年产2万吨9度料酒糖化工艺及车间布置设计-毕业设计说明书

年产2万吨9度料酒糖化工艺及车间布置设计-毕业设计说明书内容摘要：

（ 3） 采用气流 输送后。 粉料被气流从粉碎机吸出，可提高锤碎机能力百分之五十。 （ 4） 机械输送动力消耗低。 原 料 预 处 理 流 程 大米出库→过磅称重→电磁吸铁→粗碎除杂→粗料贮斗→细碎（采用锤碎机）→粉料贮斗（布筒滤尘器）→螺旋推进输送机（绞龙）→拌水调和加温→预煮 第二章 料酒生产工艺选择与论证 7 糖 液 的 制 备 调浆 含在大米细胞中的淀粉颗粒，由于植物细胞壁的保护作用，不易受到淀粉酶系统的作用。 另外，不溶解状态的淀粉被常规糖化酶糖化的速度非产的缓慢，水解程度也不高。 所以，大米淀粉原料在进行糖化之前一定要经过水 热处理，使淀粉从细胞中游离出来，并转化为溶 解状态，以便淀粉酶系统进行糖化作用，这就是原料水 热处理进行调浆的主要目的。 原料调浆理论基础： （ 1 ）淀粉颗粒的形状 淀粉颗粒呈白色，不溶于冷水和有机溶剂，颗粒内部呈复杂的结晶组织。 不同的淀粉颗粒具有不同的形状和大小。 一般来说，含水分高，蛋白质少的植物其淀粉颗粒较大，形状也比较整齐，大多数呈圆形或卵形，如甘薯的淀粉。 同一淀粉的颗粒大小也不均匀。 淀粉颗粒具有抵抗外力作用较强的外膜，其化学组成与内层淀粉相同，但由于水分较少，密度较大，故强度较大。 （ 2 ）淀粉分子的结构 淀粉分子是有许多葡萄糖基团聚合 而成的。 根据淀粉分子链结构的不同，淀粉可分成直链和支链淀粉两类。 直链淀粉溶解于 7080 176。 C 的温水中。 支链淀粉具有分支，它不溶解于温水中。 它也是由葡萄糖基团组成。 （ 3） 淀粉的膨胀和溶解 淀粉在水中加热，即发生膨胀。 这是淀粉颗粒好像是一个渗透系统，其中支链淀粉起着半透膜的作用，而渗透压的大小及膨胀程度则随温度的增高而增高。 从40176。 C 开始，膨胀的速度就明显加快。 当温度升高到一定数值（ 6080 176。 C ）时，淀粉颗粒的体积膨胀至原来体积的 50100倍时，淀粉分子之间的联系削弱，引起淀粉颗粒的部分解体，形成了均一的粘稠液 体。 这种无限膨化的现象为淀粉的糊化。 与此相应的温度叫做糊化温度。 糊化现象发生后，如果温度继续上升，并达到130 176。 C 左右时，因为支链淀粉也已几乎全部溶解，网状组织彻底破坏，淀粉溶解变成粘度较低的流动性醪液，这种现象称为淀粉的溶解。 四川理工学院毕业设计 8 （ 4） 淀粉糊化醪的“反生”现象 液化了的淀粉醪液在温度降低时，粘度会逐步增加。 冷到 60176。 C 时，变得非常粘，到 55176。 C 以下会变成冻胶，时间一长，则会重新发生部分结晶的现象。 淀粉质原料各组成分在蒸煮过程中的变化 本设计 具体工艺要求 : 采用加水比 1:3,调浆水的温度为 60℃ , 原料温度为25℃ , 调浆后浆液温度 50℃ , 同时加入 1/3 总量的液化酶并加入碱调 PH为 ,调浆时间为 30min。 液化 大米 淀粉中含淀粉 78％， 水分 10％，淀粉浆的液化是将淀粉链打断，淀粉的网状结构被破坏，从而使淀粉浆的粘度降低，使淀粉水解为糖和糊精。 传统的液化工艺采用高温高压蒸煮法。 原料和水混均后，于 130℃ 下进行高温高压处理。 