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1、酒精发酵与白酒酿造酒精发酵与白酒酿造 酒精发酵酒精发酵 l l 原料原料 l l 发酵微生物发酵微生物 l l 发酵机制发酵机制 l l 发酵工艺发酵工艺 发酵原料主要采用发酵原料主要采用淀粉质原料 糖质原料和淀粉质原料 糖质原料和 纤维素原料 纤维素原料 uu淀粉质原料 淀粉质原料 80 80 发酵酒精由此生产 其中甘发酵酒精由此生产 其中甘 薯干占薯干占45 45 玉米等谷物占 玉米等谷物占35 35 1 1 薯类原料 包括 薯类原料 包括甘薯甘薯 木薯木薯 马铃薯马铃薯 2 2 谷物原料 玉米 小麦 高粱 大米 谷物原料 玉米 小麦 高粱 大米 等 也称粮食原料 其中玉米小麦常用等 也称
2、粮食原料 其中玉米小麦常用 一 酒精发酵原料一 酒精发酵原料 糖类原料 糖类原料 糖蜜 甘蔗 甜菜 甜高粱等糖蜜 甘蔗 甜菜 甜高粱等 很少用 多用来制糖 生产酒精工序简单很少用 多用来制糖 生产酒精工序简单 成本较低 成本较低 纤维质原料 纤维质原料 含量非常丰富 由纤维素 含量非常丰富 由纤维素 半纤维素和木质素组成 较难降解 农作半纤维素和木质素组成 较难降解 农作 物纤维质下脚料 森林和木材加工工业下物纤维质下脚料 森林和木材加工工业下 脚料 工厂纤维素和半纤维素下脚料及城脚料 工厂纤维素和半纤维素下脚料及城 市废纤维垃圾 市废纤维垃圾 vv糖化 糖化 淀粉质原料在淀粉质原料在微生物或
3、酶微生物或酶的作用下将的作用下将 淀粉转化为糖的过程 淀粉转化为糖的过程 vv糖化剂 糖化剂 糖化中采用的催化剂 为由微生物糖化中采用的催化剂 为由微生物 曲霉和根霉曲霉和根霉 制成的制成的糖化曲糖化曲 二 酒精发酵微生物二 酒精发酵微生物 淀粉质原料淀粉质原料 葡萄糖等可发酵性糖葡萄糖等可发酵性糖 糖化剂糖化糖化剂糖化酒母酒母 酒精酒精 酒精发酵微生物酒精发酵微生物 酒母酒母 在实际生产中用于酒精发酵的几乎全是酒 在实际生产中用于酒精发酵的几乎全是酒 精精 酵母酵母 啤酒酵母啤酒酵母 粟酒裂殖酵母 克鲁维 粟酒裂殖酵母 克鲁维 酵母酵母 三 酒精发酵生化机制三 酒精发酵生化机制 淀粉质原料
4、纤维质原料 糖质原料 水解酵母菌乙醇发酵 水解 葡萄糖等可发酵性糖 C C6 6H H 1212OO 6 6 2C 2C 2 2H H5 5 OH 2COOH 2CO 2 2 Q Q 一 淀粉质和纤维质原料的水解 1 淀粉质原料的水解 1 淀粉分子 葡萄糖的高聚体 由直链淀粉和支链淀粉组成 2 淀粉的糊化和液化 淀粉原料在蒸煮时的变化 l糊化 淀粉在常温下不溶于水 当水温至53 以上时 淀粉 的物理性能发生明显变化 淀粉在高温下溶胀 分裂形成 均匀糊状溶液糊精 淀粉分解的中间产物 能溶于水成胶 体溶液 多用作浆糊 称淀粉的糊化 l液化 发生糊化之后的淀粉 如果继续升温 支链淀粉也开 始溶解 胶
