嚴(yán)明奕--酒精發(fā)酵幾個重要指標(biāo)的工藝控制

1、酒精發(fā)酵幾個重要指標(biāo)的酒精發(fā)酵幾個重要指標(biāo)的工藝控制工藝控制 20102010年年1010月月1212日日目錄1粉碎粒度粉碎粒度2粘粘 度度3DE值值4酵母數(shù)酵母數(shù)5雜菌雜菌6發(fā)酵指標(biāo)發(fā)酵指標(biāo)1粉碎粒度粉碎粒度粉碎粒度是酒精發(fā)酵最重要的指標(biāo)之一破壞植物的組織結(jié)構(gòu)，使淀粉充分釋放；破壞植物的組織結(jié)構(gòu)，使淀粉充分釋放；增加物料的表面積，有利于淀粉顆粒的吸水膨脹、糊化，縮短吸熱時間；增加物料的表面積，有利于淀粉顆粒的吸水膨脹、糊化，縮短吸熱時間；使淀粉酶和糖化酶與淀粉充分接觸，淀粉水解更完全，提高淀粉利用率。使淀粉酶和糖化酶與淀粉充分接觸，淀粉水解更完全，提高淀粉利用率。粉碎的目的：粉碎的目的：缺點

2、：缺點：粉碎耗電增加；粉碎耗電增加；物料的粘度大，輸送能耗較高，影響傳熱傳質(zhì)，不利于濃醪發(fā)酵工藝；物料的粘度大，輸送能耗較高，影響傳熱傳質(zhì)，不利于濃醪發(fā)酵工藝；影響固液分離，特別是對過濾影響更大；影響固液分離，特別是對過濾影響更大；設(shè)備生產(chǎn)能力下降（粉碎機(jī)和分離能力）。設(shè)備生產(chǎn)能力下降（粉碎機(jī)和分離能力）。優(yōu)點：優(yōu)點：比表面積大，容易吸水膨脹，糊化效果好；比表面積大，容易吸水膨脹，糊化效果好；與淀粉酶接觸機(jī)會增加，液化效果好；與淀粉酶接觸機(jī)會增加，液化效果好；發(fā)酵醪的殘淀粉可能降低，淀粉利用率高，單耗較低；發(fā)酵醪的殘淀粉可能降低，淀粉利用率高，單耗較低；不易造成設(shè)備堵塞。不易造成設(shè)備堵塞。粉碎

3、粒度粉粉碎碎粒粒度度較較細(xì)細(xì)的的優(yōu)優(yōu)缺缺點點粉碎粒度大小的影響是酒精發(fā)酵最重要的指標(biāo)之一粉碎粒度大小的影響 優(yōu)點：優(yōu)點：粉碎耗電較少；粉碎耗電較少；物料粘度較小，有利于輸送和換熱，能耗較低；物料粘度較小，有利于輸送和換熱，能耗較低；有利于濃醪發(fā)酵工藝，美國都是采用大顆粒工藝，所以酒分可達(dá)有利于濃醪發(fā)酵工藝，美國都是采用大顆粒工藝，所以酒分可達(dá)17%（v/v）以）以上，最高達(dá)上，最高達(dá)20%（v/v）；）；有利于固液分離，特別有利于過濾分離工藝。有利于固液分離，特別有利于過濾分離工藝。缺點：缺點：比表面積較小，淀粉顆粒不易吸水膨脹，糊化較難，與淀粉酶的作用效果不比表面積較小，淀粉顆粒不易吸水膨脹

4、，糊化較難，與淀粉酶的作用效果不太好，可能會造成殘淀粉增加；太好，可能會造成殘淀粉增加；若果纖維素和半纖維素含量較大時，容易造成設(shè)備的沉淀阻塞。若果纖維素和半纖維素含量較大時，容易造成設(shè)備的沉淀阻塞。粉碎粒度粉粉碎碎粒粒度度較較大大的的優(yōu)優(yōu)缺缺點點是酒精發(fā)酵最重要的指標(biāo)之一影響粉碎粒度的因素物料的種類及品種物料的種類及品種物料的種類及品種粉碎方式：干粉碎、濕粉碎；粉碎方式：干粉碎、濕粉碎；篩孔大小及形狀篩孔大小及形狀物料的水分物料的水分粉碎粒度是酒精發(fā)酵最重要的指標(biāo)之一什么是最好的粉碎粒度一般篩孔直徑范圍：1-3mm木薯：1.8-2.0mm；玉米：1.5-1.8mm美國的先進(jìn)經(jīng)驗：強(qiáng)調(diào)粒度的均

