【文章內容簡介】 （ 3） 采用氣流 輸送后。粉料被氣流從粉碎機吸出，可提高錘碎機能力百分之五十。 （ 4） 機械輸送動力消耗低。 原 料 預 處 理 流 程 大米出庫→過磅稱重→電磁吸鐵→粗碎除雜→粗料貯斗→細碎（采用錘碎機）→粉料貯斗（布筒濾塵器）→螺旋推進輸送機（絞龍）→拌水調和加溫→預煮 第二章 料酒生產工藝選擇與論證 7 糖 液 的 制 備 調漿 含在大米細胞中的淀粉顆粒，由于植物細胞壁的保護作用，不易受到淀粉酶系統的作用。另外，不溶解狀態(tài)的淀粉被常規(guī)糖化酶糖化的速度非產的緩慢，水解程度也不高。所以，大米淀粉原料在進行糖化之前一定要經過水 熱處理，使淀粉從細胞中游離出來，并轉化為溶 解狀態(tài)，以便淀粉酶系統進行糖化作用，這就是原料水 熱處理進行調漿的主要目的。 原料調漿理論基礎： （ 1 ）淀粉顆粒的形狀 淀粉顆粒呈白色，不溶于冷水和有機溶劑，顆粒內部呈復雜的結晶組織。不同的淀粉顆粒具有不同的形狀和大小。一般來說，含水分高，蛋白質少的植物其淀粉顆粒較大，形狀也比較整齊，大多數呈圓形或卵形，如甘薯的淀粉。同一淀粉的顆粒大小也不均勻。淀粉顆粒具有抵抗外力作用較強的外膜，其化學組成與內層淀粉相同，但由于水分較少，密度較大，故強度較大。 （ 2 ）淀粉分子的結構 淀粉分子是有許多葡萄糖基團聚合 而成的。根據淀粉分子鏈結構的不同，淀粉可分成直鏈和支鏈淀粉兩類。直鏈淀粉溶解于 7080 176。 C 的溫水中。支鏈淀粉具有分支，它不溶解于溫水中。它也是由葡萄糖基團組成。 （ 3） 淀粉的膨脹和溶解 淀粉在水中加熱，即發(fā)生膨脹。這是淀粉顆粒好像是一個滲透系統，其中支鏈淀粉起著半透膜的作用，而滲透壓的大小及膨脹程度則隨溫度的增高而增高。從40176。 C 開始，膨脹的速度就明顯加快。當溫度升高到一定數值（ 6080 176。 C ）時，淀粉顆粒的體積膨脹至原來體積的 50100倍時，淀粉分子之間的聯系削弱，引起淀粉顆粒的部分解體，形成了均一的粘稠液 體。這種無限膨化的現象為淀粉的糊化。與此相應的溫度叫做糊化溫度。糊化現象發(fā)生后，如果溫度繼續(xù)上升，并達到130 176。 C 左右時，因為支鏈淀粉也已幾乎全部溶解，網狀組織徹底破壞，淀粉溶解變成粘度較低的流動性醪液，這種現象稱為淀粉的溶解。 四川理工學院畢業(yè)設計 8 （ 4） 淀粉糊化醪的“反生”現象 液化了的淀粉醪液在溫度降低時，粘度會逐步增加。冷到 60176。 C 時，變得非常粘，到 55176。 C 以下會變成凍膠，時間一長，則會重新發(fā)生部分結晶的現象。 淀粉質原料各組成分在蒸煮過程中的變化 本設計 具體工藝要求 : 采用加水比 1:3,調漿水的溫度為 60℃ , 原料溫度為25℃ , 調漿后漿液溫度 50℃ , 同時加入 1/3 總量的液化酶并加入堿調 PH為 ,調漿時間為 30min 。 液化 大米 淀粉中含淀粉 78％， 水分 10％，淀粉漿的液化是將淀粉鏈打斷，淀粉的網狀結構被破壞，從而使淀粉漿的粘度降低，使淀粉水解為糖和糊精。傳統的液化工藝采用高溫高壓蒸煮法。原料和水混均后，于 130℃ 下進行高溫高壓處理。隨著酶工程的發(fā)展，傳統的高壓高溫蒸煮逐漸被取代，液化可分為有蒸煮方式和無蒸煮方式，現在的有蒸煮液化方式與傳統的高溫高壓蒸煮液化方式有著本質的不同，它是建立在酶制劑技術上的一種液化方 式。