專利名稱：傳統(tǒng)白酒最大固體廢棄物丟糟的資源化和無害化處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種白酒釀造固體廢棄物的資源化和無害處理方法，屬環(huán)保領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
我們知道，傳統(tǒng)固態(tài)白酒生產(chǎn)是一個多步驟，生產(chǎn)周期較長的過程，每產(chǎn)出1噸60 度原酒，則有3-4噸丟糟。由于丟糟中的沉淀、纖維素、半纖維素強烈的吸附作用，水及許多有機(jī)物都被包裹在丟糟中。一般丟糟堆放2天后，由于空氣與微生物的作用，大量的有機(jī)廢水滲出，其平均CODcr高達(dá)5. 65*105mg/L。一般情況下，中小型酒業(yè)將丟糟積累到一定數(shù)量時售出。在丟糟滯留時間內(nèi)不可避免地造成當(dāng)?shù)厮h(huán)境污染。大型酒企都采用自行投入環(huán)保設(shè)施進(jìn)行處理。由于白酒丟糟中，除含白酒的香味成分外，還富含淀粉、粗蛋白、粗脂肪、糖類、纖維素、鈣、磷、鐵、氨基酸，干糟中除淀粉外，粗蛋白、粗脂肪等高能成分均相似于玉米。因此， 國內(nèi)對白酒丟糟的利用途徑有以下幾種方式
1、生產(chǎn)高蛋白飼料，采取的工藝為丟糟一固液初步分離一干燥(14(Tl6(rC) 粉碎 —出售。在施行干燥過程中，一般用滾筒熱風(fēng)干燥機(jī)，流化床干燥器或氣流式干燥。此種方法還要對分離出的有機(jī)廢水進(jìn)一步生化處理。在干燥中，許多香味成分和有機(jī)物被排放，造成空氣污染。2、制取沼氣，采用工藝為丟糟一固液分離一糟液經(jīng)厭氧一厭氧發(fā)酵一沼氣。 生產(chǎn)沼氣的方式只利用了糟液，但殘留的糟渣仍需處理，生化沼氣后的沼泥量大，處理后的 CODcr—般在IOOOOmgL左右，還需二次生化處理才能達(dá)標(biāo)排放。此法一次性投入大，運行成本高。3、制作農(nóng)肥，采用工藝為丟糟一固液分離一摻入塘泥一農(nóng)民自用。雖然可改變貧瘠土地泥土結(jié)構(gòu)，增加有機(jī)物，提高土地肥力，使農(nóng)業(yè)增產(chǎn)，但此法仍然將許多有機(jī)物排放入大氣。若用于食用菌生產(chǎn)，培養(yǎng)體也會造成二次固體廢棄物的環(huán)境污染，在經(jīng)濟(jì)上收益甚微。4、用于養(yǎng)殖業(yè)，將丟糟適當(dāng)調(diào)整酸度后堆積發(fā)酵，讓可激發(fā)有機(jī)物釋放后，養(yǎng)殖蠅蛆、蚯蚓等。也有利用丟糟提取飼料蛋白，制取甘油等處理方法。以上這些方法對解決釀酒固體廢棄物丟糟的環(huán)境污染有一定的作用，但經(jīng)濟(jì)上收益甚微。而在擁有十分巨大白酒消費群體的中國，通過白酒自身發(fā)酵的副產(chǎn)物和廢棄物，生產(chǎn)發(fā)酵釀造調(diào)味液(天然香精)，無疑對社會效益和經(jīng)濟(jì)效益都將產(chǎn)生巨大的作用，尤其是白酒最大固體廢棄物丟糟的無害化處理方法目前在國內(nèi)外均未見相關(guān)報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種白酒最大固體廢棄物丟糟的資源化和無害化處理方法，其利用丟糟中殘淀、殘?zhí)?，先?jīng)糖化酶、纖維素酶、酸性蛋白酶、耐高溫活性干酵母和中溫大曲作用，進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵，再通過添加以根霉為主，紅曲、高溫大曲為輔的復(fù)合酯化酶以及濃縮己酸發(fā)酵液，進(jìn)行固液結(jié)合發(fā)酵，分別得到含有豐厚酯、醛酮等風(fēng)味的濃香型白酒用和食醋用釀造調(diào)味液，殘渣可制成蛋白飼料，從而達(dá)到白酒最大固體廢棄物丟糟的無害化處理的目的。本發(fā)明的目的是通過實施如下的技術(shù)方案來實現(xiàn)的。一種白酒最大固體廢棄物丟糟的資源化和無害化處理方法，其特征在于它是以丟糟為原料，通過固態(tài)發(fā)酵、固液結(jié)合發(fā)酵、萃取蒸餾同時獲得濃香型白酒用天然香精、食醋用天然香精及余下殘渣用于制成蛋白飼料
