固态发酵技术及过程控制(1)
白酒固态发酵的方法
白酒固态发酵的方法
白酒固态发酵是一种传统的酿造白酒的方法，其步骤如下：
1. 原料准备：选用优质的高粱、小麦等谷物为主要原料，将其研磨成细粉末。
2. 煮粉：将细粉末和水混合，加热煮沸，形成稀糊状物。
3. 固态发酵：将煮沸后的糊状物均匀地铺在发酵窖或容器中，厚度一般为10-15厘米。
4. 接种发酵菌：在糊状物表面均匀地撒布食醋酸菌或酒曲，用于发酵过程中产生酒精。
5. 发酵：放置窖或容器密封发酵，温度控制在15-25左右，保持适宜湿度。
6. 蒸馏：发酵完全后，将发酵物进行蒸馏，分离出酒精。
7. 精制和陈酿：将蒸馏得到的白酒进行精制和糖化，然后贮存并进行陈酿，使其继续发展和改善口感。
需要注意的是，白酒固态发酵是一种相对较慢的发酵过程，需要较长的时间来完成。
同时，发酵过程需要严格控制温度、湿度等参数，以确保发酵的顺利进行。
另外，不同地区对于固态发酵方法可能会有一些细微的差异。
固态发酵技术
明代宋应星的《天工开物》 中的红曲制造
民国时期制曲情形
• 我国传统酿造技术绝大多数是固态发酵： • 白酒酿造：酒曲（固态）；酒窑发酵（固） • 黄酒酿造：酒曲（固态）；发酵（半固态） • 醋：曲（固）；酒醅（固，半固）；醋醅 （固态）； • 酱油：米曲（固态）；发酵（半固）； • 豆豉：固态； • 酱：曲（固态）；酱（半固）
2.2 固态发酵的特点
• 固态发酵，物料的水含量低，水活度低。
• 由于固体物料的比热容值与水的比热容值要小得多， 且物料水分含量越低，故物料热传导系数很小。但 单位体积发酵基质的产热量却较多。
• 固态发酵物料的颗粒特性、颗粒粒径大小不同的特 性、菌丝缠结导致物料结块特性，使基质的混合和 扩散都较困难，容易形成温度、基质浓度及产物浓 度的梯度。
• 固态发酵物料，或称为基质（substrate）， 既是微生物生长的营养源，是微生物生长的微 环境，也是发酵产物的聚集地。
• • • •
物料含水量并不是表示物料状态的唯一指标。 固态物料含水量：40%-80%。 有些发酵，物料含水量很大，仍可看作是固态。 原因：物料亲水性能好，尽管含水量高，但几乎 没有可流动的游离水。可看成是固态发酵。 • 例如：烟梗，料水比达1∶10，才有游离水出现。 • 水的作用：溶解作用；高热容量载体；加速质量 传递；物料孔隙的填充作用； 氧的载体； • 固态发酵物料含水量下降，使物料的许多性能不 同于液态发酵。
• 氧气和其它非极性气体的溶解度和扩散性较好。
• 霉菌的固体培养，比液态培养更容易产生孢子。 • 某些霉菌，在固态培养状态下，产生的酶更多，次 级代谢产物的产率更高（如青霉素，赤霉酸）。
• 固体培养，菌体量的测定比较困难。
• 有的固态发酵产品，无需提取纯化，直接可用于生 产或直接使用。 • 相对于液态发酵来说，传统固态发酵方式，能量消 耗低，生产成本低；大多没有废水排放，但有时会 有大量的固态废渣。 • 传统固态发酵手工操作较多，故劳动强度大。
固态法酿造白酒的发酵温度控制策略
固态法酿造白酒的发酵温度控制策略酿造白酒是一项复杂而又精细的工艺，其中发酵是一个至关重要的环节。
固态法酿造白酒是一种传统的酿造方法，它与液态法相比具有独特的特点和发酵控制策略。
本文将探讨固态法酿造白酒的发酵温度控制策略，并介绍其对酒质的影响。
固态法酿造白酒是指将经过发芽、淀粉化和糖化的谷物经过蒸煮、糖化和发酵等工艺，制成白酒的方法。
相比传统的液态法，固态法酿造白酒在发酵过程中使用的是固态床，这是一种由酒糟、酒糟菌和谷物组成的固态床层。
该床层中的微生物在固态环境下进行发酵作用，使得谷物中的淀粉转化为酒精。
在固态法酿造白酒中，发酵温度的控制是非常重要的，对于发酵过程的顺利进行和白酒品质的提升起着至关重要的作用。
在不同的发酵阶段，控制温度的策略各不相同。
首先是发芽阶段，发芽是将谷物中的淀粉转化为酒精的起始阶段。
在发芽过程中，适宜的温度可以促进麦芽中酶的活性，加速淀粉的水解和糖化反应。
