酒精技術(shù)問答

1.10生產(chǎn)中需要的輔助原料主要有哪些？生產(chǎn)酒精除了需要大量的淀粉質(zhì)和糖質(zhì)原料外，通常還需要一定的輔助原料。例如濃硫酸（H2SO4濃度98%、比重1.84）、濃磷酸（H3PO4濃度85%、比重1.69）、尿素［CO（NH2）2］或硫酸銨［（NH4）2SO4］、麩皮、豆餅粉、米糠、玉米漿等。這些物質(zhì)的作用雖各不相同，但目的一致，下面分別敘述。（一）硫酸、磷酸硫酸系主要用于調(diào)節(jié)各種培養(yǎng)液、糖化醪、發(fā)酵醪的pH值，使pH值控制在酵母菌、曲霉菌生長(zhǎng)、繁殖、代謝所需的范圍內(nèi)，保持適宜的酸度，促使生產(chǎn)用菌種的良好生長(zhǎng)和發(fā)酵，抑制生產(chǎn)中有害微生物一細(xì)菌的生長(zhǎng)和繁殖。一般情況下，硫酸的添加量大約為原料量的0.05一0.3%。也可根據(jù)“調(diào)原料的pH值實(shí)驗(yàn)”和估算求得硫酸的添加量（估算方法見后面工藝計(jì)算題）。但主要是以控制醪液中的pH值在4.0一5.0之間來確定硫酸的添加量。磷酸中的磷元素，是酵母菌、曲霉菌的菌體細(xì)胞組成物之一，特別是對(duì)腺嘌吟核苷酸的組成，在細(xì)胞中起著傳遞電子和能量的作用。同時(shí)磷酸在醪液中與其它物質(zhì)結(jié)合的磷酸鹽，又是重要的pH值緩沖劑。當(dāng)酵母和曲霉細(xì)胞中缺少磷時(shí)，就可能影響細(xì)胞的出芽和酶的形成，對(duì)原料的糖化和發(fā)酵將產(chǎn)生影響。所以，磷酸也可歸納為生產(chǎn)用菌種的營(yíng)養(yǎng)料之一，各種培養(yǎng)液、發(fā)酵醪中必須具有一定的含磷化合物或添加磷酸。一般酵母、曲霉菌對(duì)磷的需要量大約在0.005一0.01M（克分子濃度）之間。生產(chǎn)中其添加量一般控制為醪液體積的0.03一0.06%。對(duì)于含磷較多的原料，可以不另添加。（二）尿素、硫酸銨尿素和硫酸銨都是為酵母、曲霉菌在合成菌體時(shí)提供氮源，以組成細(xì)胞中的蛋白質(zhì)。其中尿素中含氮占46%，硫酸銨含氮占21%，生產(chǎn)中一般只需添加一種就可以了，通常是使用硫酸銨，其用量大約為原料量的0.1—0.16%，也可根據(jù)原料中的含氮量與所需量的關(guān)系求得近似的添加量。（計(jì)算方法參考后面常用工藝計(jì)算習(xí)題）使用尿素時(shí)的用量約為硫酸銨用量的1/2。尿素、硫酸銨含氮量計(jì)算：尿素含氮量=2NX100%/CO（NH2）2=14X2X100%/60=46%硫酸銨含氮量=2NX100%/（NH4）2SO4=2X14X100%/132=21%麩皮、豆餅粉、米糠、玉米漿因?yàn)樵邴熎ぁ⒍癸灧?、米糠、玉米漿中，含有較豐富的蛋白質(zhì)、氨基酸和維生素(包括生長(zhǎng)素)，而酵母、曲霉菌在培養(yǎng)的過程中又需要足夠的蛋白質(zhì)、氨基酸和維生素來合成菌體細(xì)胞和促進(jìn)生長(zhǎng)。所以，這些原料中的有用成分是生產(chǎn)用菌種的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，加入這些物質(zhì)培養(yǎng)菌種，有利于它們的生長(zhǎng)。另外，麩皮、米糠還具有結(jié)構(gòu)疏松，通風(fēng)性能較好，有利于培養(yǎng)酒母和液體曲。所以它們也是生產(chǎn)中不可缺少的物質(zhì)。酒精生產(chǎn)技術(shù)問答1.15用玉米原料生產(chǎn)酒精有什么特點(diǎn)？玉米。四川叫苞谷，它是一種高產(chǎn)的農(nóng)作物。干玉米，籽粒結(jié)實(shí)，硬度較高。玉米籽粒中含4—5%的脂肪，在其胚體中高達(dá)14—40%。用玉米生產(chǎn)酒精有以下四個(gè)特點(diǎn)。