糖蜜檢測完整

糖蜜檢測一、糖蜜的來源與種類糖蜜是甘蔗或甜菜糖廠的一種副產(chǎn)品，又稱廢糖蜜，俗稱桔水。糖蜜含糖量較高，因其本身就含有相當數(shù)量的可發(fā)酵性糖，只須添加酵母便可直接發(fā)酵生產(chǎn)酒精，是大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)制造酒精的良好原料。隨著我國制糖工業(yè)的發(fā)展，糖密的產(chǎn)量日益增加，我國不少糖廠都附設酒精車間，作為綜合利用糖蜜生產(chǎn)酒精。從制糖原料來分，糖蜜可分為甘蔗糖蜜和甜菜糖蜜。1(甘蔗糖蜜甘蔗糖蜜是以甘蔗為原料糖廠的一種副產(chǎn)物。我國南方各省，如廣東、廣西、福建、四川和臺灣等省均盛產(chǎn)甘蔗，甘蔗糖廠較多。因此，甘蔗糖蜜的產(chǎn)量也較大，產(chǎn)量約為原料甘蔗的2.5——3,。甘蔗糖蜜中含有較大量的蔗糖和轉(zhuǎn)化糖。由于產(chǎn)區(qū)的土質(zhì)、氣候、原料品種、收獲季節(jié)和制糖方法，工藝條件的不同，因此糖密中的成分也不同。甘蔗糖蜜為棕黃色至黑褐色的均勻濃稠液體，要求無夾雜物，無異臭味，無發(fā)酵跡象，因所含糖分與微生物的數(shù)量不同而分為三級，但各地區(qū)的具體要求也略有差異，例如四川內(nèi)江糖廠的糖蜜按下列要求分三級:一級糖蜜:含糖分為58——65,;含微生物1.0——9.0萬個,1克;二級糖蜜:含糖分為52——58,;含微生物15——50萬個,1克;三級糖蜜:含糖分為46——52,;含微生物100——800萬個,1克。廣東順德糖廠的糖蜜按下列要求分三級:一級糖蜜:含糖分為50,以上;二級糖蜜:含糖分為48——50,;三級糖蜜:含糖分為48,以下。表2-1甘蔗糖蜜的成分廣東四川項目碳酸法亞硫酸法碳酸法錘度(Bx)85.7885.5482.00全糖分%53.8950.8154.80蔗糖%33.8929.7735.80轉(zhuǎn)化糖%20.0020.0019.00純度%62.7859.4059.00非法酵性糖分%5.144.575.06非法酵性糖/全糖%9.558.999.23膠體%9.9111.067.5酸度10.59.510.0硫酸灰分%10.2811.0611.1總氮量%0.4850.4650.54磷酸(P2O5)%0.1300.5950.12(甜菜糖密甜菜糖蜜為甜菜糖廠的一種副產(chǎn)物，它的產(chǎn)量約為甜菜的3——4,，甜菜的生產(chǎn)在我國以東北、西北、華北地區(qū)為主。目前我國黑龍江、遼寧、吉林、內(nèi)蒙古等省區(qū)，都興建了不少利用甜菜制糖的工廠，許多糖廠都附設酒精車間。甜菜糖蜜與甘蔗糖蜜的主要區(qū)別是甜菜糖蜜中轉(zhuǎn)化糖含量極少，而蔗糖含量較多，占絕大部分，甘蔗糖蜜成微酸性，PH6.2，而甜菜糖蜜則呈微堿性，pH7.4，甜菜糖蜜中氮素含量1.68——2.3%，甘蔗糖蜜中氮素含量0.5%，雖然甜菜糖蜜的氮素含量比甘蔗糖蜜多，但是占甜菜糖蜜含氮量50%的甜菜堿很少被酵母消化(在強烈通風下僅消化50%)。