淀粉质原料酒精的生产技术

淀粉质原料酒精的生产技术内容摘要：

，所以为我国很多工厂所采用。 其流程为： 原料 ─→ 斗式升运机 ─→ 料斗 ─→ 锤式粉碎机 ─→ 螺旋拌料器（即绞龙） ─→ 混合桶 ─→ 泥浆泵 ─→ 蒸煮锅 ─→ 后熟器 ─→ 汽 液分离器 ─→ 真空冷却 器 ─→ 糖化锅 锅式连续蒸煮是应用温度渐减曲线来进行蒸煮，因此蒸煮质量好，糖分损失少。 同时，整个操作过程是在体积比较大的连续罐内进行，对于带有皮壳的原料或纤维等固形物较多的醪液，甚至对捻度稍大些的醪液，也不易产生堵塞现象。 此外，应用此流程可以不需考虑重砌锅炉房，因为它的后熟时间较长，在蒸煮时不要求过高的蒸 汽 压力，因而原有的锅炉房即可利用。 但是，此流程也存在采用的设备较大，相应的厂房也要增大，以及蒸煮过程时间较长等缺点。 管式连续蒸煮是将淀 粉质原料在高温高压下进行蒸煮，并在管道转弯处产生压力间歇上升和下降，醪液发生收缩和膨胀，使原料的植物组织和细胞壁 、 淀粉颗粒等彻底破裂，产生淀粉糊化和溶解状态，而利于酶的作用。 原料粉碎后，经螺旋拌料器（绞龙），加水（ 1∶ 1∶ ），混合后流到粉 浆 罐，内有搅拌器进行搅拌，混合的浆料泵送至预热锅中，利用后熟器来的二次废蒸汽进行加热预煮，温度为 75℃ ，预煮后的醪液经过滤器滤去较大的杂质后，再用泥浆泵送到加热器。 进料控制阀主要控制进料速度，如进料速度过大，则可让其回流一部分醪液，以保证加热器的稳定操作。 单向阀是为了保证加热器有足够的压力和正常的工作。 加热器是三套管式加热器，为了使醪液在加热器内受热均匀，并保证蒸汽与送醪互不影响，要求加热器醪液呈膜状通 过不，所以内管与中管之间的环隙面积，应为送醪管的 23 倍。 新鲜蒸汽分二路进入加热器中，一路进入加热器的套管内，套管壁上开有许多直径为 3 毫米的小孔，新鲜蒸汽向外喷射，一路进入加热器的外加套内，在器壁上也有许多直径为 3 毫米的小孔，蒸汽由小孔向内喷射，为蒸煮醪进入套管空间时，被两路来的蒸汽接触，然后送入蒸煮管道，蒸汽喷入管内速度为 40 米 /秒，管式蒸煮器管道直径 为 117 毫米，总长 78 米，竖立安装，在管的接头处放置 3 50 毫米孔径的锐孔板，顺次排列，粉浆通过锐孔板前后，由于突然的收缩和膨胀，压力下降，而相 应的醪液沸点也变更，结果产生了自蒸发现象，使醪液在沸腾的状态下更好的进行蒸煮，另外，醪液经过锐孔板时产生了机械碰撞和锐板边缘摩擦，有利于淀粉颗粒的破碎，因而增强了蒸煮醪与蒸汽的接触面积。 这种醪液的收缩，膨胀，减压汽化，冲击现象，使淀粉软化，破碎，进行着快速蒸煮，根据实际测定，醪液通过锐孔板前后温度差 23℃ ，在管道蒸煮器内经过的时间是 34 分钟，蒸煮 进口压力为，出口压力在 Mpa 左右。 醪液通过整个蒸煮器的压力为 Mpa 左右，蒸煮醪自管式蒸煮器出来以后，经 过压力控制阀底部进入后熟器，醪液逐渐上升，停留 5060 分钟，即完全煮熟。 在后熟器内装有浮子式液面控制器和压力自动控制器，以保持液面压力，使温度稳定，通过顶部蒸汽空间的压力为 Mpa，醪液的温度为 126130℃ ，后熟器的醪液进入蒸汽分离器是沿切线方向进入。 