原料的粉碎由于玉米籽粒結(jié)構(gòu)比較堅(jiān)實(shí)，在粉碎時(shí)對(duì)篩網(wǎng)和錘刀片磨損較大，耗電較多?？刹捎靡患?jí)粉碎或二級(jí)粉碎，但用一級(jí)粉碎較多，篩網(wǎng)孔徑可比其它原料略小或相同。拌槳和蒸煮粉碎后的玉米粉末原料在加水拌漿時(shí)，為了盡量減少原料在加熱蒸煮時(shí)，可溶碳水化合物的損失，保持適宜的發(fā)酵濃度，通常采用原料：水=1：3.0—4.0，拌漿時(shí)根據(jù)玉米淀粉結(jié)構(gòu)緊密、質(zhì)地堅(jiān)硬、較難糊化的特點(diǎn)，可用50°C以下的溫水進(jìn)行拌漿，拌勻后升溫至70—8O°C，預(yù)煮20—40分鐘，然后再蒸煮。蒸煮溫度比薯十原料高10—15C，蒸煮壓力比苕十高0.3—0.5kg/cm2(表壓，以下同)。例如某廠用玉米生產(chǎn)酒精時(shí)，其蒸煮工藝條件如下：1*蒸煮鍋溫度141-145C，壓力3.2—3.5kg/cm2。2*蒸煮鍋溫度136-140C，壓力3.0—3.2kg/cm2。3*蒸煮鍋溫度132-135C，壓力2.8—3.0kg/cm2。整個(gè)蒸煮時(shí)間不少于90分鐘，糊化率為85—92%。糖化和發(fā)酵玉米原料的糖化和發(fā)酵與其它淀粉質(zhì)原料相比，有突出的兩個(gè)特點(diǎn)：玉米原料含有較豐富的蛋白質(zhì)，在發(fā)酵時(shí)不須加入更多的無機(jī)氮就能滿足酵母發(fā)酵中的需要量。由于玉米顆粒中含有較高的脂肪，在進(jìn)行糖化時(shí)，特別是間歇糖化易使糖化醪表面形成一油層，影響散熱并使醪液的酸度上升，易引起雜菌的污染。在發(fā)酵時(shí)，如果前工序中沒有取油，也易在發(fā)酵醪表面形成油層，使CO2氣體不易及時(shí)排除，影響酵母的正常發(fā)酵，同時(shí)也易引起雜菌污染。所以在糖化、發(fā)酵前，最好先把玉米中脂肪除去一部分，再進(jìn)行糖化和發(fā)酵，或者在糖化鍋、發(fā)酵罐的上表面安裝采油器，使醒液表面的油層充分分離出來。由于上述因素的影響，在生產(chǎn)中往往化驗(yàn)出玉米含淀粉比高梁等原料含量高。而實(shí)際出酒率較低，就是由于這些因素所導(dǎo)致的。成熟醪的蒸餾由于玉米原料含有較豐富的蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)水解后，經(jīng)酵母的發(fā)酵作用，在發(fā)酵醪中要產(chǎn)生較多的雜醇油，其含量約為酒精產(chǎn)量的0.5—0.7%，所以在蒸餾中要加強(qiáng)取油，以防止成品中雜醇油含量超過國(guó)標(biāo)的規(guī)定。酒精生產(chǎn)技術(shù)問答1.17利用木薯原料生產(chǎn)酒精應(yīng)注意些什么？木薯由于含有很高的淀粉，是生產(chǎn)酒精的好原料，利用木薯原料生產(chǎn)酒精時(shí)，為確保酒精質(zhì)量合符國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，生產(chǎn)中應(yīng)注意兩個(gè)方面。木薯分苦味木薯和甜味木著兩種。在苦味木薯中含有較多的果膠質(zhì)和氤化物，它們都是發(fā)酵中的有害物，也是有毒物，影響酒精的質(zhì)量，因此在利用木薯時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)蒸煮后廢氣的排放，使這些低沸點(diǎn)的有害物多數(shù)從排氣管中排出，除了加強(qiáng)原料的蒸煮外，還應(yīng)加強(qiáng)蒸餾工段的管理，防止酒精中甲醇、氤化物含量超過國(guó)家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的限量。在使用甜味木薯時(shí)，由于甜味木薯中含有1.3—4%蔗糖，所以，在蒸煮時(shí)應(yīng)注意蒸煮的壓力、溫度和拌漿時(shí)的加水量，防止蒸煮的過程中產(chǎn)生大雖的焦搪，影響酵母的發(fā)酵和損失原料中的有效成分。