第九章发酵工艺
发酵工艺

一、啤酒酵母的类型和种类●发酵类型:分为上面酵母与下面酵母●凝聚性:分为凝聚性酵母与粉状酵母。
2、世界上多数国家采用下面酵母发酵啤酒,我国也是全部采用下面酵母发酵啤酒。
二、啤酒酵母的主要特性要求●啤酒工厂使用的啤酒酵母是由野生酵母经有系统的长期驯养,经反复使用和考验,具有正常生理状态和特性,适合啤酒生产要求的培养酵母。
●对啤酒酵母的基本要求是:发酵力高,凝聚力强、沉降缓慢而彻底,繁殖能力适当,生理性能稳定,酿制出的啤酒风味好。
● 1.细胞和菌落形态不同菌株的啤酒酵母有着不同的形态。
优良健壮的啤酒酵母细胞,具有均匀的形状和大小,平滑而薄的细胞膜,细胞质透明均一。
啤酒酵母在麦芽汁固体培养基上菌落呈乳白色至微黄褐色,表面光滑但无光泽,边缘整齐或呈波状。
2.主要的生理特性要求(1)凝聚性凝聚性不同,酵母的沉降速度不同,发酵度也有差异。
啤酒生产一般选择凝聚性比较强的酵母。
(2)发酵度反应酵母对麦芽汁中各种糖的利用情况,正常的啤酒酵母能发酵葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖和麦芽三糖等。
一般啤酒酵母的真正发酵度应为50%~68%左右。
(3)酵母死灭温度是指一定时间内使酵母死灭的最低温度,可作为鉴别菌株的内容之一。
一般啤酒酵母的死灭温度在52~53℃,若死灭温度增高,则说明酵母变异或污染野生酵母。
(4)产孢能力一般啤酒酵母生产菌种都不能产生孢子或产孢能力极弱,而某些野生酵母能很好产孢。
根据此特性,可判别啤酒酵母是否混入野生酵母。
三、啤酒酵母扩大培养●啤酒酵母扩大培养是指从斜面种子到生产所用的种子的培养过程,这一过程又分为实验室扩大培养阶段和生产现场扩大培养阶段。
1.实验室扩大培养阶段选用粒大皮薄的一级麦芽300g,经过粗粉碎过20目筛,加40℃热水9200ml,35 ℃保温30min,升温45 ℃保温60 ℃,在升温63 ℃保温30min,在升温68-70 ℃保温至糖化完全,过滤澄清麦汁用磷酸调整pH5.2,煮沸,煮沸时边搅拌边加入1-2个打成泡沫的鸡蛋清,煮沸45min,调整浓度为8-9°P,pH5.2,用滤纸过滤灭菌。
第9章_发酵液预处理和固液分离

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板框过滤机动画
3)真空转鼓过滤机
主体是一个由筛板组成能转动的水平圆筒, 表面有一层金属丝网,网上覆盖滤布,圆筒内沿 径向被筋板分隔成若干个空间。
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转筒真空过滤机动画
转筒真空过滤机
主要适用霉菌发酵液,对菌体 细小、黏度大铺助滤剂。
对于滤饼阻力较大的物料适应 能力较差。
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带式真空过滤机
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2)平抛式离心机
平抛式离心机一类结构简单的实验室常用的低 中速离心机,转速一般在 3000-6000rpm。
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3)管式离心机
• 管式离心机具有一 个细长而高速旋转 的转鼓,转鼓内装 有纵向平板,
• 其下部有进料口。 上部两侧有重液相 和轻液相出口。
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用于分离各种浮浊 液,进行液-液分离, 如油脂;
Al3+ >Fe3+ >H+ >Ca2+ >Mg2+ >K+ >Na+ >Li+
