酒精生產(chǎn)工藝-閱讀頁
2024-08-24 16:53本頁面
【正文】 蒸煮工藝 近年來酒精生產(chǎn)的各個部門都在進行淀粉原料的無蒸煮工藝的研究，并取得了一定成效。在30℃發(fā)酵約100h，%~%。但從發(fā)展趨勢看，蒸煮新工藝還是很有前途的。糊化醪在發(fā)酵前必須加入一定數(shù)量的糖化劑（麩曲、液體曲、糖化酶），使淀粉、糊精水解生成為酵母能發(fā)酵的糖類。糖化后的醪液稱為糖化醪。在糖化工序內(nèi)不可能將全部淀粉都轉(zhuǎn)化為糖，相當一部分淀粉和糊精要在發(fā)酵過程中進一步酶水解，并生成可發(fā)酵性糖。二 淀粉水解的基本原理淀粉質(zhì)原料的糖化過程，就是把淀粉轉(zhuǎn)變成葡萄糖。1. 酸解法 酸解法又稱酸糖化法，它是以酸（無機酸或有機酸）為催化劑，在高溫高壓下將淀粉水解轉(zhuǎn)化為葡萄糖的方法。酶解法制葡萄糖可分為兩步：第一步是α淀粉酶將淀粉液轉(zhuǎn)化為糊精及低聚糖，使淀粉的可溶性增加，這個過程稱為“液化”。在生產(chǎn)上稱為“糖化”。3. 酸酶結(jié)合法 酸酶結(jié)合水解法是集酸法及酶法制糖的優(yōu)點而形成的生產(chǎn)工藝。 化過程物質(zhì)變化1. 淀粉 在糖化劑中的液化酶和糖化型淀粉酶共同作用下，一部分淀粉被水解為小分子糊精，進而水解為可發(fā)酵性糖。3. 果膠物質(zhì)和半纖維素 微生物糖化劑中除了淀粉酶系統(tǒng)外，也含有一定量的果膠酶和半纖維素酶，在糖化過程中，醪液中的果膠質(zhì)和半纖維素會有不同程度的水解，并生成相應(yīng)的水解產(chǎn)物。四 糖化工藝糖化的基本工藝流程：蒸煮醪冷卻至糖化溫度→ 加糖化劑使蒸煮醪化液→ 淀粉糖化 → 物料巴氏滅菌 → 糖化醪冷卻到發(fā)酵溫度→ 用泵將醪液送往發(fā)酵或酒母車間目前我國酒精生成中糖化主要采用兩種工藝方法：間歇糖化工藝和連續(xù)糖化工藝。連續(xù)糖化工藝目前采用的有兩種形式，主要差異是糖化前的冷卻設(shè)備不同，一種是采用將蒸煮醪直接在糖化鍋內(nèi)冷卻，另一種是采用真空冷卻。同時加入糖化劑并開動攪拌，使其混合均勻，按規(guī)定的工藝條件進行連續(xù)糖化。2. 真空冷卻連續(xù)糖化法 該法是蒸煮醪在進入糖化鍋前，將蒸煮醪在真空冷卻器中瞬時冷卻至規(guī)定的糖化溫度（58~60℃），然后加入糖化劑，在糖化鍋中進行糖化，糖化時間約30min。糖化工藝的發(fā)展趨勢國內(nèi)外對糖化劑和糖化工藝的改革和研究方向如下：1. 糖化劑方面的研究 ①提高現(xiàn)有菌種的產(chǎn)酶活力。降低糖化劑的生產(chǎn)成本。2. 糖化工藝的改革 對糖化工藝本身來說，糖化水解多少為宜，不同株的糖化溫度多高為好，糖化劑用量的綜合經(jīng)濟效益等方面都應(yīng)該有進一步的理論和實踐闡明。同時，醪液中的糊精繼續(xù)被糖化酶作用生成糖分。前發(fā)酵時間的長短取決于酵母的接種量及種酵母的菌齡，一般為6~8h。此階段，醪液中糖分迅速下降，酒精逐漸增多，并產(chǎn)生大量二氧化碳。時間為10~14h。此時醪液溫度應(yīng)控制在30~32℃。（2） 酒精發(fā)酵機制在酒精發(fā)酵過程中主要經(jīng)過下述4個階段第一階段 葡萄糖磷酸化生成1,6二磷酸果糖第二階段 1,6二磷酸果糖分解生成兩個分子的磷酸丙糖第三階段 3磷酸甘油醛經(jīng)氧化磷酸化生成1,3二磷酸甘油酸，在生成丙酮酸。（3） 酒精發(fā)酵的目的和要求 1. 目的 淀粉質(zhì)原料經(jīng)過預(yù)處理、蒸煮和糖化等作用，大部分淀粉轉(zhuǎn)化成可發(fā)酵性糖。