此时压力 10 降至常压，因此排出大量二次蒸汽，醪液由下部排出，二次蒸 汽送出作预热使用。 蒸汽分离器的液面也是采用自动控制的，醪液停留时间为 68 分钟，温度约 90100℃ ，自蒸汽分离出来的醪液流到真空冷却器，由于真空泵抽空造 成负压，蒸煮醪迅速被冷却到 6065℃ 左右。 此流程的特点 流速较快，故醪液和蒸汽在管道连续蒸煮器内应该是混合的较好，因而蒸煮醪的质量也应该是较均匀的，但实际上，并非如此理想。 除流速较快之外，设备占地面积相应的较少，也既是设备费用和建筑费用都较节省。 柱式连续蒸煮比管式连续蒸煮的压力较低，流速较慢，蒸煮时间可以长些，操作较 稳定，耗汽量减少 28%，原料中糖分的损失也减少，淀粉利用率较高，不少厂都采用了柱式连续蒸煮。 甘薯干原料经斗式提升机，提升到料斗，经过粉碎，在混合桶中以 6065℃ 热水配成粉浆，加水比为 1： 4，并可添加 %淀粉液化酶，使淀粉浆更好的液化。 粉浆用离心泵送至柱式连续蒸煮的加热器，同时通入 Mpa 表压的蒸汽，粉浆被蒸汽直接加热，瞬时加热到 130℃ 左右，经缓冲器进入蒸煮柱，在蒸煮柱 1 和 3 内设有六个收缩口，粉浆经收缩区部位时，由于蒸汽的绝热膨胀，从而达到快速蒸煮的目的。 在蒸煮柱 2 和柱区内共有 12 快挡板，使粉浆与蒸汽接触更好，粉浆在蒸煮柱内停留 的时间为 15 分钟，粉浆在蒸煮器进口压力为 Mpa（表压），出口压力为 Mpa，蒸煮醪自蒸煮柱区出来后进入后熟器的低部，向上停留时间约为 60 分钟，则完全蒸熟。 后熟压力为 Mpa（表压），醪液温度为 118℃ ，醪液自后熟器中部出来沿切线方向进入汽液分离器，排除大量二次蒸汽，压力才降至常压。 二次蒸汽温度高，潜热大，应充分利用二次蒸汽的余热。 新型中温蒸煮 原料经 过磅、除铁 、粉碎，在 粉浆罐内 以 6065℃ 热水配成粉浆，加水比为 1： 3～ 4，并添加 5～ 10u/g液化酶，使淀粉浆更好的液化。 粉浆 通过 离心泵 经喷射加热器 送至连续蒸煮器 、后熟器 ， 粉浆进入第一个蒸煮器时温度控制在 105～ 115℃ 左右，粉浆在蒸煮 器、后熟器 内停留 的时间为 ～ 2 小时 ，自后熟器中 上 部出来后以 沿切线方向进入汽液分离器，排除大量二次蒸汽，压力降至常压。 现在许多工厂多采用这种蒸煮工艺，因其比较节约能源，糖份损失少，相对低温蒸煮和无蒸煮工艺来说，发酵染菌酸败的可能性少得多。 近年来，我国大多数酒精厂都采用 了连续蒸煮的方法来代替间歇蒸煮，通过生产实践，可以看出连续蒸煮较间歇蒸煮具有如下的优点： （ 1）淀粉利用率高 连续蒸煮的出酒率比间歇蒸煮高，如以 95176。 酒精计，每吨原料连续蒸煮可提高 1520 升酒精。 间歇蒸煮出酒率 低 的原因主要为：间歇蒸煮在高温下停留时间较长，引起糖分的分解，尤其在锅壁上不易与水接触的地方易形成焦糖或氨基糖。 其次，间歇蒸煮设备容积大，加热不均匀，有时尚出现未蒸透的颗粒，从而降低淀粉利用率。 （ 2）设备利用率高 连续蒸煮与间歇蒸煮相比，减少了加水加料，升温和吹醪等非蒸煮时间，因次，设备利 用率可提高 50%以上，但是连续蒸煮也要另外增加一些辅助设备，例如预煮锅、后熟器等。 （ 3）热能利用率高 间歇蒸煮每次都需要加热锅壁，所以连续蒸煮每吨原料可节省蒸汽 2530 公斤，此外，连续蒸煮用汽均匀，大大减少造成高峰用汽幅度，使供汽均衡。 （ 4）劳动生产率高 由于连续蒸煮是在较稳定条件下连续进行，所以劳动条件可以 大为 改善，并为连续生产自动化创造了条件。 11 虽然间歇蒸煮还存在一些缺点，但是由于设备简单，所以，还为国内许多小型生产的酒精厂和液体白酒厂广泛使用。 6 连续蒸煮工艺流程的比较 它们的优缺点为： （ 1）锅式连续蒸煮 其优点是可利用原有设备，不许要较高的压力蒸汽，并节约蒸汽，降低煤耗可达 1015%，而 且 操作简单，整个生产过程基本上没有堵塞现象，淀粉利用率可提高 12%。 其缺点是：设备占地面积较大，蒸煮时间较长，蒸汽与物料接触不够均匀。 （ 2）管式连续蒸煮 其优点是粉浆扩散面积大，使与蒸汽充分接触，蒸煮迅速均匀。 另外，设备占地面积小，生产能力大，生产操作容易实现机械化、自动化，生产管理方便。 其缺点：需要较高压力蒸汽（ Mpa）和高压泵，并要求原料处理较细，否则管道会出现阻塞现象。 同时，醪液流速快，蒸煮时间短，使醪液质量难以保证。 另外，生产不大容易控制，淀粉利用率提高不多。 （ 3）柱式连续蒸煮 其优点是由于蒸煮柱直径较大，物料停留时间比管道连续蒸煮的时间长，因而掌握起来比较稳定，容易操作，不易堵塞。 还由于蒸煮柱阻力较小，所以，蒸煮时用的压力较低，酒精工厂不需要压力较高的锅炉。 其缺点是：要求掌握操作技术较高，否则加热器容易发生堵塞现象。 新型中温蒸煮 这种生产工艺综合了以上几项工艺的优点， 物料停留时间长，因而掌握起来比较稳定，容易操作，不易堵塞。 设备利用率、热能利用率、劳动生产率 高 ， 淀粉 出酒 率 稳定，已被我国广泛应用。 附： а 淀粉酶 简介 一、 概 述 耐高温 а 淀粉酶采用地衣芽孢杆菌经深层培养、提取等工序精制而成，能随机水解淀粉质原料及其降解物内部的 а 葡萄糖苷键，使得胶状淀粉溶液的粘度迅速下降，产生可溶性糊精和寡聚糖，过度的水解可产生少量葡萄糖和麦芽糖。 赛德牌耐高温 а 淀粉酶具有极好的耐热性，能广泛应用于淀粉、酒精、啤酒、味精、酿造、葡萄糖、饴糖、纺织等工业上。 在啤酒生产上使用本品液化与中温淀粉酶相比，液化更彻底，醪液分层明显，色度低， 糊化和过滤时间缩短，提高了设备和原料利用率；甚至可实现无麦芽糊化操作，以提高辅料比；对实行喷射液化工艺更为有利，从而可降低啤酒生产成本，改善啤酒质量，提高经济效益。 在酒精生产上使用本品，液化更彻底。 特别适用于中温蒸煮工艺，节省了能源，便于酒精固液分离，稳定和提高出酒率。 在制糖和味精等工业上使用本品液化更完全，过滤速度快，出糖率高。 二、 产 品 特 性 物理特性 外观 —— 褐 色液体 溶解度 —— 易溶于水 气味 —— 无刺激性气味 比重 —— 化学特性 钙离子对酶活稳定性的影响较小，较低浓度的钙离子存在 ,本品即可有很好的稳定性 ,对用于淀粉的水解，推荐加入 50100PPM钙离子。 □ PH 影响 最适 pH 范围： PH 有效 pH 范围： PH □ 温度影响最适温度范围 : 90℃ 95℃ 12 有效温度范围 : 90℃ 100℃ .