淀粉质原料不蒸煮酒精发酵生产性试验报告.pdf

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1、淀粉质原料不蒸煮酒精发酵生产性试验报告刘大杰马平友朱习洪余启 明湖北省郧阳地区轻 工局湖北 省郧阳酒厂淀粉质原料不蒸煮酒精发酵新工艺的研究工作在我国起步较晚。我们七二年在“利用甘薯中所含酶 系统代曲酿酒 的研究”中注意到 了甘薯越贮存越甜是 自身所含酶缓慢糖化本 身生淀粉的现象八二年八月一日对此现象进行了实验室研究,八三年三月二四月对玉 米、高粱、薯干三种原料进行了七次投料从一斤的中型试验,八三年十月一八四年三月在新改造的试验车间进行 了班投料斤的工业性试生产七十一班,取得了较好的效果,并于八四年五月通过了由郧阳 地区科委,郧阳地区轻纺局主持邀请省 内专家参加的小试技术鉴定。鉴定意见认为“淀粉

2、质原料不蒸煮酒精发酵新工艺为当今酿酒工业首先开拓一条新的工艺,具有十分显著的经济效果和较高工艺技术水平,可进行中间试验”。同年被湖北省科委列为重点科研项目。八五年十二月在郧县酒厂吨酒精设备改造完工后进行了班投玉米 原料斤 的试验,试验达到 了预期的目的。获得了糖化率,发酵率,原料 出酒率“,淀粉 利用率的较好结果。八六年三 月湖北省科委组织召开 了“淀粉质原料不蒸煮酒精发酵新工艺中试成果鉴定会”,并通过了技 术鉴定鉴定认为淀粉质原料不蒸煮酒精发酵工 艺试生产的成功“是酒精生产工艺上的重大变革,在国内酒精行业是首次突破”“该项目工艺技术可行,质量可靠,可以用于工业生产”。我们研试此项工艺的目的是

3、着眼于大、中小酒精厂都能使用,将科研成果尽快转化为直接生产力,故本文将同时考虑中、小酒厂适用的“池法”工艺和较 大酒精厂适用的“罐法”工艺,分别报告试生 产情况。所谓,“池法”是指年产吨以下液态 白酒,利用水泥 池发酵釜式蒸馏的一种方法,“罐法”是指年产吨以上度酒精较大规模,利用发酵罐发酵,双塔蒸馏的一种方法。由于此工艺的工业性试生产在国内无资料可参考,无经验可借鉴,完全 由我们自己根根实际条件摸索出来的,不足之处,在所难免,诚望批评指正。一、试验设备与规格一“池法”拌料锅一只,铁 质,容积“,带搅拌设备。大酒母池一只,水泥结构,容积“。水泥方池十二个,水泥结构,每 个容积”,无搅拌设备。蒸馏

4、设备,铁质,双釜式蒸馏 设 备一套。二“罐法”拌料锅酒精车 间糖化锅 代 用容积、。大酒母锅酒精车间糖化 锅代用容积。发酵罐,铁质,带冷 却蛇管,容积。吨 年酒精双塔蒸馏设 备一套。二、原材料及试验方法一原料玉米粉全部通过筛孔,淀粉含量。高粱粉全部通过筛孔,淀 粉含量。薯干粉全部通过筛孔,淀粉含量。轶皮部分生虫,淀粉 损 失较多,淀粉含量肠。二糖化剂东酒效曲郧县酒厂曲车间生产。一鼓曲郧县酒厂曲车间 生产。三发酵剂上海氏酵母菌郧县酒厂酵 母房生产。南阳混合酵母郧县酒厂酵母房生产。四分析方法原材料淀粉、醒液总糖、残总糖均按酸水解法测定还原糖、残还原糖按斐林定糖法 测定酸度,按滴定 法以毫升滤液耗毫

5、升数计测定酒精份按常规蒸馏法测定。成品检查法卫生指标“池法”成品酒 由郧县卫生防疫站检测。“罐 法”成品酒精及勾兑的成品白酒由郧阳地区卫生防疫站检测。质量指标由郧县酒厂化验室检测感官指标“池法”产品由省评酒会评定“罐法”产品由地区评酒委员会评定。五生产工艺流程“池法”一鼓曲,加酒母“誓鬓馨一拌料叙罐发酵、群一酒,一水六操作方法糖化剂东酒祥轶曲、一鼓曲各按其常 规生产方法生产略。发酵剂试管、三角瓶、卡氏罐的培养方法同常规略。小酒母培养法生玉米面或生高粱面等加水、加 曲、加卡氏罐酒母种拌匀,培养,化验检查后接入大酒母中。大酒母培养同小酒母培养法略。试生产操作法“池法方将粉碎到要求细度的原料准确计量

