用陈化水稻生产燃料乙醇既可以有效控制陈化粮食流入粮食加工市场,减少国家对此进行储存和控制的费用,又可满足燃料乙醇行业原料需求,降低燃料乙醇生产成本。燃料乙醇生产中采取部分清液回用工艺,能够节约生产用水成本,同时减少污水排放,降低污水处理成本。具有良好的经济效益和环境效益。本课题主要研究以陈化稻谷为原料,通过酒糟液清液回用工艺实现燃料乙醇的清洁生产。研究了清液回用对发酵体系的影响。结果显示,清液回用对发酵过程的主要影响在液化阶段,造成液化醪还原糖含量降低,液化质量下降,导致发酵成熟醪残总糖升高、酒度降低。产生这种影响的原因,一是由于清液中所含的固形物使醪液粘度升高,阻碍了淀粉颗粒和液化酶的结合;另一方面是清液中可溶性物质对液化酶有抑制作用。通过增加液化酶量、延长液化时间,添加促进剂Mg²⁺对液化工艺进行优化,能够消除清液回用造成的不利影响。通过三因素三水平正交试验,确定液化过程优化的最佳参数:液化酶添加量21 U·g^-1、液化时间120 min、Mg²⁺添加量14mmol·L^-1。优化了清液回用乙醇发酵参数。主要参数包括菌株、接种量、温度、营养因子等。对五种酵母菌株的发酵性能对比,选出发酵结果最优的ZU108菌株作为陈化稻谷清液发酵的优势菌株。通过不同接种量的发酵效率研究,确定30%的接种量最优。通过正交试验确定了发酵过程各阶段温度的控制参数为:前发酵期33℃、主发酵期35℃、后发酵期34℃。研究尿素和酸性蛋白酶对发酵的影响,发现两种氮源均能促进酵母生长,缩短发酵时间,提高发酵效率。通过两种氮源添加成本的比较,最终确定在发酵过程中添加0.15‰的酸性蛋白酶作为营养因子。对清液回用的多批次循环进行了探索性实验。结果显示,在清液回用拌料的多批次循环回用试验中发现,清液循环回用会提高发酵过程染菌风险,使酸度升高,酒度降低,淀粉利用率下降。而添加硫酸将糖化醪pH值调节至4.5,可以抑制杂菌增长,避免染菌风险,还可以降低发酵酸度,提高淀粉利用率。研究得出结论:陈化稻谷燃料乙醇生产过程中回用60%清液进行循环发酵,工艺是可行的。