一种酒糟的处理方法和系统
未命名
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1.本发明涉及酒糟发酵技术领域,尤其涉及一种酒糟的处理方法和系统。
背景技术:
2.酿酒丢糟是白酒酿造的主要废弃物,按照固态法白酒生产工艺计算,生产1吨白酒约产生3吨丢糟。据中国酒业协会统计,2015年至2020年期间,全国白酒年度平均产量为971.6万千升,将产生约3000万吨酿酒丢糟,且随着白酒产业政策的逐渐回暖和各大酒企产能的升级改造,酿酒丢糟的产量将逐年增加。而将废弃的酿酒丢糟酶解进而发酵成为高附加值产品是最具应用前景的酒糟高价值利用方式。
3.在酿酒过程中,在大量微生物的发酵作用下,酿酒原料的淀粉被大量降解和消耗,在生成醇、酯、酸、酮等物质的同时其本身含有的蛋白质、脂肪、纤维素、矿物质等成分被保留下来。酿酒丢糟含水量高达50%-60%,ph约为4,营养物质丰富,经干燥后一般含有淀粉8%~12%,蛋白质10%~12%、脂肪3%~5%、纤维素30%~35%、半纤维素15%~20%和灰分6%左右,包括淀粉、半纤维素和纤维素等在内的碳水化合物总量55%-60%,具有较高的利用价值。
4.在现有技术中,对酿酒丢糟的处理方式越来越多,常见的方法,例如,作为饲料添加和用于肥料生产。然而,由于酿酒丢糟残存有较高的游离乳酸、醋酸等,其在保存过程中易发霉酸败,引起畜禽霉菌中毒和诱发其他疾病,并且其还具有添加量有限、不易运输等缺点,这些缺点极大地限制了酿酒丟糟作为饲料添加和肥料生产中的应用。
5.现有技术中,众多学者开展了丟糟高温热解气化和生物炭利用等方面研究,虽然热解气具有较高的能源利用价值,但也仅能勉强满足含水量60%的丟糟干燥及其他环节能量需求的供能,且裂解气中氮、硫氧化物还需要进行特殊处理,不具有显著的经济效益。
6.酸水解作为应用较广的木质纤维水解方法,具备效率高,成本低,操作简单的优点,但对设备材质要求高,易产生糠醛等发酵抑制物。酸水解分为稀酸水解和浓酸水解两种方式,稀酸水解是研究最早的木质纤维水解方法,一般采用硫酸、盐酸、硝酸、磷酸等作为催化剂。稀酸水解酸浓度一般在0.4-10%,需在高温高压条件进行,木质纤维在h
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催化下降解生成己糖和戊糖等可发酵糖。稀酸水解可在高温(180℃-240℃)、高压和短时间(1-10min)内完成,也可在稍低温(100℃-140℃)、长时间(30-120min)内完成。半纤维素相较于纤维素更易水解,产生的戊糖在高温和h
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作用下发生副反应生成糠醛、5-羟甲基糠醛(hmf)和乙酰丙酸(la)等发酵抑制物。所以稀酸法往往采用两步工艺来处理,进而减少产糖过程中的糖的进一步降解,提高糖的生成。谭力等以稀盐酸作为催化剂考察了白酒丢糟的两步稀酸水解,选定的最佳固液比为1:8,第一步酸解用1%稀盐酸于120℃水解0.5h,第二步用2%稀盐酸于120℃水解3h,在此条件下还原糖产率为0.34g/g(干丢糟)。刘高梅等研究了以相同质量浓度配制hcl与h3po4混合酸水解白酒丢糟以制备木糖的工艺,在温度110℃、固液比1:12、混合酸浓度1.5%、时间145min时,木糖收率最高为61.24%。刘跃红等研究了浓硫酸降解白酒丢糟制备降解糖的研究,采用70%(m/m)的h2so4,固液比7:5,糊化30min后,加水稀释
h2so4浓度为22%(m/m),在85℃条件下水解1h,干丢糟的降解率可达到0.35g/g。任海伟等以还原糖浓度和糠醛生成量为指标探讨了以相同质量浓度配制hcl与h3po4混合酸对白酒丢糟水解的影响,温度为100℃、固液比1:12、混合酸浓度2.5%,时间120min,可获得还原糖59.32g/l,抑制物糠醛的生成量仅为8.37g/l。糠醛类抑制物浓度高于1g/l时可显著地抑制微生物的生长。近十年发酵真菌对糠醛的适应性增强,细菌对糠醛的耐受能力也增强,当糠醛浓度大于0.6g/l时,很多真菌也是可以耐受的,如产氢微生物(酵母c.saccharolyticus和t.neapolitana)、产酒精微生物(酿酒酵母s.cerevisiae、毕氏酵母pichia stipitis和发酵单胞菌zymomonas mobilis),但是糠醛浓度还是避免高于1g/l。
7.酶解法条件温和,能耗低,对设备要求低,但存在酶生产成本高、反应速率较慢的缺陷。酶水解指利用微生物产生的酶类将生物质转变为可发酵糖的过程。酶水解是一个生物过程,其具有条件温和、特异性强和环境友好等特点。纤维素酶由三种复合酶组成,包含内切葡聚糖酶(eg)、纤维二糖水解酶(cbh)和β-葡萄糖苷酶(bg),三种酶各自具有酶的专一性,但相互之间又具有良好的协同作用。酶解前往往需要经过预处理以打破木质素-聚糖聚合物复杂结构,改变其物理化学特性,克服抗降解屏障,增加聚糖对酶的可及性,从而提高聚糖转化成单糖用于后续发酵的效率。程驰等研究了复合菌产纤维素酶对白酒丢糟的影响,与单菌株相比,4种菌构成的复合菌系对丢糟的水解能力及羧甲基纤素酶活得到大幅提高,达到37.54%和41.30u,较最优的单菌发酵高出15.87%和15.20u。陈喆等以naoh-过氧乙酸预处理酿酒丢糟并利用多酶复配方式对预处理后的干丢糟进行水解,以纤维素酶ns22086为基础,补充复合酶ns22119、复合酶ns22002、β-葡萄糖苷酶ns22118、木聚糖酶ns22083及葡萄糖淀粉酶ns22035,经48h糖化水解,酶解液中还原糖浓度、葡萄糖和木糖浓度分别为107.30g/l、57.44g/l和16.53g/l,此时总糖、葡萄糖和木糖产率分别为659.13mg/g、317.22mg/g和96.01mg/g(预处理后干丢糟)。杨健等研究了naoh预处理对白酒丢糟纤维素降解效果的影响,经处理后的白酒丢糟,在纤维素酶糖化48h后,酶解液中还原糖、葡萄糖及木糖浓度分别达到91.33g/l、61.72g/l和13.88g/l,对应糖产率为565.41mg/g、379.44mg/g和84.55mg/g(预处理后干丢糟)。