5、勻分布，不片面要求過細(xì)的粒度，有利于實現(xiàn)濃醪發(fā)酵工藝。美國技術(shù)要求：粉碎粒度是酒精發(fā)酵最重要的指標(biāo)之一 6060目目20%20%20-6020-60目目-65%65%15-2015-20目目15%15%2粘粘 度度粘度液化是否徹底的標(biāo)志性指標(biāo)粘度液化是否徹底的標(biāo)志性指標(biāo)液化目標(biāo)： 在一定的在一定的DE值（值（12-20%）范圍內(nèi)，粘度越小越好。）范圍內(nèi)，粘度越小越好。粘度是酒精生產(chǎn)最大影響因素之一反映液化的好壞程度（淀粉降解的均勻程度）影響酒精生產(chǎn)的原料消耗；傳熱增冷卻水和蒸汽消耗；傳質(zhì)乙醇與糖的物質(zhì)對流交換，影響酵母作用；影響液化工段的殺菌作用效果染菌；影響設(shè)備的生產(chǎn)能力，特別是輸送泵和蒸餾

6、工段的設(shè)備能力；影響固液分離分離速度，分離效果；影響污水處理大分子難降低，厭氧反應(yīng)速度慢。粘度液化是否徹底的標(biāo)志性指標(biāo)影響粘度的原因分析控制措施粘度液化是否徹底的標(biāo)志性指標(biāo)如何控制如何控制 粉碎粒度 物料的特性（淀粉顆粒的大小、糊化溫度以及蛋白質(zhì)、纖維素、半纖維素、脂肪、果膠的含量等）； 物料的干燥方式； 淀粉酶的品種和添加量； 淀粉酶的投加方式（一次投加、二次投加） pH值； 反應(yīng)時間（停留時間）； 溫度 激活劑粘度液化是否徹底的標(biāo)志性指標(biāo)影響粘度的原因影響粘度的原因控制原則控制原則：根據(jù)實際，抓住重點，靈活掌握，整體調(diào)控；主要因素：加酶量、酶投加方式、停留時間、溫度、pH值分段加酶比一次加

7、酶粘度前后投加酶的比例要根據(jù)物料的實際情況確定！粘度液化是否徹底的標(biāo)志性指標(biāo)加酶量停留時間溫度（83-90）粘度pH（5.2-5.8）粘度液化是否徹底的標(biāo)志性指標(biāo)案例討論案例討論粘度液化是否徹底的標(biāo)志性指標(biāo)案例討論案例討論粘度液化是否徹底的標(biāo)志性指標(biāo)案例討論案例討論3DE值值DE值影響酵母和酒精產(chǎn)率的重要指標(biāo)DE值目標(biāo)在保持一定液化醪粘度的條件下，DE值10-18%，還原糖3-5%。影響酵母和酒精產(chǎn)率的重要指標(biāo)DE值反映了液化的完全程度；DE值影響液化的粘度；DE值高低通過滲透壓影響酵母的生長繁殖；DE值高低影響液化副產(chǎn)物異麥芽酮糖的產(chǎn)生；DE值的高低通過滲透壓影響酵母代謝副產(chǎn)物的產(chǎn)生量；DE

8、值的控制是現(xiàn)代酒精發(fā)酵控制的理念“定量供糖”的體現(xiàn)。DE值DE值高低產(chǎn)生的影響值高低產(chǎn)生的影響影響酵母和酒精產(chǎn)率的重要指標(biāo)DE值DE值的影響因素加酶量加酶量 根據(jù)物料情況而定根據(jù)物料情況而定加酶方式加酶方式一次加酶或兩次分段加酶一次加酶或兩次分段加酶 pH 5.2-5.8 pH 5.2-5.8 溫度溫度 83-89 83-89停留時間停留時間2-3h2-3h影響酵母和酒精產(chǎn)率的重要指標(biāo)DE值DE值的控制方法 加酶要足量，否則會造成液化不完全；加酶要足量，否則會造成液化不完全； 兩次分段加酶兩次分段加酶DEDE值和還原糖控制更穩(wěn)定；值和還原糖控制更穩(wěn)定； 可利用醪液的停留時間控制可利用醪液的停留

