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1第五章.糖蜜酒精生产5.2糖蜜酒精生产工艺5.1糖质原料25.1糖质原料1.对常用的糖质原料有所了解；2.掌握糖质原料生产酒精的一般特点。三、糖质原料生产酒精的一般特点一、常用的糖质原料二、糖蜜的质量分析学习内容学习目标3一、常用的糖质原料甘蔗甜菜4糖蜜（1）甘蔗糖蜜（2）甜菜糖蜜•糖蜜——是甘蔗或甜菜糖厂制糖过程中的一种副产物，又称废糖蜜。5废糖蜜制糖甘蔗甜菜酒精6（一）甘蔗•甘蔗原产于印度，现广泛种植于热带及亚热带地区，主要在北纬33°至南纬30°之间。•甘蔗种植面积最大的国家是巴西，其次是印度，中国位居第三，种植面积较大的国家还有古巴、泰国、墨西哥、澳大利亚、美国等。1.甘蔗的种植状况7中国•蔗区范围较广泛，包括广东、台湾、广西、福建、四川、云南、江西、贵州、湖南、浙江、湖北、海南等南方12个省。•广西、云南是主产区（产量占全国70%以上）。82.甘蔗的成分分析9•甜菜原产于地中海，后传入中国。分布在北纬65°到南纬45°之间的冷凉地区。是仅次于甘蔗的第二大糖料作物。•适栽培比较寒冷的地区，如欧盟、美国、中国、俄罗斯、乌克兰等。•中国甜菜主产区：新疆、黑龙江、内蒙古等。（二）甜菜1.甜菜的种植状况10•甜菜有4个变种：糖用甜菜、叶用甜菜、根用甜菜、饲用甜菜。•糖用甜菜——制糖的原料，两年生作物。其块根水分占75%，固形物占25%。•固形物中蔗糖占16%～18%，非糖物质占7%～9%。112.甜菜的成分分析1213（三）糖蜜1.甘蔗糖蜜的成分水分一般是10%～20%142.甜菜糖蜜的成分水分一般是10%～20%15二、糖蜜的质量分析•等级：一级(甲蜜)含糖分58%～65%二级(乙蜜)含糖分52%～58%三级(丙蜜)含糖分46%～52%16•指标：•1外观——棕黄色、黄褐色，均匀粘稠液体；•2气味——香味，无异臭味；•3杂质——不含沙土、浮渣等杂质。17三、糖质原料生产酒精的一般特点•1糖质原料中含可发酵性的糖分，酵母可直接利用；•2减少了糖化环节，降低了能耗和成本；•3糖质原料主要用于制糖工业，因此糖蜜酒精的生产规模较小，产量较低；18•4从分布上看，北方以甜菜为主、南方以甘蔗为主。•5糖蜜含糖量高、杂分多，发酵前必须进行稀释、除杂等处理。195.2糖蜜酒精生产工艺•一、糖蜜酒精生产工艺流程•二、糖蜜的特点与处理•三、制备稀糖液•四、糖蜜酒精的酒母制备•五、稀糖液的发酵•六、其他糖质原料的酒精发酵20一、糖蜜酒精生产工艺流程原糖蜜制备稀糖液稀糖液发酵蒸馏水+酸+防腐剂+营养盐+酒母CO2→成品酒精→头级杂质(醛酯)→杂醇油→酒糟21二、糖蜜的特点与处理•1.糖蜜为糖厂的副产物，含可发酵性糖；甜菜糖蜜主要为蔗糖，甘蔗糖蜜为蔗糖和转化糖（G和F）。•2.糖蜜的糖分含量高于50%，糖分浓度过高，酵母繁殖、发酵十分困难；因此，发酵前须稀释。•3.糖蜜属于高营养物，易染杂菌；因此，发酵前须加酸酸化，并加防腐剂。22•4.糖蜜中含焦糖、氨基酸等物质，发酵易成泡沫，影响酵母发酵；因此，发酵前须进行澄清处理，除胶体或色素。•5.灰分多，约5%～15%，易积垢；须除灰分。