一般来说，发芽温度控制在20-25摄氏度左右是比较适宜的，过高或过低的温度都会影响酒芽的品质和产量。
需要注意的是，发芽温度过高容易导致酶的失活，而发芽温度过低则会减缓反应速率。
其次是糖化阶段，糖化是将糖化酶作用于发芽麦芽中的淀粉，将其转化为可发酵的糖分。
糖化反应需要在一定的温度范围内进行，一般控制在54-64摄氏度之间，以最大限度地提高糖化酶的活动力和酶促反应的速率。
高温会抑制糖化酶的活性，降低转化效率，而低温则会减少酶活性，延长反应时间。
因此，适宜的糖化温度可以提高糖化效率，提高酒精产量。
最后是发酵阶段，发酵是将糖转化为酒精和其他有机物的过程。
固态法酿造白酒的发酵温度控制相对液态法更加复杂。
在发酵初期，温度应该控制在25-30摄氏度之间，以促进酒糟菌的生长和繁殖。
在这个阶段，适当提高温度可以加速反应速率，提高酒精产量。
然而，温度过高可能导致过早停止发酵和产生异味。
随着发酵的进行，应逐渐降低温度，控制在20-25摄氏度之间，以平衡酵母活性和产物的生成。
大米固态发酵工艺
大米固态发酵工艺## 大米固态发酵工艺### 1. 引言大米固态发酵是一种传统的食品加工技术，通过微生物的作用，将大米转化为具有更高营养价值和更丰富口感的食品。
本文将介绍大米固态发酵工艺的基本原理、流程以及其在食品加工中的应用。
### 2. 基本原理大米固态发酵的基本原理是利用大米中的淀粉、蛋白质等营养成分，为微生物提供生长繁殖的营养基质，通过微生物的代谢作用，将大米中的成分转化为有益的代谢产物，如有机酸、酶、氨基酸等，从而改变大米的性质和口感。
### 3. 工艺流程大米固态发酵的工艺流程主要包括以下几个步骤：#### 3.1 原料准备选用优质的大米作为原料，经过清洗、浸泡等处理，去除杂质和表面污染物，保证发酵过程的卫生安全。
#### 3.2 发酵菌种培养选用适合的发酵菌种，如乳酸菌、曲霉菌等，进行培养和活化，以提高其发酵能力和产物质量。
#### 3.3 发酵处理将经过处理的大米与发酵菌种混合，控制好温湿度等发酵条件，促使微生物的生长和代谢，完成大米的发酵转化过程。
#### 3.4 后处理发酵完成后，对产物进行处理和调整，如干燥、调味等，以增强其口感和保质期，最终得到成品。
### 4. 应用领域大米固态发酵技术在食品加工领域具有广泛的应用，主要包括以下几个方面：#### 4.1 发酵米酒利用大米固态发酵技术，可以制作出口感细腻、香气浓郁的传统米酒，具有较高的营养价值和口感。
#### 4.2 发酵米醋通过大米固态发酵，可以产生酸性物质，制作出口感酸甜、香气浓郁的米醋，被广泛用于烹饪调味。
#### 4.3 发酵米食品利用大米固态发酵技术，还可以制作出各种口味独特的发酵米食品，如发酵米粉、发酵米糕等，丰富了人们的饮食选择。
### 5. 结语大米固态发酵工艺作为一种传统的食品加工技术，在现代得到了广泛的应用和发展。
通过合理控制发酵条件和工艺流程，可以生产出高质量、具有特色的发酵米食品，满足人们对于食品安全和营养健康的需求。
固态发酵酒工艺流程
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固体发酵工艺流程
固体发酵工艺流程固体发酵是一种在固体基质中进行的微生物发酵过程。
它通常用于制备食品、饲料、药品和化工产品等。
固体发酵工艺流程一般包括原料准备、发酵装置选择、发酵参数调控和发酵产物处理等环节。
1.原料准备：固体发酵的原料可以是各种有机基质，如玉米粉、大豆粉、木屑、稻草等。
在选择原料时，需要考虑基质的营养成分、容易消化的程度和成本等因素。
原料必须符合发酵微生物的需求，如碳源、氮源和适当的水分含量。
2.发酵装置选择：固体发酵可以采用不同类型的发酵装置，如静态培养罐、摇床和转鼓等。
选择适合的发酵装置要考虑发酵微生物的特性，发酵温度和气体交换等因素。
装置的设计应能提供充足的氧气和水分供应，并保持适当的温度和pH值。
3.发酵参数调控：调控发酵参数是固体发酵的关键。
这些参数包括温度、水分含量、pH 值、气体交换和搅拌速度等。
