严明奕--酒精发酵几个重要指标的工艺控制

1、酒精发酵几个重要指标的酒精发酵几个重要指标的工艺控制工艺控制 20102010年年1010月月1212日日目录1粉碎粒度粉碎粒度2粘粘 度度3DE值值4酵母数酵母数5杂菌杂菌6发酵指标发酵指标1粉碎粒度粉碎粒度粉碎粒度是酒精发酵最重要的指标之一破坏植物的组织结构，使淀粉充分释放；破坏植物的组织结构，使淀粉充分释放；增加物料的表面积，有利于淀粉颗粒的吸水膨胀、糊化，缩短吸热时间；增加物料的表面积，有利于淀粉颗粒的吸水膨胀、糊化，缩短吸热时间；使淀粉酶和糖化酶与淀粉充分接触，淀粉水解更完全，提高淀粉利用率。使淀粉酶和糖化酶与淀粉充分接触，淀粉水解更完全，提高淀粉利用率。粉碎的目的：粉碎的目的：缺点

2、：缺点：粉碎耗电增加；粉碎耗电增加；物料的粘度大，输送能耗较高，影响传热传质，不利于浓醪发酵工艺；物料的粘度大，输送能耗较高，影响传热传质，不利于浓醪发酵工艺；影响固液分离，特别是对过滤影响更大；影响固液分离，特别是对过滤影响更大；设备生产能力下降（粉碎机和分离能力）。设备生产能力下降（粉碎机和分离能力）。优点：优点：比表面积大，容易吸水膨胀，糊化效果好；比表面积大，容易吸水膨胀，糊化效果好；与淀粉酶接触机会增加，液化效果好；与淀粉酶接触机会增加，液化效果好；发酵醪的残淀粉可能降低，淀粉利用率高，单耗较低；发酵醪的残淀粉可能降低，淀粉利用率高，单耗较低；不易造成设备堵塞。不易造成设备堵塞。粉碎

3、粒度粉粉碎碎粒粒度度较较细细的的优优缺缺点点粉碎粒度大小的影响是酒精发酵最重要的指标之一粉碎粒度大小的影响 优点：优点：粉碎耗电较少；粉碎耗电较少；物料粘度较小，有利于输送和换热，能耗较低；物料粘度较小，有利于输送和换热，能耗较低；有利于浓醪发酵工艺，美国都是采用大颗粒工艺，所以酒分可达有利于浓醪发酵工艺，美国都是采用大颗粒工艺，所以酒分可达17%（v/v）以）以上，最高达上，最高达20%（v/v）；）；有利于固液分离，特别有利于过滤分离工艺。有利于固液分离，特别有利于过滤分离工艺。缺点：缺点：比表面积较小，淀粉颗粒不易吸水膨胀，糊化较难，与淀粉酶的作用效果不比表面积较小，淀粉颗粒不易吸水膨胀

4、，糊化较难，与淀粉酶的作用效果不太好，可能会造成残淀粉增加；太好，可能会造成残淀粉增加；若果纤维素和半纤维素含量较大时，容易造成设备的沉淀阻塞。若果纤维素和半纤维素含量较大时，容易造成设备的沉淀阻塞。粉碎粒度粉粉碎碎粒粒度度较较大大的的优优缺缺点点是酒精发酵最重要的指标之一影响粉碎粒度的因素物料的种类及品种物料的种类及品种物料的种类及品种粉碎方式：干粉碎、湿粉碎；粉碎方式：干粉碎、湿粉碎；筛孔大小及形状筛孔大小及形状物料的水分物料的水分粉碎粒度是酒精发酵最重要的指标之一什么是最好的粉碎粒度一般筛孔直径范围：1-3mm木薯：1.8-2.0mm；玉米：1.5-1.8mm美国的先进经验：强调粒度的均

5、匀分布，不片面要求过细的粒度，有利于实现浓醪发酵工艺。美国技术要求：粉碎粒度是酒精发酵最重要的指标之一 6060目目20%20%20-6020-60目目-65%65%15-2015-20目目15%15%2粘粘 度度粘度液化是否彻底的标志性指标粘度液化是否彻底的标志性指标液化目标： 在一定的在一定的DE值（值（12-20%）范围内，粘度越小越好。）范围内，粘度越小越好。粘度是酒精生产最大影响因素之一反映液化的好坏程度（淀粉降解的均匀程度）影响酒精生产的原料消耗；传热增冷却水和蒸汽消耗；传质乙醇与糖的物质对流交换，影响酵母作用；影响液化工段的杀菌作用效果染菌；影响设备的生产能力，特别是输送泵和蒸馏