任海伟等分别研究了酸-超声波耦合、液氨、碱性双氧水和酸性亚硫酸氢盐4种预处理法对酿酒丟糟纤维素保留、半纤维素和木质素去除、结构特性和酶解得率的影响。研究表明,利用h2so4用量0.2%、nahso3用量3%、在固液比1∶3(g/ml)、温度130℃、处理20min后,酿酒丢糟中的纤维素和半纤维素保留率最高,分别为84.59%和84.87%;4种方法预处理后纤维素酶解得率分别提高49.12%(酸-超声波)、55.48%(液氨)、92.79%(碱性双氧水)和99.15%(酸性亚硫酸氢盐)。sem与xrd表明,酒糟经不同预处理后表观结构明显变化,网络结构遭到破坏,表面呈现无规则或形状各异的膨松状态,沟壑明显,孔隙率增加,比表面积增大,有利于提高水解酶活性。杨健等研究了naoh-过氧乙酸联用预处理酿酒丟糟并利用纤维素酶水解制备可发酵糖液。在naoh浓度为1%,固液比1∶10,时间60min,温度75℃时,酶解液中还原糖、葡萄糖和木糖的质量浓度达到91.33g/l、61.72g/l、13.88g/l,对应糖产率分别为565.41mg/g、379.44mg/g和84.55mg/g,较直接酶解糖化浓度及产率提高了2倍。陈喆等考察了naoh-过氧乙酸联合预处理白酒丟糟,在过氧乙酸浓度为2%,固液比1∶8,温度85℃,时间90min条件下,丢糟中96.20%纤维素被保留,71.90%木质素被去除。王立志在黄孢原毛平革菌降解白酒糟中木质素的影响因素一文中考察不同温度(37℃、38℃、39℃)、时间(8d、9d、10d)、含水量(55%、60%、65%)和接
种量(按v/w的10%、20%、30%)组合对黄孢原毛平革菌降解白酒糟中木质素的影响。研究表明:当接种量为10%、含水量为60%、在39℃下发酵10d时,可使白酒糟中木质素降解率达到5.93%;4个因素对黄孢原毛平革菌降解白酒糟中木质素影响的主次顺序为:时间》含水量》接种量;本实验条件下最优发酵组合为:时间为10d、接种量为10%、温度为38℃、含水量为65%。张习超等考察了不同预处理方式对白酒丢糟组分降解和结构变化的影响,化学法(h2so4、naoh和h2o2)、物理法(微波和超声波)和生物法(绿色木霉、黄孢原毛平革菌和米曲霉)处理白酒丢糟。结果表明,化学处理使半纤维素含量减少,其中30%h2so4处理将全部半纤维素去除,而纤维素含量持续增加;微波处理使木质素含量降低,纤维素含量先上升后下降;黄孢原毛平革菌处理使木质素含量从27.71%降至15.27%,而绿色木霉和米曲霉处理使木质素含量持续增加。化学和微波处理丢糟的最高比表面积在32.13-36.85m2/g之间变化。随着溶剂浓度增加,化学处理后丢糟纤维结晶度持续增加,在25% h2so4、25%naoh和10% h2o2处理时趋于平稳;超声波处理使丢糟纤维结晶度从27.52%降至23.45%,而微波处理则升至37.03%;绿色木霉和米曲霉处理使丢糟纤维结晶度先增加后降低,黄孢原毛平革菌处理表现为持续增加。
8.传统的酒糟酶解前预处理过程,往往采用单一酸水解、碱水解、蒸汽爆破等方式,但是为达到良好的处理效果,往往预处理反应条件剧烈、反应条件不易控制,设备投入大、化学物质用量大,成本较高。酸酶联合水解可以充分利用两种水解方法的优势,提高水解效果,避免了酿酒丢糟酶解前预处理过程造成的还原糖损失,减少发酵抑制物的生成。任海伟等开展了白酒丢糟的酸酶联合水解糖化研究,在温度100℃、固液比1:12、混合酸(hcl与h3po4以相同质量浓度配制)浓度为2.0%、时间120min的条件下,可获得59.32g/l还原糖和6.49g/l木糖,固体含量分析表明,纤维素质量分数由33.6%降至12.6%,半纤维素质量分数由8.4%将至1.8%,木质素质量分数由22.2%将至12.6%。酸解后丢糟残渣进行酶解,在加酶量4000u/g原料、温度45℃、ph值4.8、时间2.5h条件下,可获得13.27g/l还原糖,酒糟残渣中纤维素、半纤维素和木质素的质量分数分别为10.53%、1.61%、12.23%,酶解阶段的纤维素转化率为44.45%,酶解率达90.73%。
9.同时,专利公开号为cn105256081b的中国专利公开了一种利用白酒酒糟制备木糖的方法。该发明方法包括白酒酒糟的预处理、白酒酒糟的酸水解、白酒酒糟的碱水解、调节滤液ph值、低温酶解、中和处理、活性炭脱色、脱色液除杂、超滤纳滤以及浓缩干燥步骤。本发明综合利用白酒酒糟中的纤维素类物质,能够将白酒酒糟中的半纤维素处理并转化为木糖,得到了市场价值较高的木糖产品,有效治理白酒生产中的白酒酒糟,同时对白酒企业生产过程中的固体废弃物质进行了有效利用。
10.然而,基于碱解、酸解或酶解高效分解酒糟的研究,现有技术大多是通过简单的堆积水解步骤而完成提升效率的目的。基于此,本发明提供一种酒糟的处理方法,本方法采用酸-碱-酶联合酶解,将酸解、碱解和酶解各优势集为一体,达到高效回收酒糟中的糖分并丰富残糟中的氮源的目的。
11.此外,一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异;另一方面由于申请人做出本发明时研究了大量文献和专利,但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容,然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征,相反本发明已经具备现有技术的所有特征,而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。
技术实现要素:
12.本发明提供一种酒糟的处理方法,至少包含以下步骤:
13.向酒糟中添加稀酸至酒糟ph范围处于0.5-1进行酸解,获得第一滤液和酸解后的残糟;向所述酸解后的残糟中添加稀碱至酸解后的残糟的ph范围处于11-12进行碱解,获得第二滤液和碱解后的残糟;将所述碱解后的残糟酶解,获得第三滤液和酶解后的残糟;获取总糖液:混合所述第一滤液、所述第二滤液和所述第三滤液;获取总糖液:混合所述第一滤液、所述第二滤液和所述第三滤液。
