正文 任務一 糖蜜原料分類和酒精發酵的特點及工藝流程(1 / 1)

學習目標

[重點掌握]糖蜜酒精間歇發酵工藝及操作要點,單濃度單流加、雙濃度雙流加工藝。

[一般掌握]糖蜜稀釋工藝及操作要點,糖蜜發酵;酒母擴大培養工藝及操作要點;提高酒母和發酵時的抗雜菌汙染能力及雜菌汙染治理方法。

[了解]甘蔗糖蜜與甜菜糖蜜的成分與特點,糖蜜酒精發酵對酵母的要求(酵母菌種特性);間歇發酵與連續發酵特點。

一、糖蜜原料的分類

(一)糖蜜分類

糖蜜是甜菜或甘蔗生產糖的一種副產品,又稱廢糖蜜,是無法再用濃縮結晶製取蔗糖的結晶母液,它含有較高的可發酵性糖,是很好的發酵原料。

根據廢糖蜜的來源可將它分為:甘蔗糖蜜、甜菜糖蜜、煉糖糖蜜、優質糖蜜(高溫轉化糖蜜)和其他工業廢糖蜜(如葡萄糖結晶母液等)。

(二)糖蜜成分

糖蜜是蔗糖結晶的母液,含有甘蔗汁中天然成分和在甘蔗汁處理過程中的添加物質及化學反應產物,如焦糖、黑色素等。因此糖蜜成分與原料品種和產地及加工方法有關,一般甜菜糖蜜錘度為75~84°Bx,微堿性,總還原物在48%左右,其中主要是蔗糖,還有少量棉籽糖。甘蔗糖蜜錘度一般為80~90°Bx,微酸性,酸度在10左右,總還原物(全糖分)為48%~56%,蔗糖為30%~35%,還原糖為15%~20%,非發酵性糖為2%~4%,硫酸灰分為10%~15%,膠體為4%~7%,磷為0.6%~2.0%,蛋白質為2%~3%及少量的烏頭酸、檸檬酸、蘋果酸、琥珀酸等。

二、糖蜜原料酒精發酵的特點

糖蜜原料含糖量高、灰分、膠體多,需要經過稀釋、酸化處理後才能進行發酵。與澱粉質原料酒精發酵相比,要求酵母耐滲透壓、耐酸性強,發酵工藝多采用雙濃度雙流加的發酵工藝,發酵醪中含有乙醛等副產物多,在蒸餾過程中要加強排醛類雜質的處理。

(一)糖蜜原料酒精發酵的優點

1.原料來源豐富

糖蜜是製糖工業的副產品,我國製糖生產能力在1000萬噸以上,如按100t原料甘蔗約產3.0t廢糖蜜估計,全國糖蜜產量估計在200多萬噸以上。

2.糖分以可發酵性糖為主,使用方便

糖蜜原料中的糖分大多數為可發酵性糖,無需再進行糖化,隻要經過稀釋、酸化、添加部分營養鹽,就可用於酒精發酵,發酵速度快、周期較短,一般隻需36h。

3.生產工藝與設備簡單、易實現連續化酒精發酵

與澱粉質原料發酵生產酒精相比,糖蜜原料發酵生產酒精不需要粉碎、蒸煮、製曲和糖化過程及相應設備,工藝流程簡單,操作容易,易實現連續發酵,能耗少,原料價格低,生產成本小,設備投資少。

(二)糖蜜原料酒精發酵的缺點

1.糖蜜濃度高、黏度大、灰分和膠體多

廢糖蜜濃度一般在80°Bx以上,需加水稀釋降低糖度和黏度,一般需稀釋到20~40°Bx,並加酸調整pH,同時要選用耐高滲透壓的酵母,才能進行酒精發酵,酒精蒸餾廢液濃度也在10°Bx以上。

2.發酵生成酯、醛、頭級雜質和雜醇油多

糖蜜酒精發酵生成的酯、醛、頭級雜質和雜醇油較多,因此,糖蜜酒精蒸餾一般需增加一個脫醛塔以排除乙醛,同時要加強雜醇油分離操作(提油)。成品酒精中易超標的指標主要是醛、氧化試驗、硫酸試驗和雜醇油等。

3.蒸餾廢液難處理

生產1t糖蜜酒精,排出蒸餾廢液在13~15t,並且其BOD、COD高,數值大,生物需氧量(BOD5)高達60000~90000mg/L,化學需氧量(COD)在10000~150000mg/L。

三、糖蜜酒精生產工藝流程

糖蜜酒精生產主要經過稀糖液製備、酒母製備、稀糖液發酵和酒精蒸餾四個工序。(一)單濃度流加工藝流程

酒母培養與酒精發酵均使用同一濃度稀糖液的方案,稱為單濃度流加工藝。澱粉質原料生產酒精常用單濃度流加工藝,糖蜜酒精發酵亦可采用單濃度流加工藝。

為了保證酒母的數量與活力,基本稀糖液濃度較低,酸度適中,基本稀糖液濃度一般為22~25°Bx,酸度為3~3.5mmol/100g,從而兼顧酵母生長和酒精發酵兩方麵要求。

(二)雙濃度雙流加工藝流程

糖蜜酒精生產工藝主要采用雙濃度雙流加工藝,簡稱“雙流加工藝”。酒母培養與酒精發酵采用不同的濃度,分別流加到相應的設備上。