專利名稱：從含糖、酸廢液中提取酒精的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于從含糖、酸度液中提取酒精的方法，特別是以黃姜或黃山藥為原料生產(chǎn)皂素產(chǎn)生的廢液中提取酒精的方法。
目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)皂素的工藝是對(duì)黃姜或黃山藥發(fā)酵后，分離渣和廢液，渣用于提取皂素，而廢液則排放掉。由于廢液中成份復(fù)雜，有機(jī)物含量高，處理難度大，一直無(wú)有效的治理措施，對(duì)周?chē)h(huán)境危害極大，能否解決污水問(wèn)題已關(guān)系到企業(yè)的生存。中國(guó)專利文獻(xiàn)CN1124776A公開(kāi)了一種有關(guān)的從皂素生產(chǎn)廢液中提取酒精的技術(shù)方案，雖然在一定程度上它可解決上述問(wèn)題，但存在以下不足(1)只利用了廢液中的糖份，未利用其中的酸，另外高溫濃縮后會(huì)使部分有機(jī)質(zhì)產(chǎn)生變性，從而嚴(yán)重影響出酒率；(2)廢液的糖度低，產(chǎn)出的酒精較少，經(jīng)濟(jì)效益較差；(3)工藝參數(shù)選擇不盡合理，因此需要增加一些工序，因此工藝較復(fù)雜，甚至有可能使污染增加。
本發(fā)明的目的是提供一種從以黃姜或黃山藥為原料生產(chǎn)皂素產(chǎn)生的廢液中提取酒精的方法，可使廢液中所含的酸及糖份都得到充分利用，出酒率高，工藝較簡(jiǎn)單，減少污染明顯，工藝參數(shù)選擇合理。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案是以生產(chǎn)皂素的含糖和酸的廢液為原料，加入淀粉攪拌均勻，進(jìn)行水解，水解溫度為120～130℃，壓力為0.1～0.15MP(表壓)，時(shí)間為30～40分鐘，使基質(zhì)中含糖度達(dá)到10～15°BX，加入堿性物質(zhì)中和，PH值控制在4.2～4.5之間，分離沉淀物，直接將液體送入發(fā)酵罐，接入已培養(yǎng)好的酵母菌進(jìn)行發(fā)酵，溫度控制在28～33℃，發(fā)酵時(shí)間60～80小時(shí)，然后采用常規(guī)酒精生產(chǎn)工藝對(duì)成熟發(fā)酵醪制備酒精。
本發(fā)明的工藝流程為篩選無(wú)霉變的薯芋干，送入粉碎機(jī)破碎成薯芋粉，用生產(chǎn)皂素的度液攪拌調(diào)勻，送入水解罐中靠廢液中的酸對(duì)其水解；水解完成后，放入中和池，在池中加入干石灰粉，充分?jǐn)嚢杌旌?，將PH值調(diào)整至適合的數(shù)值，然后沉淀分離；上清液打入一級(jí)發(fā)酵罐，接種酵母進(jìn)行發(fā)酵，完成一發(fā)酵后，再進(jìn)入二級(jí)發(fā)酵罐發(fā)酵，然后用計(jì)量泵將醪液送入離心機(jī)分離酵母，部分酵母循環(huán)返回一級(jí)發(fā)酵罐充氧增殖，最后送到醪塔和精餾塔按常規(guī)酒精生產(chǎn)工藝對(duì)成熟發(fā)酵醪制備酒精。
