酒精生产.ppt
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1、酒精生产 2021/9/211 1 1酒精生产原料酒精生产原料(1)(1)薯类原料薯类原料 甘薯、木薯和马铃薯等。甘薯、木薯和马铃薯等。(2)(2)谷物原料谷物原料 玉米、高梁、大米和小麦等。玉米、高梁、大米和小麦等。(3)(3)糖类原料糖类原料 废糖蜜、甘蔗、甜菜等。废糖蜜、甘蔗、甜菜等。第一节第一节 酒精生产工艺学酒精生产工艺学2021/9/212(4)(4)野野生生植植物物原原料料 椽椽子子仁仁、土土茯茯苓苓、楝楝树树果等。果等。(5)(5)纤纤维维原原料料 森森林林工工业业和和木木材材加加工工工工业业的的下下脚脚料料、农农作作物物秸秸秆秆、甘甘蔗蔗渣渣、废废纤纤维维垃圾和废纸浆等。垃圾
2、和废纸浆等。(6)(6)其他原料其他原料 亚硫酸纸浆废液、淀粉渣等。亚硫酸纸浆废液、淀粉渣等。2021/9/213纤维素生产酒精工艺纤维素生产酒精工艺2021/9/2142021/9/2152.2.淀粉质原料酒精生产的工艺流程发酵淀粉质原料酒精生产的工艺流程发酵2021/9/2161.1.原料粉碎原料粉碎2.2.蒸煮糊化蒸煮糊化3.3.曲霉糖化曲霉糖化 经蒸煮糊化后的醪液,通过曲霉菌的淀粉经蒸煮糊化后的醪液,通过曲霉菌的淀粉酶进行糖化作用生成可发酵性糖,供酵母酶进行糖化作用生成可发酵性糖,供酵母菌利用。菌利用。曲霉菌是属于好气性的微生物,故在繁殖曲霉菌是属于好气性的微生物,故在繁殖和生长过程中
3、要给以充分得空气,同时,和生长过程中要给以充分得空气,同时,淀粉酶的形成也取决于所供给的空气量。淀粉酶的形成也取决于所供给的空气量。2021/9/2174.4.酵母发酵酵母发酵 酒精发酵是属于厌气性发酵,在酒精发酵是属于厌气性发酵,在发酵过程中进行无氧呼吸,在此过程中,发生发酵过程中进行无氧呼吸,在此过程中,发生着复杂的生物化学变化,既有糖化醪中淀粉和着复杂的生物化学变化,既有糖化醪中淀粉和糊精继续被淀粉酶水解生成糖,也有蛋白质在糊精继续被淀粉酶水解生成糖,也有蛋白质在曲霉蛋白酶水解下生成肽和氨基酸。这些物质曲霉蛋白酶水解下生成肽和氨基酸。这些物质一部分被酵母吸收合成菌体细胞,另一部分则一部分
4、被酵母吸收合成菌体细胞,另一部分则被发酵,生成酒精和被发酵,生成酒精和CO2CO2。2021/9/2185.5.蒸馏提纯蒸馏提纯 经酵母菌把糖转变成酒精后,经酵母菌把糖转变成酒精后,在成熟发酵醪内,除含有酒精和大量水在成熟发酵醪内,除含有酒精和大量水分外,还含有固形物和许多杂质。蒸馏分外,还含有固形物和许多杂质。蒸馏是把发酵醪液中含有的酒精提纯出来,是把发酵醪液中含有的酒精提纯出来,通过粗馏和精馏,最后取得合乎规格的通过粗馏和精馏,最后取得合乎规格的酒精,同时得到副产物杂醇油,还有大酒精,同时得到副产物杂醇油,还有大量的酒糟(也称废醪)排除。量的酒糟(也称废醪)排除。2021/9/219第二节
5、第二节 酒母的制备酒母的制备 2021/9/2110一、酒精生产对酵母菌的要求一、酒精生产对酵母菌的要求 (1)(1)含有较强的酒化酶,发酵能力强,而且迅速;含有较强的酒化酶,发酵能力强,而且迅速;(2)(2)繁殖速度快,具有很强的增殖能力;繁殖速度快,具有很强的增殖能力;(3)(3)耐酒精能力强,能在较高浓度的酒精发酵醪中进行发耐酒精能力强,能在较高浓度的酒精发酵醪中进行发酵;酵;(4)(4)耐温性能好,能在较高温度下进行繁殖和发酵;耐温性能好,能在较高温度下进行繁殖和发酵;(5)(5)抵抗杂菌能力强;抵抗杂菌能力强;(6)(6)耐酸能力强;耐酸能力强;(7)(7)生产性能稳定,变异性小;生