9、時間控制DEDE值；值； 溫度在適宜范圍高限時，反應(yīng)速度較快，但酶失活也加快，加酶量稍大溫度在適宜范圍高限時，反應(yīng)速度較快，但酶失活也加快，加酶量稍大, ,且副產(chǎn)物較多；且副產(chǎn)物較多； pHpH在適宜范圍高限時，速度快，且加酶量少，但副產(chǎn)物較多；在適宜范圍高限時，速度快，且加酶量少，但副產(chǎn)物較多； 粘度較大時，可適量提高粘度較大時，可適量提高DEDE值。值。影響酵母和酒精產(chǎn)率的重要指標(biāo)4酵母數(shù)酵母數(shù)酵母數(shù)酒精發(fā)酵控制的中心性指標(biāo)酵母數(shù)酒精發(fā)酵控制的中心性指標(biāo)酒母控制的兩個方面數(shù)量：酵母總數(shù)數(shù)量：酵母總數(shù)根據(jù)發(fā)酵工藝而定；根據(jù)發(fā)酵工藝而定；質(zhì)量：出芽率、死亡率、形態(tài)質(zhì)量：出芽率、死亡率、形態(tài)不但

10、要重視酵母數(shù)量，更要重視酵母的質(zhì)量！不但要重視酵母數(shù)量，更要重視酵母的質(zhì)量！酵母數(shù)酒精發(fā)酵控制的中心性指標(biāo)酒母培養(yǎng)的目的提供足量的基礎(chǔ)酵母種源特點：這些酵母細(xì)胞是好氧種源，只起到增殖的基礎(chǔ)作用，產(chǎn)酒能力較差；特點：這些酵母細(xì)胞是好氧種源，只起到增殖的基礎(chǔ)作用，產(chǎn)酒能力較差；產(chǎn)酒能力強(qiáng)的酵母是在厭氧條件下增殖的酵母；因此，控制酒母的接種量是產(chǎn)酒能力強(qiáng)的酵母是在厭氧條件下增殖的酵母；因此，控制酒母的接種量是很重要的。處于旺盛期酵母的產(chǎn)酒能力是衰老期的很重要的。處于旺盛期酵母的產(chǎn)酒能力是衰老期的20-3020-30倍左右，因此，如何倍左右，因此，如何提高酵母的質(zhì)量和保持其后力是至關(guān)重要的。提高酵母的

11、質(zhì)量和保持其后力是至關(guān)重要的。酵母數(shù)酒精發(fā)酵控制的中心性指標(biāo)影響酒母酵母數(shù)的因素 pHpH3.6-4.53.6-4.5 溫度溫度30-3330-33 通風(fēng)量通風(fēng)量溶氧溶氧0.2-0.4m0.2-0.4m3 3/m/m3 3minmin 糖濃度糖濃度外觀糖（外觀糖（16%16%）、還原糖（）、還原糖（2.5-4%2.5-4%） 酒精濃度酒精濃度2.5-4.5%2.5-4.5%（v/vv/v） 揮發(fā)酸揮發(fā)酸（雜菌）（雜菌）0.15% 0.15% 糖化酶加量糖化酶加量 酵母數(shù)酒精發(fā)酵控制的中心性指標(biāo)酒母培養(yǎng)的基本思路 酒精發(fā)酵結(jié)果的好壞取決于酵母種子優(yōu)劣，酒母的培養(yǎng)是酒精發(fā)酵管理的重中之重，必須把主

12、要精力集中酒母的培養(yǎng)；酒母培養(yǎng)要有“無菌”的觀念；生長環(huán)境在pH、溫度、通風(fēng)量、滲透壓、酒分等方面適宜于酵母的迅速繁殖。酒母工藝控制原則 以酵母數(shù)為中心，以防止雜菌為重點，以調(diào)整外觀糖為主要調(diào)控手段，其它指標(biāo)綜合兼顧。酒母工藝控制原則應(yīng)注意的幾個問題 在酒精發(fā)酵中，不是酵母數(shù)越多越好，要數(shù)量，更要重質(zhì)量；在酒母培養(yǎng)過程中，不是營養(yǎng)越多越好。5雜菌雜菌雜菌是發(fā)酵生產(chǎn)控制的永恒主題控制重點：產(chǎn)酸的乙酸菌、乳酸菌、大腸桿菌、葡萄球菌等危害特點 1、代謝產(chǎn)出對酵母菌有害、有毒的產(chǎn)物：醋酸、乳酸 、丁酸等有機(jī)酸；2、競爭性爭奪營養(yǎng)源，使糖酒轉(zhuǎn)化率降低；3、競爭性地創(chuàng)造適宜于自身生長的群體優(yōu)勢環(huán)境，抑制酵

