求酒精發(fā)酵工藝.單罐發(fā)酵工藝!

【專家解說】：酒精發(fā)酵工藝 一.糖化醪發(fā)酵的目的要求及設(shè)備結(jié)構(gòu)特點(diǎn) (一)發(fā)酵的目的要求 淀粉質(zhì)原料經(jīng)過蒸煮，使淀粉呈溶解狀態(tài)，又經(jīng)過曲霉糖化酶的作用，部分生成可發(fā)酵性 糖，這還不是酒精生產(chǎn)的終了，在.糖化醪中接入酵母菌;在酵母的作用下，將糖分轉(zhuǎn)變?yōu)榫凭虲O2，獲得了酒精產(chǎn)品，這才是酒精發(fā)酵的目的。 從表面上去觀察酒精發(fā)酵，其過程十分簡單，它只是將糖化醪打入發(fā)酵罐后，接入酒母，就可以進(jìn)行發(fā)酵了。但是，在酒精發(fā)酵過程中卻發(fā)生著十分復(fù)雜的生物化學(xué)變化過程:在這里既有糖化醪中的淀粉和糊精繼續(xù)被糖化酶水解，生成糖分的作用(即后糖化作用)，也還有蛋白質(zhì)在曲霉蛋白酶進(jìn)一步水解下生成低分子含氮化合物如是是視、動胨、肽和氨基酸的作用。生成的這些物質(zhì)，有的被酵母吸收利用，合成酵母菌體細(xì)胞，另一部分則被發(fā)酵，生成酒精和CO2及其它副產(chǎn)物。 酒精生產(chǎn)，要求用最少的原料來生產(chǎn)盡可能多的酒精產(chǎn)品，并應(yīng)盡量減少發(fā)酵損失，為了達(dá)到這一目的，必須創(chuàng)造如下有利條件來實(shí)現(xiàn)這一目的要求: (1)在發(fā)酵前期，要創(chuàng)造條件，讓酵母菌繼續(xù)繁殖到一定數(shù)量。 (2)使糖化醪中的淀粉和糊精繼續(xù)被分解，生成可發(fā)酵的糖分。 (3)發(fā)酵過程的中期和后期，要創(chuàng)造厭氣條件，使酵母在無氧條件下將糖分發(fā)酵生成酒精。 (4)發(fā)酵過程中產(chǎn)生的CO2應(yīng)設(shè)法排除，并注意加強(qiáng)對隨CO2逸出時(shí)被帶走酒精的捕集回收。 (二)發(fā)酵設(shè)備 酒精發(fā)酵的工藝方式不同，發(fā)酵設(shè)備也賂有差異。從發(fā)酵形式來分，有開放式、半密閉式和密閉式三種。如果從材質(zhì)上分，則可分為鋼板和水泥制兩種。 半密閉式發(fā)酵罐多采用鋼板制成，罐頂設(shè)有頂蓋，頂蓋上設(shè)有能啟閉的人孔。 密閉式發(fā)酵罐也用鋼板制成，鋼板厚度視發(fā)酵罐容積不同而異，一般采用4 - 8毫米 厚鋼板制成，罐身呈圓柱形，罐身直徑與高之比為1:1.1;蓋及底為圓錐形成碟形;罐內(nèi)裝冷卻蛇管，蛇管數(shù)量一般取每立方米發(fā)酵醪用不少于 0.25平方米 的冷卻面積。蛇管可分上下兩組安裝，并加以固定。也有采用在罐頂用淋水管或淋水圍板使水沿罐壁流下，達(dá)到冷卻發(fā)酵醪的目。對于容積較大的發(fā)酵罐，這兩種冷卻形式可同時(shí)采用。對地處南方的酒精廠，因氣溫較高，故應(yīng)加強(qiáng)冷卻措施。有的工廠在發(fā)酵罐底部設(shè)置吹泡器，以便進(jìn)行攪拌醪液，使發(fā)酵均勻。