基于選擇性發(fā)酵方法的粗糖及乙醇的制造方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)的課題在于，提供一種粗糖及乙醇的制造方法，在糖液的發(fā)酵期間蔗糖難以分解，粗糖的產(chǎn)量多，同時(shí)乙醇的產(chǎn)量也多。課題的解決方法是一種粗糖及乙醇的制造方法，其包含：加熱及凈化來自植物的糖液的工序、將凈化糖液的Brix值濃縮為15～50％的工序、將濃縮糖液冷卻到發(fā)酵溫度的工序、通過使?jié)饪s糖液發(fā)酵而將濃縮糖液中的蔗糖以外的糖分選擇性地轉(zhuǎn)換為乙醇的工序、以及將發(fā)酵液濃縮的工序。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及粗糖及乙醇的制造方法，更具體而言，涉及使來自植物的糖液發(fā)酵的粗糖及乙醇的制造方法。
技術(shù)介紹
來自植物的燃料用乙醇作為防止二氧化碳增加的代替汽油的液體燃料而受到期待，以往研究過用微生物使來自植物的糖液發(fā)酵來制造乙醇的方法。然而，如果將來自植物的糖液用作制造乙醇的原料，則存在著作為食品的粗糖的生產(chǎn)受到壓制的問題。作為解決這一問題的方法，專利文獻(xiàn)1中記載了一種粗糖及乙醇的制造方法，其不會(huì)導(dǎo)致粗糖產(chǎn)量的減少，能夠通過燃燒來自甘蔗的壓榨殘?jiān)玫降哪芰縼硖峁┰谥圃齑痔羌耙掖嫉墓ば虻戎兴牡膸缀跞康哪芰俊Ａ硗猓瑢＠墨I(xiàn)2中記載了一種粗糖及乙醇的制造方法，為了進(jìn)一步提高粗糖及乙醇的制造效率，首先使用不含蔗糖分解酶的酵母使來自植物的糖液發(fā)酵，進(jìn)行加熱及過濾器過濾，從而凈化發(fā)酵液，通過將經(jīng)過凈化的糖液濃縮來分離發(fā)酵后糖液中所含的乙醇，并使蔗糖結(jié)晶化。該方法的特征在于有效利用現(xiàn)有的粗糖制造工序，利用一直以來用于蒸發(fā)糖液中的水分的濃縮工序，同時(shí)使乙醇蒸發(fā)。來自植物的糖液，例如甘蔗榨汁液等具有適于利用酵母進(jìn)行乙醇發(fā)酵的糖濃度、溫度。通常，來自植物的糖液，例如甘蔗榨汁液等首先被加熱，在來自原料的微生物被殺滅、糖液中的蛋白質(zhì)析出后，經(jīng)過凈化工序，用于制造粗糖、乙醇，所述凈化工序是加入石灰、絮凝劑等添加劑使雜質(zhì)沉降分離。由此，由于凈化工序后的糖液的溫度變成了不適于乙醇發(fā)酵的高溫，因此專利文獻(xiàn)2的方法的特征在于發(fā)酵工序是針對(duì)凈化工序前的糖液進(jìn)行。然而，如果采用專利文獻(xiàn)2的方法，則由于是使加熱前的未殺菌的來自植物的糖液發(fā)酵，因此，例如在轉(zhuǎn)化糖較多的糖液中發(fā)酵時(shí)間延長(zhǎng)的情況下，在糖液發(fā)酵期間，因除酵母以外的微生物的混入而被分解的蔗糖的量較多，從而難以增加粗糖的產(chǎn)量。另外，由于這樣的微生物還將分解了的糖分轉(zhuǎn)化成乳酸、醋酸等其他物質(zhì)，因此，在增加乙醇的產(chǎn)量方面也存在限度。另外，由于來自植物的糖液中通常含有大量的雜質(zhì)、微生物等，因此難以進(jìn)行酵母的重復(fù)利用，特別是難以實(shí)行使凝聚性酵母一直存在于發(fā)酵槽中、不分離酵母而連續(xù)地進(jìn)行發(fā)酵這樣的效率良好的發(fā)酵方法。而且，在發(fā)酵后的凈化工序中，在將經(jīng)過加熱的發(fā)酵液在沉淀槽中靜置時(shí)，由于通常的沉淀槽是大氣開放類罐，因此，存在著一部分被加熱的乙醇蒸發(fā)、最終的乙醇回收量減少的問題。在PCT/JP2013/074519號(hào)說明書中，記載有一種粗糖及乙醇的制造方法，其將從植物中搾汁的糖液加熱及凈化，然后，使所得的凈化糖液發(fā)酵，其后，進(jìn)行濃縮。