表2-2甜菜糖蜜的成分項目遼寧黑龍江錘度(Bx)81.6079.6全糖分%48.7649.4蔗糖%48.7649.27轉(zhuǎn)化糖%/0.13純度%59.7662.0PH7.47.4膠體%10.0010.00硫酸灰分%7.3310.00總氮量%2.082.16磷酸(P2O5)%0.0290.035----------------------------------------------------------------------二、糖蜜發(fā)酵前處理從糖蜜酒精發(fā)酵的特點，可清楚看到糖密干物質(zhì)濃度很大，糖分高，產(chǎn)酸細菌多，灰分與膠體物質(zhì)很多，如果不預先進行處理，酵母是無法直接進行發(fā)酵的。因此必須進行預處理，糖密的處理程序包括稀釋、酸化、滅菌、澄清和添加營養(yǎng)鹽等過程。----------------------------------------------------------------------三、糖蜜的稀釋(一)糖蜜稀釋的工藝要求糖蜜一般錘度為80——90Bx，含糖分50,以上，發(fā)酵前必須用水沖稀，在工藝上稱為稀釋，稀釋糖蜜的濃度隨生產(chǎn)工藝流程和操作而不同，通常糖蜜稀釋的工藝條件為:(1)單濃度流程稀糖液濃度22——25,(2)雙濃度流程酒母稀糖液12——14,基本稀糖液33——35,(二)糖蜜的稀釋方法糖蜜的稀釋方法可分為間歇與連續(xù)兩種:1(間歇稀釋法糖蜜的間歇稀釋是在稀釋罐內(nèi)進行;稀釋罐內(nèi)附有攪拌器。如果工廠原有糖化鍋設備，一般都利用糖化鍋作稀釋設備。糖蜜間歇稀釋法是先將糖蜜由泵送入高位槽，經(jīng)過磅秤稱重后流入稀釋罐，同時加入一定量的水，開動攪拌器充分拌勻，即得所需濃度的稀糖液，經(jīng)過濾后可供酒母培養(yǎng)和發(fā)酵用。2(連續(xù)稀釋法目前我國糖蜜酒精工廠多采用連續(xù)稀釋法，糖蜜連續(xù)稀釋是通過連續(xù)稀釋器進行，常用的連續(xù)稀釋器有下列兩種型式:(1)不帶攪拌器的連續(xù)稀釋器圖2—1為不帶攪拌器的糖蜜連續(xù)稀釋器，該稀釋器為一只圓筒形的管子，順著管長裝有若干孔板式的隔板和一塊篩板，為了使糖蜜與水更好地混合，各板上的孔位都是交錯配置，即一個孔在上部，一個孔在下部，這樣使液體在流動過程中，呈湍流式運動，隔板上孔的直徑，是根據(jù)保證液體在器內(nèi)的湍流式流動來計算的。隔板固定在一對水平軸上，能與軸一道拆卸，以便清洗。稀釋器安裝時通常出口的一端向下傾斜，這種稀釋器的混合效果較好，同時也節(jié)省動力。(2)立式連續(xù)稀釋器該稀釋器也是一只圓筒形的管子，如、圖2—2所示，它是利用截面積不斷的改變，保證液體在器內(nèi)的湍流式流動來達到糖蜜與水均勻混合的目的。糖蜜連續(xù)稀釋時，首先用泵將糖蜜送至高位槽，然后借位壓流往稀釋器，與來自另一高位槽的熱水混合。保證稀糖液的一定濃度是連續(xù)稀釋器操作的關(guān)鍵，調(diào)節(jié)稀糖濃度是依靠相應的閥門用人工控制，在大型工廠中采用能調(diào)節(jié)水及糖蜜流量的聯(lián)動泵來控制。(三)稀釋時糖蜜加水量的計算糖蜜稀釋時，控制稀糖液的濃度是一關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，為了制備一定濃度的稀糖液及精確計算所需的加水量和糖蜜量，通常可以采用下列公式來計算:Pc,V?d?c1式中p——糖蜜量(公斤)c——糖蜜濃度(Bx)V——稀釋后糖液的體積(公斤)d——稀糖液的比重c1——稀糖液的濃度(Bx)所需的糖蜜量;P,V?d?C1/C稀釋律時所需添加水的量為w，則W,Yd,p又?V?d,pC/C1W=PC/C1,P?W,P(C,C1)/C1----------------------------------------------------------------------四、糖蜜的酸化、滅菌、澄清和添加營養(yǎng)鹽考慮到糖蜜中的灰分、膠體物質(zhì)等雜質(zhì)多，有害微生物的污染，營養(yǎng)鹽的缺乏以及適宜酸度的調(diào)整。因此，在糖蜜稀釋的同時，必須進行酸化、滅菌、澄清和添加營養(yǎng)鹽。間歇稀釋操作法則是逐項進行。目前我國糖蜜酒精工廠多采用連續(xù)稀釋熱酸法澄清處理糖蜜，把酸化、滅菌、添加營養(yǎng)鹽和澄清同時一道進行。1(糖蜜的酸化糖蜜加酸酸化的目的是防止雜菌的繁殖，加速糖蜜中灰分與膠體物質(zhì)沉淀，同時調(diào)整稀糖液的酸度，使適于酵母的生長。由于甘蔗糖蜜為微酸性，甜菜糖蜜為微堿性，而酵母發(fā)酵最適pH4.0—4.5，所以工藝上要求糖蜜稀釋時要加酸。對甜菜糖蜜來說，加酸可以使其中的Ca++生成硫酸鈣沉淀，因而加速糖蜜中膠體物質(zhì)與灰分一道沉淀而除去。加酸的方法，各地略有不同。通常間歇發(fā)酵時，較普遍的是采用將酸加入稀糖液中的方法。也有將酸直接加入糖蜜中，但此法在我國很少采用?，F(xiàn)在我國糖蜜酒精工廠多采用將糖蜜稀釋到40—60,時，再加酸，然后加熱澄清，取清液再進行稀釋。這樣既能提高酸的滅菌作用，又可加速沉淀，并能減少酸化設備的容積，提高設備利用率。它的優(yōu)點是:糖蜜只須經(jīng)一次稀釋，簡化了生產(chǎn)過程，有利于實行自動化;加酸可在室外進行，以降低廠房的高度;無須設置單獨的輸酸管道。但缺點是:由于糖蜜黏度大，為了保證糖蜜和酸均勻混合，必須有專門的混合器;酸化后貯存時(貯槽的槽壁必須用涂瀝清漆或鋪聚氯乙烯板等耐酸材料。糖蜜酸化時，通常用硫酸來酸化，也可用鹽酸，但用鹽酸時，在以后生產(chǎn)過程中不生成沉淀，而硫酸鹽是生產(chǎn)設備積垢的主要原因之一。用鹽酸酸化后回收酵母的色澤較好，因Cl-離子能起一定的漂白作用，但鹽酸的腐蝕性較大，在缺乏耐酸材料的情況下，用鹽酸有一定的困難。加酸量與方法一般隨糖蜜的種類而異，甘蔗糖蜜稀釋時可直接加入稀糖液量0.2—0.3,的濃硫酸，混合均勻即可，用酸量(比重1.86，66Be工業(yè)硫酸)2—3.5公升,1噸糖蜜;或者0.7—l公升,1m3發(fā)酵醪。甜菜糖蜜大多帶有堿性，故用酸量較甘蔗糖蜜為多，對單濃度流程來說，基本稀糖液一般不加酸，而酒母稀糖液酸度應在6—7?。甜菜糖蜜中的有機堿(-NH2)，在加酸時與酸作用能放出劇毒的黃棕色氣體NO2，為了避免中毒，酸化槽必須要有排氣孔，酸化工段應有良好的通風設備。2(糖蜜的滅菌糖蜜中常污染大量的微生物，大致包括野生酵母，白念球菌以及乳酸菌一類的產(chǎn)酸菌。為了防止糖液染菌，保證發(fā)酵的正常進行，除了加酸提高糖液的酸度外，最好還要進行滅菌，滅菌方法有兩種:(1)加熱滅菌通蒸汽加熱到80—90?，維持1小時，即可達到滅菌的目的。