厌氧发酵工艺及设备-白酒与酒精发酵

第二节白酒与酒精发酵白酒：以谷物、薯类或糖分等为原料，经糖化、发酵、陈酿、蒸馏、勾兑制成的、酒精浓度大于20%（v/v）的一种蒸馏酒。

酒类的生产工艺不同，一般可以分为蒸馏酒和酿造酒两大类，洋酒大多是蒸馏酒。白兰地（Brandy）广义：所有以水果为原料发酵蒸馏而成的酒都称为白兰地。狭义：将葡萄酒经过蒸馏和放在木桶里经过相当时间的陈酿而成的酒，称为白兰地。常见的著名白兰地人头马、马爹利、轩尼诗、拿破仑等白兰地酒标★3年陈，★★4年陈，★★★5年陈

V.O.10一12年陈，V.S.O.12一20年陈，V.S.O.P.20一30年陈，F.O.V.30一50年陈，X.O.50年陈，X.70年陈威士忌（Whisky）威士忌用大麦、玉米为原料、用麦芽为糖化剂，经糖化、发酵，蒸馏而成。常见威士忌有皇家芝华士、海格、波威尔等。威士忌可单饮或加冰块饮用，也可加软饮料或水饮用，并可用于调制鸡尾酒。伏特加酒（Vodka）通常用马铃薯或各种谷物作原料，经发酵、蒸馏过滤而成。酒度一般在40-50度之间，是一种烈性酒，无色无味可提神。适宜于单饮或加软饮料饮用，也可用于调制鸡尾酒。兰姆酒（Rum）是以蔗糖为原料，经过制作糖蜜、发酵、蒸馏，用橡木桶储存而最终制成。饮用方法相同于伏特加酒。金酒（gin）也称松子酒,酒度35-55*色泽透明，香味突出，适宜单饮或加软饮料饮用。特基拉酒（Tequila）是墨西哥独有的名酒。它由热带作物龙舌兰（一种仙人掌科的植物）的发酵浆液蒸馏而成，又名仙人掌酒。呈琥珀色，香气奇异，口味凶烈。中国白酒贵州茅台；山西汾酒；四川泸州老窖特曲酒；陕西西凤酒；四川五粮液；四川全兴大曲酒；安徽古井贡酒；贵州遵义董酒。一、白酒固态发酵固态发酵法的最大特征：固态糖化发酵、固态蒸馏。采取间隙式、开放生产、并用多种菌种混合发酵。低温蒸煮，低温糖化发酵。配醅调节酒醅淀粉浓度、酸度及参与淀粉再利用。采用传统的固态发酵和固态蒸馏工艺（甑桶）。劳动强度大，原料出酒率低。（一）白酒固态发酵的特点及其分类2.白酒固态发酵的分类按糖化发酵剂分类大曲白酒：大麦小麦豌豆为原料，压成砖块曲胚，微生物自然生长。茅台大曲、泸州大曲、洋河大曲、汾酒大曲。小曲白酒：酒药，药小曲，药饼，根霉、毛霉、酵母。厦门白曲、贵州散曲、四川糠曲。混合曲法：大小曲混合法。麸曲白酒：麸曲为糖化剂，纯种酵母培养物为酒母。大曲的制作大麦小麦等原料粉碎拌曲料

曲母水踩曲曲坯入房生霉出房成曲干燥小曲的制作大米粉碎配料接种制坯裹细粉入房培养出曲烘干干燥磨粉中草药药粉种曲大曲生产一、大曲及其特点和类型

定义：以小麦或大麦和豌豆为主要原料，将其粉碎、加水、压制成砖状的曲胚，在一定温度和湿度下使自然界的微生物进行富集和扩大培养，再经风干而制成的含有多种菌的一种糖化发酵剂。

2.生料制曲这样有利于保存原料中所含有的丰富的水解酶类，有利于大曲酒酿造过程中淀粉的糖化作用。

1.原料要求要求原料含有丰富的碳水化合物、蛋白质以及适量的无机盐等。以利于具有分解淀粉和蛋白质能力的菌生长繁殖。特点：

3.自然接种

高温曲——制曲最高温度达60℃以上。

主要用于酿造酱香型白酒。

中温曲——制曲最高温度不超过50℃。用于酿造清香型白酒和浓香型白酒。

类型大曲是我国古老的曲种，它巧妙地将野生菌进行人工培养，选育有益微生物的生长和作用，最后在曲内积累酶及发酵前提物质，并为发酵提供营养物质。二、制曲工艺

（一）中温曲生产工艺

1.工艺流程

大麦、豌豆（6：4）

粉碎

高温润糁

粗麦粉

踩曲

曲胚

堆积培养

风干

贮存→成品2.操作要点

踩曲将粗细粉与一定量的水拌和，使用踩曲机将曲料压制成砖块，曲砖含水量为36%~38%，每块曲砖重约3.3~3.5Kg.

