发酵工程作业样本

发酵工程作业

玉米酒精发酵工艺

一、酒精发酵

是在无氧条件下, 微生物( 如酵母菌) 分解葡萄糖等有机物, 产生酒精、二氧化碳等不彻底氧化产物,同时释放出少量能量的过程。在高等植物中, 存在酒精发酵和乳酸发酵,并习惯称之为无氧呼吸.

二、机理

酒精的发酵过程中, 酵母菌进行的是属于厌气性发酵, 进行着无氧呼吸, 发生了复杂的生化反应。从发酵工艺来讲, 既有发酵醪中的淀粉、糊精被糖化酶作用, 水解生成糖类物质的反应; 又有发酵醪中的蛋白质在蛋白酶的作用下, 水解生成小分子的蛋白胨、肽和各种氨基酸的反应。这些水解产物, 一部分被酵母细胞吸收合成菌体, 另一部分则发酵生成了酒精和二氧化碳, 还要产生副产物杂醇油、甘油等。

三、酒精发酵的生产流程特点

在投产前必须先经过破碎处理。当前在国内上有一部分产量较小的酒精厂, 采用间歇蒸煮, 原料不经粉碎, 就直接将块状或粒状原料投入生产, 但大部分中等规模以上的酒精厂, 原料多经二次粉碎, 然后进行高压连续蒸煮, 有利原料的受热面加大, 更有效地达到蒸煮的要求。在高温高压过程中, 引起原料细胞的组织破裂, 使存在于细胞中的淀粉转化为可发酵性糖。蒸煮温度由于原料的品种与规格不同而有差异, 一般为130—150℃, 但经过粉碎的原料, 其蒸煮所须的温度较低, 大约120—130℃。高温处理除了使淀粉糊化, 便于淀粉酶起糖化作用外, 还可把附着的有害杂菌杀死。

根据发酵醪注入发酵罐的方式不同,能够将酒精发酵的方式分为间歇式、

半连续式和连续式三种.

(一)间歇式发酵法

间歇式发酵法就是指全部发酵过程始终在一个发酵罐中进行.由于发酵罐容量和工艺操作不同,在间歇发酵工艺中,又可分为如下几种方法: 1．一次加满法此法是将粉浆或糖化醪冷却到27-30℃后,接入糖化醪量10％的酒母,混合均匀后,经60～72小时发酵,即成熟.

2．分次添加法生产时,先打入发酵罐容积三分之一糖化醪,接种发酵,隔2—3小时后,加第二次糖化醪,再隔2—3小时,加第三次糖化醪.如此,直至加到发酵罐容积的90％为止.从第一次加糖化醪直至加满发酵罐为止,其总时间不应超过l0小时.

3．连续添加法此法适用于采用连续蒸煮、连续糖化的酒精生产工厂.先将一定量的酒母打入发酵罐,然后流加.一般从接种酵母后,应于6-8小时内将罐装满.

4．分割主发酵醪法此法适用于卫生管理较好的酒精工厂,其无菌要求较高.将处于旺盛主发酵阶段的发酵醪分出1/3—1/2至第二罐,然后两罐同时补加新鲜糖化醪至满,继续发酵.

(二)半连续发酵法

半连续发酵是指在主发酵阶段采用连续发酵,而后发酵则采用间歇发酵的方式.在半连续发酵中,由于醪液的流加方式不同,又可分为两种: 一种是将一组数个发酵罐连接起来,使前三个罐保持连续发酵状态.第三罐满后,流入第四罐.第四罐施加满后,则由第三罐改流至第五罐,依次类推.第四、五罐发酵结束后,送去蒸馏.洗刷罐体后再重复以上操作.

第二种方法是由7—8个罐组成一组罐,各罐用管道从上部通入下-罐底部

相串连.第一只罐加入1/3体积的酒母发酵,随后在保持主发酵状态下,流加糖化醪.满罐后,流入第二罐,第二罐醪液加至1/3容积时,糖化醪转流加至第二罐.第二罐加满后,流入第三罐,然后重复第二罐操作,直至末罐.最后从首罐至末罐逐个将发酵成熟醪蒸馏.

( 三) 连续发酵

1、连续发酵工艺由于具体操作方法的不同,连续发酵工艺可分为如下三种:

(1)循环连续发酵法

(2)多级连续发酵法

(3)双流糖化和连续发酵

2、连续发酵的优点

(1)提高了设备利用率

(2)提高了淀粉利用率

(3)省去了酒母工段

(4)便于实现自动化

酒精发酵生产流程

下面以博大生化公司玉米发酵制酒为例分析其( 1) 调控原理( 2) 调控指标( 3) 调控方法( 4) 异常生产现象及其处理方法。

四、调控原理

1、菌种

博大生化公司使用发酵的菌种是安琪超酒, 它是由酵母菌加上纤维素酶, 酸性蛋白酶。适合发酵法生产酒精和燃料乙醇。具有繁殖能力强, 发酵速度快, 耐受高乙醇浓度等特点。能够缩短发酵时间, 实现高浓度酒精发酵。适用原料: 玉米、木薯、小麦等淀粉质原料。

安琪牌超级酿酒高活性干酵母是中国首创的最新生物技术产品。该产品复水后立即恢复成正常细胞状态, 具有耐酸(PH2.5)、耐乙醇(17%v/v)、耐糖(60%葡萄糖)等特点。

产品特点

1、乙醇耐受性: ≤23%(v/v).

2、耐温性: 能够耐受82OF-108OF (28-42℃), 最适发酵温度为90OF-93OF (32-34℃)

3、pH耐受性: 3.5-5.5, 最适发酵pH4.5-5.5

4、酒精发酵周期适当缩短: 间歇发酵60-65小时, 连续发酵55-60小时

使用方法

用量: 按吨原料计: 0.1-0.2‰;按吨乙醇计: 0.3-0.6‰

高浓度乙醇≥12%v/v发酵使用方法:

①酒母培养: 在15oBx的醪液中加入规定用量的酵母, 在培养过程中通风量逐渐增大。满罐后, 继续培养6至8小时, 酒母罐控制温度32℃。

酒母成熟指标: 酵母细胞数2.0-2.5亿/毫升醪液, 出芽率≥10%。

②进入发酵罐: 添加10公斤硫铵和5公斤磷铵(以100m3醪液为例)。其中木薯和小麦原料能够在酒母阶段适当添加其它营养盐。

PH值控制在4.0-4.5, 发酵温度控制在35±1℃, 满罐时, 酵母细胞数达到2.0-3.0亿/毫升醪液。

乙醇浓度<12%v/v发酵使用方法:

主发酵温度控制≤40℃, 最佳发酵温度34-36℃。

2、酵母复水活化工艺

（1）种子罐清洗: 确保无死角。

（2）工艺水的处理: a、灭菌b、升温( 30-40℃)

（3）混合: 将水与酵母混合, 保持温度( 30-40℃)

（4）活化: a、供糖( 连续过程) b、供水c、供氧( 连续通气) d、供氮: 保证酵母在早期时细胞内较多的氮, 才能保证叫母后期的发酵能力。( 5) 开车前, 完成二号主发酵罐前所有设备清洗。完成发酵风灭菌过滤器灭菌。

发酵风经过调整冷干机旁通阀门开度控制风温度, 保持风温28-32℃。

打开回用水罐至混合输送机的所用阀门, 向拌料罐加入25%底水, 温度