液化過程中廣泛使用液化酶(α 淀粉酶 ) 對原料進行液化處理。根據蒸煮溫度和加酶品種的不同，目前的有蒸煮液化處理方式可分為三種，高溫蒸煮、中溫蒸煮和低溫蒸煮，高溫蒸煮會造成原料中可發(fā)酵性物質損失，且安全性差；中溫蒸煮不易染菌，但冷卻設備投資大，耐高溫淀粉酶價格高，成本高；低溫蒸煮節(jié)約蒸汽和冷卻水效果顯著，可發(fā)酵性物質損失少，但糊化、糖化不徹底，易染菌，發(fā)酵升酸高。無蒸煮方式又稱為生料發(fā)酵工工藝，凡是完全排除對淀粉質原料進行熱處理的生產工藝屬于無蒸煮方式。但是，目前生料發(fā)酵中液化，糖化效果比有蒸煮方式要低。 具體工藝要求：采用間歇式兩次噴射兩次液化工藝，每天 8 小時，分為 16批次進行液化。采用 的蒸汽進行噴射 , 一次噴射使粉漿迅速從 50℃升溫至100 ℃ , 然后進入罐式液化器液化 1 小時，應用酶活力為 2020u/g 的 α 淀粉酶進行液化，據技術指標， α 淀粉酶的用量按 8u/g，再經二次噴射升溫至 130 ℃液化 1 小時，在真空冷卻器中冷卻至 63℃后入糖化罐，綜上所述，本次設計采用二次噴射液化法。 糖化 糖化是將短的淀粉鏈即糊精轉化為可發(fā)酵性糖，糖化分前糖化階段和后糖化階段，因為糖化過程的時間限制，不可能將全 部的淀粉轉化為糖，所以在發(fā)酵過程中還存在糖化過程，稱為后糖化。糖化是一個復雜的生物化學變化過程，受糖 第二章 料酒生產工藝選擇與論證 9 化酶添加量、時間、溫度等多種因素的影響。糖化酶在 大米料酒 發(fā)酵中有很大的作用，它將 大米 中的淀粉分解成可發(fā)酵性糖，以利于酵母料酒發(fā)酵。糖化酶的用量對料酒發(fā)酵有很大的影響，糖化酶的用量太少，會造成發(fā)酵不徹底；糖化酶太多，則增加了生產成本。糖化的效果不僅取決于糖化酶的添加量，而且與糖化時間有很大的關系，糖化時間不足，造成糖化不完全，不利于提高原料出酒率；糖化時間過長，會延長生產周期 , 降低設備的利用率。糖化的溫度的高低 對糖化也有一定的影響。酶的化學本質是蛋白質，反應溫度高于適宜溫度時，酶蛋白會逐漸產生變性而作用減弱，甚至喪失其催化活性，溫度過低于適宜溫度容易染菌，所以糖化溫度的控制是非常重要的 。 糖化的機理 糖化過程是原料的分解和萃取的過程，它主要是依靠大米中各種水解酶的酶促分解，而水和熱力作用是協助酶促分解和浸取過程的。大米糖化方法很多，傳統的糖化方法有連續(xù)糖化法和間歇糖化法。 蒸煮醪冷卻至糖化溫度；加糖化劑，使蒸煮醪液化，淀粉糖化，物料的巴斯滅菌；糖化醪冷卻到發(fā)酵溫度和用泵將醪液送往發(fā)酵或酒母車間。 糖化 劑的定義 用淀粉質原料生產料酒時，在進行料酒發(fā)酵前，一定要事先將淀粉全部或部分轉化成葡萄糖等可發(fā)酵性糖，這一淀粉轉化為糖的過程稱為“糖化 ”， 而促使淀粉轉化成糖的生物催化劑稱為“糖化劑 ”。 糖化的目的 淀粉質原料蒸煮以后得到的蒸煮醪，或者無蒸煮工藝的醪液，在發(fā)酵前均要加入一定數量的糖化劑，使淀粉在淀粉酶系統的作用下水解成酵母能發(fā)酵的糖類。淀粉轉變?yōu)樘堑倪@一過程，稱為糖化。糖化后的醪液稱為糖化醪。主要目的還是將淀粉酶解成發(fā)酵性糖。 淀粉的水解動力學 （ 1 ）酶的濃度 當糖化劑的活性相同，計算 方法和其他條件也一樣時，隨著糖化劑用量的增加，酶的濃度和有效酶 基質復合物的量也增加，因此，淀粉的水解速度也加快。