酒精生產(chǎn)工藝學(xué)ppt課件

1、酒精消費(fèi)工藝學(xué)1.1酒精消費(fèi)原料 (1)薯類原料 甘薯、木薯和馬鈴薯等。 (2)谷物原料 玉米、高梁、大米和小麥等。 (3)糖類原料 廢糖蜜、甘蔗、甜菜等。 (4)野生植物原料 椽子仁、土茯苓、楝樹果等。 (5)纖維原料 森林工業(yè)和木材加工工業(yè)的下腳料、農(nóng)作物秸稈、甘蔗渣、廢纖維渣滓和廢紙漿等。 (6)其他原料 亞硫酸紙漿廢液、淀粉渣等。 2.纖維素消費(fèi)酒精工藝3.4.2.淀粉質(zhì)原料酒精消費(fèi)的工藝流程5.1.原料粉碎2.蒸煮糊化3.曲霉糖化 經(jīng)蒸煮糊化后的醪液，經(jīng)過曲霉菌的淀粉酶進(jìn)展糖化作用生成可發(fā)酵性糖，供酵母菌利用。曲霉菌是屬于好氣性的微生物，故在繁衍和生長(zhǎng)過程中要給以充分得空氣，同時(shí)，淀

2、粉酶的構(gòu)成也取決于所供應(yīng)的空氣量。6.4.酵母發(fā)酵 酒精發(fā)酵是屬于厭氣性發(fā)酵，在發(fā)酵過程中進(jìn)展無氧呼吸，在此過程中，發(fā)生著復(fù)雜的生物化學(xué)變化，既有糖化醪中淀粉和糊精繼續(xù)被淀粉酶水解生成糖，也有蛋白質(zhì)在曲霉蛋白酶水解下生成肽和氨基酸。這些物質(zhì)一部分被酵母吸收合成菌體細(xì)胞，另一部分那么被發(fā)酵，生成酒精和CO2。7.5.蒸餾提純 經(jīng)酵母菌把糖轉(zhuǎn)變成酒精后，在成熟發(fā)酵醪內(nèi)，除含有酒精和大量水分外，還含有固形物和許多雜質(zhì)。蒸餾是把發(fā)酵醪液中含有的酒精提純出來，經(jīng)過粗餾和精餾，最后獲得符合規(guī)格的酒精，同時(shí)得到副產(chǎn)物雜醇油，還有大量的酒糟也稱廢醪排除。8.第二節(jié) 酒母的制備 一、酒精消費(fèi)對(duì)酵母菌的要求二、酒

3、精消費(fèi)中常用酵母菌及其特性三、酵母所需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及其數(shù)量四、酒母培育與擴(kuò)展培育工藝五、酒母培育設(shè)備構(gòu)造的特點(diǎn)六、影響酒母質(zhì)量主要要素的討論七、液體曲酒母的特點(diǎn)八.酒母培育異常景象與防治措施9.一、酒精消費(fèi)對(duì)酵母菌的要求 (1)含有較強(qiáng)的酒化酶，發(fā)酵才干強(qiáng)，而且迅速；(2)繁衍速度快，具有很強(qiáng)的增殖才干；(3)耐酒精才干強(qiáng)，能在較高濃度的酒精發(fā)酵醪中進(jìn)展發(fā)酵；(4)耐溫性能好，能在較高溫度下進(jìn)展繁衍和發(fā)酵；(5)抵抗雜菌才干強(qiáng)；(6)耐酸才干強(qiáng)；(7)消費(fèi)性能穩(wěn)定，變異性小；(8)發(fā)酵時(shí)產(chǎn)生泡沫少。 10.二、酒精消費(fèi)中常用酵母菌及其特性 酵母菌是一類單細(xì)胞微生物，繁衍方式以出芽繁衍為主。細(xì)胞形狀