2. 要求 酒精生產(chǎn)要求用最少原料來生產(chǎn)盡可能多的酒精產(chǎn)品，并盡量減少發(fā)酵損失，為達到此目的，必須創(chuàng)造如下有利條件：（1） 在發(fā)酵前期，要創(chuàng)造條件，讓酵母菌繁殖到一定數(shù)量。（3） 發(fā)酵過程的中、后期，創(chuàng)造厭氧條件，使酵母在無氧條件下將糖分變成酒精。二 酒精發(fā)酵工藝根據(jù)發(fā)酵醪注入發(fā)酵罐的方式不同，可將酒精發(fā)酵的方式分為間歇式、半連續(xù)式、連續(xù)式3種。根據(jù)發(fā)酵罐容量和糖化醪流加方式等工藝操作的不同，間歇式發(fā)酵可分為如下幾種方法：1. 一次加滿法 一次加滿法是將糖化醪冷卻到27~30℃后，接入糖化醪量10%的酒母，混合均勻后，經(jīng)60~72h發(fā)酵即成熟，發(fā)酵溫度控制在32~34℃.此法適用于糖化鍋和發(fā)酵罐容積相等的小型酒精工廠，優(yōu)點是操作簡便，易于管理。2. 分次添加法 生產(chǎn)時，糖化醪分幾批加入發(fā)酵罐（分2~4次）。每個發(fā)酵罐加滿的時間不應(yīng)超過10h。3. 分割式發(fā)酵法 此法是將處在旺盛主發(fā)酵階段的第1個發(fā)酵罐發(fā)酵醪分出1/3~1/2至第2個發(fā)酵罐，然后量罐同時加滿新鮮糖化醪，繼續(xù)發(fā)酵。而當?shù)? 個罐進入主發(fā)酵時，又分割出1/3~1/2的發(fā)酵醪，送入第3 罐，并同時用糖化醪將第第3罐加滿，依次輪流下去，進行分割式發(fā)酵。此法適用于衛(wèi)生管理較好工廠，無菌條件要求較高。化學(xué)組成一般為：含水82%~90%，酒精7%~11%,還含有醇、醛、酸、酯等揮發(fā)性物質(zhì)，浸出物、無機鹽、酵母泥和其他不揮發(fā)性物質(zhì)以及夾雜物。 一 蒸餾的基本原理蒸餾是利用液體混合物中各組分揮發(fā)性的不同而分離組成的方法。蒸餾所得到的是含揮發(fā)性雜質(zhì)較多的粗酒精，所用的設(shè)備稱作醪塔，也稱粗餾塔。除去混在粗酒精中的揮發(fā)性雜質(zhì)和一部分水，進一步提高酒精濃度和純度的操作過程，稱為精餾。精餾設(shè)備除了精餾塔以外，還要視其產(chǎn)品質(zhì)量要求，安裝排醛塔（也稱分餾塔）或甲醇塔等。將兩種或兩種以上揮發(fā)性不同的物質(zhì)組成的混合溶液加熱至沸騰，這時，液相組分與氣相組分往往不同，氣相比液相含有較多的易揮發(fā)組分，剩下的液相就含有較多難揮發(fā)組分，加熱酒精水溶液至沸騰，蒸汽中酒精含量酒較溶液中的高。酒精發(fā)酵的成熟醪除含有固形物外，主要成分是酒精和水，并伴隨許多微量物質(zhì)如醛、醇、酮、酯等，這些微量物質(zhì)在酒精蒸餾系統(tǒng)中統(tǒng)稱雜質(zhì)。但是酒精和雜質(zhì)的揮發(fā)系數(shù)不同，比酒精更易揮發(fā)的雜質(zhì)稱為頭級雜質(zhì)，這些雜質(zhì)的沸點多數(shù)比酒精低，也稱低沸點雜質(zhì)，如乙醛、乙酸乙酯等；尾級雜質(zhì)的揮發(fā)性比乙醇低，沸點多數(shù)比乙醇高，也稱為高沸點雜質(zhì)，因呈油狀漂浮在蒸餾酒的酒尾液面上，故稱雜醇油。各種雜質(zhì)不是高度集中于塔德某一區(qū)域，而且雜質(zhì)的聚集還受操作的影響，不可能一次性除凈，也不可能在一個塔里把各種雜質(zhì)同時除凈。常見的流程有單塔式、雙塔式、三塔式和多塔式
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