一种利用鲜木薯浓醪酒精发酵的方法

摘要

本发明涉及一种利用鲜木薯浓醪酒精发酵的方法，该方法是将第一次粉碎后的鲜木薯进行调浆，加温液化过滤，用热水洗涤滤渣，回收滤渣中残糖，过滤得到的滤液可用于第一次鲜木薯粉碎，用第一次滤液作为第二次鲜木薯的粉碎液，粉碎得到的浆料作为原料用于浓醪酒精发酵，其初始总糖浓度达到23.5～24.5(g/100mL)，经液化、灭菌、糖化、发酵等工序，最后得到的发酵成熟醪酒份达到13.0(v/v)以上；本发明完全以鲜木薯为原料进行浓醪发酵生产酒精，有效提高了木薯浓醪酒精发酵中初始总糖浓度，解决了发酵过程中料液粘度大、流动性差及传质效率低等问题，具有工艺简单、节能、成本低、废料产生少等优点，是发展循环经济的方法。

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种完全以鲜木薯为原料浓醪酒精发酵生产酒精的工艺方法。

【背景技术】

广西是我国酒精生产的主要产区，木薯是生产酒精的主要原料之一。使用木薯片做原料生产酒精的成本较高，一般都是使用鲜木薯作为原料生产酒精，存在的主要问题是一般酒精生产企业的发酵成熟醪的酒份是9.5％(v/v)左右，其设备利用率、劳动生产率、能源利用率偏低，生产成本较高。改进的方法是采用浓醪酒精发酵，该法特点是设备利用率高、蒸馏能耗少、生产成本低及酒糟易处理等。利用鲜木薯进行浓醪酒精发酵的前提是提高发酵初始总糖含量，但是要得到高浓度的木薯浆料比较困难，原因是木薯在粉碎过程中需要加入大量的水，降低了木薯浆料的初始总糖含量，若在粉碎工序加水少，会使鲜木薯难以粉碎，并导致发酵过程中浆料的流动性差，不利于进行连续发酵。目前还未见有完全以鲜木薯为原料进行浓醪酒精发酵的方法的报道。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题是：提供一种以鲜木薯为原料进行浓醪酒精发酵的方法，该方法有效提高了木薯浓醪酒精发酵中初始总糖浓度，解决了浓醪发酵过程中料液粘度大、流动性差及传质效率低等问题。

解决上述技术问题的技术方案是：一种利用鲜木薯浓醪酒精发酵的方法，包括以下步骤：

(1)粉碎：将鲜木薯进行粉碎，使其粒度小于1.5mm，要求浆料中干物质含量在15％～17％；

(2)调浆：调节浆料的pH5.8～6.5，按第一次粉碎时投料的每克绝干木薯淀粉加入耐高温α～淀粉酶10u～15u；

(3)液化、过滤：将加入α～淀粉酶的浆料加温至90℃～95℃，保温60min～120min，过滤得滤液即液化液；

(4)用液化液进行鲜木薯粉碎调浆：将鲜木薯与步骤(3)得到的液化液以1∶1～1.2的比例进行混合粉碎，粉碎后鲜木薯粒度仍然控制在小于1.5mm，浆料中总糖含量为23.5～24.5(g/100mL)；

(5)液化、灭菌、糖化、浓醪酒精发酵：调节步骤(4)得到的鲜木薯浆料的pH5.8～6.5，按第二次粉碎时投料的每克绝干木薯淀粉加入耐高温α～淀粉酶10u～15u；将浆料加热至90℃～95℃液化1.5h～2h；升温至110℃～115℃下灭菌、灭酶20min～30min；得到浓醪发酵的原料浆料，冷却至55℃～60℃，调节pH 4～4.5，按两次粉碎投料合计每克绝干木薯淀粉加入糖化酶150u～200u，55℃～60℃糖化0.5h～2h；30℃～33℃下接入种子培养液，接种量为发酵浆料体积的10％～15％，按每升发酵浆料加入3.0g～3.5g尿素，32℃～35℃下发酵48h～60h，得到酒份含量为13.0％(v/v)以上的发酵成熟醪。

本发明的进一步技术方案是：在步骤(1)中，将鲜木薯与洗渣低度残糖水按1∶0.9～1.1的比例混合进行粉碎，所述的洗渣低度残糖水是指总糖含量为1～3(g/100mL)的水溶液。

本发明的更进一步技术方案是：将步骤(3)得到的滤渣用热水洗涤回收残糖，按照滤渣∶水＝1∶9～10的比例往滤渣中加入70℃～90℃热水，搅匀，在85℃～90℃保温5min～10min，过滤，得到滤液即洗渣低度残糖水。

本发明之一种利用鲜木薯浓醪酒精发酵的方法，具有工艺简单、节能、成本低，无废料产生等优点，是发展循环经济的方法，其还具有以下有益效果：

1.方便有效的提高发酵醪初始总糖含量，实现完全利用鲜木薯进行酒精浓醪发酵：本发明可利用鲜木薯实现酒精浓醪发酵，其关键步骤是，用液化液进行鲜木薯粉碎调浆，使浆料中总糖含量达到23.5～24.5(g/100mL)，即将经第一次鲜木薯粉碎得到的木薯浆料加入α～淀粉酶后进行液化，然后过滤，滤液作为第二次鲜木薯的粉碎液，再与鲜木薯混合进行粉碎调浆，能够方便有效地将发酵醪初始总糖浓度从常规生产的14～16(g/100mL)提高到23.5～24.5(g/100mL)，从而能够使发酵成熟醪的酒份从常规生产的9.5％(v/v)提高到13.0％(v/v)以上，达到提高设备利用率、劳动生产率和降低蒸馏能耗的目的；

