專利名稱：一種利用濃醪酒糟生產(chǎn)單細胞蛋白的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及酒精、環(huán)保、資源綜合利用等領(lǐng)域，具體地說是利用酒精濃醪發(fā)酵后的酒糟即濃醪酒糟通過酵母發(fā)酵生產(chǎn)單細胞蛋白的方法。
背景技術(shù)：
酒精是一種大宗的發(fā)酵產(chǎn)品，在國民經(jīng)濟中占有重要的地位。近幾年來，由于人們對能源短缺和地球“溫室效應(yīng)”加劇，氣溫升高，造成的災(zāi)難性后果的認識加深和日趨一致，加上許多汽油生產(chǎn)和供應(yīng)商近年來鼓吹的一些汽油助燃劑如甲基叔丁基醚(MTBE)等因污染地下水等有害健康的原因被禁止使用，利用酒精作為生物能源來部分替代汽油用作液體燃料和汽油助燃劑的呼聲也變得更為高漲。發(fā)展燃料酒精不但可以消耗大量玉米等含淀粉質(zhì)原料，促進農(nóng)業(yè)種植業(yè)的持續(xù)發(fā)展；并可以作為清潔燃料替代汽油或作為汽油添加劑減輕汽車尾氣的污染，保護環(huán)境。同時，也可緩解戰(zhàn)略物資原油的進口壓力。我國已正式開始實施燃料酒精計劃。但是，發(fā)酵酒精生產(chǎn)會產(chǎn)生大量液體酒糟，如不進行處理和利用，這些酒糟將會對環(huán)境造成嚴重的污染。目前，在我國酒精廠未經(jīng)處理排放的酒糟已成為輕工行業(yè)第二大污染源。但現(xiàn)有的一些酒糟處理方法分別存在投資大，能耗高或處理效果差等不足之處，嚴重影響了這些技術(shù)的推廣應(yīng)用。
我國的單細胞蛋白的研究與生產(chǎn)在八十年代后有了較大的發(fā)展，特別是我國的“七五”攻關(guān)項目就有利用酒精廢水生產(chǎn)單細胞蛋白。但我國利用酒糟生產(chǎn)單細胞蛋白最主要存在的問題就是電耗很高，成本很貴，即就是一個經(jīng)濟問題。
技術(shù)內(nèi)容本發(fā)明的目的是尋求一種利用濃醪酒糟生產(chǎn)單細胞蛋白的方法，以解決以往單細胞蛋白生產(chǎn)成本過高的問題，有效的綜合利用酒糟，從而降低酒精生產(chǎn)成本，保護環(huán)境。
為實現(xiàn)上述目的而采取的措施是在濃醪酒糟中適量添加其它物質(zhì)后接入酵母菌種進行通風發(fā)酵。
對于濃醪發(fā)酵而言，在使酒精度提高的同時，酒精糟液中殘留的可利用成分也相應(yīng)增多。與傳統(tǒng)酒精發(fā)酵所產(chǎn)生的酒糟相比，具有更大的利用價值。
本發(fā)明的最大特征在于是對濃醪酒糟進行綜合利用。本發(fā)明所述的濃醪酒糟是指采用專利ZL96117189.8所述的酒精發(fā)酵技術(shù)以及用ZL96117189.8專利未包含的其它谷物與薯類淀粉質(zhì)原料采用類似方法進行酒精發(fā)酵所獲得的酒糟。
其主要技術(shù)方案是在發(fā)酵罐內(nèi)加入濃醪酒糟，在25～35℃下攪拌，接入酵母菌種，通風發(fā)酵，通風比0.5～5.0vvm，起始pH4.0～7.5，發(fā)酵時間為8～30小時。
在加入濃醪酒糟時，再加入葡萄糖或淀粉，其加入量為濃醪酒糟加入量的0～2％，本申請所指的單位均為質(zhì)量百分數(shù)。
也可以在加入濃醪酒糟時，再加入氮源，其加入量為濃醪酒糟加入量的0～2.5％。
所述氮源為硫酸銨，加入量為濃醪酒糟加入量的0～1％；或/和豆餅粉，加入量為濃醪酒糟加入量的0～2.5％。
在加入濃醪酒糟時，再加入玉米漿，加入量為濃醪酒糟加入量的0～0.5％。
還可在加入濃醪酒糟時，再加入無機鹽，加入量為濃醪酒糟加入量的0～0.5％。
所用的無機鹽為磷酸二氫鉀，加入量為加入量為濃醪酒糟加入量的0～0.5％；或/和磷酸氫二鉀，加入量為濃醪酒糟加入量的0～0.5％；或/和硫酸鎂，加入量為加入量為濃醪酒糟加入量的0～0.1％。
所述酵母菌種可以是假絲酵母屬，其接種量一般為發(fā)酵物體積的5～10％，單位為質(zhì)量百分數(shù)。
發(fā)酵方式可以是間歇式發(fā)酵，或分批式發(fā)酵，或連續(xù)發(fā)酵等。
所用的發(fā)酵罐為氣升式發(fā)酵罐，對應(yīng)的攪拌方式為氣升式攪拌法。
或者所用的發(fā)酵罐為帶有攪拌槳的發(fā)酵罐，相應(yīng)的攪拌方式為攪拌槳攪拌法，其攪拌轉(zhuǎn)速為100～400轉(zhuǎn)/分鐘。
