用糖蜜生產酵母的周期是多少?
我國南方利用甘蔗糖蜜與北方利用甜菜糖蜜生產酒精的工廠,大都采用連續發酵法。糖蜜酒精連續發酵的方法較多,現歸納如下:
1.多級連續發酵法多級連續發酵法又稱自流式連續流動發酵法,是在壹組串聯幾個發酵罐中進行的,罐的數量及位置可以不同。通常采用9—10個罐串聯起來,它們的位置可以在高度相同的壹個平面上或者高度不同的兩個平面上,呈梯級式。酒母和基本稀糖液,以壹定的速度連續地流入前兩個發酵罐,發酵時醪液從#1發酵罐上部沿連通管流入#2發酵罐底部,再經#2發酵罐上部流入#3發酵罐底部,這樣順序連續流動,經過壹組串聯的發酵設備所連接的空間,酵母完成增殖和發酵作用的全過程,成熟醪從最後的發酵罐中連續排出,送去蒸餾。
多級連續發酵法可分為單濃度連續發醉法和雙濃度連續發酵法兩種。單濃度連續發酵法是酒母培養與連續發酵醪的糖液均采用同壹種濃度:22—25%;雙濃度連續發酵法酒母的培養液采用低濃度糖液,濃度為12—15%;連續發酵法添加基本稀糖液采用高濃度糖液,濃度為32—35%。
多級連續發酵法的特點是:把前兩個發酵罐作為主體罐,在酒母與基本稀糖液連續流加的條件下,酵母處在對數生長期,保持旺盛的生命活動能力,發酵-開始便達到主發酵期,發酵時間可以大大縮短。在間歇分批發酵過程中,酵母的萌發期較長,然而在連續發酵過程中,酵母的萌發期的時間取決於主罐中醪液交換的速度和第壹次加入酵母的數量。換句話說,如果交換速度過大,在營養物質豐富的情況下,雖然酵母的生長速度加大,但不利於酵母的積累,往往酵母來不及繁殖就有可能被流掉,酵母積累便在後面幾個罐內進行,並且速度緩慢。為了消除這壹現象,
主罐的發酵醪交換速度應比其他發酵罐的進度低壹些,為此可加大主發酵罐的容量,或者利用壹組罐的前兩罐作主罐,這種方法使酵母的積累在第壹罐內結束,而使第二、第三發酵罐酵母細胞含量變化不大,使連續發酵穩定在壹定的酵母數量。酵母在主罐中積累過程也取決於它的初始含量,在連續發酵過程中控制主發酵罐的酵母數量甚為重要,需要掌握好發酵醪的流加速度,使其交換速度與酵母的生長速度達到相對平衡。另外,糖蜜連續發酵壹些重要的因子,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,但能控制保持相對穩定性,因而可
以避免和間歇發酵過程中由於代謝產物反饋抑制作用,酒精濃度增加,致使酵母出現過早衰亡的現象,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。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。但應該看到多級連續發酵經常會因雜菌感染,不可能長期維持下去,必須定期更換酵母種子,壹般每隔幾天,必要時甚至每隔2—3天各發酵罐需要交替排空滅菌再重新接入酵母種子進行發酵,滅菌方法如下,
先用泵將#1發酵罐抽人#2發酵罐,#1發酵罐於l00℃滅菌1小時後,再用泵將#2發酵罐發酵液抽入#3發酵罐,按順序下去,直至各發酵罐滅菌完畢為止,在滅菌換種過程中仍不停止流加基本稀糖液。目前我國四川內江糖廣、廣東陽江糖廠等酒精車間發酵過程采用高酸滅菌和抑制雜菌繁殖,不通空氣進行酒母培養,不停生產抽醪洗罐,以及在抽醪洗罐時,提高培養糖液酸度,洗滌酒母罐等措施,實現糖蜜酒精連續發酵長期不換酒母種,通常6個月才換壹次新種,這樣不僅節約酒母培養的管理工作節約水、電、汽,更重要的是酵母適應能力強,發酵率穩定,如果經常更換新種,還需要壹段時間適應過程,直接影響發酵率及生產任務的完成。
