I用傳統(tǒng)蒸煮酒精發(fā)酵法進(jìn)行糊化液化，得到液化醪A1備用，或者將液化醪A1繼續(xù)糖化得到糖化醪A2 ;原料II用無蒸煮酒精發(fā)酵預(yù)處理方法配料得到醪液B1備用，或繼續(xù)將醪液B1同步液化和糖化得到糖化醪B2 ;2)然后將液化醪A1直接和醪液B1混合繼續(xù)糖化，或者將糖化醪A2和糖化醪B2混合；3)最后同步糖化發(fā)酵生產(chǎn)酒精。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種生料和熟料混合發(fā)酵生產(chǎn)酒精的方法，其特征在于 所述步驟I具體為a、在淀粉質(zhì)原料的原料I中加入水，使原料I與水的料水比按重量比調(diào)節(jié)為1:2 1:4，加入6 18U/g淀粉質(zhì)原料的高溫液化酶，9(Tl05°C蒸煮或噴射液化維持O.5 1小時，得到液化醪A1備用；或繼續(xù)將液化醪A1進(jìn)行糖化將液化醪仏降溫至6(T65°C， 添加8(T200 U/g淀粉質(zhì)原料的糖化酶，保溫糖化O. 5^1. 5小時，然后降溫至3(T35°C，得到糖化醪A2 ;b、在淀粉質(zhì)原料的原料II中加入水，將原料II與水的料水比按重量比調(diào)節(jié)為 1:2 1:4，加入(TlOU/g淀粉質(zhì)原料的中溫液化酶，得到醪液B1備用；或繼續(xù)同步液化和糖化將在醪液B1中加入10(Γ400 U/g淀粉質(zhì)原料的糖化酶，6(T65°C保溫同步液化糖化1 2 小時，降溫至3(T35°C，得到糖化醪B2。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種生料和熟料混合發(fā)酵生產(chǎn)酒精的方法，其特征在于 所述步驟2中將液化醪A1直接和醪液B1混合，或?qū)⑻腔睞2和糖化醪B2混合，其混合的方式在以下方式中擇其一 (I)將液化醪A1和醪液B1混合，然后一起去糖化發(fā)酵；(2)將糖化醪A2和糖化醪B2混合，然后一起去發(fā)酵；(3)糖化醪A2按傳統(tǒng)間歇發(fā)酵、分割發(fā)酵、補(bǔ)料發(fā)酵或連續(xù)發(fā)酵時，加入醪液B1或糖化醪B2。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種生料和熟料混合發(fā)酵生產(chǎn)酒精的方法，其特征在于 步驟I中所述原料I的淀粉質(zhì)原料重量占總淀粉質(zhì)原料重量的509Γ95%，所述原料II的淀粉質(zhì)原料重量占總淀粉質(zhì)原料重量的59Γ50%。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或3所述的一種生料和熟料混合發(fā)酵生產(chǎn)酒精的方法，其特征在于所述步驟2中將液化醪A1和醪液B1混合糖化，其糖化條件為按原料I中淀粉質(zhì)原料量添加80 200 U/g的糖化酶，并按原料II中淀粉質(zhì)原料量添加100 400 U/g的糖化酶，60 65°C 保溫糖化O. 5 1.5小時。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種生料和熟料混合發(fā)酵生產(chǎn)酒精的方法，其特征在于 所述步驟3具體為按重量比接入總淀粉質(zhì)原料重量的O. 19Γ0. 2%的干酵母或89TlO%擴(kuò)培酒精酵母，發(fā)酵溫度為3(T35°C，同步糖化發(fā)酵48 80小時。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種生料和熟料混合發(fā)酵生產(chǎn)酒精的方法，其特征在于所述步驟3中，其混合醪同步糖化發(fā)酵時，還按原料II的淀粉質(zhì)原料重量，加入(Γ400 U/g淀粉質(zhì)原料的糖化酶。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種生料和熟料混合發(fā)酵生產(chǎn)酒精的方法，其特征在于所述步驟2或3中，還按原料II的淀粉質(zhì)原料重量，在糖化或發(fā)酵時，加入O. 0029Γ0. 02%的中性蛋白酶，或加入O. 01%-0. 05%的酸性蛋白酶。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種生料和熟料混合發(fā)酵生產(chǎn)酒精的方法，其特征在于 所述淀粉質(zhì)原料在玉米粉、小麥粉、面粉、木薯粉或大米粉中任選一種或幾種的混合物。
全文摘要
本發(fā)明為一種生料和熟料混合發(fā)酵生產(chǎn)酒精的方法。該方法是在傳統(tǒng)蒸煮酒精發(fā)酵過程的液化醪或糖化醪中，流加或者補(bǔ)料無蒸煮生料工藝得到的糖化醪，即將淀粉質(zhì)原料分成兩個部分，一部分淀粉質(zhì)原料按目前傳統(tǒng)的蒸煮酒精發(fā)酵法進(jìn)行糊化液化和糖化，另一部分淀粉質(zhì)原料按無蒸煮生料酒精發(fā)酵法進(jìn)行液化糖化，然后將兩個工藝的醪液在液化后或糖化后混合，最后同步糖化發(fā)酵生產(chǎn)酒精。本發(fā)明可以獲得與完全蒸煮酒精生產(chǎn)工藝相當(dāng)?shù)纳a(chǎn)效率，且不需要進(jìn)行設(shè)備改造，卻部分簡化生產(chǎn)過程和節(jié)省部分能耗，易于市場推廣。
文檔編號C12P7/06GK102586338SQ20121007128
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月19日
發(fā)明者劉坤, 周鵬, 孔翰, 陳德兆 申請人:上海天之冠可再生能源有限公司