•6.为了降低杂质对酵母繁殖、发酵的影响，发酵时可适量通风；通风则使杂质增加，影响质量。23三、制备稀糖液原糖蜜不能直接用来发酵，稀释后才可使用。制备稀糖液的步骤：稀释酸化添加营养盐灭菌澄清24（一）稀释•1.稀释的目的：降低糖蜜的浓度，减轻无机盐对酵母的影响，使其适于酵母生长。•2.稀释的方法：间歇稀释连续稀释——连续稀释器25•3.稀释的标准单浓度流程，浓度为22%～25%双浓度流程，酒母稀糖液12%～14%基本稀糖液33%～35%单浓度即指酵母培养、酒精发酵的稀糖液都采用同一个浓度，此法流程简化，常用。26（二）酸化•1.酸化的目的•糖蜜呈碱性，酸化可降低其pH值，至酵母的适宜范围；同时，可防止杂菌，去除部分灰分和胶体物质。硫酸盐酸272.加酸的方式•早期——酸直接加到稀糖液中，间歇发酵。•后期——酸加到40%～60%的稀糖液中，在将此稀糖液稀释至所需浓度。•现在——将酸加到原糖蜜中，然后再稀释原糖蜜。28（三）添加营养盐•原糖蜜中缺乏酒母繁殖、发酵所需的一些营养元素，需要另外添加。•1.甘蔗糖蜜缺乏的主要是氮素、镁盐、生长素。硫酸铵、尿素→氮源硫酸镁→镁盐酵母自溶液或麸曲汁→生长素29•2.甜菜糖蜜缺乏的是磷酸盐磷酸钙、磷酸二氢铵→磷源30（四）灭菌•原糖蜜中污染的杂菌：野生酵母、白念珠菌、乳酸菌等。•1.灭菌的目的•降低杂菌对发酵的影响，减少成品中的杂质。312.灭菌方法1.加热灭菌——80～90℃，维持1h2.防腐剂灭菌•漂白粉：价格低，用量200～500g/吨.糖蜜•甲醛：40%浓度的甲醛溶液（福尔马林），用量900ml/吨.糖蜜•五氯苯酚钠：防腐效果好，用量为糖蜜的0.004%•抗菌素：效果好，用量少，对酒精无污染32（五）澄清•1.澄清的目的•糖蜜中有很多胶体物质、色素和无机盐等，它们对酵母有害，应澄清除杂。•2.澄清的方法•加酸通风沉淀•加酸热处理•加絮凝剂•机械分离33稀糖液制备的流程以单浓度流程为例，酸加在原糖蜜中原糖蜜混合器酸防腐剂酸化灭菌器稀释器稀糖液水营养34四、糖蜜酒精的酒母制备•糖蜜酒精的酒母与一般酒精酵母有些区别，以适应糖蜜发酵。糖蜜酒精的酒母要求常用的糖蜜酒精酵母糖蜜酒精酒母的制备35（一）糖蜜酒精的酒母要求36糖蜜酒精的酒母：台湾酵母396号（F-396）（二）常用的糖蜜酒精酵母37台湾酵母396号As.2.1189和As.2.1190（古巴的）甘化1号（广东江门甘蔗厂，1968年由甘蔗糖蜜中分离）川102（四川糖酒工业研究所，1952年分离）38•酒母的扩大培养方法，与一般酒精酵母基本相同•酵母扩大培养的工艺流程？（三）糖蜜酒精酒母的制备39酒母扩大培养1．原菌种斜面培养•培养基斜面用米曲汁琼脂或麦芽汁琼脂。接种后在25～30℃培养3～5天。2．液体试管培养•培养基用麦芽汁或米曲汁。灭菌后，冷却至25～30℃，在无菌条件下挑取一白金耳菌体接入液体试管，摇匀后置25～30℃培养20h。403．三角瓶培养•培养基用1/3麦芽汁或米曲计与2/3糖蜜稀释且添加营养盐的稀糖液。稀糖液浓度为14～15Bx，酸度5～6°，糖分6.5～7.0％，塞好棉塞后用9.80665×10000帕斯卡蒸汽灭菌15min，冷却至25～30℃，无菌操作接种，摇匀后置25～30℃培养12～14h便可移入卡氏罐。