罐頂設(shè)有CO2排出管和加熱蒸汽管、醪液輸入管。但管路設(shè)置應(yīng)盡量簡化，做到一管多用，這對減少管道死角，防止雜菌污染有重要作用。大的發(fā)酵罐的頂端及側(cè)面還應(yīng)設(shè)有人孔，以便于清洗。 水泥酵罐系采用鋼筋水泥制成，形狀可分為圓形或方形兩種。有的制成密封式，也可制成敞口式。因水泥發(fā)酵罐有易腐蝕、逃酒和滅菌不徹底等缺點(diǎn)，所以一般廠多不采用。 五.酒精發(fā)酵醪成熟 酒精發(fā)酵醪成熟指標(biāo)的控制是生產(chǎn)中一項(xiàng)重要工作。如果控制恰到好處，不但可以提高設(shè)備利用率，增加酒精產(chǎn)量，而且可以大大降低原料消耗，提高淀粉出酒率。 發(fā)酵醪的成熟雖然與發(fā)酵時(shí)間、醪液濃度、發(fā)酵溫度、酵母接種量和發(fā)酵方式等因素有關(guān)，但最終主要用表1-45所列的幾項(xiàng)指標(biāo)來控制。 第一節(jié) 酒糟的綜合利用 綜合利用 一、淀粉質(zhì)原料酒糟的利用 二、糖蜜酒糟的利用 一、淀粉質(zhì)原料酒糟的利用 1.酒糟飼料 酒糟是發(fā)酵成熟醪蒸餾后的廢液，含水量較大，在90 - 98℃ %左右，干物質(zhì)含量2 - 10%左右。例如甘薯干原料酒糟的組成是水分97.94%，干物質(zhì)2.06%。 酒糟的產(chǎn)量相當(dāng)大，由于使用原料與生產(chǎn)方法不同而有差異。一般為酒精產(chǎn)量的14 - 26倍，實(shí)際生產(chǎn)1噸95度藥用酒精最高可得26噸酒糟。由此可見，回收利用酒糟是很必要的，也是合理的。 酒糟的干物質(zhì)成分主要是蛋白質(zhì)。甘薯干原料酒糟中的粗蛋白0.34%，在谷物酒糟中，可溶性氮的含量約為全部氮含量的15 - 20%。其余80 - 85%是處在非可溶性狀態(tài)。酒糟的干物質(zhì)中，除了蛋白質(zhì)外，還含有纖維素、聚戊搪、灰分、脂肪、焦糖、黑色素等物質(zhì)。酒糟作為飼料營養(yǎng)價(jià)值較高，還在于酒糟中含有豐富的B族維生素和生長素等。因此，酒糟的合理利用首先應(yīng)該用作家畜飼料。如果將酒糟制成干酒糟和酒糟濃縮液作為詞料，由于運(yùn)輸方便，對發(fā)展家畜飼養(yǎng)業(yè)具有重要的意義。此外，酒糟中含有核黃素、硫胺素、煙堿酸、泛酸、生長素及膽堿等微量成分，與玉米漿的組成很相似。因此，一些發(fā)酵工廠利用酒糟濃縮液代替玉米槳，這也是節(jié)約糧食措施之一。 2.沼氣發(fā)酵 我國有些酒精工廠利用細(xì)菌對酒糟進(jìn)行沼氣發(fā)酵，產(chǎn)生沼氣以作燃料，這樣每年可為國家節(jié)約大量鍋爐用煤。例如我國河南省南陽酉精廠，利用淀粉質(zhì)原料的酒糟發(fā)酵沼氣，一噸酒糟可以發(fā)酵生產(chǎn) 23米 立方的沼氣， 1立方米 沼氣燃燒相當(dāng)于 0.8公斤 煤燃燒的熱值。