4、以圓形、卵圓形或橢圓形較多。從分類系統(tǒng)來講，淀粉質(zhì)原料酒精發(fā)酵常用的菌種為真酵母屬中的啤酒酵母(SdccHcromyce SCereuisiae)及其變種，如拉斯2號(hào) (Rasse )、拉斯12號(hào)(Rasse )、K字、以及從我國(guó)酒精消費(fèi)實(shí)際中挑選的南陽(yáng)五號(hào)(1300)、南陽(yáng)混合(1308)等酵母菌株。 11.用于酒精發(fā)酵的細(xì)菌主要有：厭氧發(fā)酵單胞菌和棕?cái)R發(fā)酵菌。對(duì)耐高溫的嗜熱細(xì)菌(40一50)和極端嗜熱菌65的挑選和運(yùn)用也逐漸遭到注重。用于酒精發(fā)酵(纖維素原料)的霉菌有：粗糙脈孢霉、擬青霉、鏈孢霉等。假絲酵母可直接發(fā)酵木糖為酒精。12.(二)酒精酵母的特性 1繁衍速度快 如在麥汁小滴培育24

5、小時(shí)，一個(gè)拉斯12號(hào)酵母細(xì)胞，可以產(chǎn)生55個(gè)子細(xì)胞。2醪液濃度 普通酒精酵母在含5(容量)的酒精發(fā)酵醪中，其發(fā)酵才干就減弱，當(dāng)醪液中酒精濃度含量到達(dá)12(容量)時(shí)，那么停頓發(fā)酵。所以消費(fèi)中常將糖化醪濃度控制在1518Bx之間，發(fā)酵成熟醪的酒精含量約為89(容量)。 13.3培育溫度 拉斯12號(hào)酵母繁衍適溫為3033，最低為5，最高為38。溫度適宜，酵母繁衍速度加快。溫度過高或過低，都影響酵母細(xì)胞的繁衍，甚至引起酵母的衰老或死亡。 4PH值 發(fā)酵醪的pH值與氧化復(fù)原電勢(shì)有關(guān)系，而氧化復(fù)原電勢(shì)又與酵母的呼吸有直接關(guān)系。酒精酵母可在pH4.06.0環(huán)境中進(jìn)展繁衍，假設(shè)醪液的pH值低于3，那么酵母的活

6、力大減。14.三、酵母所需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及其數(shù)量 1碳源 酵母菌在繁衍過程中，吸收的糖分，一方面用于合成菌體蛋白中的碳架，另一部分轉(zhuǎn)變?yōu)榻湍妇馁A藏物質(zhì)，還釋出一定能量，以供合成菌體物質(zhì)時(shí)的能量耗費(fèi)。 15.2氮源 酵母菌所需的含氮物質(zhì)主要也是從淀粉質(zhì)原料中獲得。但原料中含氮物質(zhì)往往是大分子的蛋白質(zhì)，因此也必需經(jīng)過蒸煮和曲霉菌中的蛋白酶水解，生成小分子量的蛋白胨、眎或氨基酸后才干被酵母所向化。假設(shè)原料中含氮量少時(shí)，也可補(bǔ)加無機(jī)氮，供應(yīng)酵母生長(zhǎng)。消費(fèi)上多采用(NH4)2SO4為補(bǔ)充氮源。 16.3無機(jī)鹽 酵母繁衍過程中需求的無機(jī)鹽可從原料中獲得，普通不需另加。 4維生素 酵母在生長(zhǎng)繁衍過程中所需的維生

7、素主要由糖化醪中獲得。維生素易被高溫所破壞，因此，在制備酒母糖化醪時(shí)，不宜采用高溫長(zhǎng)時(shí)間的殺菌，以減少維生素的損失。 17.四、酒母培育與擴(kuò)展培育工藝 (一)酒母培育基的制備 (二)酒母的擴(kuò)展培育 18.(一)酒母培育基的制備 1實(shí)驗(yàn)室階段培育基的制備 酵母菌在實(shí)驗(yàn)室培育階段普通多采用米曲汁或麥芽汁來做培育基。19.2酒母糖化醪的制備酒母擴(kuò)展培育至卡氏罐和酒母罐后，采用淀粉質(zhì)原料來制做酒母糖化醪。由于酒母糖化醪主要用來繁衍酵母細(xì)胞，所以酒母醪中除含有一定量的糖分外，還要求含有一定量的氮和無機(jī)鹽等其它營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，以供酵母菌合成菌體細(xì)胞的需求。此外，為了確保酵母菌可以順利的繁衍，還要調(diào)理酒母糖化醪的