稀糖液的加熱除了滅菌外，還有利于澄清作用，但加熱處理需要耗大量的蒸汽，又需要增設冷卻、澄清設備，一般工廠不宜采用。(2)藥物防腐我國糖蜜酒精工廠常用防腐劑為:漂白粉，用量為每噸糖蜜200—500克;甲醛，用量為每噸糖蜜用40%甲醛600毫升;氟化鈉，用量為醪量的0.01,;五氯代苯酚鈉，用量為0.004,。五氯代苯酚鈉的結(jié)構(gòu)式如右圖所示。使用時應注意它在酸性環(huán)境中分解成五氯苯酚和鈉鹽，所以應添強加在未酸化的糖蜜稀釋液中。我國吉林新中國糖廠酒精車間曾用多種藥物對嚴重染菌糖蜜進行了滅菌試驗，分別加入含量為92,的五氯代苯酚鈉0.0004，含量為40,的甲醛0.084,，漂白粉0.006,。試驗結(jié)果說明五氯代苯酚鈉的效果最好，漂白粉次之，甲醛更次之。近幾年，抗菌物質(zhì)也有用于防止發(fā)酵時雜菌的污染。蘇聯(lián)一些酒精工廠采用一種名叫抗乳菌素的抗菌物質(zhì)，它是從紫色放線菌135,1的菌絲體中分離出來，當發(fā)酵液中添加l—20微克,毫升(溶解于50,酒精溶液)時，便可抑制乳酸菌活動，而不影響霉菌與酵母的生長。糖蜜發(fā)酵時加入劑量為0.005,的抗乳菌素，不影響酒精的產(chǎn)量和質(zhì)量，而抑制乳酸菌的效果甚好。3(糖蜜澄清糖蜜中含有很多的膠體物質(zhì)、灰分和其它懸浮物質(zhì)，它的存在對酵母的生長與酒精發(fā)酵均有害，故應當盡可能除去，糖蜜的澄清方法有:(1)加酸通風沉淀法此法又稱冷酸通風處理法。將糖蜜加水稀釋至50Bx左右，加入0.2—0.3,濃硫酸，通入壓縮空氣1小時，靜止澄清8小時，取出上清液作為制備糖液用，通風一方面可趕走SO2或NO2等有害氣體以及揮發(fā)性酸和其他揮發(fā)物質(zhì);另一方面可增加糖液中的含氧量，提高糖液的溶氧系數(shù)，以利酵母的增殖。(2)熱酸處理法在較高的溫度和酸度下，對糖蜜中有害微生物的滅菌作用和膠體物質(zhì)、灰分雜質(zhì)的澄清沉降作用均較強。采用熱酸處理法，通常把酸化滅菌和澄清同時進行，工藝上在原糖蜜稀釋時，采用階段稀釋法。第一階段先用60?溫水將糖蜜稀釋至55—58Bx，同時添加濃硫酸調(diào)整酸度，PH3—3.8，進行酸化，然后靜止5-6小時。第二階段則將已經(jīng)酸化的糖液再稀釋到酵母培養(yǎng)液所需的濃度12—14,，而供發(fā)酵醪用的糖蜜經(jīng)連續(xù)稀釋器一次加水稀釋至所需要的濃度。然后流入主發(fā)酵罐內(nèi)。此外，我國某酒精廠采用熱酸通風沉淀的操作過程如下:糖蜜加水稀釋到濃度為40,，然后加入一定量的硫酸，將pH調(diào)節(jié)到4-4.5，放人澄清槽加熱至80—90?，通風30分鐘，通風后保溫70—80?靜止澄清8—12小時，然后取出上層清液冷卻，以后處理按一般的工藝流程進行。所得沉淀物質(zhì)可再加4—5倍的水充分攪拌，然后靜止澄清4—5小時，所得的澄清液可用作下一次稀釋糖密用水，殘渣則棄去。從提純效果來看，這個方法比冷酸通風處理法好。但這個方法的缺點是:澄清時間較長，需要較多澄清桶，占地面積大，花勞動力多。從減少設備腐蝕，不需冷卻設備，縮短生產(chǎn)周期，大規(guī)模生產(chǎn)采用冷酸通風沉淀方法較適宜。