提供了使用前端研磨方法的干研磨乙醇生产过程和系统，用于改进醇和/或副产物收率，例如油和/或蛋白质收率。在一个实例中，所述过程包括将玉米粒研磨成为颗粒，随后将玉米颗粒与液体混合，以生产包括油、蛋白质、淀粉、纤维、胚芽和硬渣的浆料。随后，使浆料经历前端研磨方法，所述方法包括将浆料分离成为包括纤维、硬渣和胚芽的固体部分以及包括油、蛋白质和淀粉的液体部分，随后研磨分离的固体部分，以降低胚芽和硬渣的尺寸和从固体部分释放结合的淀粉、油和蛋白质。将淀粉转化为糖，由其生产醇，随后回收。另外，可分离和回收纤维。同样可分离和回收油和蛋白质。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用前端研磨方法的干研磨乙醇生产过程和系统相关申请的交叉引用本申请要求2011年3月24日提交的美国临时申请号61/466，985和2011年6月24日提交的美国临时申请号61/501，041的优先权，将它们通过全文引用结合到本文中。
本专利技术大体上涉及干研磨醇的生产，更具体地，本专利技术涉及用于干研磨乙醇车间以提高醇和/或副产物收率的改进的研磨方法和系统。
技术介绍
当今受到很大关注的一种醇为乙醇。在美国，大多数燃料乙醇由湿研磨过程或干研磨乙醇过程生产。但是，实际上任何类型和品质的谷物可用于生产乙醇，用于这些过程的原料通常为玉米。用于由谷物生产各种类型的醇的常规的过程通常采用类似的程序。湿研磨玉米加工设备将玉米谷物转化为若干不同的副产物，例如胚芽(用于油萃取)、麸质饲料(高纤维动物饲料)、麸质粗粉(高蛋白质动物饲料)和基于淀粉的产物(例如乙醇、高果糖玉米糖浆或食品和工业淀粉)。干研磨乙醇设备通常将玉米转化为两种产物，即乙醇和具有可溶性的蒸馏器的谷物。如果作为湿动物饲料销售，具有可溶性的蒸馏器的湿谷物称为DWGS。如果干燥用于动物饲料，具有可溶性的蒸馏器的干燥谷物称为DDGS。在标准的干研磨乙醇过程中，除了约10.5升(约2.8加仑)的乙醇以外，约8.2kg (约17磅)的DDGS的大量的玉米收率。该副产物提供决定性二次收益物流，其抵消总体乙醇生产成本的一部分。`关于干研磨过程，图1为典型的干研磨乙醇生产过程10的流程图。作为通常的参考点，干研磨乙醇过程10可分成前端和后端。在蒸馏和脱水24之前发生的过程10的部分认为是〃前端〃，而在蒸馏和脱水24 (下文中称为〃脱水〃)之后发生的过程10的部分认为是〃后端〃。为此，过程10的前端由研磨步骤12开始，其中将干燥的整个玉米粒经过锤磨机研磨成为粗粉或细粉末。锤磨机中的筛孔的尺寸通常为7/64或约2.78_，其中所得到的颗粒分布得到非常宽的分布，钟型曲线，其包括小至45微米且大至2-3mm的粒径。研磨步骤12接着是液化步骤16，在这里研磨的粉与烹调水混合，以产生浆料，并且通常加入称为α-淀粉酶的工业酶(未显示)。此处将PH调节至约5.8-6，温度保持在约50°C _105°C，以将浆料中的不溶性淀粉转化为可溶性淀粉。以下进一步更详细地讨论在该液化步骤16发生的各种典型的液化过程。在液化步骤16之后的物流具有约30%干固体(DS)含量，具有包含在玉米粒中的所有组分，例如包括糖、蛋白质、纤维、淀粉、胚芽、硬渣以及油和盐。在液化流中通常存在三种类型的固体:纤维、胚芽和硬渣，其中所有三种固体具有大致相同的粒径分布。液化步骤16接着是同时糖化和发酵步骤18。该同时步骤在本行业中称为〃同时糖化和发酵〃 (SSF)。在一些工业干研磨乙醇过程中，糖化和发酵单独发生(未显示)。单个糖化和SSF 二者均可耗时长达约50-60小时。使用发酵罐发酵将糖转化为醇。在糖化和发酵步骤18之后是蒸馏(和脱水)步骤24，其利用蒸馏器来回收醇。最后，在蒸馏24之后的过程10的后端包括离心步骤26，其涉及将残余物(即，使用蒸馏步骤24生产的整个釜馏物〃)离心，以将不溶性固体(〃湿饼〃)与液体(〃稀的釜馏物〃)分离。