1.5單糖、雙糖、多糖在生產(chǎn)中的作用怎樣？從酒精生產(chǎn)工藝?yán)碚撋现v，必須對(duì)單糖、雙糖、多糖的性質(zhì)有所了解，單糖中主要包括葡萄糖和果糖。葡萄糖、果糖(C6H12O6)是酵母發(fā)酵生產(chǎn)酒精的碳素營(yíng)養(yǎng)和能量的來源，它含量的多少，決定著酒精產(chǎn)量的高低。純的葡萄糖、果糖是一種白色或黃白色品體，易溶于水，具有甜味。葡萄糖被廣泛用于醫(yī)療方面。果糖有和蔗糖相類似的甜味，甜度相當(dāng)于蔗糖的1.7倍左右。在生產(chǎn)酒精過程中，葡萄糖或果糖經(jīng)酵解后，通過酵母細(xì)胞內(nèi)的酒化酶作用被轉(zhuǎn)化為酒精和二氧化碳。1mol的葡萄糖或果糖水解發(fā)酵后，理論上可得到2mol的酒精和2mol的二氧化碳。蔗糖、麥芽糖同樣是生產(chǎn)酒精的主要中間原料，是一種易溶解于溫水、具有甜味的品體物質(zhì)。蔗糖主要存在于甘蔗和甜菜中，是生產(chǎn)白砂糖和酒精的主要原料。利用生產(chǎn)白砂糖后的糖蜜生產(chǎn)酒精，也就是利用糖蜜中含有占全糖分25-45%的蔗糖進(jìn)行水解，生成葡萄糖和果糖后，再被酵母發(fā)酵產(chǎn)生酒精。1mol的蔗糖水解后，可生成1mol葡萄糖和1mol的果糖。最后生成4mol的酒精和4mol的二氧化碳。麥芽糖是我國(guó)最早的食用糖。在酒精生產(chǎn)中，主要是淀粉質(zhì)原料中的淀粉，在稀酸或a-淀粉酶的作用下，將淀粉水解成為麥芽糖，再在麥芽糖酶的作用下，發(fā)生水解，生成葡萄糖，最后被酵母中的酒化酶作用，就產(chǎn)生酒精和二氧化碳。即1mol的麥芽糖水解后能生成2mo1的葡萄糖。淀粉和纖維素，它們廣泛存在于植物的塊莖中，也是生產(chǎn)酒精的主要原料，當(dāng)它們?cè)诘矸鬯饷负屠w維水解酶的作用下，發(fā)生水解后，同樣可以被酵母吸收、利用，排出代謝產(chǎn)物一酒精。由于酵母對(duì)纖維素分解力較差，酵解前若不對(duì)其進(jìn)行水解，纖維素對(duì)發(fā)酵是無利的，所以選擇原料時(shí)，要求纖維含量要適當(dāng)，否則就會(huì)影響發(fā)酵的進(jìn)行?？傊?，酒精生產(chǎn)中，單糖、雙糖、多糖是發(fā)酵法生產(chǎn)酒精的必具物質(zhì)，沒有這些物質(zhì)，就不可能發(fā)酵出酒精。原料中含量越豐富，單位酒精的糧耗就越少，成本就越低.1.6什么是蛋白質(zhì)、氨基酸？蛋白質(zhì)是酵母、曲霉菌和一切微生物、生物合成菌體、生物細(xì)胞的重要組成物之一，是構(gòu)成生物體細(xì)胞的一類最重要的有機(jī)化合物。它主要由碳、氫、氧、氮及少量的硫、鐵、磷等元素組成，是由多種氨基酸結(jié)合的生物大分子。它的分子量非常巨大，從幾萬到幾十萬不等，有些蛋白質(zhì)的分子量其至能達(dá)到幾百萬至幾千萬。組成蛋白質(zhì)的氨基酸。據(jù)目前所知，約有20多種，這些氨基酸，按照不同的比例和不同的排列順序連結(jié)在一起，構(gòu)成了種類繁多的蛋白質(zhì)，不同的蛋白質(zhì)具有不同的理化性質(zhì)、生化功能。原料中所含的蛋白質(zhì)是生產(chǎn)用菌種氮源的供給之一。一般說來，蛋白質(zhì)的平均含氮量在16%左右，所以用凱氏法測(cè)定原料所含蛋白質(zhì)時(shí)，將所得氮含量乘以6.25（100/16=6.25），就可得到蛋白質(zhì)的含量。蛋白質(zhì)中主要元素的百分含量：元素CHONSP含量％50723160-30-3其它元素鐵、鋅、銅等含量非常少。氨基酸是蛋白質(zhì)受到酸、堿、加熱作用或在蛋白酶的水解下的產(chǎn)物。氨基酸也是一種含氮的有機(jī)物質(zhì)，是生產(chǎn)用菌種、酵母和曲霉菌營(yíng)養(yǎng)物和細(xì)胞組成物之一。它的分