提高甘蔗汁酒精发酵酒度的研究

【摘要】： 提高发酵酒度一直是我国酒精发酵行业待解决的一个重要问题,高能耗,高粮耗、高水耗、高污染成为制约中国酒精行业发展的瓶颈。如何提高发酵醪液浓度、提高发酵酒度、降低能耗、节约成本受到越来越多的关注。甘蔗是广西的主要经济作物之一,可压榨制糖,也可用来生产燃料乙醇,甘蔗生产乙醇具有来源广泛,工艺简单的优点。国家也大力提倡利用非粮作物进行酒精生产。使用蔗汁生产酒精不仅可以节约成本,也可为制糖企业也可以在市场糖价低落的时候,进行糖酒联产以规避风险。因此本文直接采用新鲜蔗汁进行酒精发酵。为了获得更高的酒度,提高发酵罐的利用率,节约成本,本文通过添加蔗糖、浓缩、以及添加木薯水解糖液的方法调整蔗汁初始糖浓度,并添加适量的营养盐进行酒精发酵,以期得到更高的发酵酒度,本文主要有以下三个方面的研究内容和研究成果: 对甘蔗原汁直接酒精发酵的工艺条件进行研究。试验考察了温度、pH以及氯化铵、尿素、硫酸镁、无水氯化钙、磷酸二氢钾等营养盐对蔗汁酒精发酵的影响,在单因素试验的基础上,进行正交试验。结果表明,saccharomyces cerevisiae GJ2008菌株最佳发酵工艺条件为温度33℃,pH4.0,NH4Cl 1.4 g/L,KH2PO4 0.6g/L,在此条件下发酵40h,酒度8.35(%,v/v)。 通过浓缩、添加蔗糖以及添加木薯水解糖液的方法调整蔗汁初始糖浓度,并对不同糖浓度蔗汁酒精发酵的效果进行了研究。试验考察了蔗汁糖浓度调整方法和营养盐对发酵效果的影响。结果表明,添加蔗糖比浓缩调整蔗汁糖浓度进行酒精发酵的效果好,使用添加木薯水解糖液的方法调整蔗汁糖浓度发酵效率不高,添加适量的营养盐能够提高蔗汁酒精发酵效率。当添加蔗糖调整蔗汁糖浓度达到187.0g/L的时候,添加1.4g/L尿素,0.6g/L KH2PO4,在pH4.0,温度33℃的条件下,发酵56h,得到酒度11.1(%,v/v),发酵效率达到91.65%。 利用甘蔗原汁酒精发酵工艺条件以及蔗汁调整糖浓度,在500mL三角瓶酒精发酵的基础上进行5L罐、30L发酵罐的酒精发酵试验。结果表明,通过添加蔗糖调整蔗汁糖浓度至183.3g/L,添加1.4g/L尿素,0.6g/L KH2PO4,在pH4.0,温度33℃的条件下,发酵36h,30L发酵罐发酵酒度可达11.0(%,v/v),发酵效率92.66%。