原料粉碎要求通过20目孔筛的细粉占20%~30%。曲的培养包括以下几个操作步骤：入房排列→长霉→晾霉→起潮火→大火阶段→后火阶段→养曲→出室→成品

入房排列：

长霉：

在曲室地面上铺上一层稻壳，然后将曲砖排列好，曲间距为2~3cm，行距为3~4cm。每层曲砖间用苇杆隔开，共堆放三层。曲砖排成“品”字形，便于散热。

曲砖堆放完毕后，盖上草席或麻袋，关闭门窗。夏季约36h，冬季约72h，曲砖表面开始长霉点。曲胚温度开始上升。

堆曲

培养起潮火阶段：

晾霉后，待品温升至36~38℃时进行翻曲，此时曲室内的温度、湿度很大，需要每天翻曲一次。

晾霉：

作用：①避免曲砖表面霉菌层过厚，阻止菌丝向曲内部生长以及曲内部水分向外扩散；②调节温度、湿度。操作：当品温达38~39℃时，打开曲室门窗，并进行翻曲，每天翻曲一次，每翻一次曲层高度增加一层。晾霉期为2~3d。

翻曲后排成“人”字型

大火阶段：

通过开启门窗大小来调节品温，使7~8d时间内，品温维持在44~46℃，此阶段需每天翻曲一次。

后火阶段：大火阶段过后品温逐渐下降至32℃左右，维持此温度3~5d，让微生物在曲砖内繁殖充分。

养曲：后火阶段过后，曲砖自身已不在发热，此时需维持室温在32℃左右，以使曲砖内水分蒸发完。

出室：将曲砖搬出曲室贮存，曲间距保持1cm。

成曲贮存3个月后才能使用大曲法、小曲法、混合曲法和麸曲法的特点对比表项目大曲法小曲法混合法麸曲法培养方法自然培养/加入曲母培养自然培养/纯种培养大曲培养方法/小曲培养方法纯种培养菌种霉菌、酵母、细菌等根霉、毛霉、酵母等/纯种根霉、酵母与大曲法、小曲法相同曲霉、根霉、细菌、酵母制曲原料小麦、大麦、豌豆大米、燕麦、麸皮、米糠及少量草药大米、麦麸皮制曲周期/d25-407-15-2-3培养温度/℃45-6525-30-25-38用曲量/%20-500.3-1.0大曲10-15小曲0.3-1.06-12制酒原料高粱为主大米、玉米、高粱大米、高粱谷物或野生淀粉原料原料粉碎度颗粒及细粒颗粒及细粒颗粒及细粒细颗粒发酵周期/d25-406-76-7/30-503-5原料出酒率/%25-4560-8030-5064-70贮藏时间/月6-18或>18>16-18或>18>1风味特点芳香浓郁、醇厚醇、甜、香芳香浓郁、醇甜跟菌种工艺相关按香型不同分为

组成成分：乙醇、水、微量成分（＜2%，130多种，高级醇，酯，有机酸，醛，酮，含硫有机化合物等）浓香型白酒：又称泸香型，代表：泸州老窖（乙酸乙酯，丁酸乙酯）酱香型白酒：又称茅香型，代表：茅台酒（高沸点羰基化合物和酚类化合物，香而不艳，空杯留香，口味绵长）清香型白酒：又称汾香型，代表：汾酒（乙酸乙酯，乳酸乙酯，清香、味纯、淳厚甘润）米香型白酒：又称密香型，代表：桂林三花酒（β-苯乙醇和乙酸乙酯。蜜香，甘爽）（二）大曲法白酒固态发酵生产工艺（一）工艺流程高粱粉→粉碎→热水润料→装甑蒸料→出甑加水、扬冷→加曲粉→入缸发酵→出缸拌糠→装甑蒸馏→酒糟扬冷,加曲

↓入缸发酵←蒸酒←成品←勾兑、贮存←↓酒（二）生产方法

1.原料处理

高粱：粉碎成4~8瓣/粒，细粉不得超过25%~30%。

红糁：粉碎的高粱

大曲：第一次发酵用的大曲要求大小在绿豆和豌豆之间，能通过1.2mm筛孔的细粉不超过55%；第二次发酵用大曲的大小在小米和绿豆之间，能通过1.2mm筛孔的细粉不超过70%~75%

2.润料

蒸料前用80℃的热水对高粱粉进行润料(高温润糁)，加水量为高粱粉质量的55%~60%，润料18~24h。堆料过程中翻料2~3次，保证物料润透。

润糁后的要求：

润透不淋浆，无干糁，无异味，无疙瘩，手搓成面3.蒸料

操作：活甑桶→底锅水煮沸→每甑装500kg润好红糁→蒸汽上匀→泼加热水60℃（原料26%~30%）→铺盖辅料→加盖芦席后大气蒸80min。目的：1.使原料淀粉颗粒细胞壁受热破裂，淀粉糊化

