[发明专利]淀粉质原料大罐、无载体固定化酵母连续发酵生产酒精的方法

说明书

技术领域

本发明涉及淀粉质原料大罐、无载体固定化酵母连续发酵生产酒精的方法，属于微生物发酵工程技术领域。

背景技术

酒精发酵是酵母菌把可发酵性糖，经过细胞内酒化酶的作用生成酒精和二氧化碳的过程，它是一个复杂的生物化学过程。

我国传统的酒精发酵是在实验室培养酒母，酒母经过多级扩大培养，最后到大酒母，然后用大酒母作为发酵的种子。在发酵方面主要采用间歇发酵，发酵罐的容积较小。

随着发酵技术的不断发展，连续发酵已逐步被人们所认识和接受，并不断的被应用到工厂规模化生产中，但在生产中由于种子罐菌种质量难以控制，大罐滞留、积料等因素也使很多连续发酵生产的优势不能够体现出来，而且严重的还制约着生产的发展。特别是发酵种子罐的染菌、酵母单耗高等因素的影响使连续发酵生产酒精转化率偏低，酒精生产成本高，所以目前的发酵生产过程仍然处于间歇、半连续、连续这几个方式的不断转变和替换。这样不但增加了污水负荷，而且造成了设备的利用率降低、淀粉转化率低的现状。现实环境的污染、资源利用率低、能耗高，将极大程度得制约着企业的生存和发展。

CN1661024(200410094105.4)提供了一种提高淀粉质原料酒精浓醪发酵酒精度的方法，将传统酒曲作为发酵促进剂，应用于淀粉质原料的酒精浓醪发酵中，一方面，酒曲中含有较高糖化酶和其他酒精发酵有益酶系，可代替部分糖化酶，并协同糖化酶和酵母进行酒精发酵，提高发酵速度，缩短发酵周期6～15h；另一方面，酒曲中含有麦角甾醇、不饱和长链脂肪酸等保护因子，可以帮助酵母抵抗酒精毒性，保持酵母细胞活力，使最终发酵醪的酒精浓度提高1°～2°。

CN1814763(200510048708.5)提供了一种提高淀粉原料发酵酒精产率的方法，经淀粉原料预处理、酒精发酵、蒸馏三个步骤完成。发酵过程选用生产菌株，生产菌株为Saccharomyces cerevisiae 1912，保藏号：CGMCCNo.0806。该发明按现行双酶法水解淀粉，将淀粉水解后，再利用耐高渗溶液的酵母菌进行发酵产生酒精，在发酵过程不添加硫酸，从而在相等原料条件下提高发酵液中酒精含量，降低发酵废液毒性及排放量。

发明内容

本发明针对目前淀粉质原料生产酒精工艺的不足，提供一种大罐、无载体固定化酵母连续发酵生产酒精的方法，该方法可提高了酒精的产出、降低生产成本、环保节能。

本发明的连续发酵生产酒精的方法，包括淀粉质原料预处理、无载体固定化酵母连续发酵、蒸馏，其特征在于，所述的无载体固定化酵母连续发酵具体如下：

预发酵罐1个，发酵罐6～8个依次连接；发酵罐单罐容积550～600m³，发酵罐罐底为斜底，发酵罐中的前2个或前3个是种子罐；在启发第一个种子罐时使用安琪干酵母，进行种子罐的启发；采用多罐流加法将糖液流加到预发酵罐和发酵种子罐中，预发酵罐和各种子罐内每小时通入无菌空气5～10分钟，提供氧气，激活酵母，使酵母细胞数控制在0.9～2.0亿个/ml以上；控制各种子罐中发酵醪液的pH值不低于3.7；提高首个种子罐内的营养盐的添加量，添加营养盐为：磷酸一铵0.25～3.0g/kg原料；硫酸铵0.70～0.75g/kg原料；硫酸镁0.2～0.3g/kg原料；硫酸锌0.12～0.15g/kg原料；采用浓醪发酵，使发酵出池酒度达到10～13％。

优选的首个种子罐添加营养盐的量为：磷酸一铵0.25g/kg原料；硫酸铵0.71g/kg原料；硫酸镁0.2g/kg原料；硫酸锌0.13g/kg原料。

上述的无载体固定化酵母连续发酵，采用种子罐培养罐罐外冷却技术，严格控制发酵种子罐培养温度在30～31℃。

上述各种子罐中发酵醪液的pH值最好是在3.9以上。

上述各种子罐的进料采用罐中上部切线进入罐内，使料液同时成为搅拌的动力，减少了罐内积料的形成。

上述各种子罐中还添加有青霉素或防腐剂，以抑制杂菌的滋生。

以上方法中未做特别限定的，均按本领域现有技术即可。

本发明的方法中淀粉质原料预处理，可按现有技术采用双酶法对淀粉进行水解预处理。本发明优选的淀粉质原料预处理步骤如下：

1.淀粉质原料采用一级粉碎，粒度控制在1.5～1.8mm，然后按淀粉质原料∶水＝1∶3～3.5质量比加水拌浆，向调配好的粉浆中添加耐高温α-淀粉酶，按2～5μ/g原料的量，搅拌均匀在粉浆罐内密闭加热到67～89℃，维持30～60分钟，得粉浆液。

其反应机理为：