第八章糖化醪的发酵

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钢板 罐顶:醪液入口、CO2排出 口、人孔、视镜。 罐身:温度计插入口、人孔。 罐底:排醪管、蒸气管进口。
冷却:罐内冷却蛇管/罐外喷淋 冷却/罐外列管式冷却器。
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1、发酵罐的数量
式中,N——安装发酵罐数量 n——每24h充满发酵罐的个数 t——发酵周期 l——成熟醪贮罐数
发酵罐的体积
式中 V——发酵罐体积(m3)
2、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。
1、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。
开始投产时,在第一只罐接入酒母后,使该罐始终处于主 发酵状态的情况下,连续流加糖化醪。待第一罐加满后, 流入第二罐,此时可分别向第一、二两罐流加糖化醪,并 保持两罐始终处于主发酵状态。待第二罐流加满后,自然 流入第三罐。第三罐流加满后,流入第四罐。第四罐施加 满后,则由第三罐改流至第五罐,第五罐满后改流至第六 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。
2.酒化酶
酒化酶是指参与酒精发酵的各种酶及辅酶 的总称。它主要包括己糖磷酸化酶、氧化 还原酶、烯醇化酶、脱羧酶及磷酸酶等。
胞内酶
二、酒精发酵机制
第一阶段:葡萄糖磷酸化,生成活泼的1,6-二磷 酸果糖。
第二阶段:1,6-二磷酸果糖分裂为二分子磷酸丙 糖。
第三阶段:3-磷酸甘油醛经氧化(脱氢),并磷酸 化,生成1,3-二磷酸甘油酸,然后将高能磷酸键 转移给ADP,以产生ATP,再经磷酸基变位,和分 子内重排,又给出一个高能磷酸链,而后变成丙 酮酸。
间歇发酵:接种温度27—30℃;发酵温度 30-33℃;后发酵温度30℃±1℃。
连续发酵各罐温度控制在30—33℃。
3、 异常发酵、杂菌污染及防治办法
(1)杂菌污染
① 现象:发酵醪酸度明显增高,气味不正常,镜
检有杆状细菌。
② 产生原因:管道或发酵罐杀菌不彻底,或因糖
化醪与酒母被污染,如果发酵时温度偏高也很 容易造成杂菌污染。 污染发酵醪的细菌主要是乳酸细菌、醋酸菌、 丁酸菌以及野生酵母。
到要适宜于酵母菌的繁殖和代谢,又要考 虑适宜于各种糖化酶的作用。
连续发酵无菌条件要求较严,其pH控制在 4.0-4.5为宜。间歇发酵PH值可控制在4.75.0。
(3)发酵温度控制
酒精酵母繁殖温度为27—30℃,发酵温度 30—33℃,如果温度高于40℃,则酒精发 酵很难进行。产酸细菌繁殖适温为37— 50℃。
条件下将糖分发酵生成酒精。 (4)发酵过程中产生的CO2应设法排除,并注意加强对随
CO2逸出时被带走酒精的捕集回收。
第一节 酒精发酵的机理
一、酒精发酵中酵母菌的酶
1.水解酶类 (1)蔗糖酶
蔗糖→葡萄糖+果糖 胞外酶。
(2)麦芽糖酶 麦芽糖→2葡萄糖
(3)肝糖酶 肝糖→葡萄糖
肝糖酶是胞内酶。
半连续发酵方式的优点:省去了酒母制做,但无 菌操作要求高。
三、连续发酵
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 4、全封闭自流式连续发酵
1、循环连续发酵法
将9—10个罐组成一组连续发酵罐组,各罐连接 方式是从前罐上部流入下一箱底部。
投产时,先将酒母打入第-只罐,同时加入糖化醪, 在保持该罐处于主发酵状态下,流加糖化醪至满, 然后自然流入第二罐,满后又依次流入第三罐, 直至末罐。
产生原因:① 所用酵母的性质,如拉斯2号; ② 发酵醪使用新鲜甘薯原料或糖化剂质量差, 发酵时,醪液粘稠,泡沫不破裂。③ 发酵罐装
液量过多。
处理方法:采用发酵力强、性质缓和的酵母菌 种,减少酒母用量,控制发酵罐装醪量,或使 用消泡剂。
五、酒精发酵设备——发酵罐
盖罐及发—酵身底酵半罐圆为罐开。柱圆的放形锥发式,形—展径或—:高碟开密比形放闭1。式式:1.—发1~1.4, 材料:木材——水泥——
(3)发酵停止