5、体状态破坏 形成黏性较低的流动性稠液 称 淀粉的溶解或液化 3 淀粉水解 糖化 淀粉水解 通过添加酶制剂或糖化曲来完成 糖化曲中含有的并起作用的淀粉酶类包括 淀粉酶 淀粉酶 葡萄糖淀粉酶和异淀粉酶等 淀粉在以上几种酶的共同作用下被彻底水解成 葡萄糖和麦芽糖 麦芽糖可在麦芽糖酶的作用下进一 步生成葡萄糖 2 纤维质原料的水解 纤维素 葡萄糖聚合 半纤维素 多种多聚物 木质素 苯丙烷类结构单元组成 酸水解法和酶水解法 纤维素水解所用的酸为硫酸 盐酸和氢氟酸等强酸 酶水解采用的是纤维素酶 预处理预处理 糖化剂制备糖化剂制备 糖化剂糖化剂 蒸蒸 料料 糖糖 化化 发发 酵酵 蒸蒸 馏馏 酒酒 精精 酒
6、酒 母母 酒母制备酒母制备 原原 料料 四 酒精发酵工艺四 酒精发酵工艺 一 淀粉质原料酒精发酵工艺 1 原料处理 包括原料的除杂和粉碎 2 蒸料 使淀粉彻底糊化 液化 灭菌作用 连 续蒸煮常用的有罐式连续蒸煮 管道式连续蒸煮 塔式连续蒸煮三种方法 1 1 斗式升运机 斗式升运机 2 2 料斗 料斗 3 3 锤式粉碎机 锤式粉碎机 4 4 贮料斗 贮料斗 5 5 混合桶 混合桶 6 6 输送料泵 输送料泵 7 7 加热承接桶 加热承接桶 8 8 往复泵 往复泵 9 9 蒸煮锅 蒸煮锅 1010 贮汽桶 贮汽桶 1111 后熟器 后熟器 3 糖化曲的制备 糖化菌扩大培养 并让糖化菌产生高活力的的
7、各种淀粉 酶等酶类的过程 固体曲 用麸皮为主要原料 曲盘制曲 帘子制曲 机械通 风制曲 无菌空气制备 培养基预处理发酵 液体曲 采用液体深层通风培养 包括种子制备 液体曲发酵 和无菌空气制备三个过程 豆饼粉 米糠 薯干粉及硫酸铵配 成干物质浓度为8 5 的培养液 4 糖化 糖化工段主要工序糖化工段主要工序 将蒸煮醪冷至糖化温度 将蒸煮醪冷至糖化温度 前冷却前冷却 冷却好的蒸煮醪与糖化剂混合 并进行蒸煮醪的 冷却好的蒸煮醪与糖化剂混合 并进行蒸煮醪的 糖化糖化 糖化醪冷却到发酵温度 糖化醪冷却到发酵温度 后冷却后冷却 糖化方法分成间歇糖化和连续糖化两类 在间歇蒸煮在间歇蒸煮 中 这几个工序是在一
8、个设备中进行的 因此设备利中 这几个工序是在一个设备中进行的 因此设备利 用率低 冷却水与动力消耗大 用率低 冷却水与动力消耗大 连续糖化时 工序分别在几个相应的设备中进行连续连续糖化时 工序分别在几个相应的设备中进行连续 操作 实现了生产的连续化 根据前冷却和后冷却的操作 实现了生产的连续化 根据前冷却和后冷却的 方法不同 方法不同 分成混合冷却连续糖化 真空冷却连续糖 化和二级真空冷却连续糖化三类 5 5 酒母制备酒母制备 1 1 酒精生产对酵母菌的要求 酒精生产对酵母菌的要求 a a 发酵能力强 繁殖速度快 具有很强的增殖能力发酵能力强 繁殖速度快 具有很强的增殖能力 b b 耐酒精能力