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常用的凝聚剂电解质有:
硫酸铝 Al2(SO4)3•18H2O(明矾); 氯化铝 AlCl3•6H2O; 三氯化铁 FeCl3; 硫酸亚铁 FeSO4· 7H2O ; 石灰;ZnSO4;MgCO3
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絮凝
flocculation
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2.杂蛋白去除-变性
加热
大幅度调节pH值 加酒精、丙酮等有机溶剂或表面活性剂等。
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3.杂蛋白去除- 吸附法
加入某些吸附剂或沉淀剂吸附杂蛋白质而除去。
四环类抗生素生产中,采用黄血盐和硫酸锌的 协同作用生成亚铁氰化锌钾K2Zn3[Fe(CN)5]2的 胶状沉淀来吸附蛋白质; 在枯草杆菌发酵液中,常加入氯化钙和磷酸氢 二钠形成沉淀物,该沉淀物不仅能吸附杂蛋白 和菌体等胶状悬浮物,加快了过滤速度。
发酵工艺

第一章绪论1、发酵:通过微生物的生长繁殖和代谢活动,产生和积累人们所需产品的生物反应过程。
2、发酵工程:是指利用微生物的生长繁殖和代谢活动来大量生产人们所需产品过程的理论和工程体系,是生物工程技术学科的重要组成部分。
包括菌种的选育和保藏、菌种的扩大生产、微生物代谢产物的发酵生产和分离纯化、微生物生理功能的工业化应用。
3、工业发酵的类型:按对氧的需求:需氧发酵,厌氧发酵,兼性厌氧发酵。
按培养基的物理性状:液体发酵,固体发酵。
按发酵工艺流程:分批发酵,连续发酵,补料分批发酵。
4、通常将现代生物技术划分为基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、生化工程。
5、路易斯²巴斯德(LouisPasteur),法国微生物学家、化学家,开辟了微生物领域,近代微生物学的奠基人。
巴斯德证明了三个科学问题:(1)每一种发酵作用都是由于一种微菌的发展。
“巴氏杀菌法”便应用在各种食物和饮料上。
(2)每一传染病都是一种微菌在生物体内的发展。
(3)传染病的微菌,在特殊的培养之下可以减轻毒力,使他们从病菌变成防病的药苗。
巴氏灭菌法又称低温灭菌法,先将要求灭菌的物质加热到65℃30分钟或72℃15分钟,随后迅速冷却到10℃以下。
既不破坏营养成分,又能杀死细菌的营养体,巴斯德发明的这种方法解决了酒质变酸的问题,拯救了法国酿酒业。
7、发酵工业的三个转折点:纯培养技术的建立,深层液体通气搅拌纯种培养,代谢控制发酵工程技术的建立。
6、发酵工业的特点发酵工业:利用微生物具有的加工和生物转化能力,将廉价的发酵原料转化为高附加值产物的产业。
①发酵过程一般都是在常温常压下进行的生物生化反应,反应条件比较温和。
②可以选择廉价的原料生产较高价值的产品。
③发酵过程是通过生物体的自适应调节来完成的,反应的专一性强,因而可以得到较专一的代谢产物。
④由于生物体本身具有的反应机制,能专一性地和高度选择性地对某些较复杂的化合物进行特定部位的生物转化修饰,也可产生比较复杂的高分子化合物。
发酵工程工艺技术

发酵工程工艺技术发酵工程是一种利用微生物来制造食品、药品和化学产品的工艺技术。
它是一门复杂而有挑战性的学科,涉及微生物学、生物化学、化学工程等多个领域的知识。
发酵工艺技术的主要步骤包括培养选用的微生物菌种、培养基的配置、发酵条件的控制和微生物提取等。
首先,在发酵工程中选择合适的微生物菌种非常重要。
不同的产品需要不同的微生物菌种来发酵。
在选择菌种时,要考虑到其耐受性、产量和产物纯度等因素。
通过实验室的试验和筛选,可以找到最适合生产的菌种。
其次,培养基的配置是发酵工艺过程中的重要环节。