6、产性能稳定,变异性小;(8)(8)发酵时产生泡沫少。发酵时产生泡沫少。2021/9/2111二、酒精生产中常用酵母菌及其特性二、酒精生产中常用酵母菌及其特性 (一)常用菌种(一)常用菌种酵母菌是一类单细胞微生物,繁殖方式以出芽繁殖为酵母菌是一类单细胞微生物,繁殖方式以出芽繁殖为主。细胞形态以圆形、卵圆形或椭圆形较多。主。细胞形态以圆形、卵圆形或椭圆形较多。从分类系统来讲,淀粉质原料酒精发酵常用的菌种为从分类系统来讲,淀粉质原料酒精发酵常用的菌种为真酵母属中的真酵母属中的啤酒酵母啤酒酵母(SdccHcromyce SCereuisiae)SdccHcromyce SCereuisiae)及其变种
7、及其变种,如拉斯,如拉斯2 2号号(Rasse)Rasse)、拉斯拉斯1212号号(Rasse Rasse)、K K字、以及从我国酒精生产实践中筛选的南阳五字、以及从我国酒精生产实践中筛选的南阳五号号(1300)(1300)、南阳混合、南阳混合(1308)(1308)等酵母菌株。等酵母菌株。2021/9/2112用于酒精发酵的细菌主要有:用于酒精发酵的细菌主要有:厌氧发酵厌氧发酵单胞菌和棕搁发酵菌。对耐高温的嗜热单胞菌和棕搁发酵菌。对耐高温的嗜热细菌细菌(40(40一一50)50)和极端嗜热菌(和极端嗜热菌(6565)的筛选和应用也逐渐受到重视。的筛选和应用也逐渐受到重视。用用于于酒酒精精发发
8、酵酵(纤纤维维素素原原料料)的的霉霉菌菌有有:粗粗糙糙脉脉孢孢霉霉、拟拟青青霉霉、链链孢孢霉霉等等。假假丝丝酵母可直接发酵木糖为酒精。酵母可直接发酵木糖为酒精。2021/9/2113(二二)酒精酵母的特性酒精酵母的特性 1 1繁殖速度快繁殖速度快 如在麦汁小滴培养如在麦汁小滴培养2424小时,一小时,一个拉斯个拉斯1212号酵母细胞,可以产生号酵母细胞,可以产生5555个子细胞。个子细胞。2 2醪液浓度醪液浓度 一般酒精酵母在含一般酒精酵母在含5 5(容量容量)的的酒精发酵醪中,其发酵能力就减弱,当醪液酒精发酵醪中,其发酵能力就减弱,当醪液中酒精浓度含量达到中酒精浓度含量达到1212(容量容量
9、)时,则停止时,则停止发酵。发酵。2021/9/21143 3培养温度培养温度 拉斯拉斯1212号酵母繁殖适温为号酵母繁殖适温为30333033,最低为,最低为55,最高为,最高为3838。温度适宜,酵母。温度适宜,酵母繁殖速度加快。温度过高或过低,都影响酵母繁殖速度加快。温度过高或过低,都影响酵母细胞的繁殖,甚至引起酵母的衰老或死亡。细胞的繁殖,甚至引起酵母的衰老或死亡。4 4PHPH值值 发酵醪的发酵醪的pHpH值与氧化还原电势有关系,值与氧化还原电势有关系,而氧化还原电势又与酵母的呼吸有直接关系。而氧化还原电势又与酵母的呼吸有直接关系。酒精酵母可在酒精酵母可在pH4.06.0pH4.06
