淀粉质原料酒精生产技术

淀粉质原料酒精生产技术内容摘要：

毫克（黄玉米） （白玉米） 抗坏 血酸 毫克 钙 22 毫克 磷 210 毫克 铁 毫克 每百克玉米的发热量为。 玉米的特点是含有丰富的脂肪。 脂肪主要集中在胚芽中，胚芽的干物质中含脂肪 3040%，它属于半干性植物油，大约有 72%的液态脂肪酸和 28%的固态脂肪酸组成。 所以从玉米胚芽中榨取玉米油，已引起各酒精厂的重视。 一般黄色玉米的淀粉含量较白色玉米为高，作为生产酒精的原料是含淀粉越多越好。 玉米淀粉主要集中在胚乳内，呈玻璃质的组织状态，不要求含有较高数量的蛋白质。 玉米的淀粉颗粒呈不规则形态，堆积非常紧密，在显微镜下观察，其硬脂淀粉的颗粒出现多边形的角状突起，而软脂淀粉的颗粒呈不规则的主体，角度 微作钝圆。 在每一淀粉颗粒的中间表现出不同程度向心集中的裂纹和沟纹，淀粉排列的层次也不清楚。 玉米淀粉的大小为直径 10— 20微米。 玉米子实中含有淀粉、糊精、蔗糖、葡萄糖等，故为饮料酒精的良好原料，但从广积粮和节约用粮的观点来看，玉米不应作为一般工业酒精的主要原料，必须考虑代用原料和非粮食原料来生产酒精。 又名红高粱。 高粱的种类甚多，按高粱穗的外观色泽，可以分为白高粱、红高粱、 黄高粱等，按品种和性质可分为粘高粱和粳高粱。 原粒高粱的内容物，大部分为淀粉颗粒外面包有一层由蛋白质和脂肪所构成的胶粒层。 粘质高 粱适于制造酒精。 高粱胚乳的组成分可分为角质、玻璃质、胶质、粘质等，胚乳中主要为淀粉，其次为少量脂肪和蛋白质等。 淀粉颗粒呈多角形，中心有核点，最大的淀粉颗粒直径为 30微米。 每百克高粱中的可是部分含有： 水分 12克 蛋白质 脂肪 碳水化合物 78克 粗纤维 灰分 硫胺素 核黄素 尼克酸 钙 17毫克 磷 230毫克 铁 5毫克 每百克高粱米的发热量为。 高粱中还含有单宁和色素，大部分集中在种皮上，对于酒精发酵有阻碍作用。 高粱中含有单宁量 约 3%，这个数量就会对酒精发酵起不良的恶劣影响，它可以使发酵过程酸度上升，以致阻碍酵母的生命活动。 此外，从东北红高粱中分离出来的高粱红色素（ C16H12O5）和红梁苞颖色素，对发酵均会发生不良影响。 因此，用高粱为原料生产酒精是时，应适当延长蒸煮时间，尽量把这些有害物质除去为佳。 高粱单宁可分为两部分，一部分不溶于温水，其元素组成为碳 %，氢 %，另一部分可溶于温水，其元素组成为碳 %，氢 %。 这两部分单宁的不同性质，列表如下： 从试验中了解，不溶性单宁比可溶性单宁危害为大，用混合原料发酵时，可以冲淡单宁的危害，这样对发酵有利。 一般情况下，在酒精生产时，如果采用含有单宁酶的黑曲为糖化剂，可减少单宁对酵母的不良影响。 另外，高粱皮含有多量单宁，不宜用来培养曲菌，或作为麸曲制造的原料。 如果在特定的条件之下，考虑以粮食原料生产酒精时，在谷类原料中 根据产量和成分来看，以玉米为较好，因为玉米的亩产量 和淀粉含量都比较高。 但是和薯类原料相比，玉米仍然远远比不上薯类原料。 在谷物原料中除玉米、高粱外，尚有大米、小米、大麦、小麦、燕麦、黑麦等原料，兹将它们的化学成分列于下： 在燕麦的碳水化合物中，包括淀粉、纤维素、聚戊糖及一些可溶性糖分。 淀粉含量 2540%，淀粉颗粒呈细小的菱形，直径 311微米。 