[发明专利]一种添加乙酸提高酒精发酵淀粉转化率的方法

说明书

本发明公开了一种添加乙酸提高酒精发酵淀粉转化率的方法，属于酒精发酵工业领域。本发明通过向含淀粉质原料的发酵体系中添加乙酸，进行酒精发酵，达到提高淀粉转化率、提高酒精产量的目的。本发明的方法可使淀粉的转化率提高至90％以上。本发明与已有技术相比最大的优势是可以提高酒精发酵过程淀粉转化率，降低副产物甘油的生成，且添加的乙酸成本远低于多产酒精产生的利润。

技术领域

本发明涉及一种添加乙酸提高酒精发酵淀粉转化率的方法，属于酒精发酵工业领域。

背景技术

由于全球石油储备量减少以及化石能源使用造成了严重的空气污染，世界范围内包括美国、巴西、欧盟、中国、日本、加拿大、印度等很多国家，都在积极发展生物质燃料市场。其中燃料酒精较传统的化石能源，具有清洁可再生等优点，可直接作为汽车燃料或添加至汽油(乙醇汽油)中使用。将乙醇添加至汽油中可改善油品的燃烧性能、动力性能和环保性能，主要表现增加汽油含氧量，提高辛烷值和抗暴指数，降低油品的芳烃含量，减少汽车尾气中碳氢化合物、NOx和CO的含量。另外，燃料酒精产业的发展还可以带动制造业和农业等行业的协调发展，带动经济的增长。因此，燃料酒精工艺在全球范围内得到了大力发展。在过去的几十年，全球燃料酒精产量急剧增加，由不足80万吨(1975年)已增至2015年的7700万吨。我国的燃料酒精行业起步较晚，但是在国家政策推动下，生产规模不断扩大，产量迅速增长，目前产量已跃居世界第三位(2015年产量约200万吨)。

燃料酒精主要采用发酵法生产，一般的生产过程为：1)原料进行预处理，获得可发酵糖；2)酿酒酵母利用可发酵糖生成酒精；3)发酵液经蒸馏-精馏-脱水等过程获得成品燃料酒精。由于在酒精发酵过程，可发酵糖除了被酿酒酵母利用生成主产品酒精外，还会合成细胞结构物质和其他代谢副产物，另外发酵液中还会残留一部分糖，而不能够酿酒酵母完全利用。这就造成发酵过程的淀粉转化率不足100％。若能采取手段使得更多的糖用于酒精的合成，即提高淀粉转化率，则可显著提高酒精生产企业的利润。以年产10万吨的燃料酒精企业为例，即使淀粉转化率提高1％，每年可增加利润约490万(以4900元/吨燃料酒精计)，对于利润率较低的酒精行业来说，非常可观。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高酒精发酵淀粉转化率的方法，所述方法是向含淀粉质原料的发酵体系中添加乙酸，以提高淀粉转化率。

在本发明的一种实施方式中，所述方法是向糖化后的糖化液中添加终浓度为300～900mg/L的乙酸，再接种种子液进行发酵。

在本发明的一种实施方式中，所述淀粉质原料为木薯、玉米、小麦等中的一种或多种的混合原料。

本发明的第二个目的是提供一种酒精发酵的方法，包括以下工艺步骤：

(1)将粉碎后的淀粉质原料与拌料水混合，加入液化酶加热液化；

(2)液化结束后降温，加入糖化酶糖化；

(3)糖化结束后降温，降温后的糖化液分为两部分，一部分直接用于制备种子液，另一部分添加乙酸；向添加乙酸的糖化液中接种制备好的种子液，启动酒精发酵；

(4)发酵结束后，经过蒸馏获得酒精。

在本发明的一种实施方式中，所述淀粉质原料与拌料水以1:2～5的料水比进行混合。

在本发明的一种实施方式中，所述液化酶包括但不限于耐高温α-淀粉酶。

在本发明的一种实施方式中，所述液化是以15～20U/g淀粉的加酶量加入耐高温α-淀粉酶，于90～95℃反应90～140min。

在本发明的一种实施方式中，所述糖化是以120～160U/g淀粉加入糖化酶，于45～60℃糖化20～60min。

在本发明的一种实施方式中，所述的淀粉质原料为木薯、玉米、小麦等中的一种或多种的混合原料。