6、后,倒入事先放好水的拌料锅,边倒边搅,随后加入要求用量的 轶曲,搅匀后调值,立即泵人发酵池。大酒母直接放人发酵池,并立即取样分析,取样力 求 均匀具代表性。发酵期间,每隔小时取样分析,观察发酵 动态并做好记录。成熟发酵醒经取样分析后用典型双釜设备或改良型双釜燕馏设备燕馏得成品白酒,计量人库。“罐法”基本操作 同“池法”,不 同的是将拌料锅糖化锅代用中拌好的醒液直接泵入发酵罐,发酵醒的蒸馏采用双塔蒸馏设备,注意提取杂醇油,得度酒精。一一鼓曲一加酒母质簧袋,粉碎于,拌料一二人池发酵斗禹霸一 白酒二一水“罐法”四、试验 内容及结果“池法”试生产工艺的验证及结果八三年十月至八四年三月在“池法”试验车间

7、原固态 白酒窖池稍加改造而成进行了班投料斤池子最大容量的试生产共七十一班,结果如表,为对比起见列出了原工艺的数据。“池法”试生产投玉米斤共十一班,产度 白酒斤,原料出酒率平均,扣除各种事故影响,实际出酒率肠,均略高于同类原料的熟料工艺。经六个月试生产检表一九八三年月一一九八四年三月生、熟料生产工艺指标对比酒精熟料固态熟料试验生料备注薯干薯干玉米玉米薯干年月年月年月年月年月理年月。,为八二年五、六、七、十、十一月生产的固态鼓曲熟料玉 米白酒列 出供对照。未生产。,口一八“皿一五而。未生产。未生产、生产未生产未生产。验证 明,“池法”试生产工艺是可行的。十二月在新改造好的吨精酒车 间进行了班“罐法

8、”试生产工艺的验证及结果投玉米粉斤的试生产,其结果 如 表。用“罐法”试生产工艺及操作法于八五年从表得知,“罐法”试生产工艺经生产表“罐法”试生产工艺指标与成熟酪分析表项目玉米粉投料量斤度白酒 产量斤人罐总糖人罐还原糖出罐残总糖出罐残还原糖度原料出酒率淀粉利用 率糖化率发酵率蒸馏效率试 生产工艺要求一试生产实际结果备注一。实际应产一。以上。一一一。一。一。实为际出酒 率应,。一。因正值 年 终,生产任务紧、怕影 响下 班正常生产,致使部分发酵醛未蒸馏,故实际入库数低于 应产 出的酒数。性检验证明是可行的,试生产的实际结果好于从人罐到出罐的跟踪观察和化验分析,结果如试生产工艺的要求。原担心堵塞管

9、道和蒸馏塔表。的问题基本得到解决。酒的质量也优于“池从表得知发酵情况良好,残总糖、残法”。糖、升酸幅度、醒中酒母情况都较好。“罐法”发酵动态观察生料酒母培养试验情况为掌握“罐法”发酵规律,改进大 生 产按试验方法中的发酵剂工艺及操作法做了工艺,制定大生产操作规程,对试验罐进行了酒母 培养 试验,并用于“池法”七十一班和表几个主要指标在发酵过程中的变化卜”偷厂、注一,一一一巍一妙”曰厂”厂,”一”很总糖,、一一一叫一六户一了一八曰一工乃门一。户 一八曰还原糖酒精份升酸幅度酒母细月。数洒每百花夏若叹、。、。一。又。火“。人。台。吕试验期间天气骤冷,罐温蒸馏时下降到以下,对发酵速度有一定影响“罐 法

10、”一班 的试生产中,取得 了较为理想的发酵率。情况如表。表生料酒母及在发酵生料时的发酵率项日炎别一酉全幅度胞数。以下。“罐法”生料酒母以下。一升细芽生率环成熟醒中残糖写一一以一厂以下对 生料的发酵率从表得 知生料酒母用于生料酒精发酵是可行的,发酵情况也是比较稳定的,比熟料酒母用于生产酒精发酵更好,既简化了酒母的培 养工艺,又进一步节约 了能源。生 料酒的质量从实际试生产的产品情况来看,生料酒的质量不低于相同条件下的生料酒的质量,若不断加以改进是有可能超过熟 料酒的质量。“池法”所生产的生 料 酒,由于双釜蒸馏设备无法提杂醇油,酒的质量不够好,但也好于同样条件下的熟 料酒。“罐法”生产的生料酒的