温度和水分含量是影响微生物生长和代谢的主要因素，它们的调控可以通过加热、降温、添加水等方式实现。
pH值的调控可以通过添加酸碱来实现。
气体交换可以通过提供合适的通气量和搅拌速度来促进氧气供应和二氧化碳排放。
4.发酵产物处理：固体发酵的产物可以是各种有机酸、酶、抗生素和其他化合物等。
处理产物的方式取决于产物的性质和用途。
一般来说，产物会经过分离、精制和干燥等步骤。
分离可以采用离心、过滤或浓缩等方法，精制可以通过结晶、萃取和洗涤等方法实现，干燥可以采用自然干燥、喷雾干燥或冷冻干燥等方法。
综上所述，固体发酵工艺流程包括原料准备、发酵装置选择、发酵参数调控和发酵产物处理等环节。
通过合理地控制这些环节，可以获得高产率、高纯度和高质量的发酵产物。
固体发酵在工业生产中具有广泛的应用前景，可以提高生产效率、降低成本并减少环境污染。
固态发酵酿酒技术
固态发酵酿酒技术
固态发酵酿酒技术是一种传统的酿酒方法，与液态发酵相比，其特点在于酵母和发酵基质（如麦芽、米等）以固态形式存在，其中氧气和水分的含量较少，需要较长的时间和温度来完成发酵。
以下是固态发酵酿酒技术的一些基本步骤：
1.选取适宜的基质：固态发酵的基质应该有较高的含糖量和蛋白质含量，比如麦芽、大米等。
基质应当清洗干净、消毒处理，以避免有害细菌的污染。
2.发酵前处理：将选好的基质放入发酵箱中，控制其含水量和温度，利用酵母等微生物的作用，使基质中的糖分、淀粉质等转化为酒精和二氧化碳，形成酿酒的原料。
3.发酵过程控制：在固态发酵过程中，需要注意控制空气和水分的含量，保持适宜的温度，以促进微生物的生长和繁殖。
发酵过程中需要进行适时的搅拌，以充分利用氧气和保持发酵基质的均匀性。
4.熟化和贮存：发酵完成后，需要进行熟化和贮存处理，以使酿酒的风味更加浓郁、口感更加醇厚。
此过程中需要控制温度、光线和空气的含量，避免细菌和霉菌的生长，保持酒的品质。
固态发酵酿酒技术有着悠久的历史和丰富的文化内
涵，在一些地区和酒厂中仍然得到广泛应用。
与液态发酵相比，固态发酵能够更好地保留原料的风味和口感，且发酵过程中产生的有机酸等物质，还有助于增强酿酒的风味和保鲜效果。
高粱酒固态发酵技术工艺详细流程
高粱酒固态发酵技术工艺详细流程
高粱酒固态发酵技术工艺的详细流程如下：
1. 原料准备：将高粱研磨成细粉，并进行筛选，以去除杂质。
2. 混合制曲：将高粱粉与石棉、黄麼和麦糟等物质按照一定比例混合均匀。
加入适量的水，使混合料变成湿润的状态。
3. 堆积发酵：将混合料转移到发酵容器中，进行堆积发酵。
发酵容器可以是用竹篓或者塑料袋制作的。
4. 发酵过程控制：在发酵过程中，要保持适宜的温度和湿度。
一般来说，温度应保持在30℃-35℃，湿度应保持在60%-70%。
5. 发酵时间控制：一般情况下，高粱酒固态发酵的时间为3天至7天，具体时间可以根据需要和实际情况进行调整。
6. 熟化：发酵结束后，将发酵完成的固态物料进行熟化处理。
熟化的时间可以根据需要进行延长，以提高酒的质量。
7. 蒸馏：将熟化后的物料进行蒸馏，得到酒精分离出来。
8. 精制：将蒸馏得到的酒精进行精制处理，去除杂质和不良物质。
9. 调配：根据需要，可以将精制后的酒精进行调配，以达到理想的口感和香气。
10. 包装：最后，将调配好的高粱酒进行包装，以便出售或储存。
以上就是高粱酒固态发酵技术工艺的详细流程。
不同的生产厂家和地区可能会有一些细微的差别，但整体流程是类似的。
第五章 发酵过程及控制
（二）pH对发酵的影响
1、实例 例 pH对林可霉素发酵的影响 林可霉素发酵开始，葡萄糖转化为有机酸类中间产物，发酵液 pH下降，待有机酸被生产菌利用，pH上升。若不及时补糖、
(NH4)2SO4或酸，发酵液pH可迅速升到8.0以上，阻碍或抑制某些
酶系，使林可霉素增长缓慢，甚至停止。对照罐发酵66小时pH 达7.93，以后维持在8.0以上至115小时，菌丝浓度降低，NH2-N 升高，发酵不再继续。 发酵15小时左右，pH值可以从消后的6.5左右下降到5.3，调节这 一段的pH值至7.0左右，以后自控pH，可提高发酵单位。
