酒精的发酵工段.doc

酒精车间发酵工段培训材料一、概述发酵是将粉碎工序送来的玉米粉浆在糖化酶及酵母的作用下，使淀粉转化为可发酵性糖的同时发酵生成酒精和CO2，整个过程在发酵罐内完成。本发酵装置采用间歇发酵工艺，糖化酶直接利用生淀粉，此工艺可大大节约能源，提高淀粉利用率，节省糖化工序，同时采用干酵母直接扩培，也就是说可以节省大量的蒸汽和电力能源，降低生产成本，而且采用罐外循环冷却系统，也是世界上的先进生产技术，可以提高设备利用率，减少安全事故的发生。二、技术指标1、发酵醪指标：入罐温度 2830 入罐时间 4小时 发酵时间 72小时发酵温度322 酵母浓度 1.0-3.0亿个/ml 2、成熟醪指标：成熟醪酒分11.0%(V/V) 残淀粉1.10/100ml 残还原糖 0.02g/100ml挥发酸 0.25 ml 升酸幅度 2.5 ml3、酒母指标培养温度 2830 培养时间 45小时 细胞数 0.50.8亿/ml芽孢率 6% 升酸幅度 1.0ml4、成熟酒母质量指标酒母质量好坏，直接影响到酒精生产的质量只有在培养出优良健壮的酒母前提下，才有可能提高淀粉酒率，在实际生产中，好的酒母除了要求细胞形态整齐、健壮、没有杂菌、芽胞多、降糖快外，还要通过下述指标来进行检查。41酵母细胞数酵母细胞数是观察繁殖旺盛与否的一项指标，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1*108个/ml左右。42出芽率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，则说明酵母衰老，成熟酒母出芽率要求在15%-30%。43酵母死亡率用美蓝对酵母细胞进行染色，如果酵母细胞被染成蓝色，说明细胞已经死亡。正常培养的酒母不应有死亡现象，如果死亡率在1%以上，应及时查找原因，采取措施进行挽救。44耗糖率酵母的耗糖率也是观察酒母成熟的指标之一，成熟的酒母耗糖率一般要求在40%-50%耗糖率太高，说明酵母培养已经过“老”，反之则“嫩”。耗糖率%=（醪液原始糖度-酒母成熟时糖度）/醪液原始糖度*100%45酒精含量成熟酒母醪中的酒精含量一方面反映耗糖情况，也反映酵母成熟程度，如果酒母醪中酒精含量高，说明营养消耗大，酵母培养过于成熟。此时应停止酒母培养，否则会因营养缺乏或酒精含量高抑制酵母生长，造成酵母衰老，成熟酒母醪中的酒精含量一般为3%-4%（v/v）。46酸度测定酒母醪中的酸度是观察酒母是否被杂菌污染的一项指标，如果成熟酒母醪中酸度明显增高，说明酒母被产酸细菌污染，酸度增高太多，镜检时又发现有很多杆细菌，则不宜作种子用。三、生料发酵的优缺点（与熟料发酵相比）1、优点1）无液糖化工序节省能源减少动力消耗，节省设备投资降低生产成本2）粉浆粒度小易输送3）发酵水平高发酵彻底，提高原料出酒率4）减少了蒸煮过程中的糖份的损失，5）减少了果胶质的分解，成熟醪中甲醇含量相对较少。2、缺点1）染菌概率大不易于管理2）发酵时间长降低了设备利用率3）淀粉密度相对熟料大，产生沉淀损失淀粉。四、影响发酵的主要因素1）原料质量a、净玉米水份14.0。b、淀粉含量62.34%。c、杂质0.4%。d、霉变粒。e、不饱和粒。2）酒精离心液的回配a、离心清液的回配量一般应为30-35%，指标差时应减少回配量或停止回配。b、离心清液的质量。随着系统长时间循环，离心清液的质量，逐渐下降，对酵母有害物质增多，清液回配质量下降，影响发酵质量，现控制方式为挥发酸0.4停止清液回配，挥发酸0.3-0.4，回配比控制在25%。