阅读说明：本技术 一种分组液化进行混合原料发酵的方法 (Method for fermenting mixed raw materials by grouping liquefaction ) 是由 李勇 王林风 乔建援 薛宝 刘燕 樊国军 郑彬 于 2019-11-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开了分组液化进行混合原料发酵的方法,其主要步骤为：将玉米粉加水拌浆、加液化酶预热、喷射液化、连消、闪蒸、冷却入糖化罐；将木薯粉与小麦淀粉浆按比例混合后拌浆、加液化酶预热、喷射液化、连消、闪蒸、冷却入糖化罐；然后将两者按比例混合并糖化发酵,最后蒸馏酒精。本发明有效的提高了混合原料的液化率,降低了液化时的能耗。相比于混合原料直接拌浆加液化酶液化,该方法有利于提高了原料的利用率,而且能够进一步节能降耗。(The invention discloses a method for performing mixed raw material fermentation by grouping liquefaction, which mainly comprises the following steps: adding water into corn flour, stirring, adding liquefying enzyme, preheating, spraying for liquefying, continuously sterilizing, flash evaporating, cooling, and feeding into a saccharification tank; mixing the cassava flour and the wheat starch slurry in proportion, then mixing the mixture with the slurry, adding liquefying enzyme for preheating, spraying for liquefying, continuously eliminating, flashing, cooling and then putting the mixture into a saccharification tank; then mixing the two according to a certain proportion, saccharifying and fermenting, and finally distilling alcohol. The invention effectively improves the liquefaction rate of the mixed raw materials and reduces the energy consumption during liquefaction. Compared with the method that the mixed raw materials are directly mixed with slurry and liquefied with the liquefied enzyme, the method is beneficial to improving the utilization rate of the raw materials and can further save energy and reduce consumption.)

一种分组液化进行混合原料发酵的方法

技术领域

本发明属于生物发酵技术领域，具体涉及一种对小麦、玉米以及木薯组成的混合原料进行液化的方法。

背景技术

酒精的生产方法，有以植物系物质为原料的发酵法和以石油系物质为原料的化学合成法。发酵法生产酒精，是当今生物工业中基础最大的产业，其生产技术正随着生物工程技术的发展而不断得到新的进展。发酵法生产以小麦、玉米以及非粮作物木薯和其他系物质为原料。随着生产技术的不断进步，企业对粮食作物的加工更加精细利用率更高，同时国家提倡鼓励非粮作物生产乙醇，所以从实际出发采取混合原料生产乙醇，即小麦、玉米和木薯。

液化是将淀粉先经高温糊化，同时在液化酶的作用下将淀粉分子断开成短链，形成大量的糊精和少量的糖类，从而使淀粉的黏度降低，流动性好，为糖化创造条件。液化技术是发酵生产中的关键技术。淀粉液化的好坏直接影响到后段工序操作之难易和生产的效益。

目前国内外均采用酶法喷射液化，经过调节pH加入耐高温淀粉酶，经过105℃或130 ℃的高温喷射液化再经过闪蒸温度降至90℃左右，保温液化90 min，DE 值为15 %~18%。液化的蒸汽耗量大，而且由于混合原料材质不同粉碎过程形成的粒度不同，特别是玉米的淀粉结构紧密存在着结晶与非结晶区不易受酶的作用，需经过更高的温度使其结构破坏，而小麦淀粉乳与木薯粉材质易碎，碎粉后粒度在40目以下，糊化液化温度过高易造成可发酵性物质的损失。

所以将不同粒度以及不同材质特性的原料通过分组液化后在混合发酵的方法，既可以降低液化过程中的蒸汽消耗量，又可以避免高温液化时的糖损失，从而达到节能降耗又提高原料利用率的目的。

发明内容

为解决现有技术的问题，本发明提供了一种分组液化进行混合原料发酵的方法。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种分组液化进行混合原料发酵的方法，包括以下的步骤：

1）、将玉米在粉碎车间经两级粉碎得到玉米粉；

2）、将步骤1）中粉碎后的玉米粉调浆，制成玉米浆，将玉米浆泵送入预热罐，玉米浆中玉米的浓度为250～350g/L，添加耐高温α-淀粉酶；

3）、将步骤2）中的玉米浆在预热罐内预热到60℃即进入预液化罐，泵送至喷射液化器，通入高压蒸汽，喷射液化后进入后液化罐，泵送至连消器，通入蒸汽加热后进入一级、二级闪蒸塔，使液化DE值为5～50％；

4）、经闪蒸塔冷却后加糖化酶进入糖化罐；

5）、小麦作为原料经综合加工后以淀粉乳进入酒精生产，经水冲洗后形成的浆液称为A/B浆；木薯经粉碎车间粉碎；

6）、A/B浆按1：1充分混合再同木薯粉浆混合，其中A/B浆占60-80%，木薯粉占20-40%，充分混匀后，预热到 60 ℃即进入预液化罐，泵送至喷射液化器，通入高压蒸汽，喷射液化后进入后液化罐，泵送至连消器，通入蒸汽加热后进入一级、二级闪蒸塔，使液化DE值为5～50％；