A、固態(tài)發(fā)酵階段
將丟糟均勻置于白酒蒸餾器內(nèi)，用10(Tll(TC飽和蒸汽干蒸15 30min，下甑，攤晾，待丟糟溫度降至59 61°C，灑入復(fù)水活化后的糖化酶，拌勻；繼續(xù)攤晾降溫至45飛0°C，再灑入復(fù)水活化后的纖維素酶，并加入酸性蛋白酶，拌勻；進(jìn)一步攤晾降溫至^ 30°C，灑入復(fù)水活化后的耐高溫活性釀酒干酵母活化液，以及占丟糟重量洲的中溫大曲，拌合均勻后，入窖于^ 33°C的溫度下發(fā)酵12 16天，得糟醅。所述丟糟的殘淀含量為9.洲(W/W)。所述復(fù)水活化后的糖化酶為按重量比，將占丟糟中淀粉20(TM0u/g的糖化酶溶于15 20倍、溫度為3(T;35°C的水中活化3(T60min即得。所述復(fù)水活化后的纖維素酶為按重量比，將占丟糟重量0. 129ΓΟ. 15%纖維素酶溶于15 20倍、溫度為40 45°C的水中活化3(T60min即得。所述復(fù)水活化后的耐高溫活性釀酒干酵母活化液為按重量比，將占丟糟重量 0. 15 0. 2%的耐高溫活性釀酒干酵母溶于2(Γ25倍、溫度為38、0°C、濃度為m (w/w)的蔗糖溶液中活化3(T60min即得。所述酸性蛋白酶的加入量為HlOu/g丟糟原料。所述糖化酶、纖維素酶、酸性蛋白酶、耐高溫活性釀酒干酵母均為市售產(chǎn)品，其中糖化酶的酶活性為4000(T50000u/g，纖維素酶的產(chǎn)酶酶活(CMC)為80(T908u/g、酸性蛋白酶的酶活性為5000(T60000u/g。所述纖維素酶還可以綠色木酶(TriMerma viride )為出發(fā)菌株，經(jīng)固態(tài)發(fā)酵而獲得。所述綠色木酶aricAoiferaa viride)來源于中科院微生物所菌種保藏中心，其保藏編號為3. 1044。所述固態(tài)發(fā)酵的工藝條件為干料水=1 1，其中，干料的組成及配比為稻草麥麩=6 7 4 3，裝料量疒8%，接種量3 5%，培養(yǎng)溫度36 40°C，發(fā)酵周期72 80h;所有比值均為重量比。所述粉碎后的中溫大曲的粒度為200 300目。B、固液結(jié)合發(fā)酵階段
于經(jīng)固態(tài)發(fā)酵后的糟醅中，按重量比加入6 8%的復(fù)合酯化酶及6 8%的高溫大曲，拌勻后，于30 45°C溫度下堆積18 24h，再加入9 10%的濃縮己酸發(fā)酵液和10 15%的丟糟酒，最后入窖發(fā)酵6、天得酒醅，發(fā)酵溫度為36、0°C。所述復(fù)合酯化酶由根霉與紅曲酶按疒6 3、的重量比混合而成。所述濃縮己酸發(fā)酵液的己酸含量為^g/L。
所述丟糟酒為50% 60% vol。。C、萃取蒸餾
經(jīng)固液結(jié)合發(fā)酵后得到的酒醅裝入白酒蒸餾器中，在0. 015、. 02Mpa壓力下加熱回流 3(T40min，分別收集餾出液、殘液及固體殘渣，以實現(xiàn)資源化及無害化處理； 其中，
a、餾出液按頭餾段、中間餾段、尾段分別收集，各餾段分別裝入水蒸氣蒸餾裝置中，在0. Γ0. 15Mpa蒸汽下餾出38 45% (V/V)，歷時1. 5^2h ；余下部分開啟真空泵在-0. 05^-0. 06Mpa壓力進(jìn)行減壓蒸餾，歷時0. 5^0. 8h ；最后余下的殘液直接進(jìn)入污水處理系統(tǒng)，經(jīng)處理后再進(jìn)入循環(huán)水系統(tǒng)；其中，餾出液按頭餾段中間餾段尾段=11°/Γ15%: 659Γ69% :169Γ20%的重量比進(jìn)行組合復(fù)配，裝入儲罐自然存放5、天后得到濃香型白酒用天然香精產(chǎn)品。所述頭餾段、中間餾段、尾段是按餾出液的酒度進(jìn)行的劃分，其中頭餾段為 60. 8 75. 4% vol、中間溜段為 21. 5 60. 8% vol、尾段為 4· Γ21. 5% vol。所述進(jìn)入污水處理系統(tǒng)殘液的CODcr為200(T3000mg/L。所述經(jīng)處理后進(jìn)入循環(huán)水系統(tǒng)殘液的CODcr為6(T90 mg/L。b、殘液在5(T80°C溫度下，加入殘液重量0. 19Π). 15%的活性炭，靜置6 10h，經(jīng)粗濾和精濾得到微褐色、透明狀濾液后，將濾液與收集到的頭餾段、中間餾段、尾段分別按 80% 85% :3% 9% :5%>/o :5% 9%的重量比進(jìn)行復(fù)配即得到食醋用天然香精產(chǎn)品。c、固態(tài)殘渣直接售出用于制成蛋白飼料。所述濃香型白酒用天然香精產(chǎn)品及食醋用天然香精的成分含量檢測結(jié)果分別見表1、表2