培养基是提供微生物生长所需的营养物质和能量源,也是微生物生成产物的基础。
培养基的配方需要考虑到微生物的营养需求和代谢途径。
要保持培养基的稳定性和适应性,适当调节pH值和温度等参数。
发酵工艺的控制是确保产品质量的关键。
通过调控发酵温度、氧气和营养物质的供应,可以控制微生物的生长和代谢过程。
在发酵过程中,通过监测微生物的生长曲线和产物浓度,可以及时调整发酵条件,以获得最佳的产量和质量。
最后,微生物的提取和精制是发酵工艺的最后一步。
通过离心、过滤、浓缩等操作,可以将微生物分离出来,并提取出产品。
然后,通过洗涤和纯化步骤,可以使产物达到所需的纯度和质量要求。
发酵工程工艺技术的应用非常广泛。
在食品工业中,通过发酵可以生产出酸奶、面包、啤酒等产品。
在药品工业中,发酵工程可用于生产抗生素、酶和抗生物质等药品。
在化学工业中,通过发酵可以生产出乳酸、丙二酸等化学品。
总之,发酵工程工艺技术是一门非常重要的科学和技术。
它通过利用微生物的能力,将自然资源转化为有用的产品,具有巨大的经济和社会效益。
随着科学技术的不断进步,发酵工程工艺技术将不断发展和创新,为我们生产更多更好的产品提供技术支持。
发酵过程控制

精选ppt
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(2)细胞通透性的变更
细菌细胞膜通透性的增加是谷氨酸过量生产的原因之一。 能过量生产谷氨酸的细菌有两个共同特征:
① α-酮戊二酸脱氢酶缺失:表明这类细菌的TCA上的酶受 阻,保证了碳引向谷氨酸的合成歧路。 ② 对生物素的营养需求:表明这类细菌的生物素的生物合 成受阻,导致细胞膜通透性的改变,使细胞可以分泌出谷氨 酸。
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5. 最适温度的选择与控制
定义:最适温度是指在该温度下最适于菌的生 长或产物的生成,它是一种相对概念,是在一 定条件下测得的结果。
二阶段发酵 e.g.青霉素发酵:菌体生长期,30 ℃ 青霉素合成分泌期, 20 ℃
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5. 最适温度的选择与控制
最适温度的选择还要参考其它发酵条件灵活掌握 通气条件较差情况下,最适发酵温度可能比正 常良好通气条件下低一些。 培养基成分和浓度的影响
原位活细胞在线检测仪
精选ppt
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二、代谢调控在发酵过程控制中的应用 1. 初级代谢物的生产调节
初级代谢物:指一类低分子量的终点产物及这些 终点产物的生物合成途径中的中间体。
调节方法:
(1) 避开固有的反馈调节 (2) 细胞通透性的变更
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(1)避开固有的反馈调节
反馈调节包括 ①反馈抑制:某一生物合成途径的最终代谢物抑制 该途径的第一或第二个酶的活性。 ②反馈阻遏:抑制酶的形成,是由途径终点产物或 其衍生物施行的。
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2. 发酵过程控制的一般步骤
确定能反映过程变化的各种理化参数及其检测方法
研究这些参数的变化对发酵生产水平的影响及其机制, 获取最适水平或最佳范围
发酵工艺的具体流程

发酵工艺的具体流程
发酵工艺的具体流程包括以下步骤:
1. 菌种的选育。
2. 培养基的制备和灭菌。
3. 扩大培养和接种:将活化后的微生物接入消毒过的发酵基质中,控制适当的温度、湿度和氧气供给,促进微生物的繁殖和生长。
4. 发酵过程:根据不同微生物的要求和所需产物的特性,控制发酵过程中的温度。