9、强 能在较高浓度的酒精发酵醪中进耐酒精能力强 能在较高浓度的酒精发酵醪中进 行发酵 行发酵 c c 耐温性能好 耐酸能力强 抵抗杂菌能力强 耐温性能好 耐酸能力强 抵抗杂菌能力强 d d 生产性能稳定 变异性小 生产性能稳定 变异性小 e e 发酵时产生泡沫少 发酵时产生泡沫少 3 3 酒母培养与扩大培养 酒母培养与扩大培养 1 1 酒精发酵动态酒精发酵动态 酒精发酵过程从外观现象可以将其分为如下三酒精发酵过程从外观现象可以将其分为如下三 个发酵不同阶段 前发酵期 主发酵期 后发酵个发酵不同阶段 前发酵期 主发酵期 后发酵 期 期 1 1 前发酵期 前发酵期 10hr10hr 生长 生长 在酒
10、母与糖化醪加入发酵罐后 醪液中的酵在酒母与糖化醪加入发酵罐后 醪液中的酵 母细胞数还不多 由于醪液中含有少量的溶解氧母细胞数还不多 由于醪液中含有少量的溶解氧 和充足的营养物质 所以酵母菌仍能迅速地进行和充足的营养物质 所以酵母菌仍能迅速地进行 繁殖 使发酵醪中酵母细胞繁殖到一定数量 繁殖 使发酵醪中酵母细胞繁殖到一定数量 6 6 酒精发酵工艺 酒精发酵工艺 2 2 主发酵期 主发酵期 12hr12hr 发酵 发酵 酵母细胞已大量形成 醪液中酵母细胞数可达酵母细胞已大量形成 醪液中酵母细胞数可达1 1亿 毫亿 毫 升以上 升以上 由于发酵醪中的氧气也已消耗完毕 酵母菌基本由于发酵醪中的氧气也已
11、消耗完毕 酵母菌基本 上上停止繁殖而主要进行酒精发酵作用停止繁殖而主要进行酒精发酵作用 醪液中糖分迅速下降 酒精逐渐增多 因为发酵作用的醪液中糖分迅速下降 酒精逐渐增多 因为发酵作用的 增强 醪液中增强 醪液中产生了大量的产生了大量的COCO 2 2 随着 随着COCO 2 2 的逸出 可以产生的逸出 可以产生 很强的很强的COCO 2 2 泡沫响声 泡沫响声 3 后发酵期 40小时左右 醪液中的糖分大部分已被酵母菌消耗掉 醪液中尚残 存部分糊精继续被曲作用 生成葡萄糖 由于这一作用进行 的极为缓馒 生成的糖分很少 所以发酵作用也十分缓慢 因此 这一阶段发酵醪中酒精和CO2产生得也少 后发酵阶
12、段 因为发酵作用减弱 所以产生的热量也减 少 发酵醪的温度逐渐下降 此时醪液温度应控制在30 32 左右 如果醪液温度太低 糖化酶的作用就会减弱 糖 化缓慢 发酵时间就会延长 这样也会影响淀粉出酒率 二 糖质原料酒精发酵工艺 糖蜜酒精发酵工艺过程包括前处理 酒母 制备 乙醇发酵和蒸馏四个工序 蒸馏提纯蒸馏提纯 经酵母菌把糖转变成酒精后 在成熟发酵醪内 除含经酵母菌把糖转变成酒精后 在成熟发酵醪内 除含 有酒精和大量水分外 还含有固形物和许多杂质 蒸馏是有酒精和大量水分外 还含有固形物和许多杂质 蒸馏是 把发酵醪液中含有的酒精提纯出来 通过把发酵醪液中含有的酒精提纯出来 通过粗馏粗馏和和精馏精馏
