[发明专利]由酒精生产过程中的釜馏物生产高价值动物饲料添加剂的方法和系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求35U.S.C.§119(e)下2015年6月25日提交的标题为“A Method of and System for Producing a High Value Animal Feed Additive from a Stillage in an Alcohol Production Process”的美国第62/184768号临时专利申请的优先权，此处为所有目的以整体内容通过引用并入。

技术领域

本发明涉及动物饲料生产领域。更具体地，本发明涉及具有增强的营养价值的动物饲料生产。

背景技术

图1图示了一种用于酒精生产的典型湿磨过程。图2图示了一种具有后端油回收系统的典型干磨过程。图3图示了一种具有后端油和蛋白质回收系统的典型干磨过程。图4图示了一种具有前研磨和前油回收系统的典型干磨过程。图5图示了一种具有前研磨、前油回收以及前脱纤维系统的典型干磨过程。图6图示了一种具有后端研磨和后端油回收系统的典型干磨过程。

由谷物生产酒精的传统方法通常取决于过程是在湿磨设施中还是在干磨设施中操作而遵循类似的程序。湿磨玉米加工厂将玉米粒转换成多种不同的副产品(诸如胚芽(用于油萃取)、麸质饲料(高纤维动物饲料)、面筋粉(高蛋白动物饲料)以及基于淀粉的产品(诸如乙醇、高果糖玉米糖浆或食用和工业淀粉))。干磨乙醇厂将玉米转换成两种产品，即乙醇和具有可溶性的蒸馏器的谷物。如果产品作为湿动物饲料销售，则具有可溶性的蒸馏器的湿谷物被称为DWGS。如果产品作为被干燥的动物饲料销售，则具有可溶性的蒸馏器的干谷物被称为DDGS。在标准干磨乙醇过程中，一蒲式耳玉米除了产生大约10.3升(大约2.75加仑)的乙醇之外还产生大约8.2kg(大约17磅)的DDGS。这些副产品提供弥补总乙醇生产成本一部分的重要辅助收益流。

通常，即使DDGS含有10％-13％的油和28％-33％的蛋白质，DDGS也作为低价值动物饲料销售。一些工厂已经改进典型的干磨过程，以将有价值的油和蛋白质与DDGS分离。存在具有后端油回收系统的大约100家工厂，该后端油回收系统具有美国专利No.7601858中公开的过程(如图2所示)，一家工厂使用具有在PCT/US09/45163(标题为“METHODS FOR PRODUCING A HIGH PROTEIN CORN MEAL FROM A WHOLE STILLAGE BYPRODUCT AND SYSTEM THEREFORE”)中公开的过程(如图3中显示的)的蛋白质回收系统，并且二十五家工厂使用前研磨机来提高酒精产量，该前研磨机使用在PCT/US12/30337(标题为“DRY GRIND ETHANOL PRODUCTION PROCESS AND SYSTEM WITH FRONT END MILLING METHOD”)中公开的过程(参见图4)，为所有目的以引用的方式将上述专利全文并入。这些工厂被改造为提高工厂的酒精产量并在前端回收有价值的油。还存在四家工厂从允许生产高蛋白蒸馏器和更高油回收的煮过的醪液中回收高纤维馏分(参见图5)。

典型湿磨和干磨过程拥有共同的发酵过程。产生农业酒精的这种类型的发酵使用并转换在谷物中发现的基于淀粉的碳水化合物，并且使用公知的酶处理将这些碳水化合物转换成葡萄糖。酿酒酵母(酵母)将葡萄糖分子转换成乙醇和二氧化碳，连同包括甘油和酵母体的其他产品一起。利用传统蒸汽蒸馏将乙醇从发酵液中去除，并且作为有价值的运输燃料和工业酒精销售。用于使用一次发酵生产基于谷物的农业酒精的方法遵循使用分批发酵或连续发酵的公知方法。在淀粉转换和发酵之后剩余的材料取决于所使用的过程而不同。如图1所示的(湿磨过程)，在酒精回收之后剩余的材料是废酵母、非挥发酵母代谢产物以及来自谷物的可溶解的固体。如图2所示的(典型的简单干磨过程)，在酒精回收之后剩余的材料是包含蛋白质、纤维、酵母、油、酵母代谢产物、非可发酵糖、未发酵糖、有机酸、矿物质以及其他成分的废弃谷物的混合物。在乙醇回收之后，这些残留物处于半液体形式，被称为酒糟。酒糟通过离心作用被分成湿固体，被称为湿蒸馏器的谷物(主要为纤维和蛋白质)，以及液体，被称为酒精废液(主要含有油、酵母体、可溶解化合物以及细悬浮谷物颗粒)。