[发明专利]一种糖蜜综合利用的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种糖蜜综合利用的制备方法，尤其涉及一种提高糖蜜发酵酒精废液的菌体蛋白含量，在农业上增强使用价值的糖蜜综合利用的制备方法。

背景技术

中国是食糖第四大生产国（位于巴西、印度、欧盟之后）。我国现有糖厂约600家，日加工能力70几万吨，其中甘蔗糖厂444家，日加工甘蔗能力65万吨； 广西、广东、云南、新疆四省区产糖量占全国产糖总量的80％以上，是我国主要的产糖省区。

甘蔗糖蜜是蔗糖生产的副产物，为黑褐色，主要含大量可发酵糖，约有24%-36%的蔗糖，其他糖约12%-24%，还含有少量粗蛋白质、大量矿物质例如钾、氯、钠、镁，泛酸含量较高。在以上产甘蔗区已经成为酒精生产的主要原料。我国甘蔗糖蜜酒精发酵的醪液酒精含量仍然较低,一般为7-10%(V/V)左右。导致原因有三方面：一是，发酵设备；二是，酵母特性；三是，底物对酵母的抑制作用。因此，近年研究多是围绕提高生产强度而展开的，主要是改善传统间歇发酵生产强度的用途:采用自絮凝酵母等方式大幅度提高菌体浓度 ,实现高密度细胞发酵，比如中国专利200710049822.9“一种以糖蜜为原料制备燃料酒精的发酵方法以及发酵系统”，通过提高酵母絮凝性以及发酵过程中不断补充凝酵母可以在一定程度上提高酒精发酵率，但其缺点是同一发酵酵母，底物到了一定浓度后，对其的抑制作用一直存在，即使加入新的发酵酵母，发酵能力也很有限。在国内 ,考虑彻底发酵原料中各种糖份的研究报道很少。中国专利99121907.4“利用废糖蜜为原料高效发酵生产酒精的工艺方法”，优点考虑到底物抑制发酵，选用不用酵母，分段发酵法，可在一定程度上提高发酵，但选用酵母均是以葡萄糖等还原糖为碳源，不能充分利用甘蔗糖蜜中的其他糖分。

近年来，由于制糖技术提高，糖蜜中可发酵性糖减少，非发酵性糖增加，灰分和胶体物质增加，过去适合的一些发酵方法和酵母菌，已不再适合现有原料的高效发酵。同时，糖蜜发酵生产酒精副产物，污染环境严重,生产每容积酒精会产生12-14倍容积,含COD 8-12×104mg/L,BOD 54-6×104mg/L的蒸馏废液。目前我国尚无统一标准的处理方式。 

发明内容

本发明为了要克服现有技术的缺陷，通过不同酵母菌特性，特别是能发酵非发酵性糖的酵母，充分利用糖蜜中各种类型糖分提高甘蔗糖蜜酒精生产发酵率，不仅可以提高设备的生产效率和劳动生产率,而且降低能耗。同时能够提高糖蜜发酵酒精废液的菌体蛋白含量，增强其在农业上的使用价值。因此，本发明提供种糖蜜综合利用的制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种糖蜜综合利用的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

（1）制备培养基，制备糖蜜培养液A罐、B罐和C罐，同期也制备酵母发酵接种物；

（2）进行发酵，发酵分为三个阶段，分别为：

第一阶段：把酿酒酵母菌接种到20°-35°白利度（Bx）的糖蜜培养液A罐，在30℃-35℃和pH4.5-5.5的条件下发酵，接种量5%-10%，当残糖量低于15°-20°白利度（Bx）时，酒精浓度达到8%-10%，进入第二阶段发酵阶段；

第二阶段:将第一阶段反应液引入糖蜜培养液B罐，接种裂殖酵母和米曲霉，接种量分别为4%-8% 和0.1%-0.5%，在30℃-35℃和pH为3.0-5.0的条件下发酵，当残糖量低于8°-15°白利度（Bx）时，酒精浓度达到10%-13%，进入第三发酵阶段。

第三阶段：将第二阶段反应液引入糖蜜培养液C罐，接种树干毕赤酵母菌、酿酒酵母以及粘红酵母菌，接种量分别为2%-4%、1%-2%以及0.05%-0.1%，在35℃-38℃和pH值为5.0-6.0的条件下发酵，最终得到酒精废液和浓度能达到14%-18%的酒精，并得到含菌体丰富的酒精废液；

（3）糖蜜经过发酵后，酒精被收集，余下酒精废液的不可分解的大分子有机物质用水清洗出来后，通过化学活化的方式，分解呈可溶解的活性小分子，然后再通过螯合混配，制成各种不同配方的有机水溶肥料。

进一步地：前述培养基的制备为：将蛋白胨20g/L、酵母粉10g/L、葡萄糖20g/L、若制备固体培养基则添加20g/L琼脂粉，调节pH 3-5.5，在121℃灭菌20min制成酵母浸出粉胨葡萄糖培养基（YPD培养基）。另外，需要满足酿酒酵母菌在pH 5.0、裂殖酵母菌在pH 4.0、树干毕赤酵母菌在pH 5.0条件下进行反应。