本發(fā)明所述的單位無特殊說明均為質(zhì)量百分比。本發(fā)明所述的rpm為轉(zhuǎn)速單位，即每分鐘攪拌的轉(zhuǎn)數(shù)；vvm為通風單位，即每分鐘單位體積的發(fā)酵液通入空氣的體積數(shù)。
本發(fā)明的優(yōu)點在于本發(fā)明大大提高了濃醪酒糟的利用價值，降低發(fā)酵酒精的生產(chǎn)成本；本發(fā)明的發(fā)酵水平高，產(chǎn)物中酵母數(shù)較之以往的研究有大幅度的提高，產(chǎn)物營養(yǎng)豐富，可直接用作飼料；本發(fā)明的生產(chǎn)工藝中起始pH的范圍廣，而濃醪酒糟的pH一般在4.5左右，因此一般情況下不需要用酸堿調(diào)節(jié)pH，節(jié)約酸堿的用量，降低成本；本發(fā)明中酵母菌主要依靠酒糟中的有用物質(zhì)來維持生長、繁殖所需要營養(yǎng)，其它添加物用量很少，因此降低原料的成本；本發(fā)明可以有效降低濃醪酒糟的COD50％左右，若與酒精發(fā)酵的全回流技術(shù)相結(jié)合基本可以實現(xiàn)酒糟的零排放，有效的保護環(huán)境。
具體實施例方式
下面就本發(fā)明進行實施例的描述，其中，除濃醪酒糟外，其余物質(zhì)的加入量均指以濃醪酒糟加入量為基礎(chǔ)，折算出的質(zhì)量百分數(shù)，若無特殊說明，發(fā)酵方式均為間歇式發(fā)酵。具體實施例如下實施例1以玉米原料酒精濃醪發(fā)酵的酒糟為基礎(chǔ)，加入0.5％淀粉，0.15％硫酸銨，0.02％硫酸鎂，接入酵母菌種，起始pH4.0，在25℃下通風發(fā)酵，通風比1vvm，轉(zhuǎn)速220rpm，發(fā)酵28hr。產(chǎn)物中酵母數(shù)達9.78億個/ml，真蛋白含量達50.6％，COD去除率達51.08％。
實施例2以瓜干原料酒精濃醪發(fā)酵的酒糟為基礎(chǔ)，0.2％硫酸銨，0.5％豆餅粉，0.25％玉米漿，接入酵母菌種，28℃下通風發(fā)酵，起始pH4.5，通風比1vvm，轉(zhuǎn)速220pm，發(fā)酵25hr。產(chǎn)物中酵母數(shù)達9.65億個/ml，真蛋白含量達50.6％，COD去除率達47.92％。
實施例3以木薯原料酒精濃醪發(fā)酵的酒糟為基礎(chǔ)，加入0.2％淀粉，2.5％豆餅粉，0.5％磷酸二氫鉀，0.1％硫酸鎂，接入酵母菌種，在32℃下通風發(fā)酵，起始pH5.0，通風比0.5vvm，轉(zhuǎn)速400rpm，發(fā)酵22hr。產(chǎn)物中酵母數(shù)達9.98億個/ml，真蛋白含量達51.6％，COD去除率達49.68％。
實施例4以木薯、瓜干混合原料酒精濃醪發(fā)酵的酒糟為基礎(chǔ)，1％硫酸銨，0.5％玉米漿，接入酵母菌種，在35℃下通風發(fā)酵，起始pH5.0，通風比1.75vvm，轉(zhuǎn)速100rpm，發(fā)酵16hr。產(chǎn)物中酵母數(shù)達9.20億個/ml，真蛋白含量達48.91％，COD去除率達50.77％。
實施例5以小麥原料酒精濃醪發(fā)酵的酒糟為基礎(chǔ)，加入0.2％葡萄糖，0.15％硫酸銨，0.25％玉米漿，0.015％硫酸鎂，0.35％氯化鈉，接入酵母菌種，在30℃下通風發(fā)酵，起始pH5.0，通風比1vvm，轉(zhuǎn)速220rpm，發(fā)酵26hr。產(chǎn)物中酵母數(shù)達8.98億個/ml，真蛋白含量達48.23％，COD去除率達49.12％。
實施例6在木薯、瓜干混合原料酒精濃醪發(fā)酵的酒糟中接入酵母菌種，在28℃下通風發(fā)酵，起始pH6.5，通風比5.0vvm，采用氣升式攪拌。產(chǎn)物中酵母數(shù)達9.42億個/ml，真蛋白含量達49.96％，COD去除率達51％。
實施例7以玉米原料酒精濃醪發(fā)酵的酒糟為基礎(chǔ)，0.5％豆餅粉，0.015％磷酸氫二鉀，0.01％硫酸鎂，接入酵母菌種，在28℃下通風發(fā)酵，起始pH7.5，通風比4.0vvm，采用氣升式攪拌30hr。產(chǎn)物中酵母數(shù)達9.76億個/ml，真蛋白含量達50.61％，COD去除率達50.01％。
實施例8以玉米淀粉酒精濃醪發(fā)酵的酒糟為基礎(chǔ)，加入2％淀粉，0.15％硫酸銨，0.015％磷酸二氫鉀，0.015％磷酸氫二鉀，0.02％硫酸鎂，接入酵母菌種，在32℃下通風發(fā)酵，起始pH4.5，通風比4.0vvm，采用氣升式攪拌，發(fā)酵19hr。產(chǎn)物中酵母數(shù)達9.63億個/ml，真蛋白含量達50.16％，COD去除率達51.83％。