8、pH值，以抑制雜菌生長(zhǎng)。20.(二)酒母的擴(kuò)展培育 擴(kuò)展流程：原菌斜面試管液體試管三角瓶培育卡氏罐 這一階段的培育，是擴(kuò)展酒母種子的開場(chǎng)。消費(fèi)上希望在這一階段培育得到細(xì)胞強(qiáng)壯，沒有雜菌的種子酵母。因此，無菌條件要求較嚴(yán)，酵母培育基的營(yíng)養(yǎng)成分要求也高。 21.(1)原菌 消費(fèi)中運(yùn)用的原始菌種該當(dāng)是經(jīng)過純種分別的優(yōu)良菌種。保藏時(shí)間較長(zhǎng)的原菌，在投產(chǎn)前，應(yīng)接入新穎斜面試管進(jìn)展活化，以便使酵母菌處于旺盛的生活形狀。(2)斜面試管培育 將活化后的酵母菌在無菌條件下接入新穎斜面試管，于28-30保溫培育34天，待斜面上長(zhǎng)出白色菌苔，即培育成熟。(3)液體試管培育 在無菌條件下，用接種針自斜面試管挑取一環(huán)酵

9、母菌體，接入裝有10毫升米曲汁的液體試管，搖勻后，置2830保溫培育24小時(shí)左右，待液面冒出大量CO2，即培育成熟。 22.(4)三角瓶培育：接種時(shí)，應(yīng)先用酒精消毒瓶口，在無菌條件下，將液體試管全部接入小三角瓶，2830條件下保溫培育1520小時(shí)，待液面冒出大量CO2泡沫，即培育成熟。 5卡氏罐培育 卡氏罐培育基可運(yùn)用酒母糖化醪，以使酵母逐漸順應(yīng)大消費(fèi)培育條件?？ㄊ瞎抻玫奶腔矐?yīng)單獨(dú)殺菌后備用，假設(shè)工廠衛(wèi)生管理?xiàng)l件較好，也可不殺菌。 23.24.2酒母罐培育從卡氏罐以后酒母擴(kuò)展培育屬于酒母車間進(jìn)展培育，其流程為：卡氏罐-小酒母罐-大酒母罐-成熟酒母送發(fā)酵車間25.(1)間歇培育法 此法是分小酒

10、母罐與大酒母罐兩個(gè)階段進(jìn)展培育。接入已培育成熟的卡氏罐酒母。通無菌空氣或用機(jī)械攪拌?？刂契矞卦?830進(jìn)展培育待醪液糖分降低4045%，其酒精分含量在34%(容量)左右，并且液面有大量CO2冒出，即培育成熟。將此培育成熟的小酒母再按入已裝好糖化醪的大酒母罐中，同法于2830繼續(xù)培育，待大酒母罐中糖分耗費(fèi)4550%，液面冒出大量CO2時(shí)，培育即成熟，即可送往發(fā)酵車間，做發(fā)酵接種用。26.(2)半延續(xù)培育法 半延續(xù)培育法也叫循環(huán)培育法。將卡氏罐酒母接入小酒母罐，培育成熟后，分割出三分之二接入大酒母罐進(jìn)展培育，余下的三分之一再補(bǔ)加新穎酒母糖化醪延續(xù)培育，培育成熟后再分割，如此反復(fù)以上操作。大酒母培育

11、成熟那么可全部送發(fā)酵車間做接種用。 27.目前多數(shù)酒精廠均采用半延續(xù)培育酒母的方法。利用這種方法培育酒母，可以710天換一次新種，假設(shè)工廠衛(wèi)生管理?xiàng)l件較好，可以12個(gè)月?lián)Q一次新種，這樣不但省去了繁瑣的實(shí)驗(yàn)室階段培育，而且也使酵母在消費(fèi)條件下進(jìn)展了馴養(yǎng)，有利于酵母菌的繁衍和發(fā)酵。 28.3成熟酒母質(zhì)量目的 (1)酵母細(xì)胞數(shù) 酵母細(xì)胞數(shù)是察看酵母繁衍才干的一項(xiàng)目的，也是反映酵母培育成熟的目的。成熟的酒母醪其酵母細(xì)胞數(shù)普通為l億毫升左右。(2)出芽率 酵母出芽率是衡量繁衍旺盛與否的一項(xiàng)目的。出芽率高，闡明酵母處于旺盛的生長(zhǎng)期。反之，那么闡明酵母衰老。成熟酒母出芽率要求在1530%。 (3)酵母死亡率