13、 最 最 后取得合乎规格的酒精 后取得合乎规格的酒精 五 酒精蒸馏与精馏五 酒精蒸馏与精馏 主要产品 头级杂质 工业酒精 不凝结气体和部分醛类 成品酒精 杂醇油 1 1 粗镏塔 粗镏塔 2 2 精馏塔 精馏塔 3 3 预热器 预热器 4 4 第一冷凝器 第一冷凝器 5 5 第二冷凝器 第二冷凝器 6 6 第三冷凝器 第三冷凝器 7 7 冷却器 冷却器 8 8 乳化器 乳化器 9 9 盐析罐 盐析罐 10 10 储存罐 储存罐 11 11 盐析罐 盐析罐 12 12 成品冷却器 成品冷却器 13 13 检酒汽检酒汽 40 92 95 105 108 92 回流 气相进料两塔蒸馏工艺流程图 vv白
14、酒白酒 以谷物 薯类或糖分等为原料 以谷物 薯类或糖分等为原料 经糖化 发酵 陈酿 蒸馏 勾兑制经糖化 发酵 陈酿 蒸馏 勾兑制 成的 酒精浓度大于成的 酒精浓度大于20 20 v vv v 的一 的一 种蒸馏酒 种蒸馏酒 vv世界六大蒸馏酒世界六大蒸馏酒 vv白兰地 白兰地 BrandyBrandy 水果为原料酿制而成的蒸馏酒 水果为原料酿制而成的蒸馏酒 葡萄酒的灵魂葡萄酒的灵魂 法国干 法国干 邑邑 vv威士忌 威士忌 WhiskyWhisky 以粮谷 包括麦芽 为原料 以麦芽为糖化剂 经过糖化以粮谷 包括麦芽 为原料 以麦芽为糖化剂 经过糖化 发酵 蒸馏 后熟 勾兑制成的含有高酒精 发酵
15、 蒸馏 后熟 勾兑制成的含有高酒精 38 48 38 48 和芳香性挥发物的蒸馏酒 苏格兰威士忌 爱尔兰威士 和芳香性挥发物的蒸馏酒 苏格兰威士忌 爱尔兰威士 忌 美国威士忌忌 美国威士忌 vv伏特加 伏特加 VodkaVodka 俄国烧酒 传统方法是用黑麦为主要原料 混加俄国烧酒 传统方法是用黑麦为主要原料 混加20 20 的大的大 麦 大麦芽做糖化剂 发酵蒸馏而成 现在的工艺主要是麦 大麦芽做糖化剂 发酵蒸馏而成 现在的工艺主要是 用高纯食用酒精兑水稀释 经木炭或活性炭 吸附不良风用高纯食用酒精兑水稀释 经木炭或活性炭 吸附不良风 味杂质 酯化作用改善酒的香气和口味 处理 味杂质 酯化作用
16、改善酒的香气和口味 处理 vv朗姆酒 朗姆酒 RumRum 甘蔗 甘蔗糖蜜甘蔗 甘蔗糖蜜 酒精发酵酒精发酵 蒸馏勾兑 含酒精蒸馏勾兑 含酒精40 40 45 45 集中于世界甘蔗种植地区 牙买加 古巴 多米 集中于世界甘蔗种植地区 牙买加 古巴 多米 尼亚 菲律宾 阿根廷 秘鲁 毛里求斯等国家 尼亚 菲律宾 阿根廷 秘鲁 毛里求斯等国家 vv金酒 金酒 GinGin 由荷兰的莱顿大学名叫西尔维斯的教授制造成功的 由荷兰的莱顿大学名叫西尔维斯的教授制造成功的 最初制造这种酒是为了预防热带疟疾病 作为利尿 最初制造这种酒是为了预防热带疟疾病 作为利尿 清热的药剂使用 利尿剂香气和谐 口味协调很快就清热的药剂使用 利尿剂香气和谐 口味协调很快就 被人们作为正式的酒精饮料饮用 怡人香气主要来自被人们作为正式的酒精饮料饮用 怡人香气主要来自 具有利尿作用的杜松子 也叫杜松子酒 具有利尿作用的杜松子 也叫杜松子酒 vv中国白酒 中国白酒 China distilled liquorsChina distilled liquors 我国名白酒简介我国名白酒简介 l l 全国八大名酒全国八大名酒 贵州