6、工段的设备能力；影响固液分离分离速度，分离效果；影响污水处理大分子难降低，厌氧反应速度慢。粘度液化是否彻底的标志性指标影响粘度的原因分析控制措施粘度液化是否彻底的标志性指标如何控制如何控制 粉碎粒度 物料的特性（淀粉颗粒的大小、糊化温度以及蛋白质、纤维素、半纤维素、脂肪、果胶的含量等）； 物料的干燥方式； 淀粉酶的品种和添加量； 淀粉酶的投加方式（一次投加、二次投加） pH值； 反应时间（停留时间）； 温度 激活剂粘度液化是否彻底的标志性指标影响粘度的原因影响粘度的原因控制原则控制原则：根据实际，抓住重点，灵活掌握，整体调控；主要因素：加酶量、酶投加方式、停留时间、温度、pH值分段加酶比一次加

7、酶粘度前后投加酶的比例要根据物料的实际情况确定！粘度液化是否彻底的标志性指标加酶量停留时间温度（83-90）粘度pH（5.2-5.8）粘度液化是否彻底的标志性指标案例讨论案例讨论粘度液化是否彻底的标志性指标案例讨论案例讨论粘度液化是否彻底的标志性指标案例讨论案例讨论3DE值值DE值影响酵母和酒精产率的重要指标DE值目标在保持一定液化醪粘度的条件下，DE值10-18%，还原糖3-5%。影响酵母和酒精产率的重要指标DE值反映了液化的完全程度；DE值影响液化的粘度；DE值高低通过渗透压影响酵母的生长繁殖；DE值高低影响液化副产物异麦芽酮糖的产生；DE值的高低通过渗透压影响酵母代谢副产物的产生量；DE

8、值的控制是现代酒精发酵控制的理念“定量供糖”的体现。DE值DE值高低产生的影响值高低产生的影响影响酵母和酒精产率的重要指标DE值DE值的影响因素加酶量加酶量 根据物料情况而定根据物料情况而定加酶方式加酶方式一次加酶或两次分段加酶一次加酶或两次分段加酶 pH 5.2-5.8 pH 5.2-5.8 温度温度 83-89 83-89停留时间停留时间2-3h2-3h影响酵母和酒精产率的重要指标DE值DE值的控制方法 加酶要足量，否则会造成液化不完全；加酶要足量，否则会造成液化不完全； 两次分段加酶两次分段加酶DEDE值和还原糖控制更稳定；值和还原糖控制更稳定； 可利用醪液的停留时间控制可利用醪液的停留

9、时间控制DEDE值；值； 温度在适宜范围高限时，反应速度较快，但酶失活也加快，加酶量稍大温度在适宜范围高限时，反应速度较快，但酶失活也加快，加酶量稍大, ,且副产物较多；且副产物较多； pHpH在适宜范围高限时，速度快，且加酶量少，但副产物较多；在适宜范围高限时，速度快，且加酶量少，但副产物较多； 粘度较大时，可适量提高粘度较大时，可适量提高DEDE值。值。影响酵母和酒精产率的重要指标4酵母数酵母数酵母数酒精发酵控制的中心性指标酵母数酒精发酵控制的中心性指标酒母控制的两个方面数量：酵母总数数量：酵母总数根据发酵工艺而定；根据发酵工艺而定；质量：出芽率、死亡率、形态质量：出芽率、死亡率、形态不但

10、要重视酵母数量，更要重视酵母的质量！不但要重视酵母数量，更要重视酵母的质量！酵母数酒精发酵控制的中心性指标酒母培养的目的提供足量的基础酵母种源特点：这些酵母细胞是好氧种源，只起到增殖的基础作用，产酒能力较差；特点：这些酵母细胞是好氧种源，只起到增殖的基础作用，产酒能力较差；产酒能力强的酵母是在厌氧条件下增殖的酵母；因此，控制酒母的接种量是产酒能力强的酵母是在厌氧条件下增殖的酵母；因此，控制酒母的接种量是很重要的。处于旺盛期酵母的产酒能力是衰老期的很重要的。处于旺盛期酵母的产酒能力是衰老期的20-3020-30倍左右，因此，如何倍左右，因此，如何提高酵母的质量和保持其后力是至关重要的。提高酵母的

11、质量和保持其后力是至关重要的。酵母数酒精发酵控制的中心性指标影响酒母酵母数的因素 pH3.6-4.5pH3.6-4.5 温度温度30-3330-33 通风量通风量溶氧溶氧0.2-0.4m0.2-0.4m3 3/m/m3 3minmin 糖浓度糖浓度外观糖（外观糖（16%16%）、还原糖（）、还原糖（2.5-4%2.5-4%） 酒精浓度酒精浓度2.5-4.5%2.5-4.5%（v/vv/v） 挥发酸挥发酸（杂菌）（杂菌）0.15% 0.15% 糖化酶加量糖化酶加量 酵母数酒精发酵控制的中心性指标酒母培养的基本思路 酒精发酵结果的好坏取决于酵母种子优劣，酒母的培养是酒精发酵管理的重中之重，必须把主