2.循環(往復)多級連續發酵法此法的特點是發酵設備與多級連續發酵法相同,但管道布置與換種操作則不同,***同點是發酵設備同樣由9至10個發酵罐壹組串聯起來,酒母與基本稀糖液的流加,由#1、#2發酵罐,依次經過所有的發酵罐完成連續發酵的全過程,成熟醪從最終發酵罐排出,送去蒸餾。不同點是:最終發酵罐成熟醪蒸餾後,立即刷罐滅菌,接入酵母新種,連續流加基本糖液,其它各發酵罐依次滅菌接入發酵醪,以相反的方向連續流動進行連續發酵,這樣尾罐變為首罐,實現了循環連續發酵法。該法的優點是不需用泵轉換,可簡化操作,節省電力消耗。 ’
3.通氣攪拌多級連續發酵法為了使糖蜜酒精連續發酵在均勻相(或均質)情況下進行,同時保證有足夠或較多的酵母數量。我國壹些糖蜜酒精廠,在壹組發酵罐串聯起來的發酵系統中第壹個罐采用通氣攪拌或間歇通氣攪拌措施,保持足夠和較多量酵母的情況下,通過連續流加基本稀糖液,使酵母迅速處於對數生長階段,保持其旺盛的生命力,和提高酵母的比生長速度,是獲得高發酵率的關鍵。在隨後的各級發酵罐中,隨著糖液濃度降低,酵母比生長速度也逐漸緩慢降低。所以,設計糖蜜酒精連續發酵方案時,宜采用雙流和多流系統,即糖液同時流入前2—3個發酵罐,以便保持酵母壹定的比生長速度。間歇通氣攪拌對穩定和保證較高的比生長速度更為有利。
4.回收酵母多級連續發酵法此法的特點是將發酵醪的酵母,用高速離心機回收再用。由於回收大量的酵母,在發酵過程中壹開始便有足夠多量的酵母,發酵特別旺盛,代謝產物酒精立即大量積聚。由於代謝產物的反饋抑制作用,發酵過程中隨著酒精濃度迅速增高,抑制了酵母的增殖,使酵母迅速衰亡。因此,酵母耗糖的損失相應減少,酒精產率相應可增加2%左右,連續發酵時間可縮短8—10小時,所以此法的優點是發酵周期短,產率高,設備利用率高。
回收酵母多級連續發酵是在四個壹組串聯的發酵罐中進行,連續發酵用糖液濃度為30—34%,來自活化罐的成熟酒母及發酵濃糖液送入第壹個發酵罐的底部,發酵醪向上升起,沿導管流入第二發酵罐的底部,依次流入第三個發酵罐。這樣的輸送方向保證了酵母在整個發酵期間都處於懸浮狀態。由於發酵作用產生代謝產物酒精和二氧化碳,醪液比重沿罐高度而逐漸降低,這樣能防止發酵醪把剛送來的糖液帶走。第三與第四兩個發酵罐之間上部用導管相連,發酵醪由第四發酵罐的下部放出,使酵母沈降,便於回收。發酵醪的流動速度需調節到第壹罐發酵度14%,第二罐發酵度10%,第三罐發酵度6.5%,第四罐6.1%,成熟醪酒精濃度約為8.8%(容量)。
從發酵醪分離回收的酵母漿,約為發酵醪容積的15%,此酵母漿送至酒母罐,添加濃度11—12%稀糖液並添加硫酸,位酸度達1—1.3°,再加過磷酸鈣,而不加氮源養料,當濃度降低至4.5—5%時,即將酒母醪送至發酵罐,在發酵過程所釋出的二氧化碳,通過捕集器,而洗水則用來稀釋糖蜜,發酵醪用泵送入沈降槽,通過高速離心分離器將醪液和酵母分離,醪液送去蒸餾,酵母重回至活化罐中,如此反復使用15次左右。
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