3）粉浆温度粉浆温度一般应控制在28-30，但由于目前粉浆一级冷却器需定期清理，不能满足大负荷生产，会使粉浆温度高于要求值，影响发酵指标。4）粉浆细度粉浆粒度不合适会影响淀粉利用率，引起残糖偏高，同时会引起发酵换热器器啮开，使发酵温度不易控制，若对应罐同时需要降温，发酵温度失去控制，影响发酵指标，同时频繁拆装换热器影响极片使用寿命，同时也增加了人工工资。5）粉浆中的杂菌数粉浆中的杂菌数多，会带入发酵罐影响发酵指标。6）菌种的质量酒母质量的好坏，直接影响发酵的质量，只有培养出优良健壮的酒母，才有可能提高淀粉出酒率。7）酶的质量糖化酶的质量直接影响着淀粉的利用率，影响玉米单耗。8）发酵温度发酵成绩的好坏与温度控制关系极为密切，目前本车间控制在3229）PH值适当降低发酵醪的PH值，是防止杂菌污染的有效措施之一。10）辅料添加量合适的辅料添加量，既能保证发酵水平，同时又能节约成本，降低吨酒消耗，目前本车间根据实际情况及时调整辅料添加量，各项单耗控制较好。11）粉浆的配水质量浸泡水、清液、工艺水的质量直接影响着发酵水平。目前粉碎工段对浸泡水、清液、工艺水的指标重点关注，根据不同的指标进行不同的控制措施。浸泡水挥发酸0.2才可使用，否则外排。清液挥发酸0.4停止回配，0.3-0.4之间回配比控制在25%，0.3以下控制在30-35%。工艺水通过及时清理工艺水罐，采取杀菌抑菌措施，并采用两个工艺水罐交替使用的措施来保证工艺水的质量。12）发酵工段严格控制刷罐程序发酵罐、侧搅拌、循环管清理要彻底，落实责任人并严格刷罐程序以保证发酵水平。13）操作人员的操作水平及责任心严格考核力度，提高操作水平，严肃工艺纪律，避免误操作是保持发酵水平的重中之重。14）公用系统提供工艺保证15）生产负荷的稳定性，以及设备故障率，影响发酵水平。16）其他。五、酒精发酵中的微生物1、酵母：原意为发酵之母，就是说酒精的发酵是由酵母菌引起的，酵母在酒精生产中俗称酒母；是一种单细胞真菌微生物，其细胞由细胞膜、原生质和细胞核组成；酵母种类很多，其中能发酵生成酒精的菌株很多，能用于酒精发酵的菌株必须符合以下条件：1）含有较强的酒化酶、2）繁殖速度快、3）耐酒精能力强、4）耐温性能好、5）抗杂菌能力强（耐酸能力强）、6）生产性能稳定，变异性小。2、杂菌：酒精发酵中常见的主要杂菌有乳酸菌、醋酸菌、丁酸菌、野生酵母。杂菌的污染对发酵的危害有：直接消耗可发酵性糖类；杂菌生命活动的产物对酵母生命活动和淀粉酶系的抑制造成了原料淀粉出酒率的下降。六、分析并讨论如何降低玉米单耗目前玉米单耗偏高，从玉米投料开始查找原因，分析如下：外部原因1、淀粉含量检测如测量值淀粉含量高于实际值0.1%,折合玉米0.1%/62.5%=0.16%，单耗高出0.16%*3=0.0048t/t2、计量电子秤出现偏差每出现偏差0.1%，影响单耗0.1%*3=0.003t/t3、玉米本身质量对玉米单耗影响2003年10-12月份玉米指标霉变粒0.81%，不完善粒平均3.11%，淀粉出酒率平均为51.73%，2004年9月份平均霉变粒为3.54%，不完善粒平均10.06%，淀粉出酒率平均为51.34%，玉米质量影响发酵指标，从而影响玉米单耗。