有些微生物需要较低的温度,如乳酸菌;而有些微生物则需要较高的温度,如酵母菌。
5. 分离提纯。
请注意,发酵工艺的具体流程可能会因发酵原料、目的、微生物种类等因素的不同而有所差异。
如需更多信息,建议阅读相关文献或请教专业人士。
发酵工艺学课件第9章 发酵过程的放大

其他的比拟放大方法
(二)恒混合时间 混合时间的定义是把少许具有与搅拌罐内的 液体相同物性的液体注入搅拌罐内,两者达 到分子水平的均匀混合所需要的时间。 混合时间主要与发酵液的粘度有关,通常, 低粘度的液体混合时间要少于高粘度的液体。 另外,放大罐的体积越大,混合时间就越长。
其他的比拟放大方法
由此可以看出,比拟放大虽然必须以理性知 识为基础,但也离不开丰富的实际运转经验, 特别是对于非牛顿流体发酵系统尤其如此。 直到最近,比拟放大的现状仍然如此。
生物反应器的放大原则(三)
(四)恒定剪切力恒定叶端速度放大 剪切力与搅拌桨叶端速度成正比,在恒定体 积功率放大时一般维持n3d2不变(n为搅拌桨 转速、d为搅拌桨直径)
生物反应器的放大方法
生物反应器的比拟放大,要对具体情 况做具体分析。根据不同的需要来确定放大 准则,再选取合适的方法。具体的放大方法 主要有以下几种:
生物反应器的放大原则(二)
(三)恒定传氧系数kLa放大 这个方法抓住了传氧这一关键因素,目前应用很 多。具体应用中要注意几个问题。 1.小试中要测得准确的kLa值,选择合适的计算公 式。 2.注意各计算kLa公式在放大中参数的变化及适用 范围。 3.按照计算P0/Pg选择通气比,计算Vs求kL来计算
值得注意的是, Po/V与传质系数之间的确 存在着重要的关系,但Po/V相等并不意味着 kLa相等。二者之间没有必然的联系。
其他的比拟放大方法
(一)恒周线速度
丝状菌发酵受剪率、特别是搅拌叶轮尖端线速度的影 响较为明显。如果仅仅保持kLa相等或Po/V相等,可能 会导致严重的失误。在Po/V相等的条件下,D/T比越小, 造成的剪率越大,也有利于菌丝团的破碎和气泡的分 散,这对于产物抑制的发酵有重要意义。所以,对于 这类发酵体系,搅拌涡轮周线速度也被认为是比拟放 大的基准之一。
食品微生物学 第九章 微生物与发酵食品

能解决,由于菌种的突变、微生物的复杂性和多样性以及试 验工艺条件的不稳定性和局限性等问题,除了酵母、啤酒、 酒精、丙酮、丁醇、葡萄糖酸的发酵和活性淀粉的处理采用 连续发酵外,大规模生产上极少采用。
四 文化内涵:
关于酒曲,“千年酒窖万年糟”之说,引起了国内 外研究者的浓厚兴趣。 与许多民族文化融为一体。
然酿造阶段。即知其然而不知其所以然,通常以 经验掌握。由于节气、环境的变化即决定了产品 的成败,因此食品酿造甚至被赋予很多神秘色彩, 甚至出现了对曲的顶礼膜拜,与一些祭祀活动也 连起来。
三难以解决的实际问题
❖丝状真菌的发酵(霉菌、放线菌):由于没有完善的理论指
导,因而还没有满意的设计和放大方法,而霉菌、放线菌又 是发酵工业中占重要地位的菌类。
生物催化剂(其最有效、稳定、方便的生物催化 剂形式是整体生物细胞,目前最广泛采用的是 微生物细胞)
生物反应系统
第一章 绪 论
第六节 食品发酵与酿造的特点
第一节 细菌发酵食品
一乳酸细菌以及发酵制品
1 定义 :是一类能使可发酵性碳水化
合物转化成乳酸的细菌的通称。
•凡能进行发酵代谢, 并产生乳酸成分的细菌, 均可称
异型乳酸发酵途径
(3)双歧途径
是双歧杆菌的产能模式,双歧杆菌是一类特殊的 严格厌氧菌,对营养要求较高,它们对葡萄糖代 谢也可以归于异型乳酸发酵。但与其他乳酸菌异 型发酵不同。
双歧杆菌无醛缩酶,也无葡萄糖-6-磷酸脱氢酶, 不能通过EMP途径,但含有活性磷酸解酮酶酶类, 在这个途径中无加氢和还原反应,2mol葡萄糖转 变为3mol乙酸和2mol磷酸甘油醛,然后3-磷酸甘 油醛在乳酸脱氢酶作用下转变为乳酸.
