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2017-01-03 11:47:37
生料发酵的诸多益处如前所述,在实际生产中,生料发酵会遇到一些工艺方面 应该注意的问题,在此我们结合近年来工业化过程中遇到的问题,小结如下。
(1)颗粒尺寸的控制酶制剂要与淀粉颗粒作用,理论上有以下几种途径:通 过表面的孔;通过淀粉聚合物的链向中心作用;颗粒中的一些裂缝;扩散等。 如果 淀粉没有被作用,酶制剂是不可能在其中扩散...[展开]
生料发酵的诸多益处如前所述,在实际生产中,生料发酵会遇到一些工艺方面 应该注意的问题,在此我们结合近年来工业化过程中遇到的问题,小结如下。
(1)颗粒尺寸的控制酶制剂要与淀粉颗粒作用,理论上有以下几种途径:通 过表面的孔;通过淀粉聚合物的链向中心作用;颗粒中的一些裂缝;扩散等。
如果 淀粉没有被作用,酶制剂是不可能在其中扩散的,因为酶制剂分子的大小,如a-淀粉酶2 3 4nm左右、糖化酶GA8〜10nm,比淀粉中最大的空也大近10倍。反应最 初,酵母是先利用原料中的游离糖;生料水解酶先作用无定形的淀粉颗粒;发酵进 行一段时间后,淀粉颗粒变成多孔结构或中间形成大的缝隙;反应后期整个结构 坍塌。
原料的颗粒大小对于生料发酵过程非常重要,颗粒直径减小一半,比表面积就 增大36倍,与酶接触的机会就更多。颗粒大小的重要程度依原料的不同而有所不 同。对于玉米和高粱,颗粒要基本过30目,颗粒若大于20目则效率大大下降;预 处理/活化过程对这两种底物并不起很大作用。
而对于大米的情况则相对容易,大 颗粒的碎米在蛋白酶的帮助下,发酵的效率也可以非常高。麦类底物的颗粒要求 不严格,底物过8目筛问题就不大,但必须有预处理/活化过程来帮助。
(2) 搅拌混合和输送的问题由于生料过程中的淀粉颗粒并没有像传统过程 中的淀粉经过糊化、液化形成相对均一的体系,因此一定要有适度的搅拌来保持淀 粉颗粒在系统中的均匀分布而不至于沉降在发酵罐的底部。
采用的解决办法有: 通过泵来打外循环;或用搅拌桨来进行侧搅拌。因为发酵罐的体积一般都比较大, 立式搅拌的难度比较大。搅拌的问题在发酵初期显得尤为重要,在发酵进行了一 段时间后,淀粉颗粒变成中空结构,且有产生C02的扰动,因此搅拌可降低,或改成 定时搅拌一段时间。
在输送时,也会遇到与传统浓醪发酵过程中一样的沉降问题, 因此,在弯角处一定要保持一定的速度,如传统过程类似的要求0。3m/s。
对于非淀粉类多糖和纤维量比较高的如麦类和薯类,在生料过程中,淀粉未糊 化,仍有一定的黏度,在搅拌和输送中要考虑。
(3) 温度的控制生料发酵过程与传统发酵过程相比相对比较平稳,温度不 会像传统过程中升得那么高。 即使这样,适当的冷却也还是需要的,特别是在干物 质浓度比较高的时候。
发酵温度基本应控制在不高于34℃。若能采用温度梯度 过程进行发酵,效果会更好。
(4) 染菌的控制酒精发酵上的染菌大多来自乳酸菌。在我国很多工厂,特 别是燃料酒精厂,常用不同种类的抗生素来处理这个问题,还有的用次氯酸类的化 学品来杀菌。
在某些情况下,如欧洲食用酒精的生产,整个过程中完全不允许使用抗生素等化学品。解决的方法是采取低pH酵母扩培。因为细菌和微生物的生长 在低pH相对困难,而对酵母问题不大。
欧洲众多酒精厂的实践证明:在pH为3。7 或更低,乳酸菌的生长被大大抑制;无需添加任何抗生素或抑菌剂就能达到很好的 控制染菌的效果;同时低pH的过程可以使用更多的清液。 除此之外,经常清洗管 路等传统发酵中控制染菌的措施也应继续保持。
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