14.根据一种优选实施方式,向酒糟中添加质量分数在0.5%-4%的稀酸,酒糟和稀酸的固液比在1:3-8,以使得酒糟ph范围处于0.5-1。优选地,稀酸的质量分数在1.5%,所述酒糟和所述稀酸溶液的固液比在1:6。优选地,稀酸为稀硫酸。
15.根据一种优选实施方式,向酸解后的残糟中添加质量分数在3%-20%的稀碱,酒糟和稀碱的固液比在1:4-8,以使得酒糟ph范围处于11-12。优选地,所述氨水质量分数在12%,所述酒糟和所述氨水溶液的固液比在1:6。优选地,稀碱为氨水。
16.根据一种优选实施方式,向酒糟中添加质量分数在0.5%-4%的稀酸进行酸解,酒糟和稀酸溶液的固液比在1:3-8,获得第一滤液和酸解后的残糟;向所述酸解后的残糟中添加质量分数在3%-20%的氨水进行碱解,酒糟和氨水溶液的固液比在1:4-8,获得第二滤液和碱解后的残糟;将所述碱解后的残糟酶解,获得第三滤液和酶解后的残糟;获取总糖液:混合所述第一滤液、所述第二滤液和所述第三滤液。
17.本技术在进行酸-碱-酶的联合处理过程中,意外地发现处理过程中使用稀硫酸、氨水和纤维素酶这一组合能够特异性地提高酒糟的还原糖产率。尤其是以本技术实施案例1所公开的含量配比下进行酒糟处理,能够使还原糖的产量达到512mg/g。
18.根据一种优选实施方式,酶解所使用的酶至少包含纤维素酶。
19.根据一种优选实施方式,获得第一滤液还包含以下步骤:机械压滤酸性条件处理的酒糟。
20.根据一种优选实施方式,获得第二滤液还包含以下步骤:机械压滤碱性条件处理的酒糟。
21.本发明中涉及的酒糟或酿酒丢糟指代固态法白酒酿造生产过程中形成的丢糟。
22.本发明提供一种酒糟的处理方法,如图1所示。处理方法至少包含以下步骤:
23.于丢糟中直接加入稀硫酸,并使混合了上述稀硫酸的丢糟在第一反应条件下进行酸解;
24.机械压滤,收集酸解糖液;
25.酸解残糟加入氨水溶液在第二反应条件进行碱解;
26.机械压滤,收集碱解糖液;
27.碱解残糟加入纤维素酶在第三反应条件下进行酶解;
28.机械压滤,收集酶解糖液,残糟后续处理;
29.将酸解糖液、碱解糖液和酶解糖液混合,即总糖液。
30.根据一种优选实施方式,第一反应条件包含90-120℃的反应温度。优选地,反应温度在100-110℃。特别优选地,反应温度为100℃。反应温度为105℃。反应温度为110℃。
31.根据一种优选实施方式,第一反应条件包含30-120min的反应时间。优选地,反应
时间在45-90min。特别优选地,反应时间为45min。反应时间为60min。反应时间为90min。
32.根据一种优选实施方式,第一反应条件包含酿酒丢糟质量(含水量50-60%)/稀酸溶液体积的固液比。固液比为1:3-8。优选地,固液比为1:4-6。特别优选地,固液比为1:4。固液比为1:6。
33.根据一种优选实施方式,酸解时加入丢糟的稀硫酸能够为质量分数在0.5%-4%的稀硫酸。优选地,酸解时加入丢糟的稀硫酸能够为质量分数在0.75%-2%的稀硫酸。特别优选地,酸解时加入丢糟的稀硫酸能够为质量分数为0.75%的稀硫酸。酸解时加入丢糟的稀硫酸能够为质量分数为2%的稀硫酸。酸解时加入丢糟的稀硫酸能够为质量分数为1.5%的稀硫酸。
34.根据一种优选实施方式,第二反应条件包含60-100℃的反应温度。优选地,反应温度在75-90℃。特别优选地,反应温度为85℃。反应温度为90℃。反应温度为75℃。
35.根据一种优选实施方式,第二反应条件包含50-100min的反应时间。优选地,反应时间在60-90min。特别优选地,反应时间为75min。反应时间为90min。反应时间为60min。
36.根据一种优选实施方式,第二反应条件包含酿酒丢糟质量(含水量50-60%)/稀碱溶液体积的固液比。固液比为1:4-8。优选地,固液比为1:5-7。特别优选地,固液比为1:6。固液比为1:5。固液比为1:7。
37.根据一种优选实施方式,碱解时加入丢糟的稀碱能够为质量分数在3%-20%的氨水。优选地,碱解时加入丢糟的稀碱能够为质量分数在5%-15%的氨水。特别优选地,碱解时加入丢糟的稀碱能够为质量分数为5%的氨水。碱解时加入丢糟的稀碱能够为质量分数为12%的氨水。碱解时加入丢糟的稀碱能够为质量分数为15%的氨水。
38.根据一种优选实施方式,第三反应条件包含45-60℃的反应温度。优选地,反应温度在45-50℃。特别优选地,反应温度为50℃。反应温度为45℃。反应温度为48℃。
39.根据一种优选实施方式,第三反应条件包含12-84h的反应时间。优选地,反应时间在24-72h。特别优选地,反应时间为24h。反应时间为48h。反应时间为72h。
40.根据一种优选实施方式,第三反应条件包含酿酒丢糟质量(含水量50-60%)/酶溶液体积的固液比。固液比为1:4-8。优选地,固液比为1:5-7。特别优选地,固液比为1:6。固液比为1:5。固液比为1:7。
41.根据一种优选实施方式,第三反应条件包含4-6的ph。优选地,ph在4.8-5.2之间。特别优选地,ph为4.8。ph为5.0。ph为5.2。
42.根据一种优选实施方式,第三反应条件包含纤维素酶的滤纸酶活力(fpu)在5-10iu/ml之间。优选地,纤维素酶的滤纸酶活力为10iu/ml。纤维素酶的滤纸酶活力为5iu/ml。
43.根据一种优选实施方式,第三反应条件包含纤维素酶的β-葡萄糖苷酶酶活力在10-15iu/ml之间。优选地,纤维素酶的β-葡萄糖苷酶酶活力为15iu/ml。维素酶的β-葡萄糖苷酶酶活力为12iu/ml。
44.本技术方案的有益效果:
45.1.区别于现有技术中常使用的单一酸水解、碱水解、蒸汽爆破等处理酒糟的方式,本发明针对含水量50-60%的酿酒丢糟,采用酸-碱-酶联合的方式进行处理。酿酒丢糟的处理方法条件温和(不需要额外设置高压或高温的控制设备),糠醛等副产物少,成本低,工艺
容易控制。
46.具体地,本实验的最大反应强度(酸浓度2%、温度110℃、时间90min)均小于1.2,且糠醛含量小于1。相较于行业内的酒糟处理产物中的糠醛浓度,本技术中的产物的糠醛浓度降低,且远低于行业类似酸解反应条件下糠醛浓度。