〃湿饼〃包括纤维，其包括三种类型:(I)果皮，其平均粒径通常为约1_-3_ ；(2)末端的果壳，其平均粒径为约500微米；以及(3)细纤维，其平均粒径为约250微米。来自离心机的液体含有约6%-8%DS。在蒸发步骤28中，稀的釜馏物进入蒸发器，以蒸发掉水分，留下含有来自发酵的可溶性(溶解的)固体(25%-40%干固体)的浓的糖浆。浓缩的浆料可经历任选的油回收步骤29，在这里可将浆料离心，以将油与糖浆分离。油可作为单独的高价值产物销售。油收率通常为约0.41b./bu玉米，具有高游离脂肪酸含量。该油的回收率仅约为玉米中的油的1/4。在蒸馏步骤24后，在玉米粒内约一半的油保留在胚芽内，它们不能在典型的干研磨过程中使用离心机分离。当将油在发酵罐中保持约50小时时产生的游离脂肪酸含量降低油的价值。(去油)离心机仅除去少于50%，由于蛋白质和油形成不能令人满意地分离的乳液。具有多于10%油的离心的湿饼和糖浆可混合，并且可将混合物作为具有可溶性的蒸馏器的湿谷物(DWGS)销售给牛肉和乳品饲育场。或者，糖浆可与湿饼混合，随后浓缩的糖浆混合物可在干燥步骤30中干燥，并且作为具有可溶性的蒸馏器的干燥谷物(DDGS)销售给乳品和牛肉饲育场。该DDGS具有玉米中的所有蛋白质和75%的油。但是由于高百分比的纤维，DDGS的价值低，并且在一些情况下，油防碍动物消化。进一步关于液化步骤16，图2为各种典型的液化过程的流程图，其限定了在干研磨乙醇生产过程10中的液化步骤16。另外，过程10的前端由研磨步骤12开始，其中将干燥的整个玉米粒经过锤磨机研磨成为粗粉或细粉末。研磨步骤12接着是液化步骤16，其本身包括如以下讨论的多个步骤。各种液化过程的每一个通常由研磨的粉与可由蒸发步骤28送来的烹调水或背载水(back set water)混合开始(图1)，以在衆料槽32产生衆料,在这里通常加入称为α-淀粉酶的工业酶(未显示)。如本领域已知的，在这里将PH调节至约5.8-6，并且温度保持在约50°C _105°C，以允许酶活性开始将浆料中的不溶性淀粉转化为可溶性淀粉。在浆料槽32之后，通常存在三个任选的预收集槽步骤，在图2中指定为系统A、B和C，通常可根据浆料期望的温度和收集时间来选择。使用系统A，来自浆料槽32的浆料经历喷气烹饪步骤34，在这里将浆料进料至喷气烹饪器，加热至120°C，在U-管中保持约5-30分钟，随后转到闪蒸槽。喷气烹饪器产生破裂淀粉颗粒的切向力，以帮助酶与颗粒内的淀粉反应。使用系统B，使浆料经历二次浆料槽步骤36，在这里将蒸汽直接注向二次浆料槽，浆料在约90°C -1OO0C的温度下保持约30分钟-1小时。使用系统C，来自浆料槽32的浆料经历二次浆料槽-无蒸汽步骤38，在这里将来自浆料槽32的浆料送至二次浆料槽，没有任何蒸汽注射，并且在约80°C _90°C的温度下保持1-2小时。随后，将来自系统A、B和C中的每一个的浆料在约80°C-90°C温度下串联地转到第一收集槽40和第二收集槽42，总收集时间为约2-4小时，以完成液化步骤16，随后接着糖化和发酵步骤18，以及图1的过程10的其余部分。虽然此处显示两个收集槽，但是应理解的是可利用一个收集槽或多于两个收集槽。为了提高醇收率和产生另外的收益，例如，在典型的干研磨过程中，由油和/或蛋白质收率，开发进一步破坏初始研磨的胚芽颗粒和硬渣颗粒(其主要包括淀粉)以从中释放更多的淀粉、油和/或蛋白质的过程是有益的。这样的过程可提供提高的醇、油和/或蛋白质收率，以生产高得多纯度的纤维(具有较少蛋白质、淀粉和油)，这样的纤维可以作为原始原料用于造纸行业和纤维素用于二次醇过程。各种干研磨系统已试图提高醇收率，例如，通过在干研磨过程10中致力于研磨方面。然而，已知这样的系统还未产生非常良好的结果。例如，使用当今市场的研磨系统，这些系统倾向于在相同的时间和以相同的速率降低所有颗粒(纤维、胚芽和硬渣)的尺寸。