甘蔗制酒精工艺

酵比较， 确定甘蔗汁生产酒精的工艺。结果表明， 以甘蔗汁为原料生产酒精需要进行抑菌处理， 营养盐需求简单， 发酵速度快。 发酵； 酒精度报告 【关键词】 甘蔗； 【中图分类号】T S249 【文献标识码】 A （2012） 07 － 01 － 02 【文章编号】 2095- 3518
甘蔗是产于热带、 亚热带地区的农作物， 含有丰富的糖分， 主要用于制糖， 也可以用于生产酒精。我国目前尚没有直接用 甘蔗作为原料工业化生产酒精的企业， 但在巴西， 已经大量使 用甘蔗直接工业化生产酒精了，工艺技术上也相对比较成熟。 本研究就是与巴西进行技术合作， 借鉴巴西的先进经验， 结合 我国的实际情况， 对甘蔗生产酒精的工艺进行研究， 并进行工 艺优化， 解决能源甘蔗生产酒精的关键技术问题， 为甘蔗原料 生产酒精提供实验基础和数据参考， 为今后工业化生产提供技 术保障。
技术指标均达到任务书的要求， 该工艺是高效、 节能、 环保的酒 精发酵工艺， 各项指标均到达了较高水平。 （2 ） 甘蔗汁浓度低， 含杂菌数量多， 因此一定要采取有效的
抑菌措施， 否则甘蔗汁极容易酸败。建议采用添加酒精专用杀 菌剂和适量硫酸进行杂菌的抑制，既可以保证酵母在其最适 pH 值下生长， 又可以有效抑制杂菌生长繁殖。
2012 年 7 月 第7期 （总第 164 期 ）
轻工科技
LIGHT INDUSTRY SCIENCE AND TECHNOLOGY
甘蔗制酒精工艺的研究
蒋敬全， 张家伟
【摘
（广西轻工业科学技术研究院， 广西 南宁 530031）
通过对甘蔗汁的抑菌处理、 营养盐的添加、 不同酵母数量的添加等进行发 要】 研究以甘蔗汁为原料生产酒精的工艺。
[1]
2.2 甘蔗汁抑菌处理措施
过程中的杂菌感染，因此刚压榨出来的甘蔗汁必须马上采取抑 方法主要有以下三种：
制杂菌生长的措施， 否则甘蔗汁很快会酸败。对甘蔗汁的处理 ） 添加硫酸调节 pH 值至 3.8； （1
酵母 ↓
进行酒精发酵试验， 以确定其抑菌效果， 并与空白对照组对比。 试验结果见表 2。
表 2 三种抑菌措施的抑菌效果比较
甘蔗 → 压榨 → 甘蔗汁 → 发酵 → 蒸馏 → 酒精
1.3.4 挥发酸测定[1] 1.3.5 发酵率测定[2]
生长，而未进行任何抑菌处理措施的空白对照组其挥发酸很
高， 说明发酵过程中已经出现酸败， 而采用同时添加克菌灵和 剂能有效抑制杂菌的生长，适量添加硫酸调节至酵母的最适
2
图 2 酵母数与发酵率的关系
从试验结果看， 发酵时间与初始酵母数的多少有关， 酵母
针对酵母菌生长繁殖过程中所需的生长素 , 我们选用尿
数越多， 发酵时间越短， 但由于甘蔗汁的浓度较小， 酵母数量越 多， 酵母生长消耗的糖分也多， 发酵率越低。
其它条件： 甘蔗汁锤度： 15.8 °Bx； 发酵时间： 24h； pH 值：
析测定， 完成 6 批次的测定， 结果见表 1。
1 材料与方法
1.1 材料与仪器 1.1.1 材料 酵母、 工业硫酸、 克菌灵 （广西轻工业科学技术研究 甘蔗、 院生产 ） 、 营养盐。 1.1.2 仪器 ） 、隔水式恒温培养箱 立 式 甘 蔗 榨 汁 机 （WY-807 （GNP-9270 ） 、 三联连续微生物发酵罐 （BIOF-6050B/S/B/N ） 。 1.2 发酵工艺流程 调 pH、 克菌灵 ↓ ↑ 营养盐 1.3 测定指标 1.3.1 锤度测定[1] 1.3.2 糖分测定[1] 1.3.3 酒分测定
表 5 50L 发酵罐小试试验结果
由于甘蔗汁所含的各种营养成分与其它酒精生产原料有
其它条件：甘蔗汁锤度： 15.9 ° Bx； pH 值： 4.2；克菌灵：
10ppm； 培养温度： 30～34℃。
图 1 酵母数与发酵时间的关系
从多批次的重复筛选结果看， TMS 菌种比 DFY 菌种更适
