酒精發(fā)酵工藝ppt課件.pptx

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1、酒精發(fā)酵工藝石貴陽江南大學2010.04一前言酒精發(fā)酵工業(yè)是一個大宗底物需求的工業(yè)廚余垃圾、辦公廢紙等淀粉類原料糖質(zhì)原料纖維質(zhì)原料谷物類薯類玉米、大米、小麥等木薯、甘薯、馬鈴薯等甘蔗、甜高粱、甜菜、糖蜜等農(nóng)業(yè)廢棄物木材業(yè)副產(chǎn)物城市廢棄物秸稈、谷殼、牛糞等木屑、刨花、枝葉等發(fā)酵原料二酒精發(fā)酵基本過程酒精發(fā)酵屬于厭氣性發(fā)酵，在發(fā)酵過程中進行無氧呼吸，醪液中的一部分可發(fā)酵性糖和氮等營養(yǎng)物質(zhì)被酵母吸收合成菌體細胞，大部分糖則被發(fā)酵生成酒精和CO2酒精發(fā)酵過程可以分為三個不同階段前發(fā)酵期主發(fā)酵期后發(fā)酵期醪液中的酵母細胞數(shù)不多，酵母菌迅速進行繁殖；接種時溫度控制在26－2

2、8℃，整個前酵過程一般不超過30℃；酒精和CO2生成量很少，發(fā)酵醪的表面比較平靜，醪液溫度上升不快，糖分消耗慢；前發(fā)酵延續(xù)時間一般為10小時左右；前發(fā)酵期間應十分注意防止雜菌污染；2.1前發(fā)酵期醪液中酵母細胞數(shù)可達1億/毫升以上，酵母菌基本上停止繁殖，主要進行酒精發(fā)酵醪液中糖分迅速下降，酒分逐漸增多，醪液中產(chǎn)生了大量的CO2發(fā)酵醪溫度上升快，最好能控制在30-34℃主發(fā)酵時間一能般為12小時左右2.2主發(fā)酵期2.3后發(fā)酵期發(fā)酵液中的可發(fā)酵性糖濃度持續(xù)降低最終維持在極低水平，發(fā)酵作用緩慢，酒精和CO2的生成量也相對較少發(fā)酵產(chǎn)生的熱量減少，應通過保溫方式控制醪液溫

3、度在30-32℃淀粉質(zhì)原料生產(chǎn)酒精的后發(fā)酵階段一般約需40小時左右三酒精發(fā)酵工藝間歇式發(fā)酵半連續(xù)發(fā)酵連續(xù)發(fā)酵一次加滿法分次添加法連續(xù)添加法分割主發(fā)酵醪法循環(huán)連續(xù)發(fā)酵法多級連續(xù)發(fā)酵法雙流糖化和連續(xù)發(fā)酵酒精發(fā)酵工藝3.1間歇式發(fā)酵工藝一次加滿法分次添加法連續(xù)添加法分割主發(fā)酵醪法3.2半連續(xù)發(fā)酵工藝（1）一種是將一組數(shù)個發(fā)酵罐連接起來，使前三個罐保持連續(xù)發(fā)酵狀態(tài)，然后從3號罐依次分別流入其余發(fā)酵罐。即第四罐施加滿后，改流至第五罐，第五罐滿后改流至第六罐，依次類推。第四、五罐發(fā)酵結束后，送去蒸餾。洗刷罐體后再重復以上操作。第二種是由7－8個罐組成一組罐，各罐用管道從上