表 1 單位mg / 100ml
權(quán)利要求
1. 一種白酒最大固體廢棄物丟糟的資源化和無害化處理方法，其特征在于它是以丟糟為原料，通過固態(tài)發(fā)酵、固液結(jié)合發(fā)酵、萃取蒸餾同時獲得濃香型白酒用天然香精、食醋用天然香精及用于制成蛋白飼料的物質(zhì) 固態(tài)發(fā)酵階段將丟糟均勻置于白酒蒸餾器內(nèi)，用10(Tll(TC飽和蒸汽干蒸15 30min，下甑，攤晾，待丟糟溫度降至59 61 ，灑入復(fù)水活化后的糖化酶，拌勻；繼續(xù)攤晾降溫至45飛0°C，再灑入復(fù)水活化后的纖維素酶，并加入酸性蛋白酶，拌勻；進(jìn)一步攤晾降溫至^ 30°C，再灑人占復(fù)水活化后的耐高溫活性釀酒干酵母活化液，以及占丟糟重量2、的中溫大曲，拌合均勻后，入窖于^ 33°C的溫度下發(fā)酵12 16天，得糟醅； 所述丟糟的殘淀含量以重量百分比計為9. 2% ；所述復(fù)水活化后的糖化酶為按重量比，將占丟糟中淀粉20(TM0u/g的糖化酶溶于 15 20倍、溫度為30 35°C的水中活化3(T60min即得；所述復(fù)水活化后的纖維素酶為按重量比，將占丟糟重量0. 129ΓΟ. 15%的纖維素酶溶于15 20倍、溫度為40 45°C的水中活化3(T60min即得；所述復(fù)水活化后的耐高溫活性釀酒干酵母活化液為按重量比，將占丟糟重量 0. 15 0. 2%的耐高溫活性釀酒干酵母溶于2(Γ25倍、溫度為38、0°C、濃度為m (w/w)的蔗糖溶液中活化3(T60min即得；所述酸性蛋白酶的加入量為HlOu/g丟糟原料；B、固液結(jié)合發(fā)酵階段于經(jīng)固態(tài)發(fā)酵后的糟醅中，按重量比加入6 8%的復(fù)合酯化酶及6 8%的高溫大曲，拌勻后，于30 45°C溫度下堆積18 24h，再加入9 10%的濃縮己酸發(fā)酵液和10 15%的丟糟酒，最后入窖發(fā)酵6、天得酒醅，發(fā)酵溫度為36、0°C ；所述復(fù)合酯化酶由根霉與紅曲酶按疒6 3、的重量比混合而成；C、萃取蒸餾經(jīng)固液結(jié)合發(fā)酵后得到的酒醅裝入白酒蒸餾器中，在0. 015、. 02Mpa壓力下加熱回流 3(T40min，分別收集餾出液、殘液及固體殘渣，以實現(xiàn)資源化及無害化處理； 其中，a、餾出液按頭餾段、中間餾段、尾段分別收集，各餾段分別裝入水蒸氣蒸餾裝置中，在0. Γ0. 15Mpa蒸汽下餾出38 45% (V/V)，歷時1. 5^2h ；余下部分開啟真空泵在-0. 05^-0. 06Mpa壓力進(jìn)行減壓蒸餾，歷時0. 5^0. 8h ；最后余下的殘液直接進(jìn)入污水處理系統(tǒng)，經(jīng)處理后再進(jìn)入循環(huán)水系統(tǒng)；其中，餾出液按頭餾段中間餾段尾段=11°/Γ15% 659Γ69% :16% 20%的重量比進(jìn)行組合復(fù)配，裝入儲罐自然存放5、天后得到濃香型白酒用天然香精產(chǎn)品；所述頭餾段、中間餾段、尾段是按餾出液的酒度進(jìn)行的劃分，其中頭餾段為60. 8^75. 4% vol、中間餾段為21. 5 60. 8% vol、尾段為4. 1 21. 5% vol ；b、殘液在5(T80°C溫度下，加入殘液重量0.19Γ0. 15%的活性炭，靜置6 10h，經(jīng)粗濾和精濾得到微褐色、透明狀濾液后，將濾液與收集到的頭餾段、中間餾段、尾段分別按 80% 85% :3% 9% :5%>/o :5% 9%的重量比進(jìn)行復(fù)配即得到食醋用天然香精產(chǎn)品；c、固態(tài)殘渣直接售出用于制成蛋白飼料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用白酒丟糟固液結(jié)合發(fā)酵生產(chǎn)白酒用天然香精的方法， 其特征在于步驟A中所述糖化酶的酶活性為4000(T50000U/g，纖維素酶的產(chǎn)酶酶活為 800 908u/g、酸性蛋白酶的酶活性為5000(T60000u/g。