原因:糖化剂质量差,糖化醪浓度低或发 酵温度过高,造成发酵过猛,酵母早衰, 后发酵无力进行而提早终止。
处理方法:糖化时控制适度的加曲量,在 发酵过程中,注意发酵温度和冷却水的控 制,维持最适发酵温度不超过35℃,使发 酵正常进行。
(4)泡沫发酵
发酵过程中产生的二氧化碳升至液面不破裂, 持久不散,有时泡沫上溢会从灌顶溢出造成糖 分损失,称为泡沫发酵。
特点:使前三罐处于连续主发酵状态,而 后面则处于后发酵状态。
2、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。
投产时,先制备1/3体积的酒母,加入第一只发酵罐,随 后在保持主发酵状态下,流加糖化醪。满罐后,流入第二 罐,待第二罐醪液加至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。
3.后发酵期
醪液中的糖分大部分已被酵母菌消耗掉,醪液中尚残存部 分糊精继续被曲中的淀粉-1,4 ,1,6-葡萄糖苷酶作用, 生成葡萄糖。发酵作用也十分缓慢。这一阶段发酵醪中酒 精和CO2产生得也少。
发酵醪的温度逐渐下降。此时醪液温度应控制在30— 32℃左右。如果醪液温度太低,糖化酶的作用就会减弱, 糖化缓慢,发酵时间就会延长,这样也会影响淀粉出酒率。
投产时,先将酒母接入第一只罐,然后在保持主 发酵状态下流加糖化醪,满罐后,流入第二罐。 在保持两罐均处于主发酵状态下,与第一只罐同 时流加糖化醪。待第二只罐流加满后,又流入第 三只发酵罐,又在保持三只罐均处于主发酵状态 下,向三只罐同时流加糖化醪。待第三只罐流加 满后,自然流入第四只罐,直流至末罐。
然后根据生产量,确定流加速度。
连续流加糖化醪的方式,可以在几个罐同 时进行,但要注意各罐流量情况,使符合 各罐发酵速度。
连续添加法的发酵总时间自加满罐时算起, 约需60—72小时发酵即结束。
此法适用于采用连续蒸煮、连续糖化的酒 精生产工厂。
4.分割主发酵醪法
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。待第二罐发酵正常,又处于主发酵阶段时, 同法又分出1/3—1/2发酵醪至第三罐,并加新鲜糖 化醪至第二、三罐。如此连续分割第三、四…… 各罐。前面的第一、二……罐发酵成熟的醪液送 去蒸馏。
1)现象:接种后发酵醪升温慢、降糖也慢, 发酵中CO2产生得少。醪液中产生的酒精 分少。
2)产生原因 ① 发酵醪入罐温度低,发酵温度过高或过低
。 ② 液体曲或酒母质量不好。 ③ 原料糊化过“老”或过“嫩”,原料质量不好

3)处理方法 控制发酵温度,培养优良的曲子和酒
母,加强蒸煮和糖化操作。总之也要针对 不同情况,采取不同措施进行处理。
如果使酒精发酵保持碱性条件(pH7.6),则发酵 产生的乙醛也不能作为正常的受氢体,而二分子 乙醛起歧化反应,相互氧化还原,生成等量的乙 醇和乙酸。
此时,由3-磷酸甘油醛生成的NADH2用来还原磷酸 二羟丙酮,进而生成甘油。
2.杂醇油的生成
杂醇油是一类高沸点的混合物,主要是醇类。 颜色呈黄色或棕色,具有特殊气味。
一、间歇式发酵法
全部发酵过程始终在一个发酵罐中进行。 1.一次加满法
将糖化醪冷却到27-30℃后,接入糖化醪量10% 的酒母, 混合均匀后,经60一72h发酵,即成熟。
此法适用于糖化锅与发酵罐容积相等的小型酒精 厂。
优点:操作简便,易于管理。 缺点:酒母用量大。
2.分次添加法
生产时,先打入发酵罐容积三分之一左右的糖化 醪,接入10%酒母进行发酵,再隔2—3h后,加 第二次糖化醪,再隔2—3h,加第三次糖化醪。如 此,直至加到发酵罐容积的90%为止。
第八章 糖化醪的发酵
一、发酵的目的要求 1、酒精发酵的目的:在酵母的作用下,将 糖分转变为酒精和CO2,获得了酒精产品。
2、发酵的要求
将糖化醪中的糖、糊精、淀粉尽可能多的转变为酒精。 (1)在发酵前期,要创造条件,让酵母菌继续繁殖到一定数量。 (2)使糖化醪中的淀粉和糊精继续被分解,生成可发酵的糖分。 (3)发酵过程的中期和后期,要创造厌气条件,使酵母在无氧
适用于卫生管理较好的酒精工厂,其无菌要求较 高。
优点:省去了酒母的制做。另外,由于接入的酵 母种子量大,相应的减少了酵母生长的前发酵期。
(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。
由于醪液的流加方式不同,又可分为两种 :
1、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。
M——每昼夜糖化醪总量(m3) n——每昼夜充满发酵罐个数 0.87——充满系数
六、从CO2中回收酒精
1.泡罩式酒精捕集器
其构造与酒精蒸馏塔相似,其塔板层数一般为1215层。板间距为120~150mm。
洗涤水由塔顶往下经过各层塔板溢流管流入下一 层塔板,CO2则由塔底由下向上逸出。当CO2与 每层塔板中水层接触时,酒精分溶于水中,被洗 涤后的CO2最后由塔顶排出。水则由塔底与洗出 的酒精一起排出。水中酒精含量可达1.5-2.5%(容 量)。
待醪液流至末罐并加满后,发酵醪就成熟。将末 罐成熟的发酵醪送去蒸馏。
洗刷末罐并杀菌,用末罐变首罐,重新接种发酵, 然后以相反方向重复以上操作,这样使首罐变末
罐,进行循环连续发酵。
2、多级连续发酵法
又称连续流动发酵法。
用9-10个发酵罐串连在一起,组成一组发酵系统。 各罐连接也是由前一罐上部经连通管流至下一罐 底部。
③ 处理方法
发酵醪污染严重时,如果发酵已处于后发酵期, 则可将发酵醪送去蒸馏。
如果污染不严重,则可加入大量酵母,增强其 发酵作用,从而将杂菌抑制住。
如果处于前发酵期被杂菌污染,发酵醪中糖分 含量也很高,则可将发酵醪杀菌,重新接种, 发酵,或接入分割的主发酵醪进行强烈发酵。
(2)发酵迟缓
淀粉质原料生产酒精的后发酵阶段一般约需40h左右才能 完成。
四、酒精发酵中副产物的生成
主要产物:酒精和CO2。 副产物:按其化学性质分,主要是醇、醛、
酸、脂四大类化学物质。
酵母生命活动产生:甘油、杂醇油、琥珀酸。 杂菌污染所致:乙酸、乳酸、丁酸。
1.甘油的生成
酵母菌在一定条件下培养,可以利用糖分 生成甘油。正常的酒精发酵过程,发酵醪 中只有少量的甘油生成,其量约为发酵成 熟醪的0.3-0.5%。
在酒精发酵过程中,由于原料中蛋白质分解或 酵母菌体蛋白质水解的结果生成了氨基酸,氨 基酸进一步分解放出氨,脱羧基,生成醇即杂 醇油。氨基被酵母菌利用合成菌体。醇存留在 发酵醪中。
3.琥珀酸的生成
4.乳酸发酵
5.醋酸的生成
6.丁酸的生成
第二节 酒精发酵的工艺方法
根据发酵醪注入发酵罐的方式不同,可以 将酒精发酵的方式分为 间歇式 半连续式 连续式
2、影响酒精发酵的因素
(1)发酵醪浓度 糖化醪浓度稀,有利于酵母的代谢活动,提高出
酒率,但是浓醪发酵却有提高设备利用率,节省 水、电、汽、降低生产成本,增加产量的优点。 正常发酵醪浓度一般为16-18Bx,其发酵成熟醪 酒精含量为8-9%(容量)。
(2)发酵醪pH值的控制 连续发酵中发酵醪的pH值控制,既要考虑
3、双流糖化和连续发酵
4.全封闭自流式连续发酵
5、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
四、酒精发酵过程的控制与管理
1、酒精发酵成熟醪的指标 (1)酒精含量 (2)残总糖 (3)还原糖 (4)酸度 (5)挥发酸 (6)外观糖度
第四阶段:酒精的生成。
三、酒精发酵的过程
1.前发酵期
酵母迅速繁殖 糖化作用缓慢 发酵作用不强 时间:6~8h左右 醪液温度控制,在接种时为26—28℃,前发酵
期温度一般不超过30℃。 注意:防止杂菌污染。
2.主发酵期 酵母细胞已大量形成,醪液中酵母细胞数
可达1亿/mL以上。 由于发酵醪中的氧气 也已消耗完毕,酵母菌基本上停止繁殖而 主要进行酒精发酵作用。 主发酵温度最好能控制在30—34℃。 主发酵时间一般为12~15h左右。
注意: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l0h。如果添加糖化醪的时间拖得太长,则
后加入的糖化醪中所含的支链淀粉来不及被糖化酶彻底作用,就 到了预定发酵时间,从而使成熟发酵醪的残糖高,降低了淀粉出 酒率。
适用于糖化锅容量小,而发酵罐容量大的工厂。
3.连续添加法 生产开始,先将一定量的酒母打入发酵罐,
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