但是，在沒的數量和糖化時間之間并不存在明確的比例關系。糖化醪的發(fā)酵速度隨著酶的添加量的增加明顯加快。 四川理工學院畢業(yè)設計 10 （ 2 ）溫度 隨著溫度的升高，基質分子反應能力提高，因為動能增加了，同時電子也處于能量較高軌道上。不同的微生物來源的酶，其適應的溫度范圍是不同的。 （ 3 ）氫離子濃度 氫離子濃度可以從許多方面來影響酶的活性。改變酶的活性中心的電子化，改變蛋白質三相結構的穩(wěn)定程度等等。每一個酶都有一個最合 適的作用 PH值，這就是酶作用的最適 PH。酶的來源不同，它們的最合適 PH也不一樣，而且作用溫度不同，最適合 PH值也會變化。 糖化過程中物質的變化 （ 1 ）碳水化合物 （ 2 ）含氮物質 在糖化過程中，醪液中的蛋白質在蛋白酶的作用下水解成胨，多肽和氨基酸等，所以糖化時醪液中氨基酸的含量增加 — 倍。這些小分子的氨基酸是酵母菌體增殖的良好營養(yǎng)分。 （ 3 ）果膠物質和半纖維素 在糖化過程中，醪液中的果膠質和半纖維素會有不同程度的水解，并生成相應的水解產物。 （ 4 ）含磷化合物 在磷酸酯酶的作用下，磷 從有機化合物中被釋放出來，這對酵母的生長和發(fā)酵都有重要的意義，醪液的緩沖性能也得到改善，綜上本設計應采用連續(xù)糖化工藝。 糖化工藝 間歇糖化分為混合冷卻間歇糖化，真空冷卻間歇糖化，二級真空冷卻間歇糖化。利用原有糖化設備，糖化工序仍放在原有糖化鍋中進行，而在糖化前采用一個氣液分離器真空條件下先將醪液冷卻至糖化溫度。 先用間歇操作方法制備一鍋 60℃糖化醪，在開動攪拌器和開大冷卻水前提下，從蒸汽分離器送入蒸煮醪。固體曲曲乳、液體曲，或糖化醪稀釋液不斷從貯罐定量地流入。糖化醪則以鍋底醪經往復泵 送往噴淋冷卻器，冷卻到 30℃的糖化醪送往發(fā)酵車間，送往酒母車間的糖化醪不必經后冷卻。只要單位時間由蒸煮醪帶入的多余熱量和冷卻水單位時間帶走的熱量相等，則糖化鍋內的醪液的溫度就可以維持在 60℃，持久不變，就是混合冷卻間歇糖化工藝的使之所在。 糖化過程的控制 （ 1） 糖化溫度 : 在蒸煮醪時，不宜采用糖化酶的最適作用溫度，因為酶穩(wěn) 第二章 料酒生產工藝選擇與論證 11 定的最適溫度比其他作用的最適溫度低。所以在最適作用溫度下進行糖化，雖然糖化速度提高了，但是酶的失活率也比較高，不利于在發(fā)酵過程中進行的淀粉后糖化作用。 （ 2） 糖化時間 : 糖化 60120min 就夠了，醪中所含的糖已經夠酵母最初繁殖和發(fā)酵的需要。而且糖化時間再延長，不僅糖含量增加較慢，而且糖化酶失活量增加，這會造成發(fā)酵過程中邊發(fā)酵邊糖化作用的削弱，綜合效果反而惡化。另外，糖化時間過長會降低糖化設備的利用率。 （ 3） 糖化劑的用量 : 過多的糖化劑的使用會增加成本。 （ 4） 糖化醪質量檢測 : 主要測定外觀糖和酸度。 （ 5） 糖化設備的清洗和滅菌 : 因故停止送糖化醪達 15min 以上者，一定要用水或蒸汽將管道中的糖化醪放空沖洗干凈。噴淋冷卻器等設備結構要能排污和沒有死角。由于 糖化是一個復雜的生物化學變化過程，受糖化酶添加量、時間 、溫度等多種因素的影響。糖化酶在 大米淀粉 發(fā)酵中有很大的作用，它將 大米 中的淀粉分解成可發(fā)酵性糖，以利于酵母料酒發(fā)酵。