随着酶工程的发展，传统的高压高温蒸煮逐渐被取代，液化可分为有蒸煮方式和无蒸煮方式，现在的有蒸煮液化方式与传统的高温高压蒸煮液化方式有着本质的不同，它是建立在酶制剂技术上的一种液化方 式。 液化过程中广泛使用液化酶(α 淀粉酶 ) 对原料进行液化处理。 根据蒸煮温度和加酶品种的不同，目前的有蒸煮液化处理方式可分为三种，高温蒸煮、中温蒸煮和低温蒸煮，高温蒸煮会造成原料中可发酵性物质损失，且安全性差；中温蒸煮不易染菌，但冷却设备投资大，耐高温淀粉酶价格高，成本高；低温蒸煮节约蒸汽和冷却水效果显著，可发酵性物质损失少，但糊化、糖化不彻底，易染菌，发酵升酸高。 无蒸煮方式又称为生料发酵工工艺，凡是完全排除对淀粉质原料进行热处理的生产工艺属于无蒸煮方式。 但是，目前生料发酵中液化，糖化效果比有蒸煮方式要低。 具体工艺要求：采用间歇式两次喷射两次液化工艺，每天 8 小时，分为 16批次进行液化。 采用 的蒸汽进行喷射 , 一次喷射使粉浆迅速从 50℃升温至100 ℃ , 然后进入罐式液化器液化 1 小时，应用酶活力为 2020u/g 的 α 淀粉酶进行液化，据技术指标， α 淀粉酶的用量按 8u/g，再经二次喷射升温至 130 ℃液化 1 小时，在真空冷却器中冷却至 63℃后入糖化罐，综上所述，本次设计采用二次喷射液化法。 糖化 糖化是将短的淀粉链即糊精转化为可发酵性糖，糖化分前糖化阶段和后糖化阶段，因为糖化过程的时间限制，不可能将全 部的淀粉转化为糖，所以在发酵过程中还存在糖化过程，称为后糖化。 糖化是一个复杂的生物化学变化过程，受糖 第二章 料酒生产工艺选择与论证 9 化酶添加量、时间、温度等多种因素的影响。 糖化酶在 大米料酒 发酵中有很大的作用，它将 大米 中的淀粉分解成可发酵性糖，以利于酵母料酒发酵。 糖化酶的用量对料酒发酵有很大的影响，糖化酶的用量太少，会造成发酵不彻底；糖化酶太多，则增加了生产成本。 糖化的效果不仅取决于糖化酶的添加量，而且与糖化时间有很大的关系，糖化时间不足，造成糖化不完全，不利于提高原料出酒率；糖化时间过长，会延长生产周期 , 降低设备的利用率。 糖化的温度的高低 对糖化也有一定的影响。 酶的化学本质是蛋白质，反应温度高于适宜温度时，酶蛋白会逐渐产生变性而作用减弱，甚至丧失其催化活性，温度过低于适宜温度容易染菌，所以糖化温度的控制是非常重要的。 糖化的机理 糖化过程是原料的分解和萃取的过程，它主要是依靠大米中各种水解酶的酶促分解，而水和热力作用是协助酶促分解和浸取过程的。 大米糖化方法很多，传统的糖化方法有连续糖化法和间歇糖化法。 蒸煮醪冷却至糖化温度；加糖化剂，使蒸煮醪液化，淀粉糖化，物料的巴斯灭菌；糖化醪冷却到发酵温度和用泵将醪液送往发酵或酒母车间。 糖化 剂的定义 用淀粉质原料生产料酒时，在进行料酒发酵前，一定要事先将淀粉全部或部分转化成葡萄糖等可发酵性糖，这一淀粉转化为糖的过程称为“糖化 ”， 而促使淀粉转化成糖的生物催化剂称为“糖化剂 ”。 糖化的目的 淀粉质原料蒸煮以后得到的蒸煮醪，或者无蒸煮工艺的醪液，在发酵前均要加入一定数量的糖化剂，使淀粉在淀粉酶系统的作用下水解成酵母能发酵的糖类。 淀粉转变为糖的这一过程，称为糖化。 糖化后的醪液称为糖化醪。 