12、 用美藍(lán)對(duì)酵母細(xì)胞進(jìn)展染色，假設(shè)酵母細(xì)胞被染成藍(lán)色，闡明此細(xì)胞已死亡。正常培育的酒母不應(yīng)有死亡景象，假設(shè)死亡率在1%以上，應(yīng)及時(shí)查找緣由采取措施進(jìn)展挽救。29.(4)耗糖率 酵母的耗糖率也是察看酒母成熟的目的之一。成熟的酒母，耗糖率-般要求控制在40一50。耗糖率太高，闡明酵母培育曾經(jīng)過“老，反之那么“嫩。 (5)酒精分 成熟酒母醪中的酒精含量一方面反映酵母耗糖情況，也反映酵母成熟程度。假設(shè)酒母醪中酒精含量高，闡明營(yíng)養(yǎng)耗費(fèi)大，酵母培育過于成熟。此時(shí)，應(yīng)停頓酒母培育，否那么會(huì)因營(yíng)養(yǎng)缺乏或酒精含量高抑制酵母生長(zhǎng)，呵斥酵母衰老。成熟酒母醪中的酒精含量一股為34(容量)。 30.(6)酸度 測(cè)定酒母醪

13、中的酸度是察看酒母能否被細(xì)菌污染的一項(xiàng)目的。假設(shè)成熟酒母醪中酸度明顯增高，闡明酒母被產(chǎn)酸細(xì)菌所污染。酸度增高太多，鏡檢時(shí)又發(fā)現(xiàn)有很多桿狀細(xì)菌，那么不宜做種子用。 31.32.五、影響酒母質(zhì)量主要要素1.接種量與成熟酒母細(xì)胞數(shù)的關(guān)系酵母接種量的大小與成熟酒母醪中新增殖酵母細(xì)胞數(shù)關(guān)系不大。 33.2接種量與培育時(shí)間的關(guān)系 接種量大，那么培育時(shí)間可以縮短，酒母成熟快開場(chǎng)接種時(shí)，易導(dǎo)致醪液被雜菌污染。但接種量太大，也會(huì)添加擴(kuò)展培育次數(shù)，添加設(shè)備投資。在酒母培育中，酒母接種量多控制在1：5l0。接種后的醪液，經(jīng)過l012小時(shí)培育成熟的酒母醪細(xì)胞數(shù)可達(dá)0.81.2億毫升以上，此時(shí)就可將成熟的酒母接到下一工

14、序的醪中。34.3接種時(shí)間的掌握 從酵母茵繁衍規(guī)律曲線可以知道，酵母菌在增殖過程中可分為順應(yīng)期(也稱緩慢期)、旺盛期、靜止期和衰退期四個(gè)階段。當(dāng)?shù)竭_(dá)旺盛期時(shí)，酵母的增殖才干特別強(qiáng)，酵母生命活動(dòng)處于旺盛階段，醪液中酵母活細(xì)胞數(shù)也迅速達(dá)最頂峰。酒精消費(fèi)中的酒母擴(kuò)展培育接種就是控制在這個(gè)時(shí)期。35.4酒母培育溫度的控制 酵母菌在適宜生長(zhǎng)溫度范圍內(nèi)，高溫比低溫繁衍稍快。但高溫培育酵母易于衰老。酒精消費(fèi)中酒母培育溫度為2830。由于酵母菌在生長(zhǎng)代謝過程中還要產(chǎn)生一定熱量，故應(yīng)留意加強(qiáng)冷卻，以保證酵母菌強(qiáng)壯生長(zhǎng)。36.5關(guān)于通風(fēng)培育 酒母糖化醪中含有充足的氧時(shí)，酵母菌在吸收營(yíng)養(yǎng)后，由于其酒化酶受抑制，主要