13、母的生長繁殖；4、消耗乙醇，將其轉(zhuǎn)化為醋酸、二氧化碳和水。雜菌是發(fā)酵生產(chǎn)控制的永恒主題雜菌的來源及防治方法指導(dǎo)思路：以防為主，以治為輔，綜合治理雜菌的來源及防治方法 防消滅設(shè)備管理死角加強(qiáng)車間環(huán)境管理定期對酒母罐、管道、空氣過濾器滅菌定期對工藝用水（包括清液）、液化（糖化）醪、糖化酶、酵母進(jìn)行雜菌檢驗，發(fā)現(xiàn)超標(biāo)采用措施，從源頭上解決問題創(chuàng)造一個最適宜于酵母生長的培養(yǎng)環(huán)境（pH、溫度、溶氧、營養(yǎng)等），其迅速形成群體優(yōu)勢。雜菌的來源及防治方法投放殺菌劑調(diào)整pH蒸汽滅菌治雜菌的來源及防治方法原料污染玉米、木薯、紅薯等會帶來雜菌雜菌數(shù)量較多；液化溫度較低；液化蒸煮效果不好，粘度較高，淀粉糊保護(hù)部分耐溫

14、的雜菌。雜菌的來源及防治方法防治方法：定期檢測調(diào)漿的雜菌情況，特別檢測調(diào)漿的揮發(fā)酸；定期定量在調(diào)漿中投放殺菌劑；適當(dāng)提高噴射液化溫度；調(diào)整粉漿的pH、加酶量等液化條件，降低液化醪的粘度。原料污染玉米、木薯、紅薯等會帶來雜菌雜菌的來源及防治方法培養(yǎng)酒母時，自來水不消毒直接加入；清液在分離輸送和存放過程中，由于營養(yǎng)豐富，易大量染菌。工藝水污染使用的自來水和清液如不消毒處理，會帶來雜菌雜菌的來源及防治方法防治方法經(jīng)常性或定期對清液進(jìn)行雜菌和揮發(fā)酸檢測；自來水必須殺菌劑（漂白粉）消毒后才能直接加到酒母罐；定期對清液貯罐投放殺菌劑（漂白粉或青霉素、克菌靈等）。工藝水污染使用的自來水和清液如不消毒處理，會

15、帶來雜菌雜菌的來源及防治方法輔料染菌糖化酶、酵母等輔料帶來雜菌防治方法：經(jīng)常性檢查糖化酶、干酵母等輔料的雜菌數(shù)發(fā)現(xiàn)有雜菌，添加青霉素等殺菌劑進(jìn)行殺菌雜菌的來源及防治方法酒母培養(yǎng)時間過長，酵母的繁殖代數(shù)過多，或是雜菌疊加效應(yīng)；雜菌產(chǎn)生抗藥性，或是耐酸性提高；酵母的生長條件變差，或是雜菌已適應(yīng)新環(huán)境；外源性引入雜菌（以上所述）；設(shè)備存在死角，雜菌大量繁殖；雜菌分泌物對酵母代謝產(chǎn)生抑制作用。在酒母培養(yǎng)過程感染雜菌雜菌的來源及防治方法防治方法： 減少外源性雜菌的入侵。特別是定期對液化醪進(jìn)行雜菌鏡檢和檢測其液化（糖化）醪的揮發(fā)酸，如發(fā)現(xiàn)異常，按上述措施處理，將雜菌問題及時解決； 如果是糖化醪感染雜菌，應(yīng)定期投放殺菌劑； 定期更換酵母種，減少酵母增殖代數(shù)和雜菌疊加效應(yīng)，以及雜菌的抗藥性； 對外觀糖、還原糖、pH、溫度、溶氧、尿素、酒分等指標(biāo)進(jìn)行調(diào)整，創(chuàng)造一個最適酵母的生長環(huán)境； 消滅設(shè)備死角或?qū)υO(shè)備死角定期滅菌； 如染菌嚴(yán)重或揮發(fā)酸較高時，應(yīng)調(diào)低pH和加量投放殺菌劑，將揮發(fā)酸降低。在酒母培養(yǎng)過程感染雜菌6發(fā)酵指標(biāo)發(fā)酵指標(biāo)發(fā)酵指標(biāo)連續(xù)發(fā)酵控制重點：管好第一個發(fā)酵罐事半功倍；第一個發(fā)酵罐的重中之重：酵母數(shù)；酵母數(shù)控制好外觀糖、還原糖、酒分、揮發(fā)酸等指標(biāo)。發(fā)酵指標(biāo)注意幾個問