12、要精力集中酒母的培养；酒母培养要有“无菌”的观念；生长环境在pH、温度、通风量、渗透压、酒分等方面适宜于酵母的迅速繁殖。酒母工艺控制原则 以酵母数为中心，以防止杂菌为重点，以调整外观糖为主要调控手段，其它指标综合兼顾。酒母工艺控制原则应注意的几个问题 在酒精发酵中，不是酵母数越多越好，要数量，更要重质量；在酒母培养过程中，不是营养越多越好。5杂菌杂菌杂菌是发酵生产控制的永恒主题控制重点：产酸的乙酸菌、乳酸菌、大肠杆菌、葡萄球菌等危害特点 1、代谢产出对酵母菌有害、有毒的产物：醋酸、乳酸 、丁酸等有机酸；2、竞争性争夺营养源，使糖酒转化率降低；3、竞争性地创造适宜于自身生长的群体优势环境，抑制酵

13、母的生长繁殖；4、消耗乙醇，将其转化为醋酸、二氧化碳和水。杂菌是发酵生产控制的永恒主题杂菌的来源及防治方法指导思路：以防为主，以治为辅，综合治理杂菌的来源及防治方法 防消灭设备管理死角加强车间环境管理定期对酒母罐、管道、空气过滤器灭菌定期对工艺用水（包括清液）、液化（糖化）醪、糖化酶、酵母进行杂菌检验，发现超标采用措施，从源头上解决问题创造一个最适宜于酵母生长的培养环境（pH、温度、溶氧、营养等），其迅速形成群体优势。杂菌的来源及防治方法投放杀菌剂调整pH蒸汽灭菌治杂菌的来源及防治方法原料污染玉米、木薯、红薯等会带来杂菌杂菌数量较多；液化温度较低；液化蒸煮效果不好，粘度较高，淀粉糊保护部分耐温

14、的杂菌。杂菌的来源及防治方法防治方法：定期检测调浆的杂菌情况，特别检测调浆的挥发酸；定期定量在调浆中投放杀菌剂；适当提高喷射液化温度；调整粉浆的pH、加酶量等液化条件，降低液化醪的粘度。原料污染玉米、木薯、红薯等会带来杂菌杂菌的来源及防治方法培养酒母时，自来水不消毒直接加入；清液在分离输送和存放过程中，由于营养丰富，易大量染菌。工艺水污染使用的自来水和清液如不消毒处理，会带来杂菌杂菌的来源及防治方法防治方法经常性或定期对清液进行杂菌和挥发酸检测；自来水必须杀菌剂（漂白粉）消毒后才能直接加到酒母罐；定期对清液贮罐投放杀菌剂（漂白粉或青霉素、克菌灵等）。工艺水污染使用的自来水和清液如不消毒处理，会

15、带来杂菌杂菌的来源及防治方法辅料染菌糖化酶、酵母等辅料带来杂菌防治方法：经常性检查糖化酶、干酵母等辅料的杂菌数发现有杂菌，添加青霉素等杀菌剂进行杀菌杂菌的来源及防治方法酒母培养时间过长，酵母的繁殖代数过多，或是杂菌叠加效应；杂菌产生抗药性，或是耐酸性提高；酵母的生长条件变差，或是杂菌已适应新环境；外源性引入杂菌（以上所述）；设备存在死角，杂菌大量繁殖；杂菌分泌物对酵母代谢产生抑制作用。在酒母培养过程感染杂菌杂菌的来源及防治方法防治方法： 减少外源性杂菌的入侵。特别是定期对液化醪进行杂菌镜检和检测其液化（糖化）醪的挥发酸，如发现异常，按上述措施处理，将杂菌问题及时解决； 如果是糖化醪感染杂菌，应定期投放杀菌剂； 定期更换酵母种，减少酵母增殖代数和杂菌叠加效应，以及杂菌的抗药性； 对外观糖、还原糖、pH、温度、溶氧、尿素、酒分等指标进行调整，创造一个最适酵母的生长环境； 消灭设备死角或对设备死角定期灭菌； 如染菌严重或挥发酸较高时，应调低pH和加量投放杀菌剂，将挥发酸降低。在酒母培养过程感染杂菌6发酵指标发酵指标发酵指标连续发酵控制重点：管好第一个发酵罐事半功倍；第一个发酵罐的重中之重：酵母数；酵母数控制好外观糖、还原糖、酒分、挥发酸等指标。发酵指标注意几个问