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第九章发酵工艺糖质原料的共同特点是它所含的发酵性物质是可以直接供酵母进行酒精发酵的各种糖。
不同的糖质原料还有各自的特点,由于我国糖类原料目前主要是甘蔗或甜菜废糖蜜,这里重点介绍糖蜜酒精发酵的特点。
糖蜜稀释液接人培养成熟的酒母后,糖蜜稀释液中的糖分在酵母菌作用下分两大步发酵生成酒精。
第一步是酵母菌首先将体内的转化酶(即蔗糖酶.系一种胞外酶)借扩散作用分泌到细胞体外将发酵液中的蔗糖进行水解转化为葡萄糖和果糖。
第二步葡萄糖和果糖通过扩散作用进人酵母细胞体内,在酵母体内酒化酶(胞内酶)的作用下发酵变成酒精和二氧化碳:一、糖蜜酒精发酵方法糖蜜酒精发酵的方法很多,有间歇发酵、半连续发酵和连续发酵3 种,而各种方法又有很多方案,现介绍如下l 间歇发酵法(1)普通间歇发酵即单罐发酵:发酵罐空罐清洗后用蒸汽杀菌至10O℃ 保温0.5~1h ,冷却至30 ℃ 后,接人培养成熟的酒母醪液,而后再将温度为27 ~30℃ (夏天应偏低,冬天应偏高)的发酵糖液输入进行发酵。
发酵温度控制为33~35℃ 为宜。
为了有效地控制发酵,首先必须掌握好糖液入罐温度的控制,其次是加强发酵过程中的温度控制。
夏天应提早升冷却水,冬大则要迟后开冷却水,水量控制由小到大、避免猛开猛关,防止温度骤升骤降,影响发酵效果。
发酵时间一般为32~36h ,通常40~50h 即可送去蒸馏。
(2)分割式间歇发酵第一只罐按普通间歇式发酵法进行发酵,当发酵处于主发酵时,从该罐分割l/3~1/2 主发酵罐至第二罐,用稀糖液加满两罐,第一只继续发酵,直至终了,送去蒸馏。
第二罐进人主酵后再分割l/3~1/2至第三罐,再用稀糖液加满两罐,如此继续下去。
此法的优点是避免了每罐都需制作酒母,且总的发酵时间大为缩短;缺点是易染菌,必须加强糖蜜酸化灭菌工作。
此方法发醉稀糖液一般20~24OBx ,发酵温度为33~35℃ ,发酵时间28~32h 。
(3)分批流加间歇发酵法分批流加间歇发酵法是先在发酵罐内加10%~20%酒母后分3 次加人发酵稀糖液,第一次、第二次加人罐容约20%的稀糖液,第三次加40%~50%的稀糖液,以保持罐内醪液中糖浓度一致,有利于酵母的正常发酵。
但必须指出,流加糖液的全部时间不应超过8~10h ,否则会影响发酵成绩。
发酵温度控制为30~35 ℃,发酵时间为36~48h。
(4)连续流加间歇发酵连续流加发酵的特点在于基本稀糖液是按一定的速率连续加入发酵罐,直至罐满。
只要选择适当的流加速度,就能保证在流加过程中发酵醪的浓度大致相同,促使酵母保持旺盛的发酵能力,达到缩短发酵时间,提高出酒率的目的。
该法是先将占发酵醪总量20~30%的成熟酒母醪送入发酵罐。
然后加入数量相同的酒母稀糖液(14%浓度)。
通风培养2h,使发酵醪浓度降至7%~7.5%。
开始连续流加浓度为33~35%的基本稀糖液,保持发酵醪的浓度在10%左右。
流加至满灌后,任其发酵结束。
发酵温度控制为33~34℃,发酵时间为15~20h。
2 半连续式发酵半连续式发酵是主发酵阶段采用连续发酵,后发酵阶段采用间歇发酵的方法。
按糖化醪的流加方式不同半连续式发酵法分为下述两种方法。
① 将发酵罐连接起来,使前几只发酵罐始终保持连续主发酵状态,从第3 只或第4 只罐流出的发酵醪液顺次加满其他发酵罐,完成后发酵。
应用此方法可省去大量酒母,缩短发酵时间,但是必须注意消毒杀菊,防止杂菌污染。