4，最适温度的确定 最适温度是一种相对概念，是指在该温度下最 适于菌的生长或发酵产物的生成。 最适发酵温度与菌种，培养基成分，培养条件 和菌体生长阶段有关。 最适发酵温度的选择
– 在发酵的整个周期内仅选一个最适培养温度不一 定好。 – 温度的选择要参考其它发酵条件。 – 温度的选择还应考虑培养基成分和浓度
一、分批发酵
1、分批发酵的定义
• 是指在一封闭系统内含有初始限量基质的
发酵方式。在这一过程中，除了氧气、消
泡剂及控制pH的酸或碱外，不再加入任何 其它物质。发酵过程中培养基成分减少， 微生物得到繁殖。
2、分批发酵的特点
• 其物理，化学和生物参数都随时间
而变化，是一个不稳定的过程。
微生物受高温的伤害比低温的伤害大，即
超过最高温度，微生物很快死亡；低于最
低温度，微生物代谢受到很大抑制，并不
马上死亡。这就是菌种保藏的原理。
3，温度对发酵的影响
• 影响各种酶的反应速率和蛋白质性质 • 影响发酵液的物理性质 • 影响生物合成的方向。
– 例如，四环素发酵中金色链霉菌同时能产生金霉素。 在低于30℃温度下，该菌种合成金霉素能力较强。 当温度提高，合成四环素的比例也提高。在温度达 35℃则只产生四环素而金霉素合成几乎停止。
固态发酵白酒工艺流程
固态发酵白酒工艺流程固态发酵白酒工艺流程是一种传统的酿酒方法，主要应用于中国的白酒生产。
下面将详细介绍固态发酵白酒的工艺流程。
首先，选择好大曲。
大曲是固态发酵白酒过程中必不可少的一种发酵剂，它是用高粱、小麦等粮食制成的。
在选择大曲的过程中，需要注意其颜色、气味和质地等方面的特征，以确保发酵的质量和稳定性。
其次，准备好酒曲。
酒曲是通过前一次酿造的残留物经过特殊处理后得到的。
在准备酒曲的过程中，需要将残留物进行蒸煮、发酵、晒干等步骤，以杀灭有害微生物并提取出有益的发酵物质。
接下来，进行主糖化过程。
主糖化是固态发酵白酒的重要步骤之一，通过将蒸煮的高粱、小麦等粮食放入糖化罐中进行糖化，将淀粉转化为糖。
主糖化过程包括糖化、酵母化、其它菌类的繁殖和有机物的生物降解等步骤。
然后，进行泥酒制作。
泥酒是固态发酵白酒的特色之一，它是将经过主糖化的粮食加入酒缸中，在密闭环境下经历多次的发酵和蒸馏过程制成的。
在泥酒制作的过程中，需要密切控制好温度、湿度和发酵时间等因素，以确保酒的质量和口感。
最后，进行蒸馏过程。
蒸馏是固态发酵白酒独特的制酒方法，它是通过将经过发酵的泥酒加热，利用不同成分的沸点差异进行分馏。
蒸馏过程分为初馏、二次蒸馏和收尾等步骤，每一步骤都需要根据酿酒的要求进行调整，以保证所得到的酒质纯正。
在整个固态发酵白酒的工艺流程中，需要严格控制发酵的温度、湿度和时间等因素，以保证酒的质量和风味。
同时，还需要进行多次的检测和调整，以确保每个环节的顺利进行。
固态发酵白酒工艺流程的特点是原料简单，发酵过程细腻，酒质纯净。
然而，由于制作工艺复杂、时间长且成本较高，固态发酵白酒的产量和销售量相对较小。
然而，对于热爱传统风味和历史文化的人们来说，固态发酵白酒仍然具有一定的市场需求和价值。
通过以上的介绍，我们对固态发酵白酒工艺流程有了更全面和深入的了解。
希望这能对有关固态发酵白酒的研究和生产工作有所帮助。
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4、单菌固态纯种发酵
是在纯种培养基础上建立起来的，采用已 知的单一微生物菌种，接种在灭菌的固态 培养基中，在无菌条件下进行的固态发酵 过程。它对于扩大固态发酵的应用范围和 潜力的发挥起到非常重要的作用，是固态 发酵的重要方向。
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四、固态发酵反应器
图4－7 搅拌式固态发酵反应器
1－搅拌架电机；2－搅拌桨电机；3－接种和喷水口；4－温 度传感器；5－测重仪；6－湿度传感器；7－冷却器；8－ 湿度调节器；9－空气流量器；10－鼓风机；11－加热器； 12－空气过滤器；13－空气冷却器