4、部通入下一罐底部相串連。投產(chǎn)時，先制備1/3體積的酒母，加入第一只發(fā)酵罐，隨后在保持主發(fā)酵狀態(tài)下，流加糖化醪；滿罐后，流入第二罐，待第二罐醪液加至1/3容積時，糖化醪轉(zhuǎn)流加至第二罐；第二罐加滿后，流入第三罐，然后重復第二罐操作，直至末罐；最后從首罐至末罐逐個蒸餾。3.2半連續(xù)發(fā)酵工藝（2）3.3連續(xù)發(fā)酵工藝（1）循環(huán)連續(xù)發(fā)酵法多級連續(xù)發(fā)酵法全封閉自流式連續(xù)發(fā)酵工藝1、2、3－后熟器4－汽液分離器5－糖化鍋6－熱水器7－噴淋冷卻器8－酒母罐9－45m3發(fā)酵罐10－35m3發(fā)酵罐11－32m3發(fā)酵罐12－30m3發(fā)酵罐13－泡沫發(fā)酵罐14－CO2洗滌器15－泵3.

5、3連續(xù)發(fā)酵工藝（2）雙流糖化和連續(xù)發(fā)酵蒸煮醪按兩種糖化方法進行。第一種方法在58－60°C條件下糖化50－60分鐘；第二種方法在真空條件下60°C糖化5－6分鐘。2/3的糖化酶加入第一種糖化器中，其余1/3加入第二糖化器內(nèi)。經(jīng)第一種糖化器糖化的醪液流入主發(fā)酵罐內(nèi)，而從第二糖化器流出的糖化醪送入其它發(fā)酵罐內(nèi)。酵母接種量按主發(fā)酵容積的25％加入，發(fā)酵至第8、9罐結束(每組由12個罐組成)，成熟發(fā)酵醪酒精含量為8.42－8.76％(v/v)，殘?zhí)?.22－0.26％，其中可發(fā)酵性殘?zhí)莾H0.1％。3.3連續(xù)發(fā)酵工藝（3）雙流糖化和連續(xù)發(fā)酵示意圖1、2－糖化器3、4－冷

6、卻器5、6－第一、二主發(fā)酵罐7、8－發(fā)酵罐3.3連續(xù)發(fā)酵工藝（4）連續(xù)發(fā)酵的優(yōu)點提高了設備利用率提高了淀粉利用率節(jié)省酒母工段便于實現(xiàn)自動化3.3連續(xù)發(fā)酵工藝（5）四制備高性能高活力酒精酵母的研究4.1新型酒精酵母活力評價方法4.2新型工業(yè)酒精酵母的構建4.1新型酒精酵母活力評價方法在細胞培養(yǎng)的過程中，經(jīng)常需要對細胞的活力進行觀察檢測，以了解培養(yǎng)物的生長狀況。細胞活力的檢測在發(fā)酵工業(yè)中主要用于種子的篩選與其質(zhì)量評估、培養(yǎng)過程中細胞生理狀態(tài)的跟蹤等。如何對酵母的活力進行準確、快速的評價，是近幾年來國內(nèi)外一直致力的研究課題。酵母亞甲基藍還原實驗法染色法血球板計數(shù)法菌

7、落計數(shù)法鎂離子釋放法活力滴定法酸化力法為了控制發(fā)酵，啤酒廠一直沿用血球計數(shù)板計數(shù)的方式進行酵母細胞的計數(shù)，這種方法雖然簡單，但人為因素多，誤差大。此外，只計細胞數(shù)而不知其活力，無法反映出發(fā)酵過程中酵母細胞的真實生理狀況而酵母細胞數(shù)、出芽率、死亡率、耗糖率等傳統(tǒng)方法準確度較低，檢測周期較長，無法實現(xiàn)實時監(jiān)控。酵母質(zhì)量的檢測方法雖多，但一般可以根據(jù)檢測指標的不同，主要分為四類：細胞繁殖能力檢測、細胞生理指標檢測、細胞膜完整性檢測與染色法。這些檢測方法中，國內(nèi)外研究最多的為胞內(nèi)pH法、鎂離子釋放法與酸化力法檢測指標檢測方法A.細胞繁殖能力檢測細胞繁殖能力熒光顯微鏡檢

8、測或流式細胞儀檢測集落形成能力平板菌落