140g/L×5/1000=0.7(g/L)
需補氮=1.67-0.7=0.97(g/L),當使用含氮量為20%的硫酸銨作氮源時,每升酒母稀糖液需補加硫酸銨:0.97(g/L)/200(g/kg)=0.0049(kg/L)=4.9(g/L)=0.49%。
一般1t酒母稀糖液加(NH4)2SO40.4%,H3PO40.1%。
2.磷(P)的添加
(1)磷酸、過磷酸鈣與重過磷酸鈣等均可作為磷源使用,磷酸產品質量按GB/T2091—2008驗收。磷酸是三元酸,當使用磷酸時要注意減少硫酸用量。過磷酸鈣是含有效P2O5為15%的農用磷肥,重過磷酸鈣是含有效P2O5為38%~45%的農用磷肥。生產上也可使用磷酸二氫銨作磷源和氮源,磷酸二氫銨除含磷外,還含氮20%。
(2)在使用過磷酸鈣、重過磷酸鈣時,要加熱溶解成5%~6%的浸出液後再添加到營養鹽配料罐。
3.硫酸的添加
(1)濃硫酸不能直接加入糖蜜,而是與營養鹽溶液一起加入。
(2)硫酸主要起調節pH作用並提供酵母生長所需的S源。在硫酸運輸、貯存和稀釋過程中要注意相應的安全問題。
①稀釋問題:濃硫酸稀釋時,隻能將濃硫酸緩慢倒入攪拌的水中。在酸化桶流加硫酸時要先開攪拌或先通風攪拌。
②運輸、貯存與泵送問題:濃硫酸吸水後腐蝕性更強,硫酸運輸、貯存和輸送要用專用貯罐。工廠一般使用專用的“揚酸器”,將硫酸輸送到高位槽。輸送時要嚴格按操作規程進行,以保證安全。
4.藥物或試劑的使用
除營養鹽外,酒精發酵過程中經常使用一些藥物或試劑來防治雜菌汙染,如青黴素(畜用)、高錳酸鉀等。
(1)漂白粉與強氯精 強氯精(三氰異氯尿酸)有較強的殺菌作用,用量0.002%(2mg/kg)。可代替漂白粉使用,要注意安全,其溶解熱非常大,溶解時要緩慢加入並攪拌,防局部過熱飛濺傷人。
(2)燒堿 燒堿(顆粒與片堿)質量按GB209—2006驗收,NaOH含量在95%以上。燒堿易吸水結塊,存放時要注意防潮,燒堿結塊後很硬,很難打碎,打碎時要防堿片飛濺傷人。液堿為含NaOH為35%~40%的液體燒堿。
(四)糖蜜的滅菌
糖蜜含糖類、含氮化合物和無機鹽等,往往含有大量微生物,因此在培養酒母和酒精發酵時,必須進行滅菌。糖蜜和糖蜜稀釋後的糖液,一般通過加熱方法和加入藥物(硫酸、青黴素、漂白粉)等方法進行滅菌處理。
1.加熱滅菌
加熱滅菌法是將糖液加熱至80~90℃,保持304~0min的滅菌方法。該方法的優點是除了滅菌外,還可使糖蜜中的膠體絮凝,使糖液得到澄清。缺點是要消耗大量的蒸汽,工廠一般隻有糖蜜被嚴重汙染時,利用藥物和酸化效果差時才采用此法滅菌。
2.化學與藥物處理
化學與藥物滅菌法是采用化學防腐劑或藥物來殺滅雜菌的方法。
(五)稀糖液的澄清
糖蜜中含有很多膠體物質、色素、灰分、微生物和其他懸浮物質,它們的存在對酵母的正常生長、繁殖和發酵有害。因此,稀糖液的澄清(也稱除灰)處理就是要除去這些雜質。
1.澄清方法
糖蜜的澄清方法常用機械澄清法、加酸澄清法和絮凝劑澄清法。
(1)機械澄清法
①操作方法:機械澄清法即壓濾法和離心法,是將糖蜜稀釋後加H2SO4,調pH至3.7酸化12h,采用離心分離機或壓濾機將沉澱分離。
②工藝特點:優點是分離效果好,能提高發酵率1%~2%,采用離心機分離時亦可利用離心同時回收酵母。缺點是需增設相應分離設備。此方法我國應用較多。
(2)加酸澄清法加酸澄清法分為熱酸通風澄清法和冷酸通風澄清法。
①熱酸通風澄清法:用60℃溫水稀釋糖蜜至55°Bx,同時添加濃H2SO4,調pH至3.5~3.8,通入無菌空氣並酸化5~6h,取上清液稀釋至培養酒母稀糖液或低濃稀糖液所需的濃度。本方法也有先加酸酸化,後加熱再稀釋的做法,澄清效果更好。
②冷酸通風澄清法:操作方法:將糖蜜稀釋至50~60°Bx,按稀糖液量的0.2%~0.3%加入H2SO4,同時加入0.010%的KMnO4,通入無菌空氣1~2h,靜置4~6h後去除沉澱。工藝特點:加入KMnO4可使亞硫酸鹽、亞硝酸鹽氧化,減輕對酵母的毒害或使其沉澱。通風可驅走SO2、NO2等有害氣體和其他揮發性酸,增加糖液中的溶解氧,有利於酵母的繁殖。
(3)絮凝沉降法 即在適宜的pH下,在蛋白質和膠體出現凝集時,在稀釋的糖蜜中加入性能良好的聚丙烯酰胺類絮凝劑1~2mg/L,如T1150等,攪拌均勻,靜置沉澱,獲取淨糖液。
在甘蔗汁和稀糖蜜中使用的絮凝劑多是聚丙烯酰胺(PAM)類。絮凝劑的用量與糖蜜原料質量和絮凝劑絮凝效果有關,應經過實驗確定最佳用量。
2.糖蜜澄清處理中注意事項
(1)堿土金屬(Ca、Mg)鹽類的溶解度與糖液濃度成反比,糖液越稀,其溶解度越大,可以析出的沉澱物越少。同時糖液越稀,酸化及加熱容器越大,蒸汽耗用越多。因此糖液濃度不宜低於40°Bx。
(2)不要單純從量的方麵追求最大限度地去除非糖物質,而是從質的方麵研究去除糖蜜物質中有礙酒精發酵的成分,保留對酵母生長、繁殖和發酵有益的物質,以此來達到既提高發酵率和產品質量,又保持理想的發酵速度。