正文 任務四 糖蜜酒精發酵(2 / 3)

發酵周期24~30h,成熟醪含酒精9%~10%(體積分數),酸度3~4度。

(2)多級連續發酵法的特點

①把前兩個發酵罐作為主體罐,在酒母和基本稀糖液流加的條件下,酵母處於對數生長期,發酵一開始就進入主發酵期,可大大縮短發酵時間。

②主體罐交換速度比其他發酵罐的速度低一些,酵母積累在第一隻罐內或前兩隻罐內結束,而第二、第三發酵罐中酵母細胞含量變化不大,使連續發酵穩定在一定的酵母數量上,始終保持較快發酵速度。

③在連續發酵的過程中,通過控製發酵醪的流加速度,保證主發酵罐酵母數量,使其交換速度與酵母生長速度達到相對平衡,可獲得較好的發酵效果。

④影響糖蜜發酵的一些重要因子,如糖濃度、pH、溫度、酵母數量和酒精濃度在各個發酵罐內雖不相同,但能保持相對穩定,可避免代謝產物的反饋抑製作用,使酵母連續發酵作用得到充分發揮,因此發酵率可以相應提高。

⑤多級連續發酵節約了非生產時間,所以設備利用率相應提高。但多級連續發酵易感染雜菌,必須定期更換種子,發酵罐需定時交替排空滅菌。

2.酵母循環使用的多級連續發酵法

(1)工藝特點 該方法是采取高速離心機將成熟發酵醪中酵母分離出來,並將其回到發酵罐中,增加發酵醪中酵母濃度,使發酵一開始就有足夠量酵母參與酒精發酵,代謝產物酒精大量積累。因此,與其他連續發酵法相比,其優點是:發酵周期短,發酵時間可縮短810h;產率高,酒精產率可增加2%左右;提高了設備利用率。

(2)工藝過程

①回收酵母的多級連續發酵是在一組四個串聯的發酵罐中進行,連續發酵用糖液體積分數為30%~34%。

②來自活化罐的成熟酒母與發酵濃糖液送入第一個發酵罐底部,發酵醪裝滿後,沿導管流入第二個發酵罐底部,依次流入第三個發酵罐。這樣的輸送方式保證了酵母在整個發酵過程中處於懸浮狀態。

③第三與第四發酵罐之間上部用導管相連,發酵醪由第四發酵罐下部放出,使酵母沉澱,便於回收。

(3)操作要點

①從發酵醪分離回收的酵母漿,約為發酵醪容積的15%,將其送至酒母罐。

②在酒母罐中添加濃度為110~120g/L的稀糖液並加硫酸,使酸度達1~1.3,再加過磷酸鈣。

③當糖蜜濃度降至4.5%~5%(體積分數)時,即將酒母醪送入發酵罐,在發酵過程中產生的CO2,通過捕集器回收。

④成熟發酵醪用泵送至沉降槽,通過高速離心機將醪液和母液分離,醪液送去蒸餾,酵母重回活化罐。如此反複使用15次左右,再重新接種。

二、糖蜜酒精發酵管理要點

1.酵母數量的控製

一般甘蔗糖蜜酒精發酵的主發酵罐中,酵母細胞數控製為0.8~1.2億/mL,出芽率20%,死亡率<1%;甜菜糖蜜酒精發酵中,酵母細胞數控製為1.4~1.6億/mL,出芽率25%,死亡率<1%。

控製酵母數量的主要手段是供給無菌空氣量的控製。

2.糖液濃度的控製

發酵醪糖分濃度直接影響環境的滲透壓大小,滲透壓大小直接影響酵母細胞質、膜對發酵液中營養物質的選擇性吸收,因此控製發酵糖液濃度,對發酵影響很大。

一般而言,糖蜜質量好、純度高,糖液濃度控製高點,保證成熟醪酒精度在9%(體積分數)以上;糖蜜純度低、質量差時,糖液濃度低一些,保證成熟醪酒精度在6%~7%(體積分數)。

控製糖液濃度是通過調節糖蜜稀釋比來實現的。

3.主發酵罐酒精濃度的控製

為保證酵母在第一個主發酵罐生長繁殖不受抑製,保持旺盛的活力,要嚴格控製罐內酒精濃度在3%~3.5%(體積分數)。

控製方法:控製糖液流加速度,調整流加糖液濃度,控製流加糖液溫度。

4.發酵溫度的控製

糖蜜酒精發酵溫度一般控製在32~35℃。溫度太高,酵母易衰老,酒化酶活力減退,產酸菌迅速繁殖:溫度過低,發酵遲緩,發酵時間延長,設備利用率和產量降低。

控製方法:控製流加溫度,控製冷卻用水量。

5.雜菌汙染控製

雜菌汙染造成了糖分的損失,甚至於導致無法進行正常發酵。

控製雜菌汙染的方法:①控製好糖液的pH,尤其是酒母糖液pH3.8~4.2;②供氧通入的空氣必須經除菌處理;③始終保持1#、2#、3#罐處於主發酵狀態,造成酵母繁殖優勢,抑製雜菌繁殖。④保持好發酵現場的清潔衛生,確保要安全操作,安全生產。