酵母在生长过程中需要供给的营养物质主要有：碳源、 氮
分别对这三种处理措施处理 4 小时后的甘蔗汁接种酵母
A： 添加硫酸 B： 添加克菌灵
这三种措施均能在一定范围内抑制甘蔗汁中杂菌的大量
都得到提高。由于甘蔗汁的灰分含量比常用的糖蜜要少， 添加 要采用同时添加克菌灵和少量硫酸的方法对甘蔗汁进行抑菌 处理。 2.3 菌种的筛选
少量的硫酸 （约为 1-2‰ ） 即可达到所需的 pH 值。 因此， 我们主
食品与生物
通过对不同时期的甘蔗原料的总糖分等指标进行采样分
表 1 不同时期甘蔗汁锤度和总糖含量
甘蔗汁的平均锤度为 15.77， 平均总糖为 13.7。
由于甘蔗汁的浓度比较低， 所含杂菌较多， 容易造成发酵
（2 ） 添加酒精专用抑菌剂 - 克菌灵 （10g/m 3 ） ；
（3 ） 同时添加克菌灵和少量硫酸。
少量硫酸的处理方法对发酵的结果最好， 原因是酒精专用杀菌 pH 值， 有利于酵母的生长， 酵母的活力高， 发酵速度及发酵率
2 结果与分析
2.1 甘蔗汁的浓度及糖分的测定 【作者简介】 蒋敬全 （1963- ） ， 男， 工程师， 研究方向： 生物、 食品工程。
国际科技合作项目 （项目编号： 2009DFA30820 ） 【基金项目】
1
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（3 ） 缩短发酵时间可通过提高酵母数量来达到， 但是酵母
数过高又会使发酵率下降， 产酒率降低， 因此酵母数并不是越 高越好， 控制在一定的范围， 才能既可保证发酵速度又可以保 证产酒率。 参考文献
所差异， 发酵菌种的选择也要经过筛选， 以提高发酵的效率。 菌 种的筛选主要以目前实验室保存的几种常用酵母菌种为出发 菌株， 以甘蔗汁为底物， 以发酵的酒分 、 残总糖 、 发酵率等考核 指标进行多因子定向筛选， 筛选出适合甘蔗汁发酵的酵母菌种 2 株[3]。不同酵母菌种的发酵试验对比如表 3。
表 3 不同酵母菌种的发酵试验结果
表 4 正交因素、 水平及试验结果
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3 结论与建议
（1 ） 甘蔗汁制酒精在所选的工艺上、 技术上是可行的， 各项

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添加少量的氮源和磷源即可， 不需要额外添加的生长素。 2.5 发酵罐小试试验
采用不同接种量和初始酵母数， 测定初始酵母数量与发酵时间 验平均结果见表 5。
以及发酵率之间的关系，不同初始酵母数分别做 7 个批次， 试
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合进行甘蔗汁发酵， 尤其 TMS-2 和 TMS-4 的各项指标更为突 出， 发酵速度更快， 发酵率更高， 因此我们选定这两株菌种作为 上罐试验的菌株。 2.4 营养盐对发酵结果的影响
磷源、 无机盐 （Mg、 k、 Zn、 Fe ） 及维生素， 在实际生产中， 最常 源、 补充的是氮源和磷源。
素、 醋酸锌、 硫酸镁、 磷酸二氢钾、 硫酸亚铁等营养盐做正交因 水平及试验结果见表 4。 素进行试验， 正交因素、 3.8； 培养温度： 30～32℃； 接种量： 20%。
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从表 4 试验结果可以看出， 甘蔗汁发酵制酒精中酵母只需
[1]甘蔗糖蜜酒精生产检验方法[S].轻工业部甘蔗糖业科学研究所,1984. [2]章克昌.酒精工业手册[M].北京:中国轻工业出版社,1989． [3]周德庆.微生物学教程[M].北京:高等教育出版社,1995．
利用 50L 三联连续发酵罐设备进行连续发酵试验，分别