且沼氣發(fā)酵設(shè)備較簡單，一般酒精廠是用大容積的酒糟發(fā)酵池進(jìn)行沼氣發(fā)酵的。 沼氣發(fā)酵的工藝條件如下:酒糟的pH值調(diào)整為7.8 - 8.9，要求不能低于pH7.8。低溫發(fā)酵溫度為 38℃ 以下，中溫發(fā)酵溫度為38 - 47℃ ，高溫發(fā)酵溫度為48 - 55℃ ，通常發(fā)酵最高溫度不能超過 56℃ 。接種量為酒糟量的50%，發(fā)酵2 - 3天就產(chǎn)生大量沼氣，即可以燃燒，沼氣發(fā)酵的時(shí)間為4-5天，沼氣發(fā)酵池內(nèi)壓力為0.294千帕斯卡。正常發(fā)酵沼氣中CO2含量占40%，甲烷氣體含量占60%，沼氣發(fā)酵過程發(fā)酵醪的揮發(fā)酸含量不能超過3000 ppm，沼氣發(fā)酵的上清波，尚可提取維生素B12，底層糟渣可作肥料，肥效較高。這樣更使酒糟的綜合利用進(jìn)一步做到物盡其用。 3.酒糟生產(chǎn)飼料酵母 利用酒糟生產(chǎn)富含蛋白質(zhì)和纖維素的飼料酵母，對發(fā)展我國機(jī)械化飼養(yǎng)家畜業(yè)有著重大意義。酒糟按它的組成分來說是培養(yǎng)飼料酵母的很好原料，實(shí)際生產(chǎn)用淀粉質(zhì)原科酒糟培養(yǎng)飼料酵母，每立方米酒糟可得20一 22公斤 絕對干酵母，干飼料酵母含水分8 - 10%，蛋白質(zhì)含量為50 - 52%，維生素B族豐富。 二、糖蜜酒糟的利用 1.糖蜜酒糟提取甘油 甘油是酒精發(fā)酵的必然產(chǎn)物，經(jīng)常和酒精一同存在于醪液中。通常每100毫升醪液中有0.5 - 0.6克 甘油，當(dāng)醪液蒸餾時(shí)，酒精蒸出后甘油則留在酒糟中。提取甘油的方法如下:糖蜜酒糟應(yīng)濃縮到干物質(zhì)含量約為95%，把濃縮酒糟噴射到真空蒸餾器中，用水蒸氣在真空條件下將甘油蒸餾出，冷凝后再蒸餾提純及濃縮，即得成品，用這種方法可提取相當(dāng)于醪液中酒精重量5 - 6%的甘油。 2.糖蜜酒精生產(chǎn)白地霉 白地霉(Geotrichum Candidum)是一種好氣性微生物，菌落為白色絨毛狀，菌絲體有橫隔，液體培養(yǎng)并至一定程度就分裂成單個或鏈狀的筒狀細(xì)胞，它含有較高的蛋白質(zhì)、脂肪和維生素等，營養(yǎng)豐富。有些白地霉菌株，經(jīng)有關(guān)單位檢定，不含霉菌毒素等有害物質(zhì)，可利用糖蜜酒糟進(jìn)行培養(yǎng)，作為家畜的精飼料，是一種較好的綜合利用途徑。 利用糖蜜酒精發(fā)酵成熟醪蒸餾后的廢糟水，經(jīng)沉淀除去灰分等雜質(zhì)，取清液稀釋至適度，這些廢糟液中含有足夠的碳、氮、磷等養(yǎng)分，可滿足白地霉的生長，又由于廢糟水剛從蒸餾塔出來，不需再滅菌，可直接使用。廢糟液冷卻至適溫，便按十倍擴(kuò)大量接種種母，控制pH4.8 - 5.0，溫度28 - 30℃ ，通風(fēng)量1∶1(按醪液量計(jì))。培養(yǎng)至菌絲體大量增長，即可收獲，再行濾去廢液，收集菌體，即為含水飼料產(chǎn)品。