生產(chǎn)皂素的廢水中含有大量的淀粉水解后的還原糖，糖度為3～8°BX，且廢液中的含酸量約為1N HCl或H2SO4，在溫度為120～130℃，壓力0.1～0.15MP(表壓)的條件下，能使加入廢液中的淀粉徹底轉(zhuǎn)化為還原糖，補(bǔ)充廢液中的糖份，使糖度達(dá)到酒精生產(chǎn)的適宜糖度，即10～15°BX，這樣就可提高出酒率，且可不必添加氮、鎂、磷鹽，簡(jiǎn)化工藝，降低成本。在中和時(shí)，將PH值范圍控制在4.2～4.5間，可抑制乳酸菌及其它雜菌的生長(zhǎng)，而酵母菌卻仍可繁殖的很好，這就可省去消毒工序，使工藝簡(jiǎn)化。淀粉質(zhì)的原料可根據(jù)各地的具體情況，從經(jīng)濟(jì)和含粉率來(lái)考慮，如在云南可選用木薯粉，粉碎后粒度為0.5～1mm，加入量為每噸廢液32～71Kg。經(jīng)多次小試及中試結(jié)果表明，水解后基質(zhì)的最佳糖度優(yōu)選12～13°BX，酒精的提取率可達(dá)最高。醪液的發(fā)酵分為兩級(jí)，第二級(jí)發(fā)酵罐的醪液經(jīng)離心分離機(jī)分離，得到的部分酵母返回第一級(jí)發(fā)酵罐，充入氧使酵母增殖，再進(jìn)入第二級(jí)發(fā)酵罐中，這可大大簡(jiǎn)化工藝，更重要的是可避免蒸餾后廢醪液中的有機(jī)質(zhì)增加，發(fā)酵所使用的酵母菌可用啤酒酵母。
下面，提供本發(fā)明的幾個(gè)具體實(shí)施例，對(duì)其作進(jìn)一步描述。
實(shí)施例1篩選無(wú)霉變的木薯干，將其破碎成粒度為0.5～1mm的粉狀，先用生產(chǎn)皂素的廢液攪拌調(diào)勻，送入水解罐中靠廢液中的酸對(duì)其水解，木薯粉的加入量為每噸廢水35Kg，水解溫度為121℃，時(shí)間為40分鐘，壓力為0.1MP，水解后糖度達(dá)12°BX。水解完成后，放入中和池，在池中加入干石灰粉，充分?jǐn)嚢杌旌希瑢H值調(diào)整至4.2～4.5，沉淀分離，上清液打入一級(jí)發(fā)酵罐，接種昆明啤酒廠的啤酒酵母進(jìn)行發(fā)酵，溫度為28℃，發(fā)酵時(shí)間為16小時(shí)，再進(jìn)入二級(jí)發(fā)酵罐發(fā)酵，溫度為30℃，發(fā)酵時(shí)間為64小時(shí)，用計(jì)量泵將醪液送入離心機(jī)分離酵母，部分酵母循環(huán)返回一級(jí)發(fā)酵罐充氧增殖。然后送到醪塔和精餾塔按常規(guī)酒精生產(chǎn)工藝對(duì)成熟發(fā)酵醪制備酒精。本例的淀粉水解效率率為99％，出酒率為48％，排出污水CODCr降低70％，BOD561％，色度降低97％。
實(shí)施例2篩選無(wú)霉變的木薯干，將其破碎成粒度為0.5～1mm的粉狀，先用生產(chǎn)皂素的廢液攪拌調(diào)勻，送入水解罐中靠廢液中的酸對(duì)其水解，木薯粉的加入量為每噸廢水40Kg，水解溫度為121℃，時(shí)間為40分鐘，壓力為0.1MP，水解后糖度達(dá)12°BX。水解完成后，放入中和池，在池中加入干石灰粉，充分?jǐn)嚢杌旌?，將PH值調(diào)整至4.2～4.5，沉淀分離，上清液打入一級(jí)發(fā)酵罐，接種啤酒酵母(SACCHAROMYCES.SP.)進(jìn)行發(fā)酵，溫度為28℃，發(fā)酵時(shí)間為24小時(shí)，再進(jìn)入二級(jí)發(fā)酵罐發(fā)酵，溫度為28℃，發(fā)酵時(shí)間為56小時(shí)，用計(jì)量泵將醪液送入離心機(jī)分離酵母，部分酵母循環(huán)返回一級(jí)發(fā)酵罐充氧增殖。然后送到醪塔和精餾塔按常規(guī)酒精生產(chǎn)工藝對(duì)成熟發(fā)酵醪制備酒精。本例的淀粉水解效率率為95％，出酒率為46％，排出污水CODCr降低65％，BOD552％，色度降低97％。