通過在使搾汁糖液進(jìn)行乙醇發(fā)酵前對(duì)其凈化，可以獲得防止微生物的污染、提高粗糖及乙醇的產(chǎn)量等效果，利用該方法可以解決上述問題。然而，如果考慮作為企業(yè)以工業(yè)化規(guī)模實(shí)施的必要性，則上述粗糖及乙醇的制造方法最好進(jìn)一步提高能量效率。專利文獻(xiàn)3中記載了對(duì)于含有蔗糖及果糖聚合物的基質(zhì)的水溶液，使用能使葡萄糖發(fā)酵為乙醇但不能水解果糖聚合物或蔗糖的酵母，來選擇性地使葡萄糖進(jìn)行乙醇發(fā)酵。含有蔗糖及果糖聚合物的基質(zhì)是通過使果糖基轉(zhuǎn)移酶及葡萄糖異構(gòu)酶同時(shí)作用于含有蔗糖的基質(zhì)而制備的。作為含有蔗糖的基質(zhì)，可以列舉糖蜜(molasses)等。專利文獻(xiàn)3的專利技術(shù)以糖蜜等為原料，其目的在于提供果糖含量高的甜糖漿。糖蜜是使粗糖從糖液中結(jié)晶化并回收后的殘?jiān)从涩F(xiàn)有的粗糖制造方法得到的殘?jiān)牵瑢＠墨I(xiàn)3的專利技術(shù)并非如專利文獻(xiàn)2那樣是有效利用現(xiàn)有的粗糖制造工序的方法，其目標(biāo)產(chǎn)物也不同。含有大量果糖的糖漿蔗糖含量較低，不僅消耗了葡萄糖，還消耗了蔗糖。本申請(qǐng)專利技術(shù)以提高作為蔗糖結(jié)晶的粗糖的收率為目的，涉及一種利用葡萄糖和果糖的選擇性發(fā)酵來提高糖液的純糖率、即在全部可溶性固體成分中所占的蔗糖含有比率而提高粗糖的結(jié)晶回收效率的技術(shù)，因此專利文獻(xiàn)3的專利技術(shù)與本申請(qǐng)專利技術(shù)的解決問題不同。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1:日本特開2004 - 321174號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2:日本專利第4883511號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3:美國專利第4335207號(hào)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
專利技術(shù)所要解決的問題本專利技術(shù)是解決上述現(xiàn)有問題的專利技術(shù)，其目的在于提供一種粗糖及乙醇的制造方法，其可以有效利用現(xiàn)有的粗糖制造工序，不使蔗糖在糖液發(fā)酵期間分解，增加粗糖的回收量，同時(shí)還增加乙醇的回收量。用于解決問題的方法本專利技術(shù)提供一種粗糖及乙醇的制造方法，其包含: 加熱及凈化來自植物的糖液的工序、將凈化糖液的Brix值濃縮為15?50%的工序、將濃縮糖液冷卻到發(fā)酵溫度的工序、通過使?jié)饪s糖液發(fā)酵而將濃縮糖液中的蔗糖以外的糖分選擇性地轉(zhuǎn)換為乙醇的工序、及將發(fā)酵液濃縮的工序。另外，本專利技術(shù)提供一種粗糖及乙醇的制造方法，其包含:加熱及凈化來自植物的糖液的工序；將凈化糖液導(dǎo)入多效用蒸發(fā)罐的工序；通過在使之通過位于多效用蒸發(fā)罐的最開始的位置的蒸發(fā)罐后、且導(dǎo)入位于最后面的位置的蒸發(fā)罐前取出凈化糖液而將凈化糖液濃縮的工序；將濃縮糖液冷卻到發(fā)酵溫度的工序；通過使?jié)饪s糖液發(fā)酵而將濃縮糖液中的蔗糖以外的糖分選擇性地轉(zhuǎn)換為乙醇的工序；將發(fā)酵液加熱到濃縮溫度的工序 '及通過使之通過位于被取出濃縮糖液的蒸發(fā)罐的下一個(gè)位置的蒸發(fā)罐而將發(fā)酵液濃縮的工序。