酒精发酵工艺

酒精发酵工艺

一.糖化醪发酵的目的要求及设备结构特点

(一)发酵的目的要求

淀粉质原料经过蒸煮，使淀粉呈溶解状态，又经过曲霉糖化酶的作用，部分生成可发酵性糖，这还不是酒精生产的终了，在．糖化醪中接入酵母菌；在酵母的作用下，将糖分转变为酒精和CO2，获得了酒精产品，这才是酒精发酵的目的。从表面上去观察酒精发酵，其过程十分简单，它只是将糖化醪打入发酵罐后，接入酒母，就可以进行发酵了。但是，在酒精发酵过程中却发生着十分复杂的生物化学变化过程：在这里既有糖化醪中的淀粉和糊精继续被糖化酶水解，生成糖分的作用(即后糖化作用)，也还有蛋白质在曲霉蛋白酶进一

步水解下生成低分子含氮化合物如是是眎、动胨、肽和氨基酸的作用。生成的这些物质，有的被酵母吸收利用，合成酵母菌体细胞，另一部分则被发酵，生成酒精和CO2及其它

副产物。

酒精生产，要求用最少的原料来生产尽可能多的酒精产品，并应尽量减少发酵损失，为了达到这一目的，必须创造如下有利条件来实现这一目的要求：

(1)在发酵前期，要创造条件，让酵母菌继续繁殖到一定数量。

(2)使糖化醪中的淀粉和糊精继续被分解，生成可发酵的糖分。

(3)发酵过程的中期和后期，要创造厌气条件，使酵母在无氧条件下将糖分发酵生成酒精。

(4)发酵过程中产生的CO2应设法排除，并注意加强对随CO2逸出时被带走酒精的捕集回收。

(二)发酵设备

酒精发酵的工艺方式不同，发酵设备也赂有差异。从发酵形式来分，有开放式、半密闭式和密闭式三种。如果从材质上分，则可分为钢板和水泥制两种。

半密闭式发酵罐多采用钢板制成，罐顶设有顶盖，顶盖上设有能启闭的人孔。

密闭式发酵罐也用钢板制成，钢板厚度视发酵罐容积不同而异，一般采用4 — 8毫米厚钢板制成，罐身呈圆柱形，罐身直径与高之比为1：1.1；盖及底为圆锥形成碟形；罐内装冷却蛇管，蛇管数量一般取每立方米发酵醪用不少于0.25平方米的冷却面积。蛇管可分上下两组安装，并加以固定。也有采用在罐顶用淋水管或淋水围板使水沿罐壁流下，达到冷却发酵醪的目。对于容积较大的发酵罐，这两种冷却形式可同时采用。对地处南方的酒精厂，因气温较高，故应加强冷却措施。有的工厂在发酵罐底部设置吹泡器，以便进行搅拌醪液，使发酵均匀。罐顶设有CO2排出管和加热蒸汽管、醪液输入管。但管路设置应尽量简化，做到一管多用，这对减少管道死角，防止杂菌污染有重要作用。大的发酵罐的顶

端及侧面还应设有人孔，以便于清洗。

水泥酵罐系采用钢筋水泥制成，形状可分为圆形或方形两种。有的制成密封式，也可制成敞口式。因水泥发酵罐有易腐蚀、逃酒和灭菌不彻底等缺点，所以一般厂多不采用。

五.酒精发酵醪成熟

酒精发酵醪成熟指标的控制是生产中一项重要工作。如果控制恰到好处，不但可以提高设备利用率，增加酒精产量，而且可以大大降低原料消耗，提高淀粉出酒率。

发酵醪的成熟虽然与发酵时间、醪液浓度、发酵温度、酵母接种量和发酵方式等因素有关，但最终主要用表1-45所列

的几项指标来控制。

第一节酒糟的综合利用

综合利用

一、淀粉质原料酒糟的利用

二、糖蜜酒糟的利用

一、淀粉质原料酒糟的利用

1．酒糟饲料酒糟是发酵成熟醪蒸馏后的废液，含水量较大，在90 —98℃ ％左右，干物质含量2 — 10％左右。例如甘薯干原料酒糟的组成是水分97.94％，干物质2.06％。

酒糟的产量相当大，由于使用原料与生产方法不同而有差异。一般为酒精产量的14 — 26倍，实际生产1吨95度药用酒精最高可得26吨酒糟。由此可见，回收利用酒糟是很必要