2.杀死原料所带有微生物

3.挥发掉原料的杂味。出甑要求：熟而不黏，内无生心，有高粱糁味，无异杂味4.加水、扬冷、加曲

将蒸煮过的高粱粉堆成长方形后，泼入18~20℃井水，用量为原料的28%~30%。翻拌均匀，通风晾渣待品温冬季降至20~30℃，夏季降至室温。加曲：加入大曲粉量为9%~11%。

温度春20~22℃夏20~25℃秋23~25℃冬25~30℃冷却设备：晾渣机（见下图）晾渣机晾渣机5.大渣入缸发酵

将发酵材料装入地缸（255kg或127kg），用石板盖严，再用清蒸过的小米壳掩埋住缸口。

每酿造1100kg原料需8只缸或16只小缸。缸埋地下，口与地面平缸距10~24cm

入缸温度10~16℃，水分52%~53%发酵车间5.入缸发酵

温度控制原则：“前缓、中挺、后缓落”总发酵周期：21~28d

发酵管理：

前期（7~8d）：温度缓慢地上升到30℃左右；淀粉急剧↓↓↓，还原糖↑↑，酒精↑

中期（10d）：维持温度在30℃左右；发酵旺盛期，酒精↑↑↑（80%，最高酒度12度）

后期（11d）：温度缓慢下降。糖化微弱，发酵基本终止酸度增加，香味物质↑

6.出缸蒸馏酒醅出缸后，加入清蒸过的辅料（原料量的18%~20%，稻壳∶小米壳3∶1），翻拌均匀后装甑蒸馏。蒸馏过程要进行掐头去尾。蒸馏：前期蒸汽小，后期大，最后大气追尾流酒温度25~30，流酒速度3~4kg/min掐头去尾：酒头1kg，流酒的酒度降至低于30度时为酒尾，应于下次蒸馏时回入甑桶。7.入缸再发酵（二渣发酵）

蒸酒后的母糟还含有大量未被利用的淀粉，因此必须进行第二次发酵。蒸完酒的酒糟趁热泼加投料量2%~4%温水（35~40℃），迅速扬冷到30~38℃左右，加入物料量10%的大曲，翻拌均匀，入缸发酵。

入缸条件：水分62~65%，温度夏季18~23℃，其他季节控制在22~28℃左右。适当压紧，喷洒少量酒尾。

发酵周期：21~28d。8.二渣酒醅蒸馏二次发酵后出缸蒸馏二渣汾酒二渣酒糟作饲料9.贮存与勾兑

⑴白酒的贮存：品尝分级，贮存期3年贮存设备：陶瓷缸贮酒车间品尝台（三）夏季地温的调整

夏季气温、地温较高，不利于汾酒的生产，故每年夏季需要降低地温，以便继续生产。具体做法：将缸与缸之间的土挖出，灌入自来水，挖土灌水降温（三）小曲法白酒固态发酵生产工艺(四)麸曲法白酒固态发酵生产工艺原料出窖配料粉碎酒醅发酵入窖蒸酒蒸粮酒出窖废糟扬冷加曲大曲粉粉碎麸曲二、酒精发酵酒精发酵主发酵期前发酵期后发酵期前发酵期醪液中的酵母细胞数不多，酵母菌迅速进行繁殖；接种时温度控制在26-28℃，整个前酵过程一般不超过30

℃；酒精和CO2生成量很少，发酵醪的表面比较平静，醪液温度上升不快，糖分消耗慢；前发酵期延续时间一般为10小时左右；前发酵期间应十分注意防止杂菌污染；主发酵期醪液中酵母细胞数可达1亿/毫升以上，酵母菌基本上停止繁殖，主要进行酒精发酵。醪液中糖分迅速下降，酒分逐渐增多，醪液中产生了大量的CO2；发酵温度上升快，最好能控制在30-34

℃；主发酵时间一般为12小时左右；后发酵期后发酵液中的可发酵性糖浓度持续降低最终维持在极低水平，发酵作用缓慢，酒精和CO2的生成量也相对较少；发酵产生的热量减少，应通过保温方式控制醪液温度在30-32

℃；淀粉质原料生产酒精的后发酵阶段一般约需40小时左右。（二）传统酒精发酵工艺酒精发酵工艺间歇式发酵工艺半连续发酵工艺连续发酵工艺一次加满法分次添加法连续添加法循环连续发酵法多级连续发酵法双流糖化和连续发酵法间歇发酵工艺

酒精的发酵全过程都在一个发酵罐中完成，也称单罐发酵。半连续发酵工艺

主发酵采用连续发酵二后发酵采用间歇发酵的工艺流