薯类酒精生产无蒸煮、糖化、发酵技术的探讨

　一、原料的配比与无蒸煮糖化

    　粉碎原料进入拌料罐内，加酒精糟滤液30%－40%（75℃－80℃）回用于拌料，同时还需要添加部分蒸馏冷却水（温度76℃－78℃）制成粉浆。

    　原料破碎细度通过直径1.5mm－1.8mm筛板孔，拌料温度70℃－75℃，拌料加水比1：2.5－2.8，选择如此高的水温及粉浆浓度，是为了无蒸煮降低蒸汽消耗，达到浓醪发酵工艺，节省能源。此外，较高的水温容易使粉浆结团，为解决这一矛盾，添加耐高温α－淀粉酶，用量0.8ц/g－1.2ц/g淀粉，可使原料中的淀粉和植物细胞组织充分吸水膨胀，在耐高温α－淀粉酶作用下，迅速水解为糊精、低聚糖等，既避免粉浆结团又达到无蒸煮的目的。

    　糖化过程关键控制点：每一种酶只有在一定的pH范围内才能表现出最大的酶活性，即酶的最适pH值。如果糖化pH值偏高，容易引起杂菌污染，pH过低又会引起酶失活而降低酶促反应速度。因此，一定要控制好最适pH，糖化酶最适pH为4.2－5.0。我厂通过在拌料罐内加入30%－40%、pH4.1－4.8的酒精糟滤液来调节糖化的pH，可使糖化的pH降低1.2，达到糖化酶的最适值，进一步提高酶反应速度，缩短了糖化时间，提高了设备使用率。

    　糖化中的酶活性对提高淀粉利用率极为重要。酶活力不够，会导致液化中糊精发酵不能彻底转化为可发酵性糖。

    　糖化剂的用量增加，对酒精发酵有缩短发酵周期和提高出酒率的作用。但是过度使用糖化剂会增加生产成本，由于淀粉酶的液化作用，糖化酶的使用量可逐步降低。在生产中，糖化酶及淀粉酶的用量大小是一个直接关系到糖化反应是否彻底的关键问题。

    　酶活性的保留控制主要是：

    　1.控制糖化温度。在糖化温度掌控上坚持宁底勿高的原则。

    　2.控制糖化温度在60℃±2以下，糖化时间控制在10min－20min。

    　3.在糖化锅内第二次添加α－淀粉酶。

    　4.在糊化醪中添加淀粉酶。

    　5.用酶量每克原料90单位－120单位。

    　二、无蒸煮发酵

    　采用间歇发酵法，投产时在酒母工段接入耐高温酵母菌种，培养小酒母，12小时后接入大酒母培养，8小时成熟后压入发酵罐内，加大酒母用量，接种量达到15%－20%，同时加入糖化醪发酵，进料入内pH已调到4.1－4.6，发酵总周期64小时，主要分为3个部分：

    　1.前发酵期，入罐时温度32℃－34℃，时间8小时－10小时，主要是酵母菌生长繁殖。

    　2.主发酵期，温度控制在34℃－36℃，时间12小时－20小时，是产酒精的关键时期。

    　3.后发酵期温度从34℃－36℃，慢慢下降到31℃－33℃，时间33小时－37小时。

    　浓醪发酵法成熟发酵醪， 还原糖浓度在0.3%以下，总糖在0.5%以下，酒精度在10%－11%（表1、表2）。

    　发酵成熟后2小时－4小时后泵入蒸馏工段。蒸馏工序采用汽相过塔和液相过塔的方法，进行蒸馏。成熟的发酵醪在蒸馏工序完成后，进行酒精产品的提纯和糟液的分离工作（图1）。

    　无蒸煮高浓度的酒精发酵混合物中，分离组分所需的能耗较少。在酒精生产过程中，发酵成熟醪酒精含量从8.5%提高到10%－11%，节约蒸汽，减少废液排放，降低废水处理费用。

    　在无蒸煮、糖化、发酵过程中只要抓好无蒸煮液化、糊化、糖化、酵母的制备、发酵管理这几个关键环节，淀粉出率是理想的、能耗是低的、设备利用率是高的、吨酒精生产成本降低260元以上。