47.醛类物质是酒糟发酵过程中产生的副产物,尤其是在使用高浓度的酸时糠醛含量会大幅度增加。糠醛是一类对人体或动物有不良影响的物质,摄入量较高时会使得机体产生眩晕、缺氧等症状。
48.糠醛会严重抑制微生物的生长与后续发酵过程,从而影响发酵效率。根据liu et al等人在其2004年发表的文章、mart
í
net al等人在其2007年发表的文章以及almeida et al等人在其2007年发表的文章中可知,近十年发酵真菌对糠醛的适应性增强,细菌对糠醛的耐受能力也增强,当糠醛浓度大于0.6g/l时,很多真菌也是可以耐受的,如产氢微生物(酵母c.saccharolyticus和t.neapolitana)、产酒精微生物(酿酒酵母s.cerevisiae、毕氏酵母pichia stipitis、发酵单胞菌zymomonas mobilis),但是糠醛浓度还是需要避免高于1g/l。
49.根据已有糠醛浓度对微生物发酵的影响研究表明,本实验产生的糠醛浓度对后续微生物发酵的影响很小。
50.2.酸解和碱解均在较低的反应强度下进行,不涉及高温和高压。在酸解条件下可充分地水解半纤维素和淀粉,在碱性条件下有效破坏木质素的结构,使酸碱预处理后酒糟中的纤维素(需要参与酶解反应)充分地暴露出来,有利于后续酶解效率的提升,节约酶解过程的成本。
51.3.在预处理过程中,基于现有技术所使用的酸解和碱解的方法会使酸解和碱解后的产物包含大量有害物质,酸解和碱解的回收产物被忽视,本技术方案回收每一步水解的产物以减少营养物质的损失,且基于本技术提出的水解方法回收的产物在混合处理后不会产生有毒有害的物质而造成混合后得到的总糖液无法被使用。同时,本技术中涉及的碱解和酸解后的回收产物不仅包含糖液,同时还包含部分氨基酸组分(根据检测结果可知残糟中的蛋白质成分在8%-12%),使培养基的营养更为丰富。
52.4.本技术基于酸解后的溶液和碱解后的溶液的混合处理使其彼此中和,该处理方法减少了化学试剂的投入,进而降低了成本,且本实验中使用的h2so4与氨水中和后形成的硫酸铵可以作为发酵培养基的氮源。通过实施案例中示出的糖液于培养基中的应用,可知基于上述方法获得的糖液在中和后不利于生物生长的物质(例如,糠醛)大大降低,且能够不直接处理后直接用于工业生产。
53.5.相较于实施案例2-5的还原糖产率在400-470mg/g,本技术发现以实施案例1设置的提取条件处理酒糟出乎意料地获得高产率的还原糖(512mg/g)。因此,实施案例1涉及的工艺方法能够大幅度提高还原糖产率。
54.优选地,富含硫酸铵的糖液能够用于乙醇和l-乳酸发酵的生产。
55.本发明提供一种酒糟的处理系统。所述处理系统包含用于混合酒糟和稀酸的酸处理模块、用于混合酒糟和氨水的碱处理模块、酶解处理模块和用于接收处理后得到的产物的混合池。所述酶解处理模块接收自酸处理模块和碱处理模块处理后的残糟,并为残糟提供酶解条件,所述残糟是指酒糟在完成酸处理和碱处理后将滤液分离出的产物,其中,所述
酸处理模块在酸处理酒糟后获得第一滤液,所述滤碱处理模块在碱处理酒糟后获得第二滤液,所述酶解处理模块在酶处理残糟后获得第三滤液,所述混合池接收并混合所述第一滤液、所述第二滤液和所述第三滤液。
56.根据一种优选实施方式,所述酸处理模块和所述碱处理模块至少部分抵触以形成第一热交换区域,且所述碱处理模块和所述酶解处理模块至少部分抵触以形成第二热交换区域,其中,所述第一热交换区域设置于所述第二热交换区域内部,使得基于本技术所述的处理方法中所述的酸处理产生的热量传向相较于酸处理对反应温度要求更低的碱处理或酶处理所在的空间。反应温度要求是指
57.本技术方案的有益效果:
58.本技术中涉及的酒糟处理方法中,酸解的反应温度在90-120℃范围内,碱解的反应温度在60-100℃范围内,酶解的反应温度在45-60℃范围内。
59.这也意味着酸解过程中产生的余热热量较高,其次是碱解过程中产生的余热热量。在实际生产中,往往采用如实施案例4示出的发酵模式,即各个发酵罐之间通过管路连通,彼此间无影响。同时,反应装置的材质一般为金属质地,导热性能良好,这也意味着酸解或碱解的产生的热量会被反应装置快速传导至环境中,而未被利用,使得发酵过程产生比较多的热量浪费行为。
60.本技术基于本技术提出的酒糟处理方法设计一款与之配套的酒糟的处理系统。
61.本技术将酸解、碱解和酶解的处理分开,使得各个处理过程中过滤获得的液体能够被收集,同时,本技术中用于处理酸解、碱解和酶解的装置彼此间至少部分抵触,从而形成热量传输的区域,使得反应温度更高的酸解产生的余热至少部分传输至碱解的装置中,以降低碱解过程中需要额外提供的热量,从而降低热量资源的消耗。
62.同样地,由于碱解的反应温度高于酶解的反应温度,碱解产生的余热至少部分传输至酶解的装置中,以降低酶解过程中需要额外提供的热量,从而降低热量资源的消耗。
63.由于酸解的反应温度和酶解的反应温度差值最大且酶解反应温度过高会导致酶失活,酸解的反应装置和酶解的反应装置不会直接接触,碱解的装置设置在两者之间而形成温度缓冲,在节约资源消耗的同时还能够保证酶解环境的稳定性。
64.根据一种优选实施方式,所述第二热交换区域设置有热交换器板,其中,基于所述热量的传递方向,所述热交换器板的载热介质的流动管路于酸处理模块、碱处理模块和酶解处理模块分别设置有流动出口,当碱处理模块/酶解处理模块温度达到预设的反应温度后,使得自酸处理模块流出的所述载热介质能够自酸处理模块/碱处理模块的开口流出。
65.基于所述热量的传递方向,所述热交换器板的载热介质的流动管路于酸处理模块设置双口阀门,使得所述热交换器板能够基于碱处理模块和/或酶解处理模块对热量的需求控制载热介质的流动路径。载热介质的流动路径包含:自酸处理模块向碱处理模块;自酸处理模块顺序向碱处理模块、酶处理模块;自酸处理模块向碱处理模块。
66.本技术方案的有益效果:
67.本技术中涉及的酒糟处理方法中,酸解的反应温度在90-120℃范围内,碱解的反应温度在60-100℃范围内,酶解的反应温度在45-60℃范围内。三种处理的温差相差较大。尤其地,当酸解的反应温度达到120℃,其可持续产出的热量能够达到67.2kj/l
·
s(以水为例),即使是在传送过程中因损耗而降低部分,碱解的反应温度也会存在超出其反应温度范