41•三角瓶培养阶段采用两种混合培养基，一方面为了保证在纯培养阶段使酵母有较好的条件生长繁殖，得到健壮饱满的种子，另一方面使菌种能够逐步适应于大生产的条件。424．卡氏罐培养•培养基全部用糖蜜稀释添加营养盐的稀糖液。稀糖液浓度为14～15Bx，酸度5～6°，糖分6.5～7.0％，用9.80665×10000帕斯卡蒸汽灭菌15min，冷却至25～30℃，无菌操作接种，摇匀后置25～30℃培养12～14h。卡氏罐酵母种子醪成熟指标是：耗糖50％左右，酸度基本上不升高，酵母细胞数为1.5～2.0亿／毫升左右，出芽率20％，即培养成熟。435．酒母罐培养•培养基全部用糖蜜稀释添加营养盐的稀糖液。培养条件与卡氏罐基本相同，酒母罐体积比卡氏罐大几倍，酒母数量进一步增加。44五、稀糖液的发酵发酵产酒精的机理不变!酵母对营养的需求不变!※发酵过程中对温度、pH值的控制（取决于酵母）45（一）稀糖液的指标稀糖液（进入酒母罐、发酵罐之前）浓度：22%～24%温度：22～24℃酸度：2～3.5单浓度•即指酵母培养、酒精发酵的稀糖液都采用同一个浓度。46酒母培养酒母罐酒精发酵发酵罐稀糖液22%～24%参照台湾酵母39647（二）酒母培养的条件培养温度：28～36℃pH值：2～3.5酒母液干物质浓度：16%～17%酒母液细胞数：1～1.2亿/mL酒母液酒精含量：3%～3.5%(V/V)通无菌空气酒母培养酒母罐48（三）发酵的条件控制接种量：10%发酵温度：33～35℃pH值：2～3.5发酵时间：30～40h发酵醪酒度：6%～8.8%酒精发酵发酵罐49广西2012、2013年•甘蔗市场价格：400元/吨，左右。•白糖市场价格：7000元/吨，左右。•甘蔗糖蜜（糖分47%左右）价格1100～1240元/吨左右；50六、其他糖质原料的酒精发酵酒精甘蔗酒精——巴西的重要能源！甘蔗甜菜乳清51（一）甘蔗酒精的生产•巴西，甘蔗满足了总能源需求的18%，仅次于石油的37%，高于水电的14%。•巴西，乙醇有两种提供方式，一种含量85%～100%纯乙醇，另一种在汽油中掺入5%～25%的乙醇。5253甘蔗酒精生产步骤•1甘蔗——喷水清洗、刀切割、辊式压榨机压榨→粗蔗汁（含12～16%的蔗糖）。•2甘蔗汁——调酸、澄清。•3酒母培养、发酵——用同一浓度甘蔗汁。•发酵时间——8～12h，发酵醪液中酒精含量6～8%（v/v）。•4蒸馏——四塔，即粗馏塔、精馏塔、无水酒精塔、苯回收塔。54甘蔗酒精生产工艺流程甘蔗粗洗切断捣碎4～6级辊式压榨粗蔗汁调酸澄清清蔗汁发酵离心无酵母发酵液蒸馏成品酒精酵母乳回收酒母55（二）甜菜酒精的生产法国、俄罗斯•甜菜酒精生产工艺流程•甜菜→水力输送→水洗→切块/丝→热处理→加酶处理→带渣甜菜醪→发酵→蒸馏→成品酒精56（三）乳清酒精生产•乳清是生产干酪的下脚。乳清含有4.5～5.0%的乳糖，乳糖是由G和半乳糖组成的双糖。•美国，小型乳清酒精生产。57章总结常用的糖质原料糖质原料生产酒精的一般特点糖蜜酒精生产工艺流程糖蜜的特点与处理制备稀糖液的步骤糖蜜稀释、酸化的目的糖蜜酒精酵母有哪些特点发酵过程中对温度、pH值的控制