3.加酸量的確定
(1)對加酸的要求
①一般單濃度單流加工藝發酵時,要求發酵酸度在5~6mmol/100mL,酸量應保證稀糖液pH為4~4.5。
②加酸時要避免濃硫酸對糖的炭化現象,要求流加硫酸時要加強攪拌,要先開攪拌或通風後再流加濃硫酸,減少流加濃硫酸時糖的炭化(焦化)現象,減少糖分損失。
③加酸量應根據原糖蜜的酸度和生產工藝要求控製,通過計算確定或根據經驗控製加酸量。對於弱堿性的甜菜糖蜜,一般用量比甘蔗糖蜜要多些。
(2)添加硫酸的基準
①以橘水(原糖蜜)為基準:在雙濃度雙流加工藝中,一般隻對低濃稀糖液進行酸化,添加營養鹽。硫酸用量一般為10~12kgH2SO4/t橘水,即按糖蜜用量質量比的1.0%~1.2%加入。或者按總糖蜜(高蜜、低蜜之和)的0.5%~0.6%(質量分數)加入,即按56kg/t糖蜜比例加入硫酸。
②以低濃體積為基準:加入低濃度糖液的0.2%~0.4%的濃硫酸(控製pH在3.6~4.2時,加酸量在0.3%左右)。
③以發酵醪體積為基準:以發酵醪體積為基準時,每1m3發酵醪液中添加0.8~1.1L的濃硫酸。
(3)加酸量的計算甜菜糖蜜呈堿性,甘蔗糖蜜為微酸性。甜菜糖蜜需中和堿,故甜菜糖蜜則按中和酸和工藝要求酸度計算。而甘蔗糖蜜加酸時是在原有的酸度上提高,所以甘蔗糖蜜加酸量是按工藝要求酸度計算。
①甜菜糖蜜加酸量計算
根據甜菜糖蜜的堿度計算中和酸用量
中和酸量(kg)=﹙0.049×V×A﹚/(100×c)
式中 V——中和酸時糖液的體積,L
A——糖蜜的堿度,(1mol/LNaOH)mL/100mL
c——硫酸的濃度,%
根據工藝要求酸度計算加酸量
加酸量(kg)=﹙0.049×V×K﹚/(100×c)
式中 V——加酸時糖液的體積,L
K——工藝要求酸度,(1mol/LNaOH)mL/100mL
c——硫酸的濃度,%
甜菜糖蜜實際加酸量=中和酸量+加酸量
②甘蔗糖蜜加酸量計算:糖蜜原料的酸度是以質量為基準,但發酵罐的酸度是以體積為基準,計算加酸量時可根據總酸量不變的原則,計算稀釋前後酸度變化,再根據發酵酸度要求,計算發酵酸度與原料酸度差,即可通過下式計算出需要加入硫酸的量。
加酸量(kg)=﹙0.049×V×△K﹚/(100×c)
式中 V——加酸時糖液的體積,L
△K——需提高的酸度,(1mol/LNaOH)mL/100mL
c——硫酸的濃度,%
在測定酸度時,指示劑溴龍涎香藍的顯色終點較難觀察,可用比色板或pH計輔助終點的判斷,溴龍涎藍的顯色pH是pH6~7.6時為黃綠,在pH6~6.5時滴定終點顯黃綠色。
4.影響硫酸用量的因素
(1)生產工藝pH(酸度)的要求在生產中1#、2#罐的pH與酸度的大小是穩定發酵的關鍵參數。一般正常發酵時1#罐的pH是3.8~4.2(酸度4~5mmol/100mL),而酵母生長最適pH為4.5~5.0。適當提高pH(降低酸度)對酵母生長有利,但對抑製雜菌生長不利。當采用高酸發酵工藝,即“以酸製酸”工藝時,1#罐的pH在3.7以下(酸度7~8mmol/100mL),可抑製雜菌生長,連續發酵時間可適當延長,在采用固定化酵母的酒精發酵中,pH可低到更低,如pH3.4以下(酸度10mmol/100mL左右)。
(2)硫酸質量硫酸的質量以濃度表示。工業硫酸濃度在96%以上,相對密度為1.84的工業硫酸,質量按國標為GB/T534—2002執行,在計算方法中應加以考慮。
(3)澄清效果如果采用分段(分段加酸)澄清,以澄清效果為主,先澄清後除菌。
(三)添加營養鹽
酵母的生長與繁殖需要的營養物主要有C、N、P、S及其他無機鹽和微量的生長因子。在酒母罐和1#罐的流加糖中,需要加入一定的營養成分,除硫酸和尿素外,這些成分一般在營養鹽配製罐中配製。配製營養液時應注意溶解和防止不良反應。
酒精發酵和酵母培養時,在培養基中重要的是C/N比及P含量。糖蜜中碳源充足,碳源主要來自糖蜜中糖類和其他有機化合物;但缺乏N和P,需通過添加營養鹽方式補充。
甘蔗糖蜜含氮量約為0.5%,其中能補充酵母利用的氨基酸和其他氮素僅占20%~25%。根據物料平衡,不足的氮需要從營養鹽中補充。
一些糖蜜酒精廠采用高濃度酵母發酵,需補加的營養鹽濃度有所提高,采用雙流加工藝時,因高濃稀糖液不添加營養鹽,故在酒母培養液中添加的營養鹽用量要加倍。
1.氮(N)的添加
(1)尿素尿素主要作為氮源,提供酵母生長所需的氮源。尿素是含氮量在46%以上的固體顆粒(或粉末),國家標準為GB2440—2001。它的含氮量比硫酸銨高1倍,1份尿素用量相當2份硫酸銨用量。
(2)硫酸銨硫酸銨也常作為氮源使用,含N量在20%以上,有固體硫酸銨或結晶。
①硫酸銨的一般用量原糖蜜稀釋為酒母稀糖液時,一般稀釋4倍左右,因此在生產中用於酒母培養的稀糖液硫酸銨的用量一般控製在0.1%~0.12%,即1~1.2kg/t糖蜜。
②最低含氮量:酒母培養或1#罐流加酒母培養液濃度一般為14~20°Bx,每升稀糖液中最低含氮量為: