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摘要:现如今,全球能源主体化石燃料多度消耗,加上环境污染愈加严重,人们开始认识到节能减排、保护环境的重要性,这就促使人们积极研究和寻找可取代石油能源的燃料,而燃料乙醇正是取代燃料之一,相较于普通汽油,这种燃料的安全性更好的、燃烧性能更优、一氧化碳排放更低,以此来燃料乙醇作为现阶段的“绿色能源”,得到了大力推广。本文主要对酒精半成品发酵成熟醪进行全分析。
关键词:发酵成熟醪;酒精半成品;还原糖
前言
燃料乙醇作为可再生能源之一,其主要是通过对多种淀粉质粮食和多种植物纤维原料进行发酵与蒸馏而制成的[1]。按照一定的比例来对变性燃料乙醇与组分汽油进行混合,即可获得新型清洁环保燃料,也就是乙醇汽油,这一燃料应用到汽车中,可以在极大程度上减少汽油消耗,降低原油进口量,并在有效减轻汽车尾气污染[2]。同时,发酵成熟醪能够直接用来生产无水酒精,因此发酵成熟醪的每一项指标均会较大的影响到工艺产酒的多少[3]。针对这一情况,相关企业必须高度重视酒精半成品发酵成熟的全分析。
1.工艺流程
1.1液化工序
针对液化工序而言,其工艺目的在于:在细粉箱内放入充足的玉米面,确保生产有序开展,并保障两线的细粉箱储料均衡,利用绞龙把玉米面和工艺水、清液依据相应的比例进行混合,在混合过程中需加入液化酶、碱液,以此来对醪液进行配制;当淀粉受到淀粉酶作用后,将会发生液化情况,最终分解成短链糊精和少量葡萄糖。液化工序的工艺流程如图1所示。
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图1 液化工序的工艺流程示意图
1.2糖化工序
针对糖化工序而言,其工艺目的主要在于:促使液化醪中的短链糊精转变成可发酵性糖,从而方便酵母的利用。糖化工序的工艺流程如图2所示。
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图2 糖化工序的工艺流程示意图
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图3 酒母工序的工艺流程示意图
1.3酒母工序
针对酒母工序而言,其工艺目的主要在于:借助糖化醪和营养盐等介质来激活酵母,促使其繁殖速度变快,使之更具活力,从而实现快速发酵,使酵母的抵抗杂菌能力得以显著提升,这样能够确保发酵过程中具备足够量的酵母细胞。酒母工序的工艺流程如图3所示。
1.4发酵工序
针对发酵工序而言,其工艺目的主要在于:借助该工艺,让葡萄糖及其其可发酵性糖因受到酵母菌影响,而在极大程度上转变成酒精。
1.5蒸馏工序
针对蒸馏工序而言,其工艺目的主要在于:利用蒸馏分离来对成熟醪中的物质进行浓缩,确保生产出来的产品满足相关规范。蒸馏工序的工艺流程如图4所示。
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图4 蒸馏工序的工艺流程示意图
2.控制指标
关于酒精半成品发酵成熟醪的控制指标,具体内容如下:(1)给料工序,粉碎粒度必须大于等于85%;(2)液化工序,粉浆PH值的回配在5.3至5.8之间,而不回配应大于6.0;(3)糖化工序,关于糖化醪糖度,若清液不回配,则该指标应控制在21至24°BX,若清液回配,则该指标应控制在22至26°BX;糖化率为20%至50%,PH值在4.0至4.5之间;(4)酒母工序,外观糖为12至20°BX,PH值在3.4至3.8之间,酵母数大于等于2.0亿/ml,出芽率大于等于15%,死亡率小于等于20%,酒份在2.0至6.0%(V/V),挥发酸必须低于0.15;(5)发酵工序,对于发酵1#罐的控制指标,酒份应超过6.5%(V/V),挥发酸必须低于0.2,酵母数大于亿/ml;对于发酵2#罐的控制指标,酒份应超过9.0%(V/V),挥发酸必须低于0.25;针对发酵成熟醪的指标,外观糖必须小于等于1.0°BX,酒份应大于等于11.5%(V/V),挥发酸必须低于0.3,残还原糖小于等于0.3g/100ml;残总糖小于等于2.5g/100ml/ml;(6)蒸馏工序,粗馏塔的废液含酒应小于等于0.05%(V/V),精塔的废水含酒小于等于0.05%(V/V),净化塔C的废水含酒小于等于0.05%(V/V)。