的，也是合理的。

酒糟的干物质成分主要是蛋白质。甘薯干原料酒糟中的粗蛋白0.34％，在谷物酒糟中，可溶性氮的含量约为全部氮含量的15 — 20％。其余80 — 85％是处在非可溶性状态。酒糟的干物质中，除了蛋白质外，还含有纤维素、聚戊搪、灰分、脂肪、焦糖、黑色素等物质。酒糟作为饲料营养价值较高，还在于酒糟中含有丰富的B族维生素和生长素等。因此，酒糟的合理利用首先应该用作家畜饲料。如果将酒糟制成干酒糟和酒糟浓缩液作为词料，由于运输方便，对发展家畜饲养业具有重要的意义。此外，酒糟中含有核黄素、硫胺素、烟碱酸、泛酸、生长素及胆碱等微量成分，与玉米浆的组成很相似。因此，一些发酵工厂利用酒糟浓缩液代替玉米桨，这也是节约粮食措施之一。

2．沼气发酵我国有些酒精工厂利用细菌对酒糟进行沼气发酵，产生沼气以作燃料，这样每年可为国家节约大量锅炉用煤。例如我国河南省南阳酉精厂，利用淀粉质原料的酒糟发酵沼气，一吨酒糟可以发酵生产23米立方的沼气，1立方米沼气燃烧相当于0.8公斤煤燃烧的热值。且沼气发酵设备较简单，一般酒精厂是用大容积的酒糟发酵池进行沼气发酵的。

沼气发酵的工艺条件如下：酒糟的pH值调整为7.8 — 8.9，要求不能低于pH7.8。低温发酵温度为38℃ 以下，中温发

酵温度为38 —47℃ ，高温发酵温度为48 — 55℃ ，通常发酵最高温度不能超过56℃ 。接种量为酒糟量的50％，发酵2 — 3天就产生大量沼气，即可以燃烧，沼气发酵的时间为4-5天，沼气发酵池内压力为0.294千帕斯卡。正常发酵沼气中CO2含量占40％，甲烷气体含量占60％，沼气发酵过程发酵醪的挥发酸含量不能超过3000 ppm，沼气发酵的上清波，尚可提取维生素B12，底层糟渣可作肥料，肥效较高。这样更使酒糟的综合利用进一步做到物尽其用。3．酒糟生产饲料酵母利用酒糟生产富含蛋白质和纤维素的饲料酵母，对发展我国机械化饲养家畜业有着重大意义。酒糟按它的组成分来说是培养饲料酵母的很好原料，实际生产用淀粉质原科酒糟培养饲料酵母，每立方米酒糟可得20一22公斤绝对干酵母，干饲料酵母含水分8 — 10％，蛋白质含量为50 — 52％，维生素B族丰富。

二、糖蜜酒糟的利用

1.糖蜜酒糟提取甘油甘油是酒精发酵的必然产物，经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，当醪液蒸馏时，酒精蒸出后甘油则留在酒糟中。提取甘油的方法如下：糖蜜酒糟应浓缩到干物质含量约为95％，把浓缩酒糟喷射到真空蒸馏器中，用水蒸气在真空条件下将甘油蒸馏出，冷凝后再蒸馏提纯及浓缩，即得成品，用这种方法可提取相当于醪液中酒精重量5 — 6％的甘油。

2．糖蜜酒精生产白地霉白地霉(Geotrichum Candidum)是一种好气性微生物，菌落为白色绒毛状，菌丝体有横隔，液体培养并至一定程度就分裂成单个或链状的筒状细胞，它含有较高的蛋白质、脂肪和维生素等，营养丰富。有些白地霉菌株，经有关单位检定，不含霉菌毒素等有害物质，可利用糖蜜酒糟进行培养，作为家畜的精饲料，是一种较好的综合利用途径。利用糖蜜酒精发酵成熟醪蒸馏后的废糟水，经沉淀除去灰分等杂质，取清液稀释至适度，这些废糟液中含有足够的碳、氮、磷等养分，可满足白地霉的生长，又由于废糟水刚从蒸馏塔出来，不需再灭菌，可直接使用。废糟液冷却至适温，便按十倍扩大量接种种母，控制pH4.8 — 5.0，温度28 —30℃ ，通风量1∶1(按醪液量计)。培养至菌丝体大量增长，即可收获，再行滤去废液，收集菌体，即为含水饲料产品。