主要目的还是将淀粉酶解成发酵性糖。 淀粉的水解动力学 （ 1 ）酶的浓度 当糖化剂的活性相同，计算 方法和其他条件也一样时，随着糖化剂用量的增加，酶的浓度和有效酶 基质复合物的量也增加，因此，淀粉的水解速度也加快。 但是，在没的数量和糖化时间之间并不存在明确的比例关系。 糖化醪的发酵速度随着酶的添加量的增加明显加快。 四川理工学院毕业设计 10 （ 2 ）温度 随着温度的升高，基质分子反应能力提高，因为动能增加了，同时电子也处于能量较高轨道上。 不同的微生物来源的酶，其适应的温度范围是不同的。 （ 3 ）氢离子浓度 氢离子浓度可以从许多方面来影响酶的活性。 改变酶的活性中心的电子化，改变蛋白质三相结构的稳定程度等等。 每一个酶都有一个最合 适的作用 PH值，这就是酶作用的最适 PH。 酶的来源不同，它们的最合适 PH也不一样，而且作用温度不同，最适合 PH值也会变化。 糖化过程中物质的变化 （ 1 ）碳水化合物 （ 2 ）含氮物质 在糖化过程中，醪液中的蛋白质在蛋白酶的作用下水解成胨，多肽和氨基酸等，所以糖化时醪液中氨基酸的含量增加 — 倍。 这些小分子的氨基酸是酵母菌体增殖的良好营养分。 （ 3 ）果胶物质和半纤维素 在糖化过程中，醪液中的果胶质和半纤维素会有不同程度的水解，并生成相应的水解产物。 （ 4 ）含磷化合物 在磷酸酯酶的作用下，磷 从有机化合物中被释放出来，这对酵母的生长和发酵都有重要的意义，醪液的缓冲性能也得到改善，综上本设计应采用连续糖化工艺。 糖化工艺 间歇糖化分为混合冷却间歇糖化，真空冷却间歇糖化，二级真空冷却间歇糖化。 利用原有糖化设备，糖化工序仍放在原有糖化锅中进行，而在糖化前采用一个气液分离器真空条件下先将醪液冷却至糖化温度。 先用间歇操作方法制备一锅 60℃糖化醪，在开动搅拌器和开大冷却水前提下，从蒸汽分离器送入蒸煮醪。 固体曲曲乳、液体曲，或糖化醪稀释液不断从贮罐定量地流入。 糖化醪则以锅底醪经往复泵 送往喷淋冷却器，冷却到 30℃的糖化醪送往发酵车间，送往酒母车间的糖化醪不必经后冷却。 只要单位时间由蒸煮醪带入的多余热量和冷却水单位时间带走的热量相等，则糖化锅内的醪液的温度就可以维持在 60℃，持久不变，就是混合冷却间歇糖化工艺的使之所在。 糖化过程的控制 （ 1） 糖化温度 : 在蒸煮醪时，不宜采用糖化酶的最适作用温度，因为酶稳 第二章 料酒生产工艺选择与论证 11 定的最适温度比其他作用的最适温度低。 所以在最适作用温度下进行糖化，虽然糖化速度提高了，但是酶的失活率也比较高，不利于在发酵过程中进行的淀粉后糖化作用。 （ 2） 糖化时间 : 糖化 60120min 就够了，醪中所含的糖已经够酵母最初繁殖和发酵的需要。 而且糖化时间再延长，不仅糖含量增加较慢，而且糖化酶失活量增加，这会造成发酵过程中边发酵边糖化作用的削弱，综合效果反而恶化。 另外，糖化时间过长会降低糖化设备的利用率。 （ 3） 糖化剂的用量 : 过多的糖化剂的使用会增加成本。 （ 4） 糖化醪质量检测 : 主要测定外观糖和酸度。 （ 5） 糖化设备的清洗和灭菌 : 因故停止送糖化醪达 15min 以上者，一定要用水或蒸汽将管道中的糖化醪放空冲洗干净。 喷淋冷却器等设备结构要能排污和没有死角。 