车间内部原因1、粉碎工段浸泡过程的损失按60%负荷计算，每个浸泡水罐浸泡水按50%外排影响单耗：50%*220*1.3-（220*85.5%/59%-220）*13*0.5%/62.5%/922.8=0.01 t/t胚芽中淀粉造成的损失胚芽含淀粉13%，胚芽提取率按6%计算，胚芽含淀粉按11%计算，影响单耗11%*6%/62.5%*3=0.031t/t流化床玉米皮中淀粉损失按60%负荷计算，每日3.6吨，淀粉含量24.95%，影响单耗3.6*24.95%/62.5%/922.8=0.00155t/t干燥机湿玉米皮损失淀粉100袋/每班*3*（30kg/1000）*10.4%/62.5%/922.8=0.0016t/t玉米芯含淀粉影响单耗每日40袋*（15 kg/1000）*44%/62.5%/922.8=0.00045t/t沙石玉米影响单耗按60%负荷，每日清出100kg沙石玉米（主要为沙石）2、发酵工段发酵升酸造成损失每升酸1度,淀粉损失率为L=0.9*1*1/(18%*1000)=0.5%玉米损失0.5%/62.5%=0.8%,影响单耗0.8%*3=0.024t/t成熟醪残糖偏高造成损失残糖每升高0.1%,酒份按11%计算,0.8114*11%.X/95%=1 X=10.6吨醪液,损失单耗0.1%*10.6/62.5%=0.017t/t酒精随CO2带走的损失CO2带走约为酒精总产量0.2%(洗涤后)影响单耗0.006t/t3、精馏工段蒸馏率每降低0.1%，以60%负荷计算0.1%*922.8/922.8=0.1%，单耗增加0.1%*3=0.003t/t成品酒度对玉米单耗的影响每高出标准0.1%,单耗增加0.1%*3=0.003t/t杂醇油采出量对单耗的影响每多出0.1%的杂醇油相当于少出0.1%酒精,影响单耗0.1%*3=0.003t/t粗塔废液含酒按60%负荷计算,含酒每升高0.01%,每小时排400吨400*0.01%*0.8114/95%*24/922.8*3=0.0027t/t精塔废液含酒含酒每升高0.01%,按60%负荷,每小时外排20吨废水至制粉0. 01%*20*0.8114/95%*24/922.8*3=0.00013t/t回收塔废液含酒按60%负荷,每小时外排30吨废水至制粉,每升高0.01%24*30*0.01%*0.8114/95%/922.8*3=0.0002t/t各塔后冷器排醛影响单耗按60%负荷回收塔24小时35kg,精塔107kg,共计142kg,影响单耗142kg/1000/922.8*3=0.00046t/t4、操作人员的责任心,操作水平影响单耗,例如工艺事故,设备事故。七、辅助原料的要求1、糖化酶：生料发酵所用糖化酶为工业糖化酶，属于糖液化型，能将长链淀粉切断为短链糊精，并继续转变成葡萄糖。对糖化酶的要求是有较强的糖液化能力；适应温度广；携带杂菌数量少；不含有害物质；保质量期长。2、酵母：酒母自身产生酒化酶，将葡萄糖转化成酒精和二氧化碳并释放出能量。对酵母的要求是：增殖能力强，一般1213h到达1.52亿/ml，前8h是酵母的增殖过程；耐高温，高温发酵速度快，酒母易衰老，一般37以下，对采用3536。因37杂菌繁殖速度快。耐酸性好，可耐PH3.5的酸性环境，杂菌在PH3.7不易繁殖。耐高酒精份，一般达10%（v/v）时开始死亡或发酵能力减弱，9.5%（v/v）为临界点，特别是浓醪发酵达到高酒精份的成熟醪更应选用耐高酒精份的酵母；耐高渗透压，如清液中含810%可溶物，如全回配循环时间长浓度可达13%，可溶物含量较高。如耐渗透压低，酵母繁殖受抑制，影响繁殖速度。生产性能稳定，变异性小。3、营养盐：酒精份浓度达910%时，一般不需要营养盐，酒精份高时需要补充部分营养盐如硫铵、尿素或蛋白酶，要求含有效成分高，不含铁、铜对酵母有制约作用的物质。4、抗菌素：如青霉素、氯霉素、土霉素、漂白粉，用来消毒、灭菌，由于成本较高，而且添加量大有可能对酵母有影响，残留到饲料中动物也产生抗药性。八、糖液化工序介绍1、工艺概述本