15、進(jìn)展菌體細(xì)胞合成，繁衍酵母細(xì)胞。酒母培育的目的是要獲得大量酵母細(xì)胞，所以在酒母培育過程中通入適量的無菌空氣，對(duì)酵母繁衍是有利的。 酵母菌在無氧條件下培育，主要進(jìn)展發(fā)酵作用，可使糖分轉(zhuǎn)變?yōu)榫凭虲O2。酵母菌在有氧條件下進(jìn)展酒精發(fā)酵時(shí)，由于進(jìn)展了呼吸作用，酒精產(chǎn)量大大降低，糖的耗費(fèi)速度在單位時(shí)間內(nèi)也減慢。37.6.關(guān)于防止雜菌污染 酒精消費(fèi)除了對(duì)原始菌種進(jìn)展定期分別純化外，在培育過程中加強(qiáng)無菌管理操作也是非常重要的。由于目前多數(shù)酒精廠酒母培育仍在敞口酒母罐中進(jìn)展，因此對(duì)車間環(huán)境衛(wèi)生要非常留意。另外，在運(yùn)用前，對(duì)罐體、管道的殺菌也非常重要，尤其該當(dāng)留意對(duì)某些管道死角加強(qiáng)殺菌操作。 38.第七節(jié) 酒

16、精發(fā)酵工藝 一、糖化醪發(fā)酵的目的要求及設(shè)備構(gòu)造特點(diǎn)二、酒精發(fā)酵機(jī)理三、酒精發(fā)酵工藝四、影響酒精發(fā)酵要素的討論五、酒精發(fā)酵醪成熟六、酒精消費(fèi)異常發(fā)酵、雜菌污染及防治方法七、從CO2中回收酒精八、淀粉出酒率和淀粉利用率39.(一)酒精發(fā)酵的根本實(shí)際酒精發(fā)酵作用，是酵母菌把可發(fā)酵性的糖，經(jīng)過細(xì)胞內(nèi)酒化酶的作用，生成了酒精與CO2，然后經(jīng)過細(xì)胞膜將這些產(chǎn)物排出體外酒精是可以任何比例與水混合的，所以由酵母體內(nèi)排出的酒精便溶于周圍的醪液中。 40.二酒精發(fā)酵動(dòng)態(tài) 酒精發(fā)酵過程從外觀景象可以將其分為如下三個(gè)發(fā)酵不同階段：1.前發(fā)酵期2.主發(fā)酵期 3.后發(fā)酵期 41.1.前發(fā)酵期在酒母與糖化醪參與發(fā)酵罐后，醪

17、液中的酵母細(xì)胞數(shù)還不多，由于醪液中含有少量的溶解氧和充足的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，所以酵母菌仍能迅速地進(jìn)展繁衍，使發(fā)酵醪中酵母細(xì)胞繁衍到一定數(shù)量。在這一時(shí)期，醪液中的糊精繼續(xù)被糖化酶作用，生成糖分，但由于溫度較低，故糖化作用較為緩慢。從外觀看，由于醪液中酵母數(shù)不多，發(fā)酵作用不強(qiáng)，酒精分和CO2產(chǎn)生得很少，所以發(fā)酵醪的外表顯得比較安靜，糖分耗費(fèi)也比較饅。42.前發(fā)酵階段時(shí)間的長(zhǎng)短，與酵母的接種量有關(guān)。假設(shè)接種量大，那么前發(fā)酵期短，反之那么長(zhǎng)。前發(fā)酵延續(xù)時(shí)間普通為l0小時(shí)左右。 由于前發(fā)酵期間酵母數(shù)量不多，發(fā)酵作用不強(qiáng)，所以醪液溫度上升不快。醪液溫度控制，在接種時(shí)為2628，前發(fā)酵期溫度普通不超越30。假設(shè)溫度