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的利用白酒丟糟固液結(jié)合發(fā)酵生產(chǎn)白酒用天然香精的方法，其特征在于所述纖維素酶是以綠色木酶(Trichoderma viride)為出發(fā)菌株，經(jīng)固態(tài)發(fā)酵而獲得；所述綠色木酶(Trichoderma viride )來源于中科院微生物所菌種保藏中心，其保藏編號為3. 1044。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用白酒丟糟固液結(jié)合發(fā)酵生產(chǎn)白酒用天然香精的方法， 其特征在于所述固態(tài)發(fā)酵的工藝條件為干料水=1 1，其中，干料的組成及配比為稻草麥麩=6 7 4 3，裝料量疒8%，接種量3 5%，培養(yǎng)溫度36 40°C，發(fā)酵周期72 80h;所有比值均為重量比。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用白酒丟糟固液結(jié)合發(fā)酵生產(chǎn)白酒用天然香精的方法，其特征在于步驟A中所述粉碎后的中溫大曲的粒度為20(Γ300目。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用白酒丟糟固液結(jié)合發(fā)酵生產(chǎn)白酒用天然香精的方法，其特征在于步驟B中所述濃縮己酸發(fā)酵液的己酸含量為^g/L。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用白酒丟糟固液結(jié)合發(fā)酵生產(chǎn)白酒用天然香精的方法，其特征在于步驟B中所述丟糟酒為55°/Γ60% vol。
8 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用白酒丟糟固液結(jié)合發(fā)酵生產(chǎn)白酒用天然香精的方法，其特征在于步驟C所述進(jìn)入污水處理系統(tǒng)殘液的CODcr為200(T3000mg/L。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用白酒丟糟固液結(jié)合發(fā)酵生產(chǎn)白酒用天然香精的方法，其特征在于步驟C所述經(jīng)處理后進(jìn)入循環(huán)水系統(tǒng)殘液的CODcr為6(T90 mg/L。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種傳統(tǒng)白酒最大固體廢棄物丟糟的資源化和無害化處理方法，它是由白酒丟糟經(jīng)添加糖化酶、酸性蛋白酶、耐高溫活性干酵母、中溫大曲、纖維素酶入窖進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵后，再通過添加根霉、紅曲、高溫大曲以及丟糟酒和濃縮己酸發(fā)酵液入窖進(jìn)行固液結(jié)合發(fā)酵，發(fā)酵酒醅經(jīng)萃取蒸餾同時獲得濃香型白酒用天然香精、食醋用天然香精及用于制成蛋白飼料的物質(zhì)。本發(fā)明成本低，生產(chǎn)周期短，如形成生產(chǎn)規(guī)模8000t/a產(chǎn)品，可達(dá)到年處理丟糟35000t，減少了排放進(jìn)入環(huán)境的污染物量CODcr、BOD5、SS、及氨氮，對區(qū)域環(huán)保起到了巨大作用。同時，利用丟糟制得的香精產(chǎn)品，還有效提高了白酒及食醋的品質(zhì)，充分體現(xiàn)了白酒固態(tài)廢棄物資源化和無害化處理的再利用價值。
文檔編號C12G3/06GK102246945SQ20111011977
公開日2011年11月23日 申請日期2011年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月10日
發(fā)明者季良威, 李平, 王領(lǐng), 鐘秀訓(xùn) 申請人:四川銀帆生物科技有限公司