實(shí)施例3篩選無(wú)霉變的木薯干，將其破碎成粒度為0.5～1mm的粉狀，先用生產(chǎn)皂素的廢液攪拌調(diào)勻，送入水解罐中靠廢液中的酸對(duì)其水解，木薯粉的加入量為每噸廢水70Kg，水解溫度為121℃，時(shí)間為40分鐘，壓力為0.1MP，水解后糖度達(dá)11.7°BX。水解完成后，放入中和池，在池中加入干石灰粉，充分?jǐn)嚢杌旌希瑢H值調(diào)整至4.2～4.5，沉淀分離，上清液打入一級(jí)發(fā)酵罐，接種威爾酵母(SACCHAROMYCES.Willzangs)進(jìn)行發(fā)酵，溫度為32℃，發(fā)酵時(shí)間為20小時(shí)，再進(jìn)入二級(jí)發(fā)酵罐發(fā)酵，溫度為30℃，發(fā)酵時(shí)間為60小時(shí)，用計(jì)量泵將醪液送入離心機(jī)分離酵母，部分酵母循環(huán)返回一級(jí)發(fā)酵罐充氧增殖。然后送到醪塔和精餾塔按常規(guī)酒精生產(chǎn)工藝對(duì)成熟發(fā)酵醪制備酒精。本例的淀粉水解效率率為90％，出酒率為42％，排出污水CODCr降低61％，BOD549％，色度降低87％。
權(quán)利要求
1.一種從含糖、酸廢液中提取酒精的方法，其特征是以生產(chǎn)皂素的含糖和酸的廢液為原料，加入淀粉，攪拌均勻，進(jìn)行水解，水解溫度為120～130℃，壓力為0.1～0.15MP(表壓)，時(shí)間為30～40分鐘，使基質(zhì)中含糖度達(dá)到10～15°BX，加入堿性物質(zhì)中和，PH值控制在4.2～4.5之間，分離沉淀物，直接將液體送入發(fā)酵罐，按入已培養(yǎng)好的酵母菌進(jìn)行發(fā)酵，溫度控制在28～33℃，發(fā)酵時(shí)間60～80小時(shí)，然后采用常規(guī)酒精生產(chǎn)工藝對(duì)成熟發(fā)酵醪制備酒精。
2.按權(quán)利要求1所述的從含糖、酸廢液中提取酒精的方法，其特征是淀粉可選用木薯粉，粒度為0.5～1mm，加入量為每噸廢液32～71Kg，水解后基質(zhì)的最佳糖度為12～13°BX。
3.按權(quán)利要求1和2所述的從含糖、酸廢液中提取酒精的方法，其特征是醪液的發(fā)酵分為兩級(jí)，第二級(jí)發(fā)酵罐的醪液經(jīng)離心分離機(jī)分離，得到的部分酵母返回第一級(jí)發(fā)酵罐，充入氧使酵母增殖，再進(jìn)入第二級(jí)發(fā)酵罐中，發(fā)酵所使用的酵母菌可用啤酒酵母。
全文摘要
從含糖、酸廢液中提取酒精的方法。本發(fā)明屬于以生產(chǎn)皂素的廢液為原料,提取酒精的方法。在廢液中加入淀粉,攪拌均勻,進(jìn)行水解,使基質(zhì)中含糖度達(dá)到10～15°BX,加入堿性物質(zhì)中和,pH值控制在4.2～4.5之間,分離沉淀物,直接將液體送入發(fā)酵罐,接入已培養(yǎng)好的酵母菌進(jìn)行發(fā)酵,然后采用常規(guī)酒精生產(chǎn)工藝對(duì)成熟發(fā)酵醪制備酒精。本發(fā)明出酒率高,工藝較簡(jiǎn)單,減少污染明顯,工藝參數(shù)選擇合理。
文檔編號(hào)C12P7/02GK1176309SQ9710986
公開(kāi)日1998年3月18日 申請(qǐng)日期1997年5月7日 優(yōu)先權(quán)日1997年5月7日
發(fā)明者鄭一新, 潘明琨, 席蕓, 路永林, 王德懷 申請(qǐng)人:昆明市環(huán)境科學(xué)研究所, 云南植物藥廠