[发明专利]乙醇的制备方法

说明书

本发明提供了一种乙醇的制备方法。该制备方法包括以下步骤：步骤S1，将淀粉浆液液化并糖化，得到糖化醪液；步骤S2，将部分糖化醪液固液分离，得到糖浆上清液，糖浆上清液中葡萄糖的浓度大于糖化醪液中葡萄糖的浓度；步骤S3，将剩余的糖化醪液与糖浆上清液共混发酵，得到乙醇。由于是将不含有固含物的糖浆上清液与糖化醪液共混发酵，从而能够大幅降低发酵醪液黏度，使醪液更加符合搅拌、输送和加热冷却工序的要求，并且通过实验还可看出，上述方法还能够具有高乙醇浓度、低残糖和节约能源等特点，从而大幅度增加产量，显著提高经济效益。

技术领域

本发明涉及乙醇发酵领域，具体而言，涉及一种乙醇的制备方法。

背景技术

根据原料浓度的不同可以将乙醇发酵分为常规浓度发酵和浓醪发酵。浓醪发酵(very high gravity fermentation)也称VHG发酵，其理念最早由Casey等人提出，将高浓发酵定义为每100g发酵液中含有大于等于18g可溶性固形物的发酵。后来随着乙醇发酵工艺的发展，发酵原料浓度不断升高，也有人认为当发酵浆液中的可溶性固性物的浓度大于等于27g每100g浆液时，可以称为浓醪发酵。浓醪发酵比常规浓度发酵更具优势，这是因为原料浓度的提高，使得最终乙醇浓度大幅提高，不但抑制了发酵过程中杂菌的生长和代谢，还提高了设备的利用率，减少了发酵及蒸馏过程中的能量投入，从而使发酵成本降低、利润提高，因而浓醪发酵受到人们的广泛关注。

高浓度乙醇发酵工艺具有高发酵率、高转化率、低残糖和节约能源等特点，可大幅度增加产量，显著提高经济效益。美国企业浓醪发酵乙醇浓度普遍可达15％(体积分数)以上，而国内浓醪发酵乙醇浓度仅为11％～12％(体积分数)。据公开文献测算，每提高1％(体积分数)的发酵醪乙醇浓度(玉米为原料)，1吨乙醇收益约提高为30元～40元；乙醇生产企业中乙醇含量每提高1％(体积分数)，能耗下降3％，整体经济效益提高3％。

现有技术中有人使用安琪耐高温酿酒高活性干酵母，以玉米为原料生产酒精，通过在发酵过程中添加复合酶，采用边糖化边发酵工艺，从三角瓶小试，到5t罐中试，取得了一定效果，残还原糖为0.21％，酒份达到13.6％(体积分数)。也有人采用安琪耐高温酒精活性干酵母，以玉米为原料进行浓醪发酵最适工艺条件的研究，结果表明，双酶液化法，添加糖化酶180u/g原料，pH4.5～pH5.0酵母接种量0.15％，适当添加无机盐和营养盐，发酵70h，最终发酵酒度达到14.7％(体积分数)，残糖0.92％，残还原糖0.2％，淀粉利用率84.9％的效果。

虽然浓醪发酵在工业生产上有很大优势，但浓醪发酵也存在一定弊端。在浓醪发酵中，基质过高的渗透压使得细胞内水分流失，从而造成细胞生长缓慢甚至停止。高渗透压不仅会抑制酵母细胞的生长，还对细胞的代谢带来严重影响，使得乙醇转化率降低以及发酵时间延长。另一方面，过高的乙醇浓度虽然抑制了杂菌的生长，但也会对酵母细胞产生强烈的毒性和抑制作用，从而降低了发酵菌株的乙醇代谢水平。

并且，浓醪酒精发酵需要处理300g/L以上的原料，随着料水比的降低，醪液的黏度迅速增高，使醪液在搅拌、输送和加热冷却工序的运行都变得十分困难。酒精生产中要求醪液均匀，在原料分子周围有足够的水参与反应，醪液黏度增高会使得液化和糊化反应不彻底和不均匀，这也是大多数工厂放弃浓醪发酵这一技术革新的原因。

因此，有必要开发一种浓醪酒精发酵新技术，使其既可达到高浓度乙醇发酵的效果，又能保证醪液黏度符合搅拌、输送和加热冷却工序的要求。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种乙醇的制备方法，以在保证有高浓度乙醇发酵的效果的同时还能保证醪液黏度符合搅拌、输送和加热冷却工序的要求。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种乙醇的制备方法，包括以下步骤：步骤S1，将淀粉浆液液化并糖化，得到糖化醪液；步骤S2，将部分糖化醪液固液分离，得到糖浆上清液，糖浆上清液中葡萄糖的浓度大于糖化醪液中葡萄糖的浓度；步骤S3，将剩余的糖化醪液与糖浆上清液共混发酵，得到乙醇。