所得到的玉米组分可能难以分离，特别是如果将所有本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种干研磨乙醇生产过程，该过程包括：将玉米粒研磨成为颗粒；将玉米颗粒与液体混合，以生产包括油、蛋白质、淀粉、纤维、胚芽和硬渣的浆料；使所述浆料经历前端研磨方法，该方法包括：将浆料分离成为包括纤维、硬渣和胚芽的固体部分以及包括油、蛋白质和淀粉液体部分；和研磨分离的固体部分，以降低胚芽和硬渣的尺寸以及从固体部分释放结合的淀粉、油和蛋白质；将淀粉转化为糖；由糖生产醇，以及回收醇。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.03.24 US 61/466,985;2011.06.24 US 61/501,0411.一种干研磨乙醇生产过程，该过程包括: 将玉米粒研磨成为颗粒； 将玉米颗粒与液体混合，以生产包括油、蛋白质、淀粉、纤维、胚芽和硬渣的浆料； 使所述浆料经历前端研磨方法，该方法包括: 将浆料分离成为包括纤维、硬渣和胚芽的固体部分以及包括油、蛋白质和淀粉液体部分；和 研磨分离的固体部分，以降低胚芽和硬渣的尺寸以及从固体部分释放结合的淀粉、油和蛋白质； 将淀粉转化为糖； 由糖生产醇，以及回收醇。2.根据权利要求1所述的过程，其中，所述过程还包括分离和回收纤维。3.根据权利要求2所述的过程，其中，分离和回收纤维包括在生产醇之前分离和回收纤维。4.根据权利要求1所述 的过程，其中，分离和回收纤维包括在生产醇之后分离纤维，使纤维经历苛性物质处理，以及回收经处理的纤维。5.根据权利要求1所述的过程，其中，所述过程还包括在由糖生产醇以及回收醇之前，从液体部分分尚和回收油。6.根据权利要求5所述的过程，其中，从液体部分分离和回收油包括通过溶剂萃取来萃取油。7.根据权利要求1所述的过程，其中，所述过程还包括在由糖生产醇以及回收醇之前，将研磨的固体部分与液体部分合并。8.根据权利要求1所述的过程，其中，所述液体界定与玉米颗粒混合以产生浆料的逆流洗涤。9.根据权利要求1所述的过程，其中，使浆料经历前端研磨方法还包括:在研磨分离的固体部分之后，将研磨的固体部分分离成为包括纤维、硬渣和胚芽的第二固体部分以及包括油、蛋白质和淀粉的第二液体部分。10.根据权利要求9所述的过程，其中，使浆料经历前端研磨方法还包括:在将研磨的固体部分分离成为第二固体部分和第二液体部分之后，将固体部分分离成为包括纤维、硬渣和胚芽的第三固体部分以及包括油、蛋白质和淀粉的第三液体部分。11.根据权利要求10所述的过程，其中，所述过程还包括在由糖生产醇以及回收醇之前,从第三液体部分分尚和回收油。12.根据权利要求9所述的过程，其中，所述过程还包括研磨第二固体部分，以降低胚芽和硬渣的尺寸以及从纤维释放结合的淀粉、油和蛋白质。13.根据权利要求12所述的过程，其中，在研磨分离的第二固体部分之后，将研磨的第二固体部分分离成为包括纤维、硬渣和胚芽的第三固体部分以及包括油、蛋白质和淀粉的第三液体部分。14.根据权利要求13所述的过程，其中，所述过程还包括研磨第三固体部分，以降低胚芽和硬渣的尺寸以及从纤维释放结合的淀粉、油和蛋白质。15.根据权利要求9所述的过程，其中，所述第二液体部分界定在逆流装置中与玉米颗粒混合以产生浆料的液体。16.根据权利要求1所述的过程，其中，所述过程还包括分离和回收蛋白质。17.根据权利要求16所述的过程，其中，分离和回收蛋白质包括在回收醇之后分离和回收蛋白质。18.一种用于生产干研磨乙醇的系统，该系统包括: 研磨装置，其将玉米粒研磨成为颗粒； 浆料槽，在其中玉米颗粒与液体混合，以生产包括油、蛋白质、淀...
【专利技术属性】
技术研发人员：李介英，
申请(专利权)人：李氏技术，
类型：
国别省市：
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