2.发酵醪流动性好：由于在发酵浆料中，经过第一次液化过滤，除去了其中的吸水性强的木薯渣纤维，相当于增加了水的用量，因此发酵醪在发酵过程的各阶段流动性保持良好，提高了发酵醪液的传质效率，不会因为流动性的问题影响浓醪酒精发酵；

3.第一次液化、过滤得到的滤渣经热水洗涤再过滤回收滤渣中残糖，得到的洗渣低度残糖水可用于第一次鲜木薯粉碎，使原料淀粉损失降至1％以下，木薯原料利用率与常醪酒精发酵相当；

4.利用对液化灭菌后浆料进行降温的冷却水(出口水温达到80℃左右)作为回收滤渣中残糖的洗涤水，然后再用来进行第一次鲜木薯的粉碎，因此整个液化过程的水耗和能耗都不高，能够达到节能、节水、降耗的目的；

5.在第一次液化过程中使用的耐高温α～淀粉酶经过滤后，在滤液中仍保持较高活力，可以在第二次液化中被重复利用，因此，整个液化发酵过程使用的α～淀粉酶用量与常醪酒精发酵相比差异不大。

下面，结合实施例和附图对本发明之一种利用鲜木薯浓醪酒精发酵的方法的技术特征作进一步的说明。

【附图说明】

图1：本发明之一种利用鲜木薯浓醪酒精发酵的方法的工艺流程图。

【具体实施方式】

实施例：

一种利用鲜木薯浓醪酒精发酵的方法，包括以下步骤：

(1)粉碎：将鲜木薯与洗渣低度残糖水以1∶1的比例混合进行粉碎，使其粒度小于1.5mm；浆料中干物质含量在15％～17％。

(2)调浆：用酸碱溶液调节浆料的pH5.8～6.5，按第一次粉碎时投料的每克绝干木薯淀粉加入耐高温α～淀粉酶12u。

(3)液化、过滤：将浆料加温至90℃～95℃，保温60min～120min，用80目尼龙滤布过滤得滤液即液化液；滤液干物质含量在15％以上；对过滤得到的滤渣要回收残糖，按照滤渣∶水＝1∶10的比例往滤渣中加入85℃热水搅匀调浆，在85℃～90℃保温10min，过滤，得到的滤液即为洗渣低度残糖水，可作为步骤(1)中第一次粉碎鲜木薯用水，滤渣可作为发酵沼气原料或作为肥料或燃料处理。

(4)用液化液进行鲜木薯粉碎调浆：用鲜木薯与步骤(3)得到的液化液以1∶1的比例进行混合粉碎，粉碎后鲜木薯粒度仍然控制在小于1.5mm，浆料中总糖含量约为24.0(g/100mL)。

(5)液化、灭菌、糖化与浓醪酒精发酵：取步骤(4)得到的木薯浆料6.3L置于10L发酵罐中，调节pH6.0，加入0.6mLα～淀粉酶(α～淀粉酶活力20000u/mL，按第二次投入的鲜木薯中每克绝干淀粉加入α～淀粉酶12u)，搅拌混匀，将浆料加热至90℃～95℃液化1.5h～2h；升温至110℃～115℃下灭菌、灭酶25min；得到浓醪发酵的原料浆料，将浆料冷却至60℃，调节pH 4.5，加入2.5mL糖化酶(糖化酶活力100000u/mL，按每克绝干淀粉加入糖化酶180u)，55℃～60℃糖化1h；降温至33℃，接入种子培养液0.7L，再加入21g尿素(按每升发酵浆料加入3.0g尿素，发酵浆料是指加入种子培养液和尿素后的原料浆料)，32℃～35℃下发酵60h，得到酒份含量为13.0％(v/v)以上的发酵成熟醪，最后按常规方法蒸馏得到酒精。

作为本实施例的一种变换，所述的洗渣低度残糖水也可以不从第一次液化过滤后得到的滤渣中制取，而是从其他原料中制备，只要保证其总糖含量为1～3(g/100mL)即可。

作为本实施例的一种变换，所述的步骤(3)中第一次液化得到的滤渣也可以不用热水回收残糖，而直接将滤渣用作其他用途，例如可以用于沼气发酵的原料。

作为本实施例的又一种变换，所述的步骤(1)中也可不用洗渣低度残糖水与鲜木薯混合粉碎，而是采用现有的鲜木薯粉碎方法，用水直接与鲜木薯混合粉碎。

本发明所述的种子培养液是采用酿酒酵母种子按常规方法制备的二级种子培养液。

本发明所述的滤液干物质含量是指用常规方法蒸发(即在常压下，蒸发温度为100℃)得到的固体的重量占滤液总重量的比例。

本发明所述的调节pH值的酸碱选用10％盐酸、纯碱或烧碱，根据实际情况也可以选用其他酸碱来调节浆料的pH值。