在某個(gè)方式中，通過在使之通過位于多效用蒸發(fā)罐的最開始的位置的蒸發(fā)罐后、且導(dǎo)入位于最后面的位置的蒸發(fā)罐前取出凈化糖液而將凈化糖液的Brix值調(diào)節(jié)為15?40%。在某個(gè)方式中，所述發(fā)酵使用蔗糖非同化性酵母進(jìn)行。在某個(gè)方式中，所述發(fā)酵使用不具有蔗糖分解酶的酵母進(jìn)行。在某個(gè)方式中，所述發(fā)酵在蔗糖分解酶抑制劑的存在下進(jìn)行。在某個(gè)方式中，所述植物是選自甘蔗、甜菜、桄榔、糖楓、高粱中的至少一種。專利技術(shù)效果根據(jù)本專利技術(shù)的方法，由于使用經(jīng)過加熱及凈化的糖液進(jìn)行發(fā)酵，因此即使在含有大量轉(zhuǎn)化糖的糖液中發(fā)酵時(shí)間延長(zhǎng)的情況下，在糖液發(fā)酵期間蔗糖也不易分解，粗糖的產(chǎn)量高，同時(shí)乙醇的產(chǎn)量也變高。另外，由于供發(fā)酵用的糖液通過加熱進(jìn)行了微生物的滅活及通過除雜進(jìn)行了凈化，因此酵母被混入的微生物、雜質(zhì)污染的情況不易發(fā)生，可以容易地進(jìn)行酵母的回收及再利用。此外，在使用凈化液的情況下，發(fā)酵槽中不會(huì)蓄積微生物、雜質(zhì)，可以利用具有凝聚性的酵母，因此不再需要酵母分離機(jī)，可以縮短工序時(shí)間。而且，由于發(fā)酵后不經(jīng)過沉淀槽而直接濃縮，因此還可以消除因沉淀槽中的蒸發(fā)而導(dǎo)致的乙醇損失。此外，本專利技術(shù)的方法的熱利用效率優(yōu)異，乙醇的生產(chǎn)效率也優(yōu)異。此處，所謂乙醇的生產(chǎn)效率，是指每單位時(shí)間的乙醇生產(chǎn)量或每單位設(shè)備容積的乙醇生產(chǎn)量。另外，利用本專利技術(shù)的方法，可以實(shí)現(xiàn)發(fā)酵設(shè)備的小型化、設(shè)置成本的降低等。【附圖說明】圖1是參考例1中米用的過程的流程圖。圖2是表示參考例1的過程的物料收支的圖。圖3是表示比較例1的過程的物料收支的圖。圖4是作為本申請(qǐng)專利技術(shù)的一例的過程的流程圖。圖5是表示實(shí)施例1的過程的物料收支的圖。圖6是表示實(shí)施例2的過程的物料收支的圖。圖7是表示實(shí)施例3的過程的物料收支的圖。圖8是表示實(shí)施例4的過程的物料收支的圖。【具體實(shí)施方式】本專利技術(shù)的方法中，成為來自植物的糖液的原料的植物是可以蓄積糖分的植物。其中，優(yōu)選所謂的砂糖的原料作物。作為砂糖的原料作物，具體而言，可以舉出甘蔗、甜菜、桄榔、糖楓、高梁等。特別優(yōu)選的植物是甘蔗及甜菜。這些植物糖分的蓄積量多，存在以這些植物為原料的制糖工廠，因此可以容易地引入本專利技術(shù)。 來本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種粗糖及乙醇的制造方法，其包含：加熱及凈化來自植物的糖液的工序、將凈化糖液的Brix值濃縮為15～50％的工序、將濃縮糖液冷卻到發(fā)酵溫度的工序、通過使?jié)饪s糖液發(fā)酵而將濃縮糖液中的蔗糖以外的糖分選擇性地轉(zhuǎn)換為乙醇的工序、以及將發(fā)酵液濃縮的工序。

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：小原聰，鍛和利，日高秀德，鹽浦惠，浜田洋輔，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：朝日集團(tuán)控股株式會(huì)社，新光糖業(yè)株式會(huì)社，
類型：發(fā)明
國別省市：日本;JP