11、质量由于双塔蒸馏明显好于“池法”生料酒。经地、县两级卫生防疫站检测 卫生指标符合标淮,如表。表不同蒸馏设备、生料酒的卫生指标对比项目蒸馏方式“池法”双釜式“罐法”双塔式备注邸砂半一少石一乡、扮了一一、产户一甲醉今塑卿竺氰化物,以、。,“池法”生料酒由县卫 生防疫站检查,铅以计,锰以计,“罐法”生料酒由郧阳地区卫生防疫站检查。产品质量的感官指标和理化指标也相 当于熟料工艺产品的质量指标。五、经济效益节约能源肠。高温高压蒸煮耗汽全部省去。蒸煮醒、糖化醒的冷却耗水、耗电及多次传送耗电全部省去。浓醒发酵提高发酵醒的酒精含量,相对减少蒸馏耗汽。由于边糖化边发酵,发酵速度较慢,省去了发酵期控温用水,而水是

12、用电抽来的。简化设 备,砍去蒸煮、搪化、冷却的全部设备及相应的厂房,为新建厂节约大量投资,为老厂、小厂改造找到了新办法。简化操作,降低工人劳动强度,提高劳动生产率。降低生产成本。六、分析与讨论关于淀粉质原料不蒸煮酒精发酵的机理由于各家意见不统一,加之在研究报告“淀粉质原料不蒸煮酒精发酵的研究”中已述及,此文不再讨论,这里着重分析讨论应用于大生产所涉及到的几个问题。粉碎细度问题一般认为原料粉碎得越细越好。我们认为不论采取何种措施,原料变成何种形态,都应尽量增加原料和酶的接触面积。而不必过多地追求原料的粉碎细度,因为粉碎得越细速度越慢,耗能也越多,但原料细度 与发酵期的长短关系确实密切,缩短发酵期

13、,提高设备利用率可以增加经济效益降低粉碎能耗,提高粉碎速度同样可以增加经济效益。所以在对待原料粉碎细度和发酵期长短的问题上应以综合经济效益的高低作为衡量原料粉碎细度的标淮。现有生产菌种用于生 料酒 精发酵大生产的问题一百五十批、四百九十五次实验室研究,七十一班斑投料斤的“池法”和罐投料斤的“罐法”生产性试验的可喜结果说明现有生产上应用的东酒、一等糖化菌种和氏酵母、南阳混合酵母等发酵菌种都是可以用于生料酒精发酵的。但这些菌种并不一定是生料酒精发酵的理想菌种。还必须指出,现有生产上用的糖化及发酵菌种用于生料酒精发酵上必须采取一些特殊的操作方法,才能得到满意的效果。为什么糖化发酵熟料的菌种不经任何筛

14、选和 培育就能用于生料酒精发酵的大生产中去呢目前只能解释为这些菌种既具有糖化发酵熟料又 具有能糖化发酵生料淀粉的双重本领,深一步的解释还有待进一步的研究。关于“安全”生产的问题生料酒精发酵工艺由于不蒸煮,混杂在原料中的微生物没被杀灭就进人醒液巾,极易造成糖化发酵 的失败。随 着 生产量的 逐步扩大,带进醒液 中的有害微生物就越多,造成的危害也就愈大,但只要我们采取“扶正却邪”的措施,扶持哪些有益微生物迅 速 生 长和繁殖,抑制以致消灭哪些有害微生物,诸如有选择地添加各种防腐剂,进行值的调节,以多胜少,以强制弱的生物防治措施,是能够保证生料酒精生产的安全的。通过我们七十一班的“池法”和“罐法”生

15、产性试验证明,生料酒精发酵 的安全问题是可以解决 的。关于生料酒的质量向题相同条件下生料酒精发酵所产酒的质量和熟料酒精发酵所产酒的感官指标、质量指标、卫生指标相 当,这已在 我们七十一班的“池法”双釜蒸馏和“罐法”双塔蒸馏的产品 中得到证实,通过省、地评酒会评定的金搏酒双釜蒸馏在我区同类酒 中名列前茅,如表,卫生指标通过地、县两级防疫站检测见表,地区标准局产品质量监督检验管理站检测见表,其质量都达到 了要求,二百三十余吨的金博酒在市场销售,消费反应良好。“罐法”生产的酒精相当于二级食用酒精的标 谁,见表为什么生料酒的质量不比熟料酒的质量差呢原因是两种工艺的产品都是通过微生物代谢活动的产物,其基