② 将若干发酵罐组成一个组,每只罐之间用溢流管相连接,生产时先制备发酵罐体积1/3的酒母,加入第1只发酵罐中,并在保持主发酵状态的前提下流加糖化醪,满罐后醪液通过溢流管流入第2 只发酵罐,当充满1/3体积时,糖化醪改为流加第2 只发酵罐,满罐后醪液通过溢流管流加到第3 只发酵罐……如此下去,直至未罐。
发酵成熟醪以首罐至末罐顺次蒸馏。
此方法可节省大量酒母,发酵时间相对缩短,但没次新发酵周期开始时要制备新酒母。
3 连续发酵法糖蜜稀糖液酒精发酵采用连续发酵法最合理。
糖蜜稀糖液连续发酵的方案很多,归纳起来有两种基本流程,即:单浓度单流加连续发酵法和双浓度双流加连续发酵法。
(1) 单浓度单流加连续发酵法单浓度单流加连续发酵法是只用一种浓度的糖液进行单流加以实行连续发酵的流程。
该流程以稀糖液与成熟酒母同时进人第一发酵罐,酵母繁殖和糖液发酵同时进行,产生足够数量酵母细胞的发酵醪,并且随着糖液的连续进入,发酵罐满罐后醪液依次进人下一罐连续发酵直至发酵成熟(参见图3-2 )图3-2 糖蜜单浓度单流加连续发醒流程1—糖蜜贮罐;2—糖蜜泵;3—高位槽;4—计量罐;5—酸化槽;6—除渣器;7—贮罐;8—稀释释器;9—酒母罐;10—酵母增殖罐;11—发酵罐;12—捕集器;13—洒洗涤塔;14—成熟醪泵;原糖蜜从贮罐1经糖蜜泵2送至高位槽3,经计量罐4称量后流入酸化槽5,加酸,加防腐剂,必要时加热后,流入除渣器6除去沉淀,进入贮器7,在这里加入营养盐,再流往稀释器8,得到浓度为22~25%,酸度为3~3.5,加有0.004%五氯苯酚钠(或其它防腐剂)的稀糖液。
后者连续均匀地流入酒母罐组9,再流入酒母增殖罐10,然后顺次通过罐11,成熟醪从最后一次罐11送去蒸馏。
必要时往酒母罐和酒母增殖罐中添加消泡剂,CO2经捕集器12和洗涤塔13进入综合利用车间,淡酒回入最后一只发酵罐。
(2) 双浓度双流加连续发酵法双浓度双流加连续发酵法是使用两种不同的糖液,即酒母稀糖液(亦称低浓度)和发酵稀糖液(亦称高浓度)进行双流加以实行连续发酵的流程。
如图3-3 所示:图 3-3 糖蜜双浓度双流加连续发酵流程1—糖蜜贮罐; 2—糖蜜泵; 3—高位槽; 4—计量罐; 5—贮罐; 6—稀释罐;7—稀释罐;8—酵母罐;9—酵母增殖糖蜜流加罐; 10—发酵罐; 11—尾发酵罐; 12—泡沫收集器; 13—洗涤塔原糖蜜由贮罐1用齿轮泵2送入高位槽3,糖蜜经计量罐4计量后流入中间贮罐5,由此,流往稀释器(6和7),以制备基本稀释糖液和酒母稀释糖液。
6a 和7a是稀糖液浓度检查器。
酒母制备在酒母罐8中进行。
酒母和基本稀糖液连续均匀地流入头两个罐,接种比为1 :1。
酒母和基本稀糖液的流量应控制在保证罐中醪液浓度为8~9%,酒度为7%左右的范围内。
醪液从9流出,顺次经过三只罐10,并流入后酵罐11。
最后,成熟发酵醪从后酵罐送去蒸馏。
发酵罐9,10中产生的泡沫和CO2送往泡沫捕集器12,CO2经洗涤塔13回收酒精,淡酒送去蒸馏,二氧化碳则送去进一步加工利用,消泡后的液体流入发酵罐11。
上述流程发酵时间共24小时,成熟醪酒度9~9.5%(v),酸度3~3.5,残余浓度5~6%。
每隔10天左右必须依次将发酵罐清洗灭菌一次,以防止酸败。
糖蜜酒精发醉的3 种方法,本质上没有区别,尤其是连续发酵法的两种基本流程都是在流动的基质中,在适宜酵母菌生民的条件下,繁殖足够的酵母细胞,发酵糖液产生酒精。
目前糖蜜洒精发酵都采用连续法。