在喷射液化工艺中瞬间温度达 105℃ 110℃ 仍能有效水解淀粉 ,本品的热稳定性亦相当好。 □ 抑制剂影响 铜、钛、钴等金属离子对本品酶活力有一定影响； 铝、铅、锌等金属离子对本品酶活力有较强的抑制作用。 三、 酶 活 力 定 义 1ml 酶液于 70℃ ， 条件下， 1分 钟液化可溶性淀粉 1mg 所需的酶量为一个酶活力单位。 四、产品规格 耐高温 а 淀粉酶为液体酶制剂 10000u/ml 20200u/ml （普通型、加强型、高效型） 五 、 使 用 方 法 和 参 考 用 量 在啤酒酿造过程中，使用辅料时，待辅料与水（符合啤酒要求的用水）混合均匀后，以每吨辅料加耐高温 а 淀粉酶 升左右（ 2 万单位 /ml）计算加入本酶，可一次加入，迅速升温，在 9597℃ 液化最佳，升温到 100℃ ，保温 30 分钟左右，碘液试验为棕红色，即液化完全。 酒精 生产时，原料粉碎到通过 筛孔为宜，料与水均匀混合，料水比为 1： ，自然 PH 约 ，水温约 4555℃。 以每吨淀粉质原料计算，加入耐高温 а 淀粉酶 升（ 1 万单位 /ml）或 升（ 2 万单位 /ml）搅拌均匀后用泵送入蒸煮锅或连续蒸煮加热器，在蒸煮时温度可控制在 100 177。 5 ℃ ，时间为 100分钟左右，碘液试验为棕红色，即液化完成，冷却糖化。 在味精、饴糖和葡萄糖等工业应用时，首先按工艺要求将原料与水混合，调节 PH值，搅拌均匀，添加本品。 每吨原料加2万单位 /毫升耐高 温 а 淀粉酶 升左右。 如采用间歇液化，在液化罐中可迅速升温到 100℃ ，在 95100℃ 保温 30 分钟；如采用喷射液化，喷射出口温度可在 105℃ 左右，并在 95℃ 以上保温 30分钟左右，直到达到工艺要求 六、 注 意 事 项 在啤酒生产时，配料用水比例合适，水：料 ，糊化锅装料系数建议小于 70%为好。 糊化用水中钙离子浓度以 50100PPM合适，如水硬度在 10德国度以上，可不添加钙离子。 在调整好浆液浓度， PH 值（ ）及钙离子浓度后，加入本品，直接升温。 在煮沸时注意调节蒸汽流量和压力，防止溢料。 对于 喷射液化工艺，瞬间液化温度提高到 110℃ 仍保持酶活性。 采用本品进行液化，辅料比可提高到 40%以上。 根据各原料，品种粉碎度等具体情况，用酶量可作优化选择。 在酒精生产中，在原料和水搅拌均匀后，一般可不必调 PH，也需加钙盐，加酶时不要用水稀释，直接加入，在喷射液化时，可采用分次液化法，各厂可根据设备、工艺、原料的具体情况，调整用酶量。 在味精、饴糖和葡萄糖等行业使用时，在加水配粉调浆时，如水中含有一定钙离子，可不必加氯化钙，以免增加后工序负担。 升温要均匀，到达 95℃ 可缓慢升温。 本品更适合 喷射液 化，在保温阶段最好能缓慢搅拌或间歇翻动，液化时间可根据具体情况进行 伸缩。 七 、 包 装 与 存 储 赛德牌 —— 耐 高 温 а 淀 粉 酶 采 用 无 毒 塑 料 桶 包装。 本品属于生物活性物质，应置于低温、干燥处，避免阳光直射。 常温下储存三个月很少失活，若在 5 ℃ 以下存放可保存半年以上酶活性不低于标示酶活的 90%。 如遇少量沉淀现象，可以搅动均匀后使用，其效果不变。 耐 高 温 α 淀 粉 酶 制 剂。