薯类原料预处理方法 |
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| 申请号 | CN201310186030.1 | 申请日 | 2013-05-17 | 公开(公告)号 | CN103276021B | 公开(公告)日 | 2015-04-15 |
| 申请人 | 天津大学; | 发明人 | 张敏华; 余英哲; 耿中峰; 马静; 李桂明; 李永辉; 董秀芹; 吕惠生; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种薯类原料预处理方法,薯类原料送至原料筛分机，通过对薯类原料进行筛分操作, 筛上物 为脱除了砂石等杂质的薯 块 ,薯块送入薯块 粉碎 机粉碎， 筛下物 为富集了砂石等杂质的薯粉,薯粉与一定量的 水 、 液化 酶在一次液化装置中混合进行一次液化操作，使富集砂石等杂质的薯粉中的 淀粉 转化为溶于水的 葡萄糖 及多聚糖等还原糖，对一次液化操作得到的液化醪进行固液分离，脱除液化醪中的大量砂石及 纤维 等固相物,固液分离装置排除的清液与来自薯块粉碎机的薯粉混合，并在二次液化装置中进行二次液化操作，得到符合下游生产要求的液化醪，彻底解决了采用薯类原料生产 生物 制品，由于原料杂质较多，生产装置不能长周期、稳定、高效运行，以及能耗物耗高等难题。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种薯类原料预处理方法，其特征是薯类原料送入原料筛分机将原料进行筛分；原料筛分机的筛下物为富集了砂石杂质的薯粉，原料筛下物送至一次液化装置与拌料水混合进行液化操作，一次液化装置排出的液化醪送至糖化装置进行糖化操作，同时添加糖化酶，糖化装置排出的糖化醪再送至固液分离器将含有砂石杂质的固相物脱除；原料筛分机筛上物送入薯块粉碎机粉碎，固液分离器得到的糖化醪清液与粉碎后的薯粉在二次液化装置中混合进行二次液化操作，得到脱除砂石及纤维杂质的液化醪和糖化醪混合物料。 |
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| 说明书全文 | 薯类原料预处理方法技术领域[0001] 本发明涉及一种薯类原料预处理方法。薯类原料中的杂质主要包括砂石和纤维等杂质，过量的杂质影响以薯类为原料生产乙醇、丁醇及有机酸等生物基制品的生产装置的长周期、稳定、高效运行。本发明提出的薯类原料筛分液化除杂预处理方法，使薯类原料中的砂石和纤维等杂质实现有效脱除，制备出高固含量（固含物包括可溶性固体及不可溶性固体）的液化醪(简称液化醪)，解决了困扰薯类原料工业利用的技术及工程难题。 背景技术[0002] 近年来，世界范围内生物领域的技术发展趋势，以及我国能源及产业结构调整政策的导向，以“非粮为主”发展生物基制品及化学品的原则已成为人们的共识。作为生物基产业发展的基础原料葡萄糖及多聚糖是许多药品和食品、饲料、燃料的基础原料。随着全球矿物资源的日渐枯竭，原料可再生的葡萄糖作为二十一世纪绿色化学工业的基本原料，将成为基本石油化工原料的理想替代物，大量低成本地获得葡萄糖及多聚糖是降低发酵等产品成本的关键。 [0003] 葡萄糖及多聚糖生产原料主要包括淀粉原料、糖质原料、木质纤维素原料等。薯类原料属于淀粉质原料，主要包括木薯和红薯，薯类原料通过原料预处理、液化、糖化过程制备含有葡萄糖及多聚糖的液化醪或糖化醪，以此为原料可生产葡萄糖、多聚糖及下游生物基制品及化学品，薯类原料是目前可以实现大规模工业化，且经济上可行的制备平台化合物葡萄糖及多聚糖的非粮原料之一。 [0004] 收获的鲜薯原料通常要加工成薯块，在土地上露天条件下晾干后以干薯片形式储存,作为薯类原料使用。薯类原料主要指干薯片，干薯片受晾干工艺，以及原料运输储存所需包装物的影响，薯类原料中通常含有约1%～10%的砂石和纤维等杂质，如果不采取有效的除杂措施，会造成薯类原料制备的物料粉浆中也含有大量的砂石和纤维等杂质。原料中的过多杂物会造成原料利用生产过程中设备和管路的堵塞和磨蚀，生产装置不能长周期稳定运行，必须定期对设备和管线进行清理，磨蚀严重的要频繁更换；同时造成发酵等生产过程控制困难，如果采用该原料制备液化醪,固含量较低，例如生产酒精，实现酒精浓醪发酵困难，成熟醪的酒精体积浓度（俗称酒度）通常小于10%，如果实现浓醪发酵操作，成熟醪的酒精体积浓度（俗称酒度）通常大于12%，低酒度成熟醪制备及后续加工过程能耗物耗高，产品质量不稳定，亟待发现有效手段，实现薯类（也称薯干）原料的脱砂除杂的有效预处理。 