16、本成分相同,主要成分一样生料酒 由于在酿造过程中未杀灭原料中本身带有的多种微生物,它们在糖化发酵过程 中起了“群微共酵”的作用,使生料酒的风味更具特色,原料通过高温蒸煮后,一些有益成分受到破坏,同时产生一些焦糊味和异杂味影响酒味,而不蒸煮原料却避免了这些不利因素,工艺本身具有使生料酒质提高的条件,熟料工艺菌种单一,基本上是先糖化,后发酵,发酵过猛,而生料工艺是边糖化边发酵,类似大曲酒的工艺,升温慢,发酵平稳,所以能提高酒质。以上 列举的几条理 由,不是任何情况下都能得到满意效果的,必须有适当的工艺和技术措施加以保证,才能使生料酒的质量稳定地提。否则,生料酒同样可以出现生料味,异杂表高味全省评酒

17、会上省评酒委员对金梅酒生料的评定结果得分占省参评同类酒的名次同类酒的名次。第名第名表了郧阳地区产品质盘监督检验报告单产品名称规格型号执行标准生产企业年计划产值金蹲白酒一生产日期检验日期样本数量样本等级评定等级年月日年元 月日瓶合格品合格品检验项目目序序号号号感官指标标透明无色,无沉淀杂质,无异臭异味味乙乙乙醇度。甲醇含量簇。杂醇油含量成。氰氰氰化物含量。铅,计。锰,计。结论此 批白酒卫 生指标达到一标准。为合格品关于生料酒母问题生料酒母的研试与应用使生料酒精发酵更加名符其实,节能,简化工艺,提高酒质的效果更明显。“池法”和“罐法”的生产性试验结果说 明生料培养酒母在生产中应用于生料酒精发酵是可

18、行的。传统的熟料制酒母工艺使用纯而又纯的酵母菌种,这些菌种在事先准备好的糖液中生长繁殖是没有问题的。但要突然改变它们的环境是难于适应的,必须让这些纯种首先在缺乏营养和多种微生物激烈“竞争”的生料“逆境”中得到考验和锻炼,使其逐步适应生料酒精发酵大生产的要求。事实证明这种设想是正确的。当然,制做生料酒母不能马虎从事,是有它独特的工艺和要求的,必须 根据实际条件加以应用,完全套用熟料酒母培养工艺效果是不会好的,不同的生料用于制生料酒母的工艺也不完全相同。户办七吞、二卜自“淀粉质原料不蒸煮 酒精发酵”新工艺经“池法”六个月,班投料。斤的试生产和“罐法”罐投料斤的试生 产考验,证明是成功的、可行的、效

19、果是显著的,具有广泛的推广价值。酒精厂现使用的 东 酒气一鼓曲糖化剂和氏酵母,南阳混合酵母等菌种在措施得力,工艺合理的前提下,直接应用于生表产品名称食用酒精生料酒精规格型号执行标准生产企业郧县酒 厂年计划产值万元郧阳地区产品质监牙检验报告单生产日期年月日检验日期年样本数量样本等级评定等级月日序号检验项目检验标准实检结一茱,一酒精三醛以乙醛计杂醇油 片毛甲醇酸乙酸计蕊碑铅二一锰兰一氰化物簇醋乙酸乙醋计不挥发物硫酸试验号砚氧化试验分二级一。一二 三二 一。一一一。未开展未开展未开展结论委托地区卫 生防疫站检验,此批产品相当于二级品质量水平。料酒精发酵的大生产是可行的。酒精厂现有的设备稍 加改造,无须增加多少投资即可采用此新工艺。以 固态发酵 为主 的酒厂可 采用“池 法”工艺。一吨以上的小型酒精厂或酒 精车间可直接采用“罐法”工艺。用生 料酒母工艺制做 的生料酒母用于生料酒精发酵的大生产,试验生产的实践证明是可行的。但在应用时必须注意因条件,因原料而异。投资和降低能耗。主要参考资料刘大杰利用甘薯 中所含酶系统代曲 酿 酒的研究,湖 北食品与发酵,刘大杰淀粉质原料不蒸煮酒精发酵的研究,中国酿造,刘大杰将生产用菌种一和东酒直接应用于生料酒精发酵中的研究,工业微生物,凌,八、建议今后新建酒精厂、酒厂和老厂技术改造时,应考虑采用“不蒸煮”的新工艺,以节约