6.發酵時間的控製

發酵時間短,發酵不徹底,殘糖高;發酵時間長,則設備利用率低,且不利於成品質量及糖分出酒率的提高。

一般發酵時間為:亞硫酸法糖蜜30~38h,碳酸法糖蜜40~45h。

三、糖蜜酒精發酵成熟性質量指標

1.甘蔗糖蜜連續發酵

殘糖:1.5%~2.5%。

酒精濃度:8.5%~10.5%(體積分數)。

酸度:7~8。

外觀濃度:10~12°Bx。

鏡檢:雜菌不明顯,酵母形態正常。

2.甜菜糖蜜連續發酵

殘糖:1%。

酒精濃度:9%~11%(體積分數)。

酸度7~8。

外觀濃度:7~9°Bx。

鏡檢:雜菌不明顯,酵母形態正常。

四、影響糖蜜酒精發酵的主要因素

(一)原料質量及預處理對酒精發酵的影響

不同級別的糖蜜,確定發酵醪的糖分也不一樣,一般質量好的純度高的糖蜜,宜作濃醪發酵,反之則作稀醪發酵。發酵醪糖分濃度直接影響成熟醪中酒精含量,也影響發酵速度的快慢與糖分利用率。濃醪發酵酒精含量高,可相對提高設備利用率,節省能耗,提高勞動生產率。稀糖液酸化是保證糖蜜發酵正常進行的必要措施。但是,酸度提高對發酵產品形成有一定影響。

(二)酒母質量及數量對酒精發酵的影響

酒母質量好,活力強,發酵速度快,酒精產率高,反之發酵速度慢,酒精產率低。所以在發酵中,要采用健壯、活力旺盛、對數生長期的酵母種子。糖蜜酒精連續發酵主要取決酵母細胞內酒化酶係的活力,而酵母內的酒化酶係的活力又決定於酵母繁殖速度和數量,因此要提高糖蜜酒精連續發酵的效率,除選育酒化酶係活力強、耐高滲透壓的酵母菌株外,還要選擇糖蜜酒精連續發酵過程中罐中酵母數量。糖蜜酒精多級連續發酵要求主體罐的酵母數量要控製適宜,過多或過少的酵母數量對發酵率均有影響,在通風攪拌的條件下,酵母繁殖速度過快,酵母數量過多,發酵醪的糖分消耗較多,酒精轉化率下降;酵母數量過少,酵母繁殖速度慢,發酵速度也相應減慢,不僅發酵時間延長,設備利用率降低,還導致發酵率下降。

(三)pH與酸度對酒精發酵影響

發酵時pH變化是綜合反映營養物消耗、流加酸、發酵產酸與雜菌產酸的綜合結果。發酵時,酸、堿性物質與緩衝物質的消耗會影響發酵醪的pH,流加酸、發酵中產有機酸均會降低pH。pH變化結果會影響酵母生長速率和發酵速率,同樣也會影響雜菌生長速率和代謝速率,因此控製pH成為影響酒精發酵成敗的關鍵因素之一。雜菌汙染一方麵會消耗養分,另一方麵會產生抑製酵母生長或影響酒精蒸餾的產物。雜菌汙染時常出現發酵醪的酸度上升,pH下降現象,嚴重汙染時能通過鏡檢觀察到雜菌。在生產上處理雜菌汙染時,多用添加硫酸的方式,降低pH,抑製雜菌生產。

(四)發酵溫度對酒精發酵影響

最適發酵溫度與酵母菌種特性有關,如選用耐熱性強的酵母,可適當提高發酵溫度,以降低冷卻費用,但危害酒精生產的雜菌(乳酸菌、醋酸菌等)也可能會迅速繁殖造成汙染。

(五)流加濃度與流加量(速率)對酒精發酵的影響

不論采用單濃工藝或者是雙濃工藝,流加糖液濃度和速率對各發酵罐的酒精發酵均有明顯的影響。對第一流加罐,流加的糖液不含酵母,流加糖液一方麵起到補充營養作用,另一方麵起著“衝稀”酒精分和酵母濃度作用;在第二流加罐後,進入流加罐的物料除了新鮮糖液外,前一罐發酵醪會帶入酒精分和酵母,“衝稀”酒精分和酵母濃度作用減弱。