18、太高，會(huì)呵斥酵母早期衰老，假設(shè)溫度過低，又會(huì)使酵母生長(zhǎng)緩慢。 前發(fā)酵期間應(yīng)非常留意防止雜菌污染，由于此時(shí)期酵母數(shù)量少，易被雜菌抑制，故應(yīng)加強(qiáng)衛(wèi)生管理。 43.2主發(fā)酵期 酵母細(xì)胞已大量構(gòu)成，醪液中酵母細(xì)胞數(shù)可達(dá)1億毫升以上。 由于發(fā)酵醪中的氧氣也已耗費(fèi)終了，酵母菌根本上停頓繁衍而主要進(jìn)展酒精發(fā)酵作用。 醪液中糖分迅速下降，酒精分逐漸增多。由于發(fā)酵作用的加強(qiáng)，醪液中產(chǎn)生了大量的CO2。隨著CO2的逸出，可以產(chǎn)生很強(qiáng)的CO2泡沫響聲。44.發(fā)酵醪的溫度此時(shí)上升也很快。消費(fèi)上應(yīng)加強(qiáng)這一階段的溫度控制。根據(jù)酵母菌的性能，主發(fā)酵溫度最好能控制在3034主發(fā)酵時(shí)間長(zhǎng)短，取決于醪液中營(yíng)養(yǎng)情況，假設(shè)發(fā)酵醪中糖

19、分含量高，主發(fā)酵時(shí)間長(zhǎng)，反之那么短。主發(fā)酵時(shí)間一能為12小時(shí)左右。 45.3后發(fā)酵期 醪液中的糖分大部分已被酵母菌耗費(fèi)掉，醪液中尚殘存部分糊精繼續(xù)被曲作用，生成葡萄糖。由于這一作用進(jìn)展的極為緩饅，生成的糖分很少，所以發(fā)酵作用也非常緩慢。因此，這一階段發(fā)酵醪中酒精和CO2產(chǎn)生得也少。46.后發(fā)酵階段，由于發(fā)酵作用減弱，所以產(chǎn)生的熱量也減少，發(fā)酵醪的溫度逐漸下降。此時(shí)醪液溫度應(yīng)控制在3032左右。假設(shè)醪液溫度太低，糖化酶的作用就會(huì)減弱，糖化緩慢，發(fā)酵時(shí)間就會(huì)延伸，這樣也會(huì)影響淀粉出酒率。淀粉質(zhì)原料消費(fèi)酒精的后發(fā)酵階段普通約需40小時(shí)左右才干完成。 47.影響發(fā)酵時(shí)間的要素整個(gè)發(fā)酵過程的時(shí)間長(zhǎng)短，受

20、糖化劑的種類、酵母菌的性能、酵母接種量等要素的影響，與接種、發(fā)酵方式和發(fā)酵溫度的控制有關(guān)。普通講，接種和發(fā)酵溫度高，那么發(fā)酵時(shí)間短，反之那么長(zhǎng)。另外，由于延續(xù)發(fā)酵一開場(chǎng)即處于主發(fā)酵形狀，發(fā)酵時(shí)省去了前發(fā)酵期，所以普通較間歇發(fā)酵時(shí)間為短。發(fā)酵總時(shí)間普通多控制在6072小時(shí)左右。 48.(三)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，可以將酒精發(fā)酵的方式分為間歇式、半延續(xù)式和延續(xù)式三種。(一)間歇式發(fā)酵法 (二)半延續(xù)發(fā)酵法(三)延續(xù)發(fā)酵49.四、影響酒精發(fā)酵要素的討論 1稀釋速度 在間歇發(fā)酵中，糖化醪要求自接種后8-10小時(shí)內(nèi)加完，這樣可以有較長(zhǎng)的后發(fā)酵時(shí)間，將糊精徹底水解發(fā)酵。酵母的繁衍速度取決于發(fā)酵醪營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度，而營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量又取決于進(jìn)料和出料速度。所以，控制進(jìn)料速度，就可以控制酵母細(xì)胞數(shù)和營(yíng)養(yǎng)成分。50.2發(fā)酵醪pH值的控制。降低發(fā)酵醪中的pH值，是防止雜菌污染的有效措施之一。由于延續(xù)發(fā)酵無菌條件要求較嚴(yán)，其pH控制在4.0一4.5為宜。間歇發(fā)酵PH值可控制在4.7-5.0。在上述pH值范圍內(nèi)，較接近于糖化酶作用的最適PH值。pH值的控制，可