糖化酶的用量對料酒發(fā)酵有很大的影響，糖化酶的用量太少，會造成發(fā)酵不徹底；糖化酶太多，則增加了生產成本。糖化的效果不僅取決于糖化酶的添加量，而且與糖化時間有很大的關系，糖化時間不足，造成糖化不完全，不利于提高原料出酒率；糖化時間過長，會延長生產周期 , 降低設備的利用率。糖化的溫度的高低對糖化也有一定的影響。酶的化學本質是蛋白質，反應溫度高于適宜溫度時，酶蛋白會逐漸產生變性而作用減弱，甚至喪失其催化活性，溫度過低于適宜溫度容易染菌，所以糖化溫度的控制是非常重要的。從歷年來， 大米淀粉 發(fā)酵的研究資料來看， 綜上所述，本設計 糖化酶添加量控制 150u/g原料，糖化階段的溫度在 5862 ℃ ，糖化時間控制在 60120min 。 綜上所述，本設計糖化工藝為： 每天 8 小時，分為 16批次進行糖化。 采用 酶活力為 20200u/g的糖化酶進行糖化，據技術指標，糖化酶的用量按 150u/g原料， 糖化階段的溫度在 6065℃ ，糖化時間控制在 60120min 左右 。 液化后的醪液經離心泵輸送到真空冷卻器內 , 使醪液冷卻到 6065 ℃左右去糖化 。在 1 號罐中加入糖化酶 ,同時加入硫酸調節(jié) pH至 ， 6065 ℃左右保溫 60120min,當用碘試呈紅色或粉紅色即可送去發(fā)酵 , 然后糖化醪去發(fā)酵（需要冷卻到 30℃左右） 目的是通過酶的作用，促使大米及輔料內含物質有效溶解，制成符合要求的糖化醪。 料 酒 發(fā) 酵 發(fā)酵的基本原理與其他飲料酒的發(fā)酵一樣 , 主要是酵母的糖代謝過程 : 酵母四川理工學院畢業(yè)設計 12 消耗還原糖 , 一部分通過異化和同化作用 , 合成酵母本身物質 , 而大部分通過代謝后釋放出能量 , 作為酵母生命活動的原動力 , 并排出二氧化碳、乙醇等代謝產物。作為工藝上特殊點 , 與料酒發(fā) 酵同時進行的還有淀粉的糖化。 發(fā)酵酵母 發(fā)酵酵母應具有：發(fā)酵能力好，發(fā)酵周期短。增殖速度快，即具有高的生長速度。耐料酒能力強，對本身代謝產物的穩(wěn)定性高。抵抗雜菌能力強，對雜菌代謝產物的穩(wěn)定性高。對培養(yǎng)基的適應性強等特點。 酵母的選擇 酵母的品種有很多， 弗羅貝爾酵母發(fā)酵度高，沉淀慢而不凝聚。薩士酵母發(fā)酵度低，凝聚性強，沉淀快。卡爾斯倍酵母卡爾斯倍一號，發(fā)酵度高，卡爾斯倍二號，發(fā)酵度低。 耐高溫活性干酵母（ THAADY ）， 采用具有耐干燥能力、發(fā)酵力穩(wěn)定的醇母經培養(yǎng)得到鮮酵母，再經擠 壓成型和干燥而制成 在生產中的優(yōu)越性： （ 1） 糖液直接由糖化罐泵入，省去傳統酵母擴培過程，節(jié)約生產成本。 （ 2） 可將主發(fā)酵期溫度提高 24 ℃，解決水源不足引起酸、燒罐問題。 （ 3） 使用方便靈活隨時可作新菌種補充，省去了陪菌室投資，減少了菌種管理程序，建華路工序，提高了勞動生產率。 （ 4） 因其具有真空包裝后能長期保存等特點，可彌補在水、電、氣不正常情況下影響生產的嚴重缺陷。 （ 5） 耐高溫，主發(fā)酵溫度可達 32℃耐乙醇可達 13% （體積分數 ）， 有利于濃醪發(fā)酵，提高設備利用率，提高生產力。 （ 6） PH在 左右，可