實施例9以玉米淀粉酒精濃醪發(fā)酵的酒糟為基礎(chǔ)，1％淀粉，0.75％魚粉，0.1％硫酸銨，0.5％磷酸氫二鉀，0.02％硫酸鎂，接入酵母菌種，在32℃下通風發(fā)酵，起始pH4.5，通風比1vvm，轉(zhuǎn)速220rpm，采用連續(xù)發(fā)酵8hr后，產(chǎn)物中酵母數(shù)達9.07億個/ml，真蛋白含量達48.31％，COD去除率達51.12％。
實施例10以木薯原料酒精濃醪發(fā)酵的酒糟為基礎(chǔ)，加入0.2％淀粉，0.5％豆餅粉，0.5％玉米漿，接入酵母菌種，在32℃下通風發(fā)酵，起始pH5.0，通風比4.0vvm，采用氣升式攪拌，發(fā)酵22hr。產(chǎn)物中酵母數(shù)達9.70億個/ml，真蛋白含量達49.96％，COD去除率達49.58％。
權(quán)利要求
1.一種利用濃醪酒糟生產(chǎn)單細胞蛋白的方法，其特征是在發(fā)酵罐內(nèi)加入濃醪酒糟，在25～35℃下攪拌，接入酵母菌種，通風發(fā)酵，其通風比為0.5～5.0vvm，起始pH4.0～7.5，發(fā)酵時間為8～30小時。
2.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征是在加入濃醪酒糟時，再加入葡萄糖或淀粉，其加入量為濃醪酒糟加入量的0～2％，單位為質(zhì)量百分數(shù)。
3.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征是在加入濃醪酒糟時，再加入氮源，其加入量為濃醪酒糟加入量的0～2.5％，單位為質(zhì)量百分數(shù)。
4.按權(quán)利要求3所述的方法，其特征是所述氮源為硫酸銨，加入量為濃醪酒糟加入量的0～1％；或/和豆餅粉，加入量為濃醪酒糟加入量的0～2.5％；單位為質(zhì)量百分數(shù)。
5.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征是在加入濃醪酒糟時，加入玉米漿，加入量為濃醪酒糟加入量的0～0.5％，單位為質(zhì)量百分數(shù)。
6.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征是在加入濃醪酒糟時，加入無機鹽，其加入量為濃醪酒糟加入量的0～0.5％，單位為質(zhì)量百分數(shù)。
7.按權(quán)利要求6所述的方法，其特征是所用的無機鹽為磷酸二氫鉀，加入量為0～0.5％；或/和磷酸氫二鉀，加入量0～0.5％；或/和硫酸鎂，加入量為濃醪酒糟加入量的0～0.1％，單位為質(zhì)量百分數(shù)。
8.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所用的發(fā)酵罐為氣升式發(fā)酵罐，對應(yīng)的攪拌方式為氣升式攪拌法。
9.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所用的發(fā)酵罐為帶有攪拌槳的發(fā)酵罐，相應(yīng)的攪拌方式為攪拌槳攪拌法，其攪拌轉(zhuǎn)速為100～400轉(zhuǎn)/分鐘。
全文摘要
本發(fā)明涉及酒精、環(huán)保、資源綜合利用等領(lǐng)域,具體地說是利用酒精濃醪發(fā)酵后的酒糟即濃醪酒糟通過酵母發(fā)酵生產(chǎn)單細胞蛋白,從而達到綜合利用酒糟,降低酒精生產(chǎn)成本,進行清潔生產(chǎn)保護環(huán)境的目的。其主要技術(shù)方案是在發(fā)酵罐內(nèi)加入濃醪酒糟,再在25～35℃下攪拌,接入酵母菌種,通風發(fā)酵,通風比0.5～5.0vvm,起始pH4.0～7.5,發(fā)酵時間為8～30小時。本發(fā)明的優(yōu)點在于大大提高了濃醪酒糟的利用價值,所獲產(chǎn)物營養(yǎng)豐富,可直接用作飼料;有效降低濃醪酒糟的COD值,若與酒精發(fā)酵的全回流技術(shù)相結(jié)合基本可以實現(xiàn)酒糟的零排放,有效的保護環(huán)境;降低發(fā)酵酒精的生產(chǎn)成本。
文檔編號C12N1/16GK1360021SQ01138029
公開日2002年7月24日 申請日期2001年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月21日
發(fā)明者章克昌, 丁重陽, 王玉紅, 徐柔 申請人:章克昌