3.发酵醪的检验
3.1取样方法
当正式进行发酵醪蒸馏前2小时,工作人员必须对各罐进行搅拌,搅拌时间为10分钟,前两杯倒掉,选择第三杯作为样品。
3.2酒精含量的测定
关于仪器的选择,主要包括:500ml蒸馏烧瓶、蛇形冷凝器、100ml容量瓶、漏斗、电炉、酒精计、温度计。关于分析方法,将10ml发酵醪注入到500ml蒸馏烧瓶之中,然后加入100ml的水,充分连接其烧瓶和冷凝器,严禁出现漏气情况,再将蒸馏烧瓶放置在电炉上加热蒸馏,使用100ml容量瓶来收集馏出液,当馏出液达到刻度时,需取下摇匀,并倒入100ml量筒,使用水银与酒精温度计来对馏出液的温度、酒精度进行测量,最后结合测量结果相关换算表,换算成20℃时的酒精度。
3.3挥发酸
关于仪表和试剂的选择,主要包括:100ml三角瓶、10ml大度吸管、0.1mol/l氢氧化钠、10ml滴定管、1.0%酚酞指示剂。关于测定方法,将50ml酒精度的馏出液注入到三角瓶中,然后加入2滴酚酞指示剂,选择0.1mol/l氢氧化钠溶液测定,最后的结果除以5。
3.4外观糖测定
关于取样方法,取糖化后冷却完毕的发酵醪在经双层纱布过滤后作为样品。关于糖度的测定,将一定量的糖化醪滤液注入到量筒中,选择糖度计进行测定,并温度进行测定,利用糖度温度更正表来对糖度进行校正,获得20℃时的糖度。
3.5总酸度
酸度主要指将10ml试样消耗0.1mol/l氢氧化钠溶液1ml,当作一个酸度单位。将1ml发酵醪过滤液注入到50至150ml三角瓶中,并加入10ml中性蒸馏水和1滴1%酚酞指示剂,借助0.1mol/l的氢氧化钠溶液滴定至微红色,使之在30秒内不退色为止,酸度=滴定毫升数×10。
3.6还原糖测定
关于仪器和试剂的选择,其中仪器主要有:250ml三角瓶、5ml与10ml大肚吸管、25ml酸式滴定管、50ml量筒、100ml容量瓶;试剂主要有:0.25%葡萄糖溶液、裴林氏溶液、乙液。关于测定方法,将5ml裴林氏溶液和5ml乙液注入到250ml三角瓶中,并加入20ml水,将之混合均匀后,然后放置到石棉铁丝网上,使用电炉加热,待其沸腾后,选择滴定管慢慢滴入0.25%葡萄糖标准溶液,当没有试液兰色后,需滴入2滴0.5%次甲基兰指示剂,试液复呈兰色再以一定速度滴入葡萄糖溶液,待没有试液兰色且开始呈现红色为止。最后,量取发酵醪液50ml定容至250ml,选择脱脂棉过滤,将滤液10ml注入到盛有5ml裴林氏甲、5ml乙液、20ml水的三角瓶中,依据常规定糖法测糖,并选择0.25%葡萄糖依据同一条件开展空白实验。
3.7残总量的测定
关于试剂的制备,主要包括:20%盐酸溶液和20%氢氧化钠溶液。关于残总量的测定如图5所示。
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图5残总量的计算公式
3.8过滤总糖的测定
关于过滤总糖的测定如如6所示。
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图6 过滤总糖的计算公式
3.9糊精及残淀粉的计算
残糊精=(过滤总糖-还原糖)×0.9g糊精/100ml
残淀粉=(残总糖-过滤总糖)×0.9g淀粉/100ml
结束语
通过对酒精半成品的成熟醪进行全分析,可以发现其检验主要涉及到酒精含量、挥发酸、外观糖、总酸度、还原糖、过滤总糖、糊精及残淀粉等方面,当原料的种类和加工方法、菌种性能发生变化时,发酵成熟醪的化学组成也会随之发生变化。
参考文献
[1]禹邦超,王旭.几种新型发酵法简介[J].高等函授学报:自然科学版,1996(03):52-56.
[2]黄允升,罗虎,许旺发,等.糖化酶在酒精发酵中的生产应用[J].轻工科技,2017(10):5-6.
[3]李莉,刘晓峰.陈化水稻发酵生产乙醇的研究[J].酿酒,2018(05):109-111.