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滚筒发酵机
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（ ） 流 化 床 反 应 器
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粉 剂 硫 化 床
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（4）塔式反应器
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脱氯塔
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一酸塔
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五、固态发酵发展趋势和应用前景
固态发酵可利用多种工农业残渣作为底物
大量生产化学物质，在有机酸、酒精、单 细胞蛋白、蘑菇、酶制剂、生物活性物质 及风味物质等，尽管上述研究有的还处在 实验室研究阶段，但固态发酵被认为是可 再生性资源综合利用最有希望的途径，是 解决当前人类所面临的“三大”危机的一 个有效手段。当前，许多工农业残渣、城 市生活垃圾已成为人们的社会公害，对人 类的生存环境均产生不利的影响。
7、生产机械化程度较低，缺乏在线传感仪器，过程 控制较困难。
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三、固态发酵的分类
1、自然富集固态发酵 2、强化微生物混合固态发酵 3、限定微生物混合固态发酵 4、单菌固态纯种发酵
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自然富集固态发酵
是指利用自然界中微生物，由不断演替的 微生物进行的富集混合发酵过程。例如传 统的酒曲、酱油和堆肥发酵等，不需要接 种微生物，而是依赖空气和物料中的自然 微生物区系，由多种微生物演替成最适于 生长代谢或共同协作的小生态环境。
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3、固态发酵中培养基提供的与气体的接触面积要比 液体深层发酵中与气泡的接触面积大得多，供氧 更充足，同时，空气通过固体层得阻力较小，能 量消耗低。
4、使用固体原料，在发酵过程中，糖化和发酵过程 同时进行，简化操作工序，节约能耗。
5、高底物浓度可以产生高的产物浓度。
6、由于产物浓度高，提取工艺简单可控，没有大量 有机废液产生，但提取物含有底物成分。
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图4－5 Koji工业制曲设备 1－曲室；2多孔板；3－旋转机；4，11－卸料螺杆机；5－空 气调节器；6－鼓风机；7－排气管；8－调节阀；9－空气过
滤器；10－装料机；12－控制台
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2、动态固态发酵反应器
（1）转鼓式
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（2）带机械搅拌的筒柱式
1、静态固态发酵反应器
塔 柱 式 （ 图 ）
4-1
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浅盘式（图4-2）
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1－浅盘室；2－
水阀门；3－紫
外灯管；；6－排气
口；
7－加湿器；9－
加热器；10－空
气循环；12－进
