1.一种高值转化薯类酒糟的新型循环工艺,其特征在于,步骤如下:
1)拌料:将除杂、粉碎的木薯粉与自来水或脱碳后的沼液混合,调节混合液的pH;
2)用高温α-淀粉酶和糖化酶对混合液进行液化和糖化;
3)发酵、蒸馏与固液分离:向发酵培养基中接入已培养好的酿酒酵母种子液,控制发酵温度在28-34℃,直至发酵结束;对发酵液进行蒸馏得到成品乙醇和蒸馏废液;再将蒸馏废液离心得到上清液和湿木薯渣。
2.根据权利要求1所述的工艺,其特征在于,步骤如下:
1)拌料:将粉碎除杂的木薯粉与自来水或脱碳后的沼液按质量比为1∶2-1∶3的比例混合,调节混合液的pH至5.6-6.2;
2)液化与糖化:混合液中添加α-淀粉酶进行液化,待液化液冷却后添加糖化酶进行糖化;
3)发酵、蒸馏与固液分离:向发酵培养基中接入酿酒酵母种子液,控制发酵温度在
28-34℃,直至发酵结束;对发酵液进行蒸馏得到成品乙醇和蒸馏废液;再将蒸馏废液离心得到上清液和湿木薯渣;
4)降解纤维质复合菌系预处理:将步骤3)所得的湿木薯渣与步骤5)得到的高温沼气发酵沼液或自来水按体积比为1∶0.5-1∶1的比例混合,添加5%-10%(v/v)的降解纤维质复合菌系,并向该混合液中通入0.05-0.25vvm的空气,控制温度在50-60℃,整个处理过程维持12-24h;
5)高温沼气发酵与固液分离:将步骤3)所得的上清液和步骤4)所得木薯渣水解液混合进入高温沼气发酵罐,控制温度在50-60℃,水力停留时间1-2天;高温沼气发酵后,固液分离除去固形物,沼液沉降回收活性污泥,活性污泥回流进入高温沼气发酵罐,沉降后的清沼液进入脱碳工序;
6)脱碳:清沼液进入脱碳器,控制脱碳器中温度在40-70℃,通入0.1-0.5vvm的空气,脱碳处理1-4h,脱除清沼液中溶解的碳酸根、碳酸氢根及二氧化碳,控制脱碳后清沼液碱度在500-2500mg CaCO3/L,脱碳后的清沼液回到步骤1拌料,重新进行步骤1)到步骤6)依次循环。
3.根据权利要求2所述的工艺,其特征在于,步骤如下:
1)拌料:将粉碎除杂的木薯粉与自来水或脱碳后的沼液按质量比为1∶2-1∶3的比例混合,用NaOH或稀硫酸调节混合液的pH至5.6-6.2;
2)液化与糖化:向混合液中添加6-15U/g木薯的耐高温α-淀粉酶,在95-100℃下维持60min-100min得到木薯淀粉液化液;待液化液冷却至50-60℃后添加80-150U/g木薯的糖化酶,维持30min-60min得到糖化液;
3)发酵、蒸馏与固液分离:向发酵培养基中接入6%-15%(v/v)的已培养好的酿酒酵母种子液,启动发酵,控制发酵温度在28-34℃,直至发酵结束;对发酵液进行蒸馏得到成品乙醇和蒸馏废液;再将蒸馏废液离心得到上清液和湿木薯渣;
4)降解纤维质复合菌系预处理:将步骤3)所得的湿木薯渣与步骤5)得到的高温沼气发酵沼液或自来水按体积比为1∶0.5-1∶1的比例混合,添加5%-10%(v/v)的降解纤维质复合菌系,并向该混合液中通入0.05-0.25vvm的空气,控制温度在50-60℃,整个处理过程维持12-24h;
5)高温沼气发酵与固液分离:将步骤3)所得的上清液和步骤4)所得木薯渣水解液混合进入高温沼气发酵罐,控制温度在50-60℃,水力停留时间1-2天;高温沼气发酵后,固液分离除去固形物,沼液沉降回收活性污泥,活性污泥回流进入高温沼气发酵罐,沉降后的清沼液进入脱碳工序;
6)脱碳:清沼液进入脱碳器,控制脱碳器中温度在40-70℃,通入0.1-0.5vvm的空气,脱碳处理1-4h,脱除清沼液中溶解的碳酸根、碳酸氢根及二氧化碳,控制脱碳后清沼液碱度在500-2500mg CaCO3/L,脱碳后的清沼液回到步骤1)拌料,重新进行步骤1)到步骤6)依次循环。
4.根据权利要求2所述的工艺,其特征在于,步骤如下:
1)拌料:将粉碎除杂的木薯粉与自来水或脱碳后的沼液按质量比为1∶2.7的比例混合,调节混合液的pH至5.8-6.0;
2)液化与糖化:向混合液中添加10U/g木薯的耐高温α-淀粉酶,在95-100℃下维持
60min-100min得到木薯淀粉液化液;待液化液冷却至60℃后添加130U/g木薯的糖化酶,维持30min-60min;
3)发酵、蒸馏与固液分离:向发酵培养基中接入10%(v/v)的已培养好的酿酒酵母种子液,启动发酵,控制发酵温度在28-32℃,直至发酵结束;对发酵液进行蒸馏得到成品乙醇和蒸馏废液;再将蒸馏废液离心得到上清液和湿木薯渣;
4)降解纤维质复合菌系预处理:将步骤3)所得的湿木薯渣与步骤5)得到的高温沼气发酵沼液或自来水按体积比为1∶0.5的比例混合,添加10%(v/v)的降解纤维质复合菌系,并向该混合液中通入0.1vvm的空气,控制温度在55℃,整个处理过程维持24h;
5)高温沼气发酵与固液分离:将步骤3)所得的上清和步骤4)所得水解液混合进入高温沼气发酵罐,控制温度在50-60℃,水力停留时间1天;高温沼气发酵后,固液分离除去固形物后,沼液沉降回收活性污泥,活性污泥回流进入高温沼气发酵罐,沉降后的清沼液进入脱碳工序;
6)脱碳:清沼液进入脱碳器,控制脱碳器中沼液温度在60℃,通入0.1-0.5vvm的空气,脱碳处理3h,控制脱碳后清沼液碱度在500-2500mg CaCO3/L,脱碳后的清沼液回到步骤1)拌料,重新进行步骤1)到步骤6)依次循环。
5.根据权利要求1所述的工艺,其特征在于,步骤6)的沼液回到步骤1)拌料时,当所需的沼液体积不足时采用自来水补足。