申请日2017.12.18
公开(公告)日2018.03.30
IPC分类号C12P7/08
摘要
本发明公开了一种将糖蜜酒精废水蒸发冷凝液回用于酒精发酵的工艺，属于酒精发酵及酒精工业废水综合利用领域。本发明通过将糖蜜酒精废水蒸发冷凝液回用，减少了好氧消化工段的负荷量，即降低了好氧消化工段的占地面积、固定资产投资和运行成本;降低了废水的排放量，同时节约了大量的水资源。
权利要求书
1.一种酒精发酵方法，其特征在于，将糖蜜酒精废水的蒸发冷凝液作为发酵原料回用于酒精发酵;所述蒸发冷凝液是糖蜜酒精废水在蒸发浓缩过程中蒸发的水蒸气冷凝后获得。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)用含有糖蜜酒精废水蒸发冷凝液的水稀释糖蜜;(2)调节糖蜜稀释液的pH至3.5～4.5;(3)添加氮源、磷源、镁盐中的至少一种;(4)接种酵母进行发酵，发酵结束后蒸馏获得酒精和糖蜜酒精废水;(5)将糖蜜酒精废水进行蒸发浓缩;(6)蒸发冷凝液回用于下一批糖蜜的稀释，再按照(1)～(6)的步骤依次循环。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(1)用糖蜜酒精废水蒸发冷凝液或糖蜜酒精废水蒸发冷凝液与其他水的混合水稀释糖蜜。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述混合水包括自来水、清洁地表水、精馏塔余馏水或洗罐水。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(2)用硫酸调节pH。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(4)在接种酵母前进行灭菌;所述灭菌方式为加热灭菌或添加杀菌剂。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(5)蒸发浓缩获得浓缩液和蒸发冷凝液;浓缩液进入锅炉焚烧或用于肥料使用。
8.根据权利要求1～7任一所述的方法，其特征在于，糖蜜包括甘蔗糖蜜或甜菜糖蜜。
9.根据权利要求1～7任一所述的方法，其特征在于，蒸发冷凝液回用的比例为10～100%。
10.权利要求1～7任一所述方法在食品、医药、化工领域制备含酒精的产品中的应用。
说明书
一种将糖蜜酒精废水蒸发冷凝液回用于酒精发酵的工艺
技术领域
本发明涉及一种将糖蜜酒精废水蒸发冷凝液回用于酒精发酵的工艺，属于酒精发酵及酒精工业废水综合利用领域。
背景技术
糖蜜是甘蔗或甜菜厂的一种副产品，其中含有大量可发酵糖，因而可作为酒精发酵的原料。糖蜜酒精由于原料来源简单、原料成本较低、制造技术要求不高、生产装备投资少、酒精产品质量高等原因，在甘蔗(华南地区)或甜菜产地(华北地区)较淀粉质原料具有较明显的优势。但是，糖蜜酒精生产过程产生的废水的处理却较为困难，已成为限制糖蜜酒精发展的瓶颈问题。糖蜜酒精废水具有产量大(8～15吨废水/吨酒精)、固形物含量高(10～12%)、COD含量高(8～12万mg/L)、色度高(2000～5000倍)、酸性强(pH3.0～4.5)、硫酸盐含量大(5000～7000mg/L)等特点。因此如果直接排放，会造成严重的水体或土壤污染。糖蜜酒精废水中由于硫酸盐浓度高，因此与淀粉原料酒精废水 不同，不能采用目前工业上广泛使用的“厌氧消化-好氧消化-深度处理-达标排放”的处理工艺。为此，国内外开发出了农灌法和浓缩法两种主要的糖蜜酒精废水处理工艺。农灌溉法是将糖蜜酒精废水经一定处理后，施放到农田中，是最为简单的治理方法，这种方法已在澳大利亚、巴西等国家推广使用。该方法的缺点也非常明显，存在季节性问题，且不适用于农田少或比较分散的区域。浓缩法是将糖蜜酒精废水通过蒸发浓缩至一定浓度，得到的浓缩液再经锅炉焚烧回收热能或作为肥料销售，而蒸发冷凝液则通过好氧消化处理后，达标排放，目前国内糖蜜酒精企业主要采用这种方法。该方法存在的问题是，蒸发冷凝液的好氧消化处理电耗高，且产生大量剩余污泥需要处理，严重影响了企业的经济利润。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足之处，而提供一种新的酒精发酵工艺，是将糖蜜酒精废水的蒸发冷凝液回用于酒精发酵。
在本发明的一种实施方式中，所述蒸发冷凝液是将废水在蒸发器中进行蒸发浓缩，将蒸发的水蒸气冷凝，获得蒸发冷凝液。
在本发明的一种实施方式中，所述工艺包括如下步骤：(1)用糖蜜酒精废水蒸发冷凝液或含有糖蜜酒精废水蒸发冷凝液的混合水将糖蜜稀释至合适的浓度;(2)用硫酸调节糖蜜稀释液的pH;(3)添加氮源、磷源、和镁盐;(4)接种酵母进行发酵，发酵结束后蒸馏获得酒精和糖蜜酒精废水;(5)将废水进行蒸发浓缩;(6)浓缩液进入锅炉焚烧或用于肥料使用;蒸发冷凝液回用于下一批糖蜜的稀释，再按照(1)～(6)的步骤依次无限循环。
在本发明的一种实施方式中，所述方法具体采用以下工艺步骤：
(1)用糖蜜酒精废水蒸发冷凝液或糖蜜酒精废水蒸发冷凝液与其他水的混合水将糖蜜稀释至合适的浓度;
(2)调节糖蜜稀释液的pH至3.5～4.5;
(3)添加氮源、磷源、镁盐中的至少一种;
(4)灭菌后或不灭菌直接接入酵母种子启动发酵，发酵结束后，经过蒸馏过程获得酒精和糖蜜酒精废水;
(5)糖蜜酒精废水进入蒸发器进行蒸发浓缩，获得浓缩液和蒸发冷凝液;
(6)浓缩液进入锅炉焚烧或用于肥料使用;
(7)蒸发冷凝液回用于下一批糖蜜稀释，再按照(1)～(6)的步骤依次无限循环。
在本发明的一种实施方式中，用硫酸调节pH。
在本发明的一种实施方式中，所述的糖蜜包括但不限于甘蔗糖蜜、甜菜糖蜜。
在本发明的一种实施方式中，接种酵母前进行灭菌;所述灭菌方式为加热灭菌或添加杀菌剂;
在本发明的一种实施方式中，所述的蒸发冷凝液回用的比例为10～100%。
在本发明的一种实施方式中，步骤(1)中的混合水包括自来水、清洁地表水、精馏塔余馏水或洗罐水。
本发明还提供所述方法在食品、医药、化工领域的应用。
在本发明的一种实施方式中，所述应用包括制备含酒精的发酵饮品。
在本发明的一种实施方式中，所述应用包括制备含酒精的医药产品。
在本发明的一种实施方式中，所述应用包括制备含酒精的化工产品。
有益效果：(1)本发明实现了糖蜜酒精废水蒸发冷凝液的回用，减少了好氧消化工段的负荷量，即降低了好氧消化工段的占地面积、固定资产投资和运行成本;降低了废水的排放量，同时节约了大量的水资源;(2)糖蜜酒精废水蒸发冷凝液中含有乙酸(200-500mg/L)，回用可提高酒精发酵的原料利用率1～2%。