成熟的燕麦颗粒含糖相 当多，占干物重的 — %，蔗糖主要集中在胚中，燕麦的含蛋物质中纯蛋白质占 99— 95%，燕麦和玉米一样，含脂肪较多，约占麦粒重量的 3— 10%。 故如用燕麦生产酒精时，可预先由其中抽出脂肪或者由酒糟中抽出脂肪，燕麦中含磷相当多，大部分为有机形式存在，约占麦粒重的 — %。 上表介绍的这些谷类原料，有大米、小米（粟）、大麦、小麦、黑麦等，有的因产量少，有的由于食用价值高，故在我国很少用作酒精原料。 （三）野生植物原料 近几年来，我国各地的许多酒精工厂加强了对工业用粮的控制，利用野生植物来部分代替粮 食原料制造酒精。 这是发展我国酒精工业的一个途径。 我国地大物博，山地面积比重很大，野生植物的资源丰富，分布面积亦广，特别是在山区和林区，遍地都有可以用类制造酒精的野生植物。 野生植物作为工业方面的原料，可具有下属这些优点：首先是含有大量的淀粉和糖分，用它来代替谷类和薯类原料制造酒精，可以节约工业用粮；而且野生植物大多数是自然的生长在山野之间，不许要进行栽培和管理，只要利用农闲时采集，可以增加副业收入；另外在许多野生植物中含有生物碱或其它化学成分，是医药工业和化学工业的原料。 所以，除了淀粉成分用来制造酒精外， 还可以提取其它有效成分，发展综合利用。 全国各地酒精厂所用的野生植物很多，兹将常用的一些简略分述如下： 是橡树生产的果实，又名麻栎、榨树。 橡子在每年九、十月间成熟，为黄色或棕色的坚果，形似卵形或球形，大约内含 50%左右的淀粉，我国农民经常采集橡子做成 “ 粉皮 ” ，借以佐餐。 1956年开始，在我国就有酒精厂利用橡子来制造酒精。 橡子随着产地、气候、品种的不同，其化学组成有很大的差异，除含有淀粉 5060%外，粗蛋白 %，脂肪 %，单宁 24%。 橡子含有单宁和戊糖，对铜盐有还原能力， 橡子虽然含有单宁，但可用含单宁分解酶的黑曲霉糖化剂以分解单宁，还可以添加含有蛋白质较多的原料，使单宁结合而沉淀，这样，就可以顺利地进行酒精发酵，所以，橡子是酒精工业的一种良好的代用原料。 一般来讲，野生植物往往含单宁较多，而单宁对制造酒精是有害的，能促使淀粉糖化和发酵的酶类结合而沉淀，另外，对酵母有抑制作用，因而降低出酒率。 在工业生产上除去单宁的方法有以下几种措施： （ 1）利用含有单宁的原料时，可使用对单宁分解能力较强的曲霉菌。 黑曲霉对单宁的分解能力比黄曲霉与根酶强，尤其是 力较强，适宜于高粱、橡子原料制造酒精。 （ 2）如果能提高酶液的含蛋白质量，则发酵现象及好转，这是由于糖液内蛋白质增加，相应地减少了单宁和酶的结合。 所以，一般要求曲子和酒母的用量略为多些，酒母糖液的含氮量高些，效果较好。 （ 3）对于含单宁多的物质，也可以采用加温水浸泡，除去单宁。 用 6570度水浸泡，能通过 40目筛子的橡子粉，经过 12 小时，可使单宁含量由 56%下降到 %左右，不过，这样会增加原料在浸泡时糖分的损失。 （ 4）橡子的外壳含单宁较多，宜在投产前予以除去。 （ 5）延长蒸煮时间或采用混合原料冲 淡发酵醪，均可降低单宁的含量，利于发酵。 又名冷饭头，金刚根等，在我国广东、台湾，西南等地山野之间均有生长，淀粉含量在 60%左右。 从色泽来看，土茯苓可以分为红、白两种，红色土茯苓内含单宁和色素的量较多，白色土茯苓内含淀粉较多。 