7）、经闪蒸塔冷却后加糖化酶进入糖化罐；

8）、将加糖化酶的玉米醪和小麦、木薯醪在糖化罐中混合，泵送入发酵罐；

9）、将酒母接入发酵罐中，搅拌循环，保持34-36℃的发酵温度至发酵结束；

10）、采用蒸馏法提取发酵液中的乙醇。

在步骤1）中玉米粉粉碎后的细度小于或等于20目，木薯粉的细度小于或等于40目，小麦粉小于或等于80目，搅拌用于使玉米浆和木薯浆更均匀。

步骤3)中玉米原料液化温度为95℃-105℃。

步骤6)中小麦、木薯原料液化温度为85℃-95℃。

步骤3）和步骤6）中添加液化酶为10-20单位每克干料。

步骤8)中按0.03～0.15‰的比例添加酸性蛋白酶或氮源。酸性蛋白酶可以有效分解物料中的蛋白作为发酵所需的有机氮源；无机氮源可选硫铵、碳铵或尿素。

步骤9)中可以采用扩培的干酵母或通过多级扩大培养的酒母接入。

步骤9)中当发酵醪中外观糖度、残还原糖不再降低，酒精含量不再升高发酵结束。

与现有技术相比，发明的有益效果是：本发明可以减少液化过程中的蒸汽消耗量，达到节能降耗降低生产成本的目的，同时，本发明与混合原料传统液化（原工艺）相比，液化效果更好，发酵结束残总糖更低，发酵结束酒精含量提高0.5%-3%，即可发酵性物质被分解出更多而且损失更小。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明做进一步详细说明,实施例仅用来说明本发明，并不限制本发明的范围。

一种分组液化进行混合原料发酵的方法，包括以下的步骤：

1）、将玉米在粉碎车间经两级粉碎得到玉米粉；

2）、将步骤1）中粉碎后的玉米粉调浆，制成玉米浆，将玉米浆泵送入预热罐，玉米浆中玉米的浓度为250～350g/L，添加耐高温α-淀粉酶；

3）、将步骤2）中的玉米浆在预热罐内预热到60℃即进入预液化罐，泵送至喷射液化器，通入高压蒸汽，喷射液化后进入后液化罐，泵送至连消器，通入蒸汽加热后进入一级、二级闪蒸塔，使液化DE值为5～50％；

4）、经闪蒸塔冷却后加糖化酶进入糖化罐；

5）、小麦作为原料经综合加工后以淀粉乳进入酒精生产，经水冲洗后形成的浆液称为A/B浆；木薯经粉碎车间粉碎；

6）、A/B浆按1：1充分混合再同木薯粉浆混合，其中A/B浆占60-80%，木薯粉占20-40%，充分混匀后，预热到 60 ℃即进入预液化罐，泵送至喷射液化器，通入高压蒸汽，喷射液化后进入后液化罐，泵送至连消器，通入蒸汽加热后进入一级、二级闪蒸塔，使液化DE值为5～50％；

7）、经闪蒸塔冷却后加糖化酶进入糖化罐；

8）、将加糖化酶的玉米醪和小麦、木薯醪在糖化罐中混合，泵送入发酵罐；

9）、将酒母接入发酵罐中，搅拌循环，保持34-36℃的发酵温度至发酵结束；

10）、采用蒸馏法提取发酵液中的乙醇。

在步骤1）中玉米粉粉碎后的细度应小于或等于20目，木薯粉的细度应小于或等于40目，小麦粉小于或等于80目，搅拌用于使玉米浆和木薯浆更均匀。

步骤3)中玉米原料液化温度为95℃-105℃。

步骤6)中小麦、木薯原料液化温度为85℃-95℃。

步骤3）和步骤6）中添加液化酶为10-20单位每克干料。

步骤8)中按0.03～0.15‰的比例添加酸性蛋白酶或氮源。酸性蛋白酶可以有效分解物料中的蛋白作为发酵所需的有机氮源；无机氮源可选硫铵、碳铵或尿素。

步骤9)中可以采用扩培的干酵母或通过多级扩大培养的酒母接入。

步骤9)中当发酵醪中外观糖度、残还原糖不再降低，酒精含量不再升高发酵结束。

实施例1:

由玉米粉拌料制成玉米粉浆，浓度为290g/L，调节pH至5.5，按每克玉米粉14个酶活单位在玉米粉浆中加入高温α-淀粉酶并进行喷射液化，液化温度控制在97℃，然后经闪蒸冷却入糖化罐中；将小麦淀粉乳制成的AB浆，其中A浆与B浆1:1混合，同木薯粉混合，拌料浓度为290g/L，调节pH至5.5按每克玉米粉14个酶活单位在玉米粉浆中加入高温α-淀粉酶并进行喷射液化，液化温度控制在85℃，然后经闪蒸冷却入糖化罐中；将液化冷却后的玉米醪和小麦木薯醪混合，在混合液中加入糖化酶；将发酵菌种接入发酵罐中，并通风供氧，保持32-36℃的发酵温度至发酵结束；采用蒸馏法提取发酵液中的乙醇。该方法较三组原料直接混合在95℃-105℃液化节约蒸汽2%左右，发酵成熟醪酒精含量提高了1.1%左右，残总糖降低了6%左右。

实施例2:

由玉米粉拌料制成玉米粉浆，浓度为310g/L，调节pH至5.8，按每克玉米粉16个酶活单位在玉米粉浆中加入高温α-淀粉酶并进行喷射液化，液化温度控制在97℃，然后经闪蒸冷却入糖化罐中；将小麦淀粉乳制成的AB浆，其中A浆与B浆1:1混合，同木薯粉混合，拌料浓度为310g/L，调节pH至5.8，按每克玉米粉16个酶活单位在玉米粉浆中加入高温α-淀粉酶并进行喷射液化，液化温度控制在88℃，然后经闪蒸冷却入糖化罐中；将液化冷却后的玉米醪和小麦木薯醪混合，在混合液中加入糖化酶；将发酵菌种接入发酵罐中，并通风供氧，保持32-36℃的发酵温度至发酵结束；采用蒸馏法提取发酵液中的乙醇。该方法较三组原料直接混合在95℃-105℃液化节约蒸汽2%左右，发酵成熟醪酒精含量提高了1.6%左右，残总糖降低了8%左右。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。