发明内容[0005] 薯类原料也称薯干原料，薯类原料通常大部分为块状，同时还含有质量比约5%～30%的细粉，原料中质量比90%以上的砂石杂质等杂质主要存在于原料细粉中，薯块表面也沾附少量砂石等杂质，影响薯类原料的生产利用，生产装置不能长周期、稳定、高效运行。传统的薯类原料利用工艺，为了脱除薯类原料中的砂石等杂质，通常将薯类原料全部粉碎后加水制备粉浆，通过对粉浆进行沉降或旋液分离等操作进行砂石等杂质的脱除，为了提高脱除效率，需要降低粉浆黏度，一般将粉浆固含量浓度配制较低，通常总固质量比小于20%，虽然配制粉浆的总固质量比小于20%，但粉浆的黏度还是较大，造成粉浆中所含砂石等杂质的脱除率低，通常小于20%，脱除的砂石等杂质中淀粉通常质量比含量大于20%，原料预处理过程中淀粉损失大,粉浆浓度低,拌料水用量大,造成薯类原料利用成本较高。 [0006] 本发明涉及的一种薯类原料筛分液化预处理方法，参见附图：薯类原料筛分、液化、糖化及水洗预处理方法流程图（图-1）；薯类原料筛分液化预处理方法流程图（图-2）；薯类原料筛分、液化及糖化预处理方法流程图（图-3），叙述如下： [0008] 首先对薯类原料进行风选，脱除薯类原料中的石块、铁块等大块杂物，风选后的薯类原料送至原料筛分机，如果原料中没有石块、铁块等大块杂物，可以将薯类原料不经过风选操作直接送至原料筛分机，通过对薯类原料进行筛分操作,同时使薯块表面沾附的砂石杂质磨蚀脱落，薯块与薯粉分离，筛上物为脱砂后的薯块，筛下物薯粉中富集了原料中90%以上的砂石等杂质，脱砂后的薯块送入薯块粉碎机粉碎，粉碎后的薯粉送入薯粉筛分机脱除纤维等杂质，筛下物薯粉送至送至二次液化装置，如果薯块粉碎机得到薯粉含有较少的纤维等杂质，粉碎后的薯粉可以直接送至二次液化装置。 [0009] 原料筛分机筛下物富集砂石等杂质的薯粉，薯粉量为总物料量的5%～30%，与拌料水、液化酶混合，其中拌料水量与总薯类原料量的质量比小于等于7/3,拌料水质量同时要满足二次液化装置得到的液化醪中的总固含物浓度大于30%，总薯类原料量要扣除砂石等杂质量，液化醪中的总固含物包括可溶性固体和不可溶性固体，液化酶为内切酶，主要作用是将长链淀粉分割为短链糊精，便于糖化酶的利用，粉浆在一定温度下进行一次液化操作，使富集砂石等杂质的薯粉中的淀粉转化为溶于水的糊精等多聚糖，并得到液化醪物料，一次液化装置排出的液化醪再送至固液分离器，通过固液分离操作，将液化醪中含有的大量砂石及纤维等固相物全部脱除。该过程配制的粉浆由于薯粉量为总物料量的5%～30%，拌料水相对较多,用于除砂的粉浆总固含量浓度通常小于10%，粉浆黏度小于总固含量浓度20%的粉浆，并通过液化操作，液化醪黏度进一步降低，通过液固分离操作，液化醪中所含的砂石等杂质全部脱除，且脱除的砂石等固相物中水和淀粉含量较低,脱除的砂石等杂质中淀粉及可发酵糖通常含量大于3%，二次液化醪浓度控制一次液化装置拌料水的加入量。 [0010] 固液分离器得到的液化醪清液与来自薯粉筛分机脱除纤维等杂质的薯粉送至二次液化装置进行二次混合拌料，可以添加一定量的液化酶，在一定温度下进行二次液化操作，使加入的薯粉中的淀粉转化为溶于水的糊精等多聚糖，得到符合下游生产要求的液化醪，二次液化得到的液化醪中的总固含物浓度实现大于30%，彻底解决了采用薯类原料生产生物制品，由于杂质较多，生产装置不能长周期、稳定、高效运行，用水量大、能耗物耗高的难题。 [0011] 为了进一步降低液化醪的黏度，提高固液分离效率，降低原料中淀粉及可发酵糖等的损失,也可以将一次液化操作得到的液化醪添加糖化酶后送至糖化装置，使液化醪中的淀粉、糊精等多聚糖转化为葡萄糖等，糖化装置送出的糖化醪的黏度比液化醪低,糖化醪的液固分离操作效果好，降低了送至废物处理系统固相物中残留的淀粉、糊精等还原糖的量，提高了薯类原料的淀粉收率，糖化操作中添加的糖化酶为外切酶，其主要作用是将液化醪中的淀粉、糊精等多聚糖转化为葡萄糖。糖化操作得到的糖化醪再送入固液分离器脱砂石等固相物杂质，得到的糖化醪清液再与来自薯粉筛分机的薯粉混合，同时可以二次添加液化酶，在一定温度下进行二次液化操作，使加入的薯粉中的淀粉转化为溶于水的糊精等多聚糖，并得到符合下游生产要求的液化醪或糖化醪与液化醪的混合物料。 [0012] 二次液化得到的液化醪或糖化醪与液化醪的混合物料中的总固含物浓度大于30%，总固含物包括可溶性固体和不可溶性固体。 [0013] 一次液化装置得到的液化醪或糖化装置得到的糖化醪通过固液分离器处理，脱除的含砂石的固相物采用多级水冲洗，回收固相物中残余的淀粉及糖等，脱除的含砂石的固相物多级水冲洗后残余的淀粉及糖含量小于3%，送至废物处理系统，冲洗回收水作为拌料水返回一次液化装置回收利用，如果固液分离器处理排出的含砂石的固相物较少，且淀粉及还原糖等也较少，脱除的含砂石的固相物可以不经过多级水冲洗操作，直接送至废物处理系统。 [0014] 一次液化装置及二次液化装置操作范围为30～140℃，为了提高薯类原料液化效率，当一次液化装置或二次液化装置的液化操作温度小于100℃时，一次液化装置及二次液化装置的液化操作过程需要添加液化酶；另外，为了降低生产成本，充分利用高温水对于薯类原料液化的强化作用，当一次液化装置或二次液化装置的液化操作温度大于等于100℃时，一次液化装置及二次液化装置的液化操作过程不添加液化酶。 [0015] 本发明涉及的一种薯类原料预处理方法的具体技术方案及特征如下： [0016] 所述的一种薯类原料预处理方法（参见附图-2：薯类原料筛分液化预处理方法流程图），薯类原料送入原料筛分机将原料进行筛分；筛下物为富集了砂石杂质的薯粉，原料筛下物送至一次液化装置与拌料水混合进行液化操作，一次液化装置排出的液化醪送至固液分离器，将液化醪中含有砂石杂质的固相物脱除，液化醪清液送入二次液化装置；原料筛上物送入薯块粉碎机粉碎，薯块粉碎机排出的薯粉送入二次液化装置，粉碎后的薯粉与固液分离器得到的液化醪清液在二次液化装置中混合进行二次液化操作，二次液化装置排出液化醪。 [0017] 所述的一种薯类原料预处理方法（参见附图-1：薯类原料筛分、液化、糖化及水洗预处理方法流程图），含有石块、铁块的大块杂物的薯类原料，送至原料风选机，薯类原料通过风选机将原料中的石块、铁块的大块杂物脱除，风选后的薯类原料再送至原料筛分机。 [0018] 所述的一种薯类原料预处理方法，拌料水量与总薯类原料量的质量比小于等于7/3,并且拌料水的加入质量同时要满足二次液化装置得到的液化醪或液化醪与糖化醪混合物料中的总固含物的质量浓度大于30%，总薯类原料量要扣除原料中含砂石杂质的量，液化醪或液化醪与糖化醪混合物料中的总固含物包括可溶性固体和不可溶性固体。 [0019] 所述的一种薯类原料预处理方法（参见附图-1：薯类原料筛分、液化、糖化及水洗预处理方法流程图），原料筛分机排出的原料筛上物薯块送至薯块粉碎机粉碎，薯块粉碎机排出的薯粉送入薯粉筛分机脱除纤维等杂质筛上物，薯粉筛分机薯粉筛下物再与固液分离器得到的液化醪清液在二次液化装置中混合进行二次液化操作。 [0020] 所述的一种薯类原料预处理方法，一次液化装置及二次液化装置操作温度范围为30～140℃，当一次液化装置或二次液化装置的液化操作温度小于100℃时，液化操作过程添加液化酶。 [0021] 所述的一种薯类原料预处理方法，一次液化装置中配有液化罐、液化醪冷却设备或液化醪加热设备，当一次液化装置中的物料温度低于一次液化装置的操作温度的设定值时，开启一次液化装置的加热设备使一次液化装置的操作温度达到设定值，当一次液化装置中的物料温度高于一次液化装置的操作温度的设定值时，开启一次液化装置的冷却设备，降低一次液化装置的操作温度达到设定值。 [0022] 所述的一种薯类原料预处理方法，二次液化装置中配有液化罐、液化醪冷却设备或液化醪加热设备，当二次液化装置中的物料温度低于二次液化装置的操作温度的设定值时，开启二次液化装置的加热设备使二次液化装置的操作温度达到设定值，当二次液化装置中的物料温度高于二次液化装置的操作温度的设定值时，开启二次液化装置的冷却设备，降低二次液化装置的操作温度达到设定值。 [0023] 所述的一种薯类原料预处理方法（参见附图-1：薯类原料筛分、液化、糖化及水洗预处理方法流程图），固液分离器排出的含砂石杂质的固相物送至淀粉回收装置，通过水多级冲洗回收残留在固相物中的淀粉、葡萄糖及多聚糖等可发酵糖，冲洗后的主要含砂石及纤维的固相物送至废物处理系统，淀粉回收装置排出的冲洗回收水作为拌料水送入一次液化装置。 [0024] 所述的一种薯类原料预处理方法（参见附图-3：薯类原料筛分、液化及糖化预处理方法流程图），一次液化装置排出的液化醪送至糖化装置进行糖化操作，同时添加糖化酶，糖化装置排出的糖化醪再送至固液分离器将含有砂石杂质的固相物脱除，固液分离器得到的糖化醪清液与薯粉筛分机薯粉筛下物在二次液化装置中混合进行二次液化操作，得到脱除砂石及纤维杂质的液化醪和糖化醪混合物料。 [0025] 所述的一种薯类原料预处理方法，糖化装置中配有糖化罐、糖化醪冷却设备或糖化醪加热设备，糖化装置操作温度范围为25～80℃，当糖化装置中的物料温度低于糖化装置的操作温度的设定值时，开启糖化装置的糖化醪加热设备提高糖化装置的操作温度达到设定值，当糖化装置中的物料温度高于糖化装置的操作温度的设定值时，开启糖化装置的糖化醪冷却设备，降低糖化装置的操作温度达到设定值。 附图说明[0026] 图-1：薯类原料筛分、液化、糖化及水洗预处理方法流程图; [0027] 图-2：薯类原料筛分液化预处理方法流程图; [0028] 图-3：薯类原料筛分、液化及糖化预处理方法流程图。 具体实施方式[0029] 如附图说明（图-1：薯类原料筛分、液化、糖化及水洗预处理方法流程图；图-2：薯类原料筛分液化预处理方法流程图；图-3：薯类原料筛分、液化及糖化预处理方法流程图）所示，薯类原料预处理方法具体说明如下： [0030] 薯类原料送至原料风选机，通过薯类原料风选机将原料中的石块、铁块等大块杂物脱除，脱除的大块杂物送至废物处理系统，风选后的薯类原料再送至原料筛分机。 [0031] 如果薯类原料不含石块、铁块等大块杂物，薯类原料可以直接送至原料筛分机，薯类原料通常混有1%～10%的砂石和纤维等杂质，薯类原料中的砂石等杂质的90%以上小于2mm。薯类原料的形态为块状和粉状。原料筛分机可以是振动筛或滚筒筛等形式的筛分设备，通过对薯类原料的筛分处理，原料筛分机筛下物为富含砂石等杂质的薯粉，筛下物薯粉通常约占薯类原料总量的2％～30％，筛下物中砂石等杂质的含量为薯类原料中所含砂石等杂质总量的90％以上，筛下物薯粉量及其砂石等杂质含量与原料含砂石等杂质的量、筛分装置的孔径、筛分震动强度及物料间磨蚀强度有关，原料中所含长纤维杂质大部分存在于筛上物薯块原料中,原料筛上物薯块送至薯块粉碎机。 [0032] 薯块粉碎机排出的薯粉送入薯粉筛分机脱除纤维等杂质，纤维等杂质筛上物脱除送至废物处理系统，筛下物薯粉再送至二次液化装置，如果薯块粉碎机排出的薯粉中所含纤维等杂质不影响后续生产加工，薯粉也可以不经过薯粉筛分机直接送至二次液化装置。 [0033] 原料筛分机排出的原料筛下物收集后送至一次液化装置和拌料水混合，同时添加液化酶等进行液化操作，其中拌料水量与总薯类原料量的质量比小于等于7/3,拌料水量同时要满足二次液化装置得到的液化醪中的总固含物质量浓度大于30%，总薯类原料量要扣除砂石等杂质量，液化醪中的总固含物包括可溶性固体和不可溶性固体，粉浆总固含量浓度小于10%，拌料水加入量为冲洗水和直接送至一次液化装置的拌料水总和。 [0034] 通过在一次液化装置中的液化操作，筛下物中的薯粉中的大部分淀粉转化为溶于水的葡萄糖及多聚糖等，制备出液化醪，一次液化装置制备的液化醪可以直接送至固液分离器脱除砂石等固相杂质，也可以送至糖化装置进一步糖化降黏后再送至固液分离器脱除砂石等固相杂质。 [0035] 一次液化装置中配有液化罐、液化醪冷却或液化醪加热设备等，一次液化装置根据具体的预处理工艺选择配置液化醪冷却设备或液化醪加热设备，通过液化醪冷却设备或加热设备控制一次液化装置中物料的操作温度，一次液化装置操作温度的范围为30～140℃，当液化温度小于100℃时，液化操作过程添加液化酶。 [0036] 来自于一次液化装置富含砂石及纤维等固相物的液化醪送至固液分离器脱除主要含砂石等杂质的固相物，主要含砂石等杂质的固相物送至淀粉回收装置，通过水多级冲洗回收残留在固相物中的淀粉、葡萄糖及多聚糖等可发酵糖，冲洗后的主要含砂石及纤维等杂质的固相物再送至废物处理系统，淀粉回收装置排出的冲洗回收水作为拌料水送入一次液化装置。 [0037] 固液分离器得到的液化醪清液与来自薯块粉碎机或薯粉筛分机脱除纤维等杂质的薯粉混合，并添加一定量的液化酶，在一定温度下进行二次液化操作，得到符合下游生产要求的液化醪。 [0038] 二次液化装置中配有液化罐、液化醪冷却设备或液化醪加热设备等，二次液化装置根据具体的预处理工艺选择配置液化醪冷却设备或液化醪加热设备，通过液化醪冷却设备或液化醪加热设备控制二次液化装置中物料的操作温度，二次液化得到的液化醪或糖化醪与液化醪的混合物料中的总固含物浓度大于30%，二次液化装置操作温度范围为30～140℃，当液化温度小于100℃时，为了提高液化效果，液化操作过程需要添加液化酶。 [0039] 另外，为了进一步降低固液分离器进料的黏度，提高固液分离器脱杂的效率，减少糖及淀粉等还原糖的损失，一次液化装置排出的液化醪可以不直接送至固液分离器，而是先送至糖化装置，糖化装置同时添加糖化酶，使一次液化装置排出的液化醪进一步糖化，降低黏度，糖化装置排出的糖化醪再送至固液分离器脱除固相物，含砂石等杂质的固相物可直接排放至废物处理系统，也可送至淀粉回收装置,含砂石的固相物在淀粉回收装置中经过多级水冲洗后残余的淀粉及糖含量小于3%。 [0040] 糖化装置中配有糖化罐、糖化醪冷却设备或糖化醪加热设备等，糖化装置根据具体的预处理工艺选择配置糖化醪冷却设备或糖化醪加热设备，通过糖化醪冷却设备或加热设备控制糖化装置中物料的操作温度，糖化操作温度范围为25～80℃。 [0041] 来自粉碎机或薯粉筛分机筛下物与固液分离器得到的糖化醪清液在送入二次液化装置，在二次液化装置中混合进行二次液化操作，根据液化操作温度控制液化酶的加入，得到脱除砂石及纤维等杂质的液化醪和糖化醪混合物料，满足下游生产要求。 [0042] 实施例1： [0043] 以木薯干为原料，木薯干原料的淀粉含量为69%，采用工艺参见附图-2：薯类原料筛分液化预处理方法流程图,实现了木薯干原料中砂石和纤维等杂质的有效脱除。 [0044] 木薯干原料直接送至原料筛分机，送至原料筛分机的木薯干原料混有质量比为1%的砂石和纤维等杂质，原料筛分机是振动筛，原料筛分机筛下物为富含砂石等杂质的薯粉，筛下物薯粉约占薯类原料总质量比的10％，筛下物中砂石等杂质的含量为原料中所含砂石等杂质总质量比的95％以上,筛上物薯块送至薯块粉碎机，薯块粉碎机排出的薯粉送至二次液化装置。 [0045] 原料筛分机筛下物木薯粉收集后送至一次液化装置和拌料水混合，拌料水温度为常温,粉浆总固含量的质量浓度远远小于10%，通过一次液化装置拌料水加入量控制二次液化装置送出的液化醪总固含物的质量浓度为32%。通过在一次液化装置中的液化操作，薯粉中的淀粉转化为溶于水的葡萄糖及多聚糖等，制备出液化醪，一次液化装置制备的液化醪直接送至固液分离器，一次液化装置中液化操作温度为140℃。 [0046] 由于拌料水为常温,使进入一次液化装置的粉浆进料温度低于一次液化装置中物料的操作温度140℃时，需要开启一次液化装置的加热设备使一次液化装置中物料的操作温度稳定维持在140℃。 [0047] 一次液化装置排出的液化醪送至固液分离器脱除主要含砂石等杂质的固相物，主要含砂石等杂质的固相物直接送至废物处理系统，脱除的含砂石的固相物中的淀粉及糖等质量比含量小于3%。 [0048] 固液分离器得到的液化醪清液与来自薯块粉碎机的薯粉混合进行二次液化操作，得到符合下游生产要求的液化醪，二次液化装置的操作温度设定值为100℃,二次液化装置送出的液化醪的总固含量的质量比达到32％。 [0049] 木薯干原料通过筛分、液化等操作得到的液化醪中砂石和纤维等杂质的脱除率为质量比的95%，使利用该液化醪生产下游产品的生产装置能长周期、稳定、高效运行。 [0050] 实施例2： [0051] 以木薯干为原料，木薯干原料的淀粉含量为68%，采用工艺参见附图-1：薯类原料筛分、液化、糖化及水洗预处理方法流程图,实现木薯干原料中砂石和纤维杂质的有效脱除。 [0052] 木薯原料送至原料风选机，风选机的风源为空气，通过木薯原料风选机将原料中的石块、铁块等大块杂物脱除，脱除的大块杂物送至废物处理系统，风选后的木薯原料再送至原料筛分机。 [0053] 送至原料筛分机的木薯原料混有质量比为10%的砂石和纤维等杂质，木薯原料筛分机是振动筛形式的筛分设备，原料筛分机筛下物占木薯原料总质量比的30％，筛下物中砂石等杂质的含量为原料中所含砂石等杂质总质量比的95％以上,筛上物薯块送至薯块粉碎机。 [0054] 由于薯块粉碎机排出的薯粉中所含纤维等杂质较少，不影响后续加工利用，薯粉直接送至二次液化装置。 [0055] 原料筛分机筛下物收集后送至一次液化装置和拌料水混合，粉浆总固含量的质量浓度小于10%，同时添加液化酶等进行液化操作，一次液化操作温度为90℃，通过总拌料水加入量控制二次液化装置送出的液化醪总固含物质量浓度为30%,通过在一次液化装置中的液化操作，筛下物中的薯粉中的淀粉转化为溶于水的葡萄糖及多聚糖等，一次液化装置制备的液化醪可以直接送至固液分离器。 [0056] 由于拌料水为常温,使进入一次液化装置的粉浆进料温度低于一次液化装置中物料的操作温度90℃时，需要开启一次液化装置的加热设备使一次液化装置中物料的操作温度稳定维持在90℃。 [0057] 一次液化装置排出的液化醪不直接送至固液分离器，而是先送至糖化装置，同时添加糖化酶，糖化操作温度为58℃，糖化装置排出的糖化醪再送至固液分离器脱除固相物，含砂石等杂质的固相物也送至淀粉回收装置，通过水多级冲洗回收残留在固相物中的淀粉、葡萄糖及多聚糖等可发酵糖，冲洗后的含砂石及纤维等杂质的固相物送至废物处理系统，淀粉回收装置排出的冲洗回收水作为拌料水送入一次液化装置，通过糖化醪冷却设备控制糖化装置的操作温度。 [0058] 由于一次液化装置排出的液化醪物料温度90℃，高于糖化装置中物料的操作温度58℃,需要开启糖化装置的糖化醪冷却设备，使糖化装置中物料的操作温度稳定维持在58℃。 [0059] 薯粉筛分机筛下物与固液分离器得到的糖化醪清液再送入二次液化装置，在二次液化装置中混合进行二次液化操作，同时添加液化酶，二次液化装置的操作温度为80℃，得到脱除砂石及纤维等杂质的液化醪和糖化醪混合物料，二次液化装置送出的糖化醪和液化醪混合物料的总固的质量比浓度达到30％。 [0060] 由于二次液化装置的进料为糖化醪清液与薯粉的混合物料，进料温度低于二次液化装置的操作温度,需要开启二次液化装置的加热设备,使二次液化装置中物料的操作温度稳定维持在80℃。 [0061] 木薯干原料通过筛分、液化等操作得到的糖化醪和液化醪混合物料中砂石和纤维等杂质的脱除率为质量比的95%,脱除的含砂石的固相物多级水冲洗后残余的淀粉及糖等还原糖的质量比含量小于2%。 [0062] 实施例3： [0063] 以木薯干为原料，木薯干原料的淀粉的质量比含量为68%，采用工艺参见附图-1：薯类原料筛分、液化、糖化及水洗预处理方法流程图,实现木薯干原料中砂石和纤维等杂质的有效脱除。 [0064] 木薯原料送至原料风选机，风选机的风源为空气，通过木薯原料风选机将原料中的石块、铁块等大块杂物脱除，脱除的大块杂物送至废物处理系统，风选后的木薯原料再送至原料筛分机。 [0065] 送至原料筛分机的木薯原料混有质量比为5%的砂石和纤维等杂质，木薯原料筛分机是滚筒筛形式的筛分设备，原料筛分机筛下物占木薯原料总质量比的20％，筛下物中砂石等杂质的含量为原料中所含砂石等杂质总质量比的92％以上,筛上物薯块送至薯块粉碎机。 [0066] 薯块粉碎机排出的薯粉先送入薯粉筛分机脱除纤维等杂质，筛上物纤维等杂质脱除送至废物处理系统，筛下物薯粉再送至二次液化装置。 [0067] 原料筛分机筛下物收集后送至一次液化装置和拌料水混合，同时添加液化酶等进行液化操作，通过总拌料水加入量控制二次液化装置送出的液化醪总固含物质量浓度为30%,拌料水温度为40℃，一次液化装置制备的液化醪可以直接送至固液分离器,一次液化操作温度为30℃。 [0068] 由于拌料水温度为40℃,使一次液化装置的粉浆进料温度高于一次液化装置中物料的操作温度30℃时，需要开启一次液化装置的冷却设备使一次液化装置中物料的操作温度稳定维持在30℃。 [0069] 一次液化装置排出的液化醪不直接送至固液分离器，而是先送至糖化装置，同时添加糖化酶，糖化装置排出的糖化醪再送至固液分离器脱除固相物，含砂石等杂质的固相物也送至淀粉回收装置，通过水多级冲洗回收残留在固相物中的淀粉、葡萄糖及多聚糖等可发酵糖，冲洗后的含砂石及纤维等杂质的固相物送至废物处理系统，淀粉回收装置排出的冲洗回收水作为拌料水送入一次液化装置，通过糖化醪冷却设备控制糖化装置的操作温度，糖化操作温度为80℃。 [0070] 由于糖化装置的进料为一次液化装置排出的液化醪，液化醪物料温度为30℃，低于糖化装置中物料的操作温度80℃,需要开启糖化装置的糖化醪加热设备，使糖化装置的操作温度稳定维持在80℃。 [0071] 薯粉筛分机筛下物与固液分离器得到的糖化醪清液再送入二次液化装置，在二次液化装置中混合进行二次液化操作，同时添加液化酶，得到脱除砂石及纤维等杂质的液化醪和糖化醪混合物料，二次液化装置的操作温度为90℃，二次液化装置送出的糖化醪和液化醪混合物料的总固含量的质量浓度可达到30％。 [0072] 由于二次液化装置的进料为糖化醪清液与薯粉的混合物料，进料温度低于二次液化装置中物料的操作温度,需要开启二次液化装置的加热设备,使二次液化装置的操作温度稳定维持在90℃。 [0073] 木薯干原料通过筛分、液化等操作得到的糖化醪和液化醪混合物料中砂石和纤维等杂质脱除率为质量比的92%,脱除的含砂石的固相物多级水冲洗后残余的淀粉及糖的质量比含量小于2%，。 [0074] 实施例4： [0075] 以木薯干为原料，木薯干原料的淀粉含量的质量比为68%，采用工艺参见附图-1：薯类原料筛分、液化、糖化及水洗预处理方法流程图,实现木薯干原料中砂石和纤维等杂质的有效脱除。 [0076] 木薯原料送至原料风选机，通过木薯原料风选机将原料中的石块、铁块等大块杂物脱除，脱除的大块杂物送至废物处理系统，风选后的木薯原料再送至原料筛分机。 [0077] 送至原料筛分机的木薯原料混有质量比为3%的砂石和纤维等杂质，木薯原料筛分机是滚筒筛形式的筛分设备，原料筛分机筛下物占木薯原料总质量比的15％，筛下物中砂石等杂质的含量为原料中所含砂石等杂质总质量比的91％以上,筛上物薯块送至薯块粉碎机。 [0078] 薯块粉碎机排出的薯粉先送入薯粉筛分机脱除纤维等杂质，筛上物纤维等杂质脱除送至废物处理系统，筛下物薯粉再送至二次液化装置。 [0079] 原料筛分机筛下物收集后送至一次液化装置和拌料水混合进行液化操作，粉浆总固含量质量浓度小于10%，总拌料水加入量通过控制二次液化装置送出的液化醪总固含物质量浓度为33%推算,通过在一次液化装置中的液化操作，筛下物中的薯粉中的淀粉转化为溶于水的葡萄糖及多聚糖等，一次液化装置制备的液化醪可以直接送至固液分离器,一次液化操作温度为100℃。 [0080] 由于拌料水为常温,使进入一次液化装置的粉浆进料温度低于一次液化装置中物料的操作温度100℃时，需要开启一次液化装置的加热设备使一次液化装置的操作温度稳定维持在100℃。 [0081] 一次液化装置排出的液化醪直接送至固液分离器，含砂石等杂质的固相物也送至淀粉回收装置，通过水多级冲洗回收残留在固相物中的淀粉、葡萄糖及多聚糖等可发酵糖，冲洗后的含砂石及纤维等杂质的固相物送至废物处理系统，淀粉回收装置排出的冲洗回收水作为拌料水送入一次液化装置。 [0082] 薯粉筛分机筛下物与固液分离器得到的液化醪清液在送入二次液化装置，在二次液化装置中混合进行二次液化操作，同时添加液化酶，得到脱除砂石及纤维等杂质的液化醪，二次液化装置的操作温度为30℃，二次液化装置送出的糖化醪和液化醪混合物料的总固含量质量比可达到33％。 [0083] 由于二次液化装置进料为液化醪清液与薯粉的混合物料，物料温度高于二次液化装置中物料的操作温度,需要开启二次液化装置的冷却设备,使二次液化装置的操作温度稳定维持在30℃。 [0084] 木薯干原料通过筛分、液化等操作得到的液化醪物料中砂石和纤维等杂质脱除率为质量比的91%,脱除的含砂石的固相物多级水冲洗后残余的淀粉及糖含量的质量比小于1.5%。 [0085] 实施例5： [0086] 以红薯干为原料，红薯干原料的淀粉含量为质量比64%，采用工艺参见附图-1：薯类原料筛分、液化、糖化及水洗预处理方法流程图,实现红薯干原料中砂石和纤维等杂质的有效脱除。 [0087] 红薯干原料(也称薯干原料)送至原料风选机，通过红薯原料风选机将原料中的石块、铁块等大块杂物脱除，脱除的大块杂物送至废物处理系统，风选后的红薯原料再送至原料筛分机。 [0088] 送至原料筛分机的红薯原料混有质量比为5%的砂石和纤维等杂质，红薯原料筛分机是滚筒筛等形式的筛分设备，原料筛分机筛下物占红薯原料总质量比的10％，筛下物中砂石等杂质的含量为原料中所含砂石等杂质总质量比的95％以上,筛上物薯块送至薯块粉碎机。 [0089] 薯块粉碎机排出的薯粉先送入薯粉筛分机脱除纤维等杂质，筛上物纤维等杂质脱除送至废物处理系统，筛下物薯粉再送至二次液化装置。 [0090] 原料筛分机筛下物收集后送至一次液化装置和拌料水混合，粉浆总固含量质量浓度小于10%，同时添加液化酶等进行液化操作，通过总拌料水加入量控制二次液化装置送出的液化醪总固含物浓度为质量比33%,通过在一次液化装置中的液化操作，筛下物中的薯粉中的淀粉转化为溶于水的葡萄糖及多聚糖等，一次液化操作温度为95℃。 [0091] 由于拌料水为常温,使进入一次液化装置的粉浆进料温度低于一次液化装置中物料的操作温度95℃时，需要开启一次液化装置的加热设备使一次液化装置的操作温度稳定维持在95℃。 [0092] 一次液化装置排出的液化醪送至糖化装置，同时添加糖化酶，糖化装置排出的糖化醪再送至固液分离器脱除固相物，含砂石等杂质的固相物也送至淀粉回收装置，通过水多级冲洗回收残留在固相物中的淀粉、葡萄糖及多聚糖等可发酵糖，冲洗后的含砂石及纤维等杂质的固相物送至废物处理系统，淀粉回收装置排出的冲洗回收水作为拌料水送入一次液化装置，通过糖化醪冷却设备控制糖化装置的操作温度，糖化操作温度为58℃。 [0093] 由于糖化装置的进料为一次液化装置排出的液化醪，液化醪物料温度为95℃，高于糖化装置中物料的操作温度58℃,需要开启糖化装置的糖化醪冷却设备，使糖化装置的操作温度稳定维持在58℃。 [0094] 薯粉筛分机筛下物与固液分离器得到的糖化醪清液在送入二次液化装置，在二次液化装置中混合进行二次液化操作，得到脱除砂石及纤维等杂质的液化醪和糖化醪混合物料，二次液化装置的操作温度为100℃，二次液化装置送出的糖化醪和液化醪混合物料的总固含量可达到质量比33%。 [0095] 由于二次液化装置进料为糖化醪清液与薯粉的混合物料，物料温度低于二次液化装置中物料的操作温度,需要开启二次液化装置的加热设备,使二次液化装置的操作温度稳定维持在100℃。 [0096] 红薯干原料通过筛分、液化等操作得到的糖化醪和液化醪混合物料中砂石和纤维等杂质的脱除率为质量比的95%,脱除的含砂石的固相物多级水冲洗后残余的淀粉及糖含量小于质量比1%，。 [0097] 实施例6： [0098] 以木薯干为原料，原料的淀粉含量为质量比67%，采用工艺参见附图-3：薯类原料筛分、液化及糖化处理方法流程图,实现木薯原料中砂石和纤维等杂质的有效脱除。 [0099] 木薯干原料送至原料筛分机，送至原料筛分机的木薯原料混有质量比为6%的砂石和纤维等杂质，木薯原料筛分机是滚筒筛等形式的筛分设备，原料筛分机筛下物占木薯原料总质量比的12％，筛下物中砂石等杂质的含量为原料中所含砂石等杂质总质量比的95％以上,筛上物薯块送至薯块粉碎机，薯块粉碎机排出的薯粉送至二次液化装置。 [0100] 原料筛分机筛下物收集后送至一次液化装置和拌料水混合，粉浆总固含量质量浓度小于10%，同时添加液化酶等进行液化操作，通过总拌料水加入量控制二次液化装置送出的液化醪总固含物浓度为质量比33%,通过在一次液化装置中的液化操作，筛下物中的薯粉中的淀粉转化为溶于水的葡萄糖及多聚糖等，一次液化操作温度为85℃。 [0101] 由于拌料水为常温,使进入一次液化装置的粉浆进料温度低于一次液化装置中物料的操作温度85℃时，需要开启一次液化装置的加热设备使一次液化装置的操作温度稳定维持在85℃。 [0102] 一次液化装置排出的液化醪送至糖化装置，同时添加糖化酶，糖化装置排出的糖化醪再送至固液分离器脱除固相物，含砂石等杂质的固相物送至废物处理系统，糖化操作温度设定值为56℃。 [0103] 由于糖化装置的进料为一次液化装置排出的液化醪，液化醪物料温度为85℃，高于糖化装置中物料的操作温度56℃,需要开启糖化装置的糖化醪冷却设备，使糖化装置的操作温度稳定维持在56℃。 [0104] 薯粉筛分机筛下物薯粉与固液分离器得到的糖化醪清液在送入二次液化装置，在二次液化装置中混合进行二次液化操作，得到脱除砂石及纤维等杂质的液化醪和糖化醪混合物料，二次液化装置的操作温度为100℃，二次液化装置送出的糖化醪和液化醪混合物料的总固含量可达到质量比33%。 [0105] 由于二次液化装置进料为糖化醪清液与薯粉的混合物料，物料温度低于二次液化装置中物料的操作温度,需要开启二次液化装置的加热设备,使二次液化装置的操作温度稳定维持在100℃。 [0106] 木薯干原料通过筛分、液化、糖化等操作得到的糖化醪和液化醪混合物料中砂石和纤维等杂质的脱除率为质量比的96%,脱除的含砂石的固相物中的淀粉及糖含量小于质量比1.2%。 [0107] 本发明公开和提出的方法和制备技术，本领域技术人员可通过借鉴本文内容，适当改变原料、工艺参数、结构设计等环节实现的技术方案都在本发明的保护范围中。 |
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