兹将化学成分列于下： 土茯苓除用来制造酒精外，还可以作为药材之用。 又 名毒蒜，乌蒜，蟑螂花等，多生长于堤塘、坟地等树阴间，我国各地均有。 它有地下球形鳞茎，好似水仙，外皮为灰黑色。 其化学成分含有蛋白质 %，灰分 %，纤维 %，淀粉 40%和少量的生物碱（石蒜碱、去痰碱和类石蒜碱等），由于石蒜对人体有毒，过去一直未加利用，直到 1958年湖南将石蒜加工成石蒜粉代替面粉浆纱和制浆糊。 无锡轻工业学院于1958年曾经利用石蒜粉试制酒精，为了填补其氮源，添加少量米糠和麸皮，结果顺利地能够进行酒精发酵，酒精产率可达到淀粉理论出酒率的 80%以上。 石蒜的组织松脆，纤维含量少，很易粉 碎和蒸煮，是一种良好的代用原料，此外石蒜碱提纯后可作贵重的药剂；其次开展综合利用，先自石蒜中提取石蒜碱，然后在做酒精，则更能提高其经济价值。 其嫩叶及根茎中含有淀粉，可以作为食用，也可用作酒精原料，其淀粉含量随着品种而不同。 对新鲜蕨根进行了分析，测知其水分为 56%，粗淀粉为 20%，还原糖为 %，一般的干蕨根含淀粉为 40%左右。 在我国南方各省的山区里都有生长，可分为粉葛和苦葛两种，粉葛的根含有丰富的淀粉和糖分（鲜粉葛含淀粉高达 37%，平均含有 1925%，还原糖 %），叶中 含有腺嘌呤、天冬酰胺和谷氨酸等，可供食用。 苦葛的淀粉含量较低，为 89%，并且含有较多的纤维和胶汁等，蒸煮后的粘性很大，故起用作为生产酒精的原料时，必须预先加以处理。 葛根除可用来做酒精和食用外，其藤茎可作藤制品，纤维可用作葛布，这类野生植物经济价值较高。 又名金毛狮子，大多生长于山间阴地，在其根茎部位有黄色绒毛，形如狗的脊骨。 其淀粉含量在 40%以上，还含有粗蛋白、粗纤维、灰分等，并含有 %的单宁。 在地下生长的块茎，容易栽培，一年种植后可年年收获，可以连收 45年。 由于其外形 似姜，故又名洋姜、鬼子姜。 它的收量大，单位面积产量较高，对病害的抵抗力也较强，在我国西南地区一带，野生的菊芋较多。 在菊芋的块茎中含有多量的菊芋粉和少量的果糖，所含氮素中有 98%是可溶性氮，其中有 60%为氨基酸。 产量相当于马铃薯，但其所施加的肥料只需要马铃薯的四分之一，生产费用低廉。 菊芋很健壮，对于风害、冷冻、病害的抵抗力都很强，并且，不论酸性地、碱性地、山地、水洼地都可以种植培育，我国有许多地区是适宜栽培菊芋的。 湖北省某酒精厂曾把菊芋加糠曲，每 100公斤原料产 50度白酒 6公斤左右，故菊芋是我国制酒工业上很有 前途和发展的原料。 菊芋中含有菊糖，也叫土木香粉，是果聚糖胶。 制酒时可以将菊芋粉碎，取一小部分（不蒸煮）加曲混合，在 5060度糖化 2小时，利用菊芋本身的糖化酶（菊糖酶），将菊糖水解变成果糖，在加酵母菌发酵，最好是将菊芋蒸煮后，加入黑曲进行糖化，并添加酵母菌发酵，因为黑曲霉含有菊糖酶，适合菊芋生产。 又名地贡子，是多年生草本植物，地下茎细长，顶端呈纺锤形，长约 米，外皮黑褐色，有细长棕毛，质硬，味苦涩，内含 1%的挥发油（香苻烯 32%，香苻醇 49%）。 各地均有出产，在田头、坡地山区极 易生长，我国湖北省和云南、贵州一带产的是带毛香附子，朝鲜进口的是去毛香附子，颗粒大而圆，肉褐色，淀粉含量较高，用野生植物香附子作为酒精生产的原料时，可先用蒸馏法提取香附子油（约 5%），以回收副产品，提高酒精产量和得率。 