围的最高阈值(100℃)。针对酶解反应,当温度超出60℃时,酶处理模块中的酶会因为温度过高大面积死亡,使酶解反应失败。
68.本技术方案于第二热交换区域设置一种适用于本技术所涉及的处理方法的热交换器板。热交换器板布设引导载热介质流动的流动管路,使得载热介质能够自温度最高的酸处理模块吸收热量,而后顺序流经碱处理模块和酶解处理模块。
69.根据一种优选实施方式,酸处理模块布设的流动管路设置有分别于所述碱处理模块和酶解处理模块布设的流动管路对接的双口阀门,使得酸处理模块的载热介质能够自酸处理模块直接流向酶解处理模块,而不经过碱处理模块。
70.根据一种优选实施方式,所述酸处理模块设置于所述碱处理模块内部,且所述碱处理模块设置于所述酶解处理模块内部。
71.本技术方案的有益效果:
72.1、增大热量传输面积。该设置方式能够在最大程度上为酸处理模块提供向碱处理模块散热的面积,从而增加热量传输效果。同样地,该设置方式也在最大程度上为碱处理模块提供向酶处理模块散热的面积。
73.2、基于本技术涉及的处理流程,减少管路排布的复杂度,从而降低需要操作的阀门。由于三个处理模块之间是相互套接的关系,在基于本技术涉及的处理方法处理酒糟时,酸处理模块设置接收酒糟的管路而酶处理模块设置排放处理后的酒糟的管路即可。不同处理模块间仅需要设置单向排出的通道和阀门,使得酒糟由内至外依次移动而分别经历酸解、碱解和酶解。
74.根据一种优选实施方式,所述酸处理模块与所述碱处理模块连通,以使得酒糟于所述酸处理单元酸解后进入碱处理单元碱解或于所述碱处理单元碱解后进入酸处理单元酸解。优选地,由于酶解的时间(24-72h)长于碱解(60-90min)和酸解(45-90min),酶处理模块的空间容量应大于所述酸处理模块与所述碱处理模块的空间容量的总和,以使得多次酸处理和碱处理的酒糟能够同时被碱处理模块容纳。
75.根据一种优选实施方式,所述处理系统还包含能够将酸处理模块、碱处理模块或酶解处理模块处理的产物进行固液分离的过滤模块,其中,所述过滤模块包含设置于所述酸处理模块和碱处理模块之间的第一过滤单元和设置于所述碱处理模块和酶解处理模块之间的第二过滤单元。
附图说明
76.图1是本发明提供的酿酒丢糟的处理流程图;
77.图2是本发明提供的糠醛检测结果;
78.图3是本发明提供的酿酒丢糟处理装置的一种实施方式;
79.图4是本发明提供的碱处理模块、酸处理模块和酶处理模块套接的一种实施方式;
80.图5是本发明提供的以富含硫酸铵的水解糖液培育的乳酸菌生长双层板图;
81.图6是本发明提供的基于本技术提供的富含硫酸铵的水解糖液培育的乳酸菌产量统计图。
82.附图标记列表
83.100:酸处理模块;200:碱处理模块;300:酶解处理模块;400:过滤模块;500:混合
池。
具体实施方式
84.下面结合附图进行详细说明。
85.实施案例1
86.本发明提供了一种利用酿酒丢糟制备糖的方法。
87.方法包括以下工艺步骤:
88.(1)酿酒丢糟预处理
89.将酿酒丢糟含水量调节至50-60%(重量含水量)。
90.(2)酿酒丢糟的酸水解
91.将预处理后的酿酒丢糟在质量分数为1.5%的稀硫酸、固液比(酿酒丢糟质量/稀酸溶液体积,g/ml)为1:6、酸水解温度110℃、酸水解时间60min的条件下水解。
92.(3)过滤
93.过滤得到酸水解后残糟和第一滤液。
94.(4)酸水解后残糟的碱水解
95.将酸水解后残糟在质量分数为12%的氨水、固液比(酸水解后残糟质量/氨水溶液体积,g/ml)为1:6、碱水解温度85℃、碱水解时间75min的条件下水解。
96.(5)过滤
97.过滤得到碱水解后残糟和第二滤液。
98.(6)酶解
99.本实施案例所采用的纤维素酶为实验室前期筛选的高滤纸酶活的菌株以及利用碱解残糟筛选的菌株,其与公开号为cn113621674b的中国专利中涉及的纤维素酶相同。酶液为复合酶,来自实验室获得或诺维信公司采购。
100.纤维素酶液的滤纸酶活力(fpu)10iu/ml,β-葡萄糖苷酶酶活力15iu/ml。
101.将碱水解后残糟在纤维素酶液、反应ph为5.0,固液比(碱水解后残糟质量/酶溶液体积,g/ml)为1:7、酶解温度50℃、酶解时间48h的条件下酶解。
102.(7)过滤
103.过滤得到残糟和第三滤液。
104.(8)混合
105.将第一滤液、第二滤液和第三滤液混合,获得总糖液。
106.检测总糖液的还原糖含量。
107.实验结果:
108.总还原糖的产率为512mg/g(60℃烘箱干燥的干酒糟)。
109.实施案例2
110.本发明提供了一种利用酿酒丢糟制备糖的方法。
111.方法包括以下工艺步骤:
112.(1)酿酒丢糟预处理
113.将酿酒丢糟含水量调节至50-60%。
114.(2)酿酒丢糟的酸水解
115.将预处理后的酿酒丢糟在质量分数为0.75%的稀硫酸、固液比(酿酒丢糟质量/稀酸溶液体积,g/ml)为1:6、酸水解温度110℃、酸水解时间90min的条件下水解。
116.(3)过滤
117.过滤得到酸水解后残糟和第一滤液。
118.(4)酸水解后残糟的碱水解
119.将酸水解后残糟在质量分数为15%的氨水、固液比(酸水解后残糟质量/氨水溶液体积,g/ml)为1:5、碱水解温度90℃、碱水解时间90min的条件下水解。
120.(5)过滤
121.过滤得到碱水解后残糟和第二滤液。
122.(6)酶解
123.本实施案例所采用的纤维素酶为实验室前期筛选的高滤纸酶活的菌株以及利用碱解残糟筛选的菌株,其与公开号为cn113621674b的中国专利中涉及的纤维素酶相同。酶液为复合酶,来自实验室获得或诺维信公司采购。
124.纤维素酶液的滤纸酶活力(fpu)5iu/ml,β-葡萄糖苷酶酶活力10iu/ml。
125.将碱水解后残糟在纤维素酶液、反应ph为5.2,固液比(碱水解后残糟质量/酶溶液体积,g/ml)为1:5、酶解温度45℃、酶解时间72h的条件下酶解。
126.(7)过滤
127.过滤得到残糟和第三滤液。
128.(8)混合
129.将第一滤液、第二滤液和第三滤液混合,获得总糖液。
130.检测总糖液的还原糖含量。
131.实验结果:
132.总还原糖的产率为419mg/g(干酒糟)。
133.实施案例3
134.本发明提供了一种利用酿酒丢糟制备糖的方法。
135.方法包括以下工艺步骤:
136.(1)酿酒丢糟预处理
137.将酿酒丢糟含水量调节至50-60%。
138.(2)酿酒丢糟的酸水解
139.将预处理后的酿酒丢糟在质量分数为2%的稀硫酸、固液比(酿酒丢糟质量/稀酸溶液体积,g/ml)为1:4、酸水解温度100℃、酸水解时间45min的条件下水解。
140.(3)过滤
141.过滤得到酸水解后残糟和第一滤液。
142.(4)酸水解后残糟的碱水解
143.将酸水解后残糟在质量分数为5%的氨水、固液比(酸水解后残糟质量/氨水溶液体积,g/ml)为1:7、碱水解温度75℃、碱水解时间60min的条件下水解。
144.(5)过滤
145.过滤得到碱水解后残糟和第二滤液。
146.(6)酶解
147.本实施案例所采用的纤维素酶为实验室前期筛选的高滤纸酶活的菌株以及利用碱解残糟筛选的菌株,其与公开号为cn113621674b的中国专利中涉及的纤维素酶相同。酶液为复合酶,来自实验室获得或诺维信公司采购。
148.纤维素酶液的滤纸酶活力(fpu)10iu/ml,β-葡萄糖苷酶酶活力12iu/ml。
149.将碱水解后残糟在纤维素酶液、反应ph为4.8,固液比(碱水解后残糟质量/酶溶液体积,g/ml)为1:6、酶解温度48℃、酶解时间24h的条件下酶解。
150.(7)过滤
151.过滤得到残糟和第三滤液。
152.(8)混合
153.将第一滤液、第二滤液和第三滤液混合,获得总糖液。
154.检测总糖液的还原糖含量。
155.实验结果:
156.总还原糖的产率为402mg/g(干酒糟)。
157.实施案例4
158.基于提取酒糟中的还原糖的提取方法步骤的优化,本实施案例针对酸解过程进行调节,提取方法包括以下步骤:
159.(1)酿酒丢糟预处理
160.将酿酒丢糟含水量调节至50-60%。
161.(2)酿酒丢糟的酸水解
162.将预处理后的酿酒丢糟在质量分数为1%的稀硫酸、固液比(酿酒丢糟质量/稀酸溶液体积,g/ml)为1:5、酸水解温度100℃、酸水解时间90min的条件下水解。
163.(3)过滤
164.过滤得到酸水解后残糟和第一滤液。
165.(4)酸水解后残糟的碱水解
166.将酸水解后残糟在质量分数为12%的氨水、固液比(酸水解后残糟质量/氨水溶液体积,g/ml)为1:6、碱水解温度85℃、碱水解时间75min的条件下水解。
167.(5)过滤
168.过滤得到碱水解后残糟和第二滤液。
169.(6)酶解
170.本实施案例所采用的纤维素酶为实验室前期筛选的高滤纸酶活的菌株以及利用碱解残糟筛选的菌株,其与公开号为cn113621674b的中国专利中涉及的纤维素酶相同。酶液为复合酶,来自实验室获得或诺维信公司采购。
171.纤维素酶液的滤纸酶活力(fpu)10iu/ml,β-葡萄糖苷酶酶活力15iu/ml。
172.将碱水解后残糟在纤维素酶液、反应ph为5.0,固液比(碱水解后残糟质量/酶溶液体积,g/ml)为1:7、酶解温度50℃、酶解时间48h的条件下酶解。
173.(7)过滤
174.过滤得到残糟和第三滤液。
175.(8)混合
176.将第一滤液、第二滤液和第三滤液混合,获得总糖液。
177.检测总糖液的还原糖含量。
178.实验结果:
179.总还原糖的产率为456mg/g(60℃烘箱干燥的干酒糟)。
180.实施案例5
181.基于提取酒糟中的还原糖的提取方法步骤的优化,本实施案例针对碱解过程进行调节,提取方法包括以下步骤:
182.(1)酿酒丢糟预处理
183.将酿酒丢糟含水量调节至50-60%。
184.(2)酿酒丢糟的酸水解
185.将预处理后的酿酒丢糟在质量分数为1.5%的稀硫酸、固液比(酿酒丢糟质量/稀酸溶液体积,g/ml)为1:6、酸水解温度110℃、酸水解时间60min的条件下水解。
186.(3)过滤
187.过滤得到酸水解后残糟和第一滤液。
188.(4)酸水解后残糟的碱水解
189.将酸水解后残糟在质量分数为10%的氨水、固液比(酸水解后残糟质量/氨水溶液体积,g/ml)为1:5、碱水解温度90℃、碱水解时间60min的条件下水解。
190.(5)过滤
191.过滤得到碱水解后残糟和第二滤液。
192.(6)酶解
193.本实施案例所采用的纤维素酶为实验室前期筛选的高滤纸酶活的菌株以及利用碱解残糟筛选的菌株,其与公开号为cn113621674b的中国专利中涉及的纤维素酶相同。酶液为复合酶,来自实验室获得或诺维信公司采购。
194.纤维素酶液的滤纸酶活力(fpu)10iu/ml,β-葡萄糖苷酶酶活力15iu/ml。
195.将碱水解后残糟在纤维素酶液、反应ph为5.0,固液比(碱水解后残糟质量/酶溶液体积,g/ml)为1:7、酶解温度50℃、酶解时间48h的条件下酶解。
196.(7)过滤
197.过滤得到残糟和第三滤液。
198.(8)混合
199.将第一滤液、第二滤液和第三滤液混合,获得总糖液。
200.检测总糖液的还原糖含量。
201.实验结果:
202.总还原糖的产率为472mg/g(60℃烘箱干燥的干酒糟)。
203.实施案例6
204.本技术提供一种对酸处理后的酒糟中的糠醛成分的检测方法。
205.在不同反应强度时,检测酒糟中的糠醛成分。
206.反应强度=logro-ph
207.ro=[t*exp(th
–
tr)/14.75]
[0208]
ro的计算方法是由overend和chornet(1987)提出,其中,th是酸处理温度,tr是通常为100℃,t为酸处理时间。反应强度跟生物质酸解过程温度、时间、ph正相关。
[0209]
结果如图2所示,在反应强度为1.2时,糠醛浓度为0.8g/l。在反应强度为1.4时,糠醛浓度为1.4g/l。在反应强度为1.6时,糠醛浓度为1.8g/l。在反应强度为1.8时,糠醛浓度为2.3g/l。
[0210]
根据现有技术中的文献报道的酸浓度和温度可知,现有技术中涉及的反应强度所生成的糠醛浓度均在2g/l以上。
[0211]