10、.0环境中进行繁殖,如环境中进行繁殖,如果醪液的果醪液的pHpH值低于值低于3 3,则酵母的活力大减。,则酵母的活力大减。2021/9/2115三、酒母培养与扩大培养工艺三、酒母培养与扩大培养工艺 (一一)酒母培养基的制备酒母培养基的制备 (二二)酒母的扩大培养酒母的扩大培养 2021/9/2116(一一)酒母培养基的制备酒母培养基的制备 1 1试验室阶段培养基的制备试验室阶段培养基的制备 酵母菌在试验室培养阶段一般多采用米酵母菌在试验室培养阶段一般多采用米曲汁或麦芽汁来做培养基。曲汁或麦芽汁来做培养基。2021/9/21172 2酒母糖化醪的制备酒母糖化醪的制备酒母扩大培养至卡氏罐和酒母罐后
11、,采用淀粉质原料来制酒母扩大培养至卡氏罐和酒母罐后,采用淀粉质原料来制做酒母糖化醪。做酒母糖化醪。由于酒母糖化醪主要用来繁殖酵母细胞,所以酒母醪中除由于酒母糖化醪主要用来繁殖酵母细胞,所以酒母醪中除含有一定量的糖分外,还要求含有一定量的氮和无机盐等含有一定量的糖分外,还要求含有一定量的氮和无机盐等其它营养物质,以供酵母菌合成菌体细胞的需要。其它营养物质,以供酵母菌合成菌体细胞的需要。此外,为了确保酵母菌能够顺利的繁殖,还要调节酒母糖此外,为了确保酵母菌能够顺利的繁殖,还要调节酒母糖化醪的化醪的pHpH值,以抑制杂菌生长。值,以抑制杂菌生长。2021/9/2118(二二)酒母的扩大培养酒母的扩大
12、培养 1 1、扩大流程:、扩大流程:原菌原菌斜面试管斜面试管液体试管液体试管三角瓶培养三角瓶培养卡氏罐卡氏罐 这一阶段的培养,是扩大酒母种子的开始。生产上希这一阶段的培养,是扩大酒母种子的开始。生产上希望在这一阶段培养得到细胞健壮,没有杂菌的种子酵望在这一阶段培养得到细胞健壮,没有杂菌的种子酵母。因此,无菌条件要求较严,酵母培养基的营养成母。因此,无菌条件要求较严,酵母培养基的营养成分要求也高。分要求也高。2021/9/21192 2成熟酒母质量指标成熟酒母质量指标 (1)(1)酵母细胞数酵母细胞数 酵母细胞数是观察酵母繁殖能力的一项指标,酵母细胞数是观察酵母繁殖能力的一项指标,也是反映酵母培
13、养成熟的指标。成熟的酒母醪其酵母细胞也是反映酵母培养成熟的指标。成熟的酒母醪其酵母细胞数一般为数一般为l l亿毫升左右。亿毫升左右。(2)(2)出芽率出芽率 酵母出芽率是衡量繁殖旺盛与否的一项指标。出酵母出芽率是衡量繁殖旺盛与否的一项指标。出芽率高,说明酵母处于旺盛的生长期。反之,则说明酵母芽率高,说明酵母处于旺盛的生长期。反之,则说明酵母衰老。成熟酒母出芽率要求在衰老。成熟酒母出芽率要求在1530%1530%。(3)(3)酵母死亡率酵母死亡率 用美蓝对酵母细胞进行染色,如果酵母细胞用美蓝对酵母细胞进行染色,如果酵母细胞被染成蓝色,说明此细胞已死亡。正常培养的酒母不应有被染成蓝色,说明此细胞已
14、死亡。正常培养的酒母不应有死亡现象,如果死亡率在死亡现象,如果死亡率在1%1%以上,应及时查找原因采取措以上,应及时查找原因采取措施进行挽救。施进行挽救。2021/9/2120(4)(4)耗糖率耗糖率 酵母的耗糖率也是观察酒母成熟的指标之一。酵母的耗糖率也是观察酒母成熟的指标之一。成熟的酒母,耗糖率成熟的酒母,耗糖率-般要求控制在般要求控制在4040一一5050。耗糖率。耗糖率太高,说明酵母培养已经过太高,说明酵母培养已经过“老老”,反之则,反之则“嫩嫩”。(5)(5)酒精分酒精分 成熟酒母醪中的酒精含量一方面反映酵母耗成熟酒母醪中的酒精含量一方面反映酵母耗糖情况,也反映酵母成熟程度。如果酒母
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