气口；14－浅盘；
15－浅盘架
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园盘固体发酵机
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2、界面作用
（1）营养物在界面上的富集 （2）界面分布的微生物 （3）微生物界面效应的意义
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3、固态基质中丝状微生物的生长
丝状真菌的生长是以其顶端延长的方式进行的， 顶端之后的菌丝只能变厚而不能伸长；在生长过 程中又靠顶端延伸的方式产生繁茂的分枝而构成 真菌的菌落，可见真菌的生长主要表现在菌丝顶 端的生长。
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强制通风物料静态反应器（图4-3）
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1－发酵罐；2－
空气调节阀门； 3－空气温度传 感器；4－湿度 传感器；5－排 气阀；6－温度 控制；
7－加湿器；8－ 冷却盘管；9－ 加热器；LP－液 面探针；RH－相 对湿度调节器
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图4－4 强制通风填充床反应器
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第二节 固态发酵过程的控制
一、固态发酵微生物及生长机制 1、适合固态发酵微生物特征
①能够利用多糖的混合物； ②有完整的酶系，可以迅速从对某一种多糖的代谢转为对另
一种多糖的代谢； ③能够深入到料层中，也能穿入基质细胞内； ④在发酵过程中以菌丝形式生长，而不易孢子化； ⑤生长迅速，染菌概率小； ⑥可以在含水量低的基质中生长； ⑦能够耐受高浓度的营养盐； ⑧可以耐受基质预处理过程中产生的苯类等有毒物质。
第一节 概述
一、固态发酵的定义 一切使用不溶性固体基质来培养微生物的
工艺过程，称为固体基质发酵（solid substrate fermentation）
固体悬浮在液体中的深层发酵
固态发酵
没有（或几乎没有）游离水的湿固体 材料上培养微生物的工艺过程。
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固态发酵的定义
是指没有或几乎没有自 由水存在下，在有一定 湿度的水不溶性固态基 质中，用一种或多种微 生物的一个生物反应过 程，因此固态发酵是以 气相为连续相的生物反 应过程。
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2、强化微生物混合固态发酵
是指在自然富集固态发酵的基础上，根据 人们部分掌握的微生物代谢机制，强化接 种微生物菌系不明确的富集培养物或特定 微生物培养物所进行的混合发酵，例如沼 气发酵、白酒发酵及废物发酵降解处理等。
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3、限定微生物混合固态发酵
是在对微生物相互作用和群落认识的基础 上，接种混合培养的微生物是已知和确定 的，通常使用两种或两种以上经过分离纯 化的微生物纯种，同时或先后接种在灭菌 的培养基中，在无污染条件下进行的固态 发酵过程。
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二、固态发酵的特点
1、固态发酵培养基中没有游离水的流动，水是培养 基中较低的组分。培养基中水活度在0.99以下，适 宜于水活度在0.93～0.98的微生物生长，限制了应 用范围，同时也限制了某些杂菌的生长。
2、微生物从湿的固态基质吸收营养物，营养物浓度 存在梯度，发酵不均匀，菌体的生长、对营养物 的吸收和代谢产物的分泌存在不均匀。