本实验的最大反应强度(酸浓度2%、温度110℃、时间90min)均小于1.2,且糠醛含量小于1g/l,远低于行业类似酸解反应条件下糠醛浓度。
[0212]
根据已有糠醛浓度对微生物发酵的影响研究表明,本实验产生的糠醛浓度对后续微生物发酵的影响很小。
[0213]
实施案例7
[0214]
本实施案例提供一种适用于l-乳酸的培养基组分。基于实施案例1的制备方法获得糖液,并将所述糖液用于配置用于培育l-乳酸的培养基。
[0215]
实验组的l-乳酸发酵培养基配置方法如下:
[0216]
将实施案例1中获得的糖液调制为还原糖6%的水解糖液,混合所述水解糖液1000ml(即将实施案例1中获得的糖液调制)、酵母粉6g、蛋白胨10g、k2hpo
4 2g、葡萄糖20g,调节至ph 7.0,添加caco
3 60g,100℃灭菌20min。
[0217]
对照组的l-乳酸发酵培养基配置方法如下:
[0218]
混合还原糖6%的水解糖液1000ml、酵母粉6g、蛋白胨10g、k2hpo42g、葡萄糖20g,调节至ph 7.0,添加caco
3 60g,100℃灭菌20min。
[0219]
图5示出的实验结果以上述方法配置的培养基培育的l-乳酸的平板图,菌落圆润,且不生长杂菌,说明糖液成分纯净。
[0220]
图6示出的实验结果是实验组和对照组的l-乳酸产率结果。在培育24h后,实验组的l-乳酸为39g/l,对照组的l-乳酸为34g/l。在培育36h后,实验组的l-乳酸为46g/l,对照组的l-乳酸为43g/l。在培育48h后,实验组的l-乳酸为51g/l,对照组的l-乳酸为50g/l。在培育60h后,实验组的l-乳酸为50g/l,对照组的l-乳酸为49g/l。
[0221]
根据本技术示出的实验结果可知,相较于现有技术中的l-乳酸发酵培养基,本发明提供的l-乳酸发酵培养基同样能够达到相同的培养效果,且在培育初期的培养效果更优。
[0222]
实施案例8
[0223]
本发明提供一种回收酒糟中糖产物的系统。本发明提供一种用于酵解酒糟的系统。
[0224]
所述系统包含酸处理模块100、碱处理模块200和酶解处理模块300。酸处理模块100、碱处理模块200串联。碱处理模块200与酶解处理模块300串联。于酸处理模块100处经过酸解的酒糟能够在被回收滤液后传送至碱处理模块200,于碱处理模块200处经过碱解的酒糟能够在被回收滤液后传送至酶解处理模块300,如图3所示。
[0225]
酸处理模块100接收酒糟。所述酸处理模块100能够向酒糟中混合稀硫酸。所述碱处理模块200能够向酒糟中混合氨水。
[0226]
根据一种优选实施方式,酸处理模块100为具有与外部连接的填料管的水解罐。碱处理模块200为具有与外部连接的填料管的水解罐。特别优选地,酸处理模块100设置有至
少两个串联的水解罐。碱处理模块200设置有至少两个串联的水解罐。系统能够将在酸处理模块100水解并过滤后的残糟传送至碱处理模块200。
[0227]
根据一种优选实施方式,过滤模块400能够将酸处理模块100、碱处理模块200或酶解处理模块300处理的产物进行固液分离。优选地,过滤模块400为机械压榨机。特别优选地,碱处理模块200、酸处理模块100之间设置有机械压榨机。第一次水解的酒糟在被传送过程中经过机械压榨机,并被回收水解的糖液,压榨后的残糟被继续传送至下一个水解残糟的单元。酸处理模块100、碱处理模块200和酶解处理模块300之间设置有机械压榨机,使得水解后的残糟在流向酶解处理模块300时能够二次被固液分离。
[0228]
酶解处理模块300接收自碱处理模块200处理后的残糟,并为酸处理和碱处理后的残糟提供酶解条件。优选地,酶解处理模块300为具有与外部连接的填料管的发酵罐。
[0229]
根据一种优选实施方式,本发明中涉及的水解罐具有控制温度、计时以及自动向罐内添加设定的物料的功能。本发明中涉及的发酵罐具有控制温度、检测ph值、计时以及自动向罐内添加设定的物料的功能。优选地,水解罐和发酵罐均设置有观察窗。水解罐和发酵罐均设置有取样口,以方便取样检测当前水解或发酵状态。
[0230]
根据一种优选实施方式,系统还设置有混合池500或混合罐。采用酸-碱-酶联合方式获得的糖液被传送至混合池500或混合罐,搅拌均匀后获得酸碱中和的总糖液。在本技术中,混合池500为开放式的容器,混合罐为密闭的容器。
[0231]
实施案例9
[0232]
本实施案例提供一种发酵反应装置。
[0233]
装置包含用于混合酒糟和稀硫酸的酸处理模块100、用于混合酒糟和氨水的碱处理模块200和酶解处理模块300。
[0234]
酸处理模块100包含酸处理发酵罐。碱处理模块200包含碱处理发酵罐。酶处理模块100包含酶处理发酵罐。
[0235]
如图4所示,酶处理发酵罐内部设置有碱处理发酵罐。如图4所示,碱处理发酵罐内部设置有酸处理发酵罐。优选地,酶处理发酵罐内设置有多个碱处理发酵罐。
[0236]
酸处理发酵罐持续向外扩散的余热能够为碱处理发酵罐内的碱解反应提供热量支持。碱处理发酵罐持续向外扩散的余热能够为酶处理发酵罐内的酶解反应提供热量支持。
[0237]
根据一种优选实施方式,所述酸处理模块100和所述碱处理模块200至少部分抵触以形成第一热交换区域,且所述碱处理模块200和所述酶解处理模块至少部分抵触以形成第二热交换区域,其中,所述第一热交换区域设置于所述第二热交换区域内部,使得基于本技术所述的处理方法中所述的酸处理产生的热量传向相较于酸处理对反应温度要求更低的碱处理或酶处理所在的空间。
[0238]
根据一种优选实施方式,所述第二热交换区域设置有热交换器板,其中,基于所述热量的传递方向,所述热交换器板的载热介质的流动管路于酸处理模块100、碱处理模块200和酶解处理模块分别设置有流动出口,当碱处理模块200/酶解处理模块温度达到预设的反应温度后,使得自酸处理模块100流出的所述载热介质能够自酸处理模块100/碱处理模块200的流动出口流出。根据一种优选实施方式,酸处理模块100布设的流动管路设置有分别于所述碱处理模块200和酶解处理模块布设的流动管路对接的双口阀门,使得酸处理
模块100的载热介质能够自酸处理模块100直接流向酶解处理模块,而不经过碱处理模块200。
[0239]