國內(nèi)有些工廠試驗添加聚丙烯酰胺(PAM)絮凝劑來作酒母稀糖液的澄清處理，可大大縮短澄清時間。聚丙烯酰胺是由約4萬個丙酰胺單體CH2,CH-CONH2組成的，它的化學結(jié)構(gòu)式為:添加絮凝劑加速澄清沉降的工藝操作如下:先將糖蜜加水稀釋40——50Bx，加一定硫酸調(diào)pH3—3.8，加熱100?，添加8PPm的PAM，攪拌均勻，絮凝澄清靜止1小時，取清液即可制備稀糖液用。國內(nèi)大多數(shù)糖蜜酒精工廠只考慮用作酒母的稀糖液進行澄清處理，而對基本糖液則不經(jīng)澄清處理，這樣可大大簡化生產(chǎn)，提高效率。(3)機械分離法采用壓濾法或離心機分離法。4(營養(yǎng)鹽的添加酵母生長繁殖時需要一定的氮源、磷源、生長素、鎂鹽等。新鮮甘蔗汁或甜菜汁原含有足夠酵母所需要的含氮化合物、磷酸鹽類及生長素，但由于經(jīng)過了制糖和糖蜜的處理等工序而大部分消失。糖蜜因制糖方法的不同，所含的成分也不一樣，稀糖液中常常缺乏酵母營養(yǎng)物質(zhì)，不但直接影響酵母的生長，而且影響酒精的產(chǎn)量。因此必須對糖蜜進行分析，檢查是否缺乏營養(yǎng)分，了解缺乏的程度，然后適當添加必須的營養(yǎng)分。(1)甘蔗糖蜜所需添加的營養(yǎng)分和生長素甘蔗糖蜜對酵母來說需要添加氮源、磷源、鎂鹽和生長素。?氮源氮的需要量可根據(jù)酵母細胞數(shù)及糖蜜中氮的含量來計算。例如每一毫升成熟酒母醪含有1.5億酵母細胞，即一公升中含有1500億，每1億酵母重0.07克，則每公斤酒母中酵母細胞的重量為1500×0.07,10.5克。已知鮮酵母含氮量為2.1,，則每公斤酒母醪含氮量為10×0.021,0.21克，而制備一公斤酒母醪用糖蜜150克。甘蔗糖蜜含氮約0.5,，其中能被酵母利用的氨基態(tài)氮及其它氮素僅為20—25,，即150克糖蜜中含有能被利用的氮0.15克，甘蔗糖蜜中的氮不能滿足酵母生長繁殖的需要，故甘蔗糖蜜需添加氮源。我國甘蔗糖蜜酒精工廠普遍采用硫酸銨(NH4)2SO4作為N源，因為銨易被酵母消化，用量為每噸糖蜜添加氮量為21,的硫酸銨1—1.2公斤，即0.1—0.12,，四川內(nèi)江一帶多采用每公升糖蜜添加1克硫酸銨。有些工廠添加尿素，尿素含氮量為46,，因而可適當減少用量，通常為硫酸銨用量的一半。有些工廠加酵母自溶物作為稀糖液的氮素補充物。取分離出的酒精酵母泥，置于35—40?溫度下，使酵母細胞自溶，通過菌體的蛋白酶將酵母細胞分解為氨基酸作為氮源的補充，這樣可減少3,4的硫酸銨用量。有些工廠添加麩曲作為氮源的補充。麩皮中含有豐富的蛋白質(zhì)，但不能直接為酵母利用，如用蛋白質(zhì)分解能力強的曲霉菌制成麩曲，再加熱50?，保溫6小時，便可使蛋白質(zhì)分解變?yōu)榭扇苄缘?，同時曲霉菌還能合成酵母所需要的生長素，故添加麩曲除了可補充稀糖液中的氮源外，還能補充生長素，這樣可大大節(jié)省硫酸銨和尿素。?磷源我國甘蔗糖蜜酒精工廠所添加的磷酸鹽，多數(shù)采用鈉、鉀、銨、鈣鹽類，因溶液為酸性，適于酵母的生長繁殖和酒精發(fā)酵，普遍采用過磷酸鈣，用量為糖蜜的0.25—0.3,。?鎂鹽鎂鹽的存在不僅能促進酵母的生長、繁殖，擴大酵母生長素的效能，同時也能促進酒精發(fā)酵，因激酶的催化反應前提條件是離不開Mg++，同