现把一部分野生植物的化学成分列于下表： 三 .辅助原料的要求和化学组成 辅助原料是指制造糖化剂和用来补充 氮源所需的原料。 是面粉生产过程中的一种副产品。 它的淀粉含量少，不能作为制造酒精的主要原料，但是它具有培养霉菌的良好性能，因此，可以作为酒精生产中制造麸曲的主要原料。 其用量约为酒精主要原料的 610%，麸皮的化学成分如下所示： 麸皮中维生素、钙及铁的含量如下： 硫胺素（维生素）平均含量 /克 核黄 素（维生素）平均含量 /克 尼克酸（维生素） /克 钙（灰分中） % 铁（灰分中） % 此外，麸皮中还含有淀粉酶，氧化酶，过氧化酶及过氧化氢酶等。 是淀粉工厂和谷物加工厂的副产物或下脚料，仍含有一定量的淀粉和氮源，可作为制造酒精的辅助原料。 米糠是碾米过程中所得到的细糠，其中含有大部分的胚芽，因此，含油量较多，根据某厂的综合分析：含油 1720%，水分 %，粗蛋白 1517%，粗纤维 68%，无氮抽出物 38%，灰分 29%。 酒精生产中采用的 是榨过油的米糠饼。 除上述麸皮和米糠外，还有一些农产品加工的副产物，含有淀粉和氮源，可作为酒精生产的辅助原料，它们的化学成分如下表： 四 .原料处理 （一）原料处理的目的及其粉碎 酒精工厂在进行生产前，必须先将原料中混杂的小铁钉、杂草、泥快和石头等杂质除去。 因为含淀粉原料大都是植物的块根和快茎，当从土壤收割起 来时，由于收集不够注意，往往混有沙土、杂物，甚至金属等夹杂物，这些杂物特别是铁片、石子等，容易使粉碎机的筛板磨损，使机器发生故障，机械设备的运转部位由于磨损而坏掉。 有些杂质会在蒸馏塔中沉积下来，使塔板的溢流管发生堵塞现象，还有些杂质会使醪泵、研磨机等设备的内部机械零件遭到损坏，严重影响正常生产。 有时遇有大量或大快的夹杂物时，甚至会堵塞阀门、管路和泵，使生产停顿。 此外，杂质存在也会对生产中的反应过程产生不良影响。 所以在生产前，必须先要经过原料处理。 对于一些带壳的原料，如高粱、大麦，在粉碎前，则要求先把皮壳破 碎，除去皮壳后在形粉碎。 如果不把皮壳原料的外层去掉，有如下几个缺点 ： （ 1）皮壳本身毫无营养价值，对酒精生产的微生物没有好处，皮壳在醪液中会引起阻碍液体的流动。 （ 2）皮壳在生产过程中，不发生变化，而大量皮壳汇集起来会占据一定的有效容积，无形中降低了设备的生产能力。 （ 3）醪液糖化后进行发酵时，皮壳会聚集在液面上，而引起较厚的醪盖，醪盖的形成会妨碍热量的逸散和 CO2的放出，致使液体温度升高，细菌容易繁殖，特别是醋酸菌，出现这些现象，都会对发酵带来不利。 （ 4）皮壳会使蒸馏塔及冷却器等设备发生阻塞。 皮壳渐多 ，需要停机清理，会给生产带来损失。 鉴于上述这些缺点，一般对于带皮壳的原料，处理过程要先行破碎，脱去皮壳。 在间歇蒸煮的小型酒精厂里，由于生产规模小，耗用的原料少，仅用人工清除原料中的夹杂物后，便可直接投蒸煮锅进行生产。 目前，国内各酒精工厂，为了达到原料处理的要求，采取了一系列的措施，尽量把铁钉、石块、布屑等杂物，在原料蒸煮前处理好，对提高出酒率，降低成本，维护设备等方面收到了成效。 （ 1）粉碎的目的 在酒精生产中，如果采用间歇蒸煮的方法，一。