优选地,双口阀门和流动出口均受远程设置的服务器。酸处理模块100、碱处理模块200和酶解处理模块均设置有至少一个温度检测单元。
[0240]
当碱处理模块200的温度高于预设的阈值(例如,100℃)且碱处理模块200的温度高于预设的阈值(例如,60℃)时,服务器控制设置于酸处理模块100的流动出口打开,使得载热介质能够直接自流动出口流出,或不进入酸处理模块100。
[0241]
当碱处理模块200的温度高于预设的阈值(例如,100℃)且碱处理模块200的温度低于预设的阈值(例如,45℃)时,服务器控制设置于酸处理模块100的双口阀门和酶处理模块300的流动出口开启,使酸处理模块100的流动管路直接与酶处理模块300的流动管路连通,载热介质能够自酸处理模块100流向酶处理模块300,而不流经碱处理模块200。
[0242]
当碱处理模块200的温度低于预设的阈值(例如,90℃)且碱处理模块200的温度低于预设的阈值(例如,45℃)时,服务器控制设置于酸处理模块100的双口阀门和酶处理模块300的流动出口开启,使得载热介质能够自酸处理模块100顺序流向碱处理模块200、酶处理模块300。
[0243]
当碱处理模块200的温度低于预设的阈值(例如,90℃)且碱处理模块200的温度高于预设的阈值(例如,60℃)时,服务器控制设置于酸处理模块100的双口阀门和碱处理模块200的流动出口开启,使得载热介质能够自酸处理模块100流向碱处理模块200,而不流经酶处理模块300。
[0244]
本技术涉及的热交换器板的结构与cn101191116b结构相似,并在此基础上适配控制管路流动方向的可控的流动出口和双口阀门。
[0245]
需要注意的是,上述具体实施例是示例性的,本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案,而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白,本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。本发明说明书包含多项发明构思,诸如“优选地”“根据一个优选实施方式”或“可选地”均表示相应段落公开了一个独立的构思,申请人保留根据每项发明构思提出分案申请的权利。在全文中,“优选地”所引导的特征仅为一种可选方式,不应理解为必须设置,故此申请人保留随时放弃或删除相关优选特征之权利。
技术特征:
1.一种酒糟的处理方法,其特征在于,至少包含以下步骤:向酒糟中添加稀酸至酒糟ph范围处于0.5-1进行酸解,获得第一滤液和酸解后的残糟;向所述酸解后的残糟中添加稀碱至酸解后的残糟的ph范围处于11-12进行碱解,获得第二滤液和碱解后的残糟;将所述碱解后的残糟酶解,获得第三滤液和酶解后的残糟;获取总糖液:混合所述第一滤液、所述第二滤液和所述第三滤液。2.根据权利要求1所述的处理方法,其特征在于,所述酶解所使用的酶至少包含纤维素酶。3.根据权利要求2所述的处理方法,其特征在于,所述纤维素酶的滤纸酶活为5-10iu/ml,且β-葡萄糖苷酶活为10-15iu/ml。4.根据权利要求1所述的处理方法,其特征在于,向酒糟中添加质量分数在0.5%-4%的稀酸,酒糟和稀碱的固液比在1:3-8,以使得酒糟ph范围处于0.5-1。5.根据权利要求4所述的处理方法,其特征在于,所述稀酸为稀硫酸。6.根据权利要求1所述的处理方法,其特征在于,向酸解后的残糟中添加质量分数在3%-20%的稀碱,酒糟和稀碱的固液比在1:4-8,以使得酒糟ph范围处于11-12。7.根据权利要求6所述的处理方法,其特征在于,所述稀碱为氨水。8.一种酒糟的处理系统,其特征在于,所述处理系统包含用于混合酒糟和稀酸的酸处理模块(100)、用于混合酒糟和氨水的碱处理模块(200)、酶解处理模块(300)和用于接收处理后得到的产物的混合池(500),所述酶解处理模块(300)接收自酸处理模块(100)和碱处理模块(200)处理后的残糟,并为残糟提供酶解条件,所述残糟是指酒糟在完成酸处理和碱处理后将滤液分离出的产物,其中,所述酸处理模块(100)在酸处理酒糟后获得第一滤液,所述滤碱处理模块(200)在碱处理酒糟后获得第二滤液,所述酶解处理模块(300)在酶处理残糟后获得第三滤液,所述混合池(500)接收并混合所述第一滤液、所述第二滤液和所述第三滤液。9.根据权利要求8所述的处理系统,其特征在于,所述酸处理模块(100)和所述碱处理模块(200)至少部分抵触以形成第一热交换区域,且所述碱处理模块(200)和所述酶解处理模块(300)至少部分抵触以形成第二热交换区域,其中,所述第一热交换区域设置于所述第二热交换区域内部,使得酸解产生的热量传向相较于酸解对反应温度要求更低的碱处理或酶处理所在的空间。10.根据权利要求9所述的处理系统,其特征在于,所述第二热交换区域设置有热交换器板,其中,基于所述热量的传递方向,所述热交换器板的载热介质的流动管路于酸处理模块(100)设置双口阀门,使得所述热交换器板能够基于碱处理模块(200)和/或酶解处理模块(300)对热量的需求控制载热介质的流动路径。
技术总结
本发明涉及一种酒糟的处理方法,向酒糟中添加稀酸至酒糟pH范围处于0.5-1进行酸解,获得第一滤液和酸解后的残糟;向所述酸解后的残糟中添加稀碱至酸解后的残糟的pH范围处于11-12进行碱解,获得第二滤液和碱解后的残糟;将所述碱解后的残糟酶解,获得第三滤液和酶解后的残糟;获取总糖液:混合所述第一滤液、所述第二滤液和所述第三滤液。区别于现有技术中常使用的单一酸水解、碱水解、蒸汽爆破等处理酒糟的方式,本发明针对含水量50-60%的酿酒丢糟,采用酸-碱-酶联合的方式进行处理。酿酒丢糟的处理方法条件温和(不需要额外设置高压或高温的控制设备),糠醛等副产物少,成本低,工艺容易控制。易控制。易控制。
技术研发人员:雷翔云 熊燕飞 邓波 霍丹群 侯长军 曾珊 李嘉
受保护的技术使用者:重庆大学
技术研发日:2023.07.26
技术公布日:2023/10/11
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