由于 糖化是一个复杂的生物化学变化过程，受糖化酶添加量、时间 、温度等多种因素的影响。 糖化酶在 大米淀粉 发酵中有很大的作用，它将 大米 中的淀粉分解成可发酵性糖，以利于酵母料酒发酵。 糖化酶的用量对料酒发酵有很大的影响，糖化酶的用量太少，会造成发酵不彻底；糖化酶太多，则增加了生产成本。 糖化的效果不仅取决于糖化酶的添加量，而且与糖化时间有很大的关系，糖化时间不足，造成糖化不完全，不利于提高原料出酒率；糖化时间过长，会延长生产周期 , 降低设备的利用率。 糖化的温度的高低对糖化也有一定的影响。 酶的化学本质是蛋白质，反应温度高于适宜温度时，酶蛋白会逐渐产生变性而作用减弱，甚至丧失其催化活性，温度过低于适宜温度容易染菌，所以糖化温度的控制是非常重要的。 从历年来， 大米淀粉 发酵的研究资料来看， 综上所述，本设计 糖化酶添加量控制 150u/g原料，糖化阶段的温度在 5862 ℃ ，糖化时间控制在 60120min。 综上所述，本设计糖化工艺为： 每天 8 小时，分为 16批次进行糖化。 采用 酶活力为 20200u/g的糖化酶进行糖化，据技术指标，糖化酶的用量按 150u/g原料， 糖化阶段的温度在 6065℃ ，糖化时间控制在 60120min 左右。 液化后的醪液经离心泵输送到真空冷却器内 , 使醪液冷却到 6065 ℃左右去糖化。 在 1 号罐中加入糖化酶 ,同时加入硫酸调节 pH至 ， 6065 ℃左右保温 60120min,当用碘试呈红色或粉红色即可送去发酵 , 然后糖化醪去发酵（需要冷却到 30℃左右） 目的是通过酶的作用，促使大米及辅料内含物质有效溶解，制成符合要求的糖化醪。 料 酒 发 酵 发酵的基本原理与其他饮料酒的发酵一样 , 主要是酵母的糖代谢过程 : 酵母四川理工学院毕业设计 12 消耗还原糖 , 一部分通过异化和同化作用 , 合成酵母本身物质 , 而大部分通过代谢后释放出能量 , 作为酵母生命活动的原动力 , 并排出二氧化碳、乙醇等代谢产物。 作为工艺上特殊点 , 与料酒发 酵同时进行的还有淀粉的糖化。 发酵酵母 发酵酵母应具有：发酵能力好，发酵周期短。 增殖速度快，即具有高的生长速度。 耐料酒能力强，对本身代谢产物的稳定性高。 抵抗杂菌能力强，对杂菌代谢产物的稳定性高。 对培养基的适应性强等特点。 酵母的选择 酵母的品种有很多， 弗罗贝尔酵母发酵度高，沉淀慢而不凝聚。 萨士酵母发酵度低，凝聚性强，沉淀快。 卡尔斯倍酵母卡尔斯倍一号，发酵度高，卡尔斯倍二号，发酵度低。 耐高温活性干酵母（ THAADY ）， 采用具有耐干燥能力、发酵力稳定的醇母经培养得到鲜酵母，再经挤 压成型和干燥而制成 在生产中的优越性： （ 1） 糖液直接由糖化罐泵入，省去传统酵母扩培过程，节约生产成本。 （ 2） 可将主发酵期温度提高 24 ℃，解决水源不足引起酸、烧罐问题。 （ 3） 使用方便灵活随时可作新菌种补充，省去了陪菌室投资，减少了菌种管理程序，建华路工序，提高了劳动生产率。 （ 4） 因其具有真空包装后能长期保存等特点，可弥补在水、电、气不正常情况下影响生产的严重缺陷。 （ 5） 耐高温，主发酵温度可达 32℃耐乙醇可达 13% （体积分数 ）， 有利于浓醪发酵，提高设备利用率，提高生产力。 （ 6） PH在 左右，可。