一般对质量好纯度高的糖蜜采用单浓度单流加连续发酵法与双浓度双流加连续发酵法发酵均可,但对纯度低、质量差的糖蜜不宜采用单浓度单流加连续发酵法而应采用双浓度双流加连续发酵法。
双浓度双流加连续发酵法,低浓度糖液(即酒母糖液)与高浓度糖液(即发酵糖液)流加液比通常取1:l,而流加糖比例为:优质糖蜜4:6 ,劣质糖蜜3:7 。
二、影响糖蜜酒精发酵的主要因素1.酵母数量糖蜜酒精连续发酵效率主要取决于酵母细胞内酒化酶系的活力,而酵母细胞内酒化酶系的活力又决定于酵母繁殖速度和酵母数量,因而要提高糖蜜酒精连续发酵的效率,除选育酒化酶系活力强、耐高渗透压的酵母菌种外,还要正确选择糖蜜酒精连续发酵过程中立体罐的酵母数量。
应该看到,在连续发酵稳定状态条件下,主体罐的酵母数量是与主体罐的容量、进料速度、稀释度、发酵醪的糖分浓度、营养条件、pH值、酸度及通风搅拌情况均有密切关系。
例如改变进料速度可以调节酵母数量,而在通风搅拌条件下,酵母繁殖速度和酵母数量迅速提高.糖蜜酒精多级连续发酵要求主体罐的酵母数量要控制适宜,过多或过少的酵母数量对发酵率均有影响。
在通风搅拌条件下,酵母繁殖速度过快,酵母数量过多,则发酵醪的糖分供给酵母作为茵体生长消耗较多,相应地糖蜜转化为酒精的转化率降低。
酵母数量过少,酵母繁殖速度慢,发酵速度也相应地减慢,不仅发酵时间延长,设备利用率降低,同时易使杂菌感染和繁殖,酸度增高,导致发酵率下降。
所以,糖蜜酒精多级连续发酵过程中主体罐一定要控制适宜的酵母数量,使酵母处于对数生长期,细胞内酒化酶系活力保持最高,则可以使主发酵旺盛进行,发酵率可以提高,发酵时间可进一步降低。
母菌种特性不同和糖蜜原料不同,酵母的数量控制也不同。
根据国内外糖蜜酒精工厂的实验经验:对于甘蔗糖蜜酵母菌种采用F—396、高l—396、As.2.1190、川345等酵母时,连续发酵中主发酵罐的酵母数量宜控制0.8—1.2亿/毫升,出芽率25—30%,死亡率1%以下、对于甜菜糖蜜,酵母菌种如采用Rasseя字酵母时,连续发酵中主发酵罐的酵母数量宜控制1.4—1.6亿/毫升,出芽率25—30%,死亡率1%以下。
为了控制适宜的酵母数量,通常在酒母培养罐与主发酵罐采取间歇通风的措施,以保证连续发酵所需要的酵母数量。
2.发酵醪的糖分浓度糖蜜酒精连续发酵正确选择与控制适宜的发酵醪糖分浓度是重要的,它不仅直接影响成熟醪中酒精含量,也影响发酵的快慢与糖分利用率。
不同质量级别的糖蜜,确定发酵醪的糖分浓度也有所不同,一般认为对质量较好的、纯度较高的炼糖糖蜜,以及一级、二级的糖蜜,宜采用浓醪发酵。
对质量较差纯度较低的三级与低纯度糖蜜,宜采用稀醪发酵。
一般认为稀醪发酵[指成熟醪中酒精含量在6—7%(容量)]可以提高糖分的转化率。
这是因为稀醪调整了环境的渗透压,不仅利于酵母半渗透作用的细胞质膜对发酵醪中营养物质的选择吸收,有利于酵母生长繁殖,同时也有利于酵母细胞内酒化酶将发酵基质迅速转化为酒精,因而稀醪可以加速酒精发酵和提高糖分的转化率。
而浓醪发酵[成熟醪酒精含量在9%(容量)以上]的优点,在于发酵醪酒精含量高,可以相对地提高设备的利用率,节约动力,水电及蒸汽,还可以节约劳动力,提高劳动生产率,从全面考虑还是浓醪发酵比较合理,目前国内一些糖蜜酒精工厂正在进行低纯度糖蜜浓醪发酵的探索。
日本低纯度糖蜜浓醪发酵试验,成熟醪酒精含量高达15%以上,发酵效率为90%以上。
可见所谓浓醪发酵与稀醪发酵都是相对而言,关键在于选择耐高渗透压和耐高浓度酒精的酵母,低纯度糖蜜浓醪酒精发酵,同样可以获得较高的发酵效率。