玉米酒精生产中发酵过程优化控制研究

玉米酒精生产中发酵过程优化控制研究

中粮生化能源(肇东)有限公司黑龙江肇东151100

摘要:发酵环节乃是玉米酒精生产最重要的环节,传统模式下需要人员经过在线测量,后续还需反复检验数据。面对着高密度和高强度控制需求关于智能化优化控制研究被提到了议事日程。在实际操作中以技术、工艺为依托完成整体操控,来优化生产发酵。就科学性和影响力而言,工艺的作用是不可小觑的。下文提到的工艺是玉米酒精生产发酵过程优化控制的关键,在其应用下发酵测量与控制不再是难题,具有重要意义。

关键词:玉米酒精;生产发酵;优化控制

前言

酒精生产发酵周期较长,期间会经过若干工序。操作人员需要为酒精发酵创设条件,这时培养基、反应剂和操作技术的选择尤为重要。另外玉米酒精发酵时间微生物活跃性皆有严格的控制,为了保证菌群密度和酒精度达到相应标准是必要采用溶氧控制。精细设备的应用和先进技术的发展改善了酒精生产条件,在一套生物发酵控制系统的助力下玉米酒精生产发酵变得更加简单、高效。

1关于玉米酒精生产发酵研究

面对酒精生产成本日趋增加这一难题,人们意识到了玉米酒精生产发酵是一个大的突破口,人们将玉米秸秆作为原材料进行酒精生产发酵尝试并取得了成功。从现有局势来看,利用丰富的玉米秸秆为原料大批生产酒精已经是大势所趋,这是由于我国多个地区大量生产玉米,酒精发酵原料轻松易得,不会造成较大的经济负担,可以说玉米酒精生产发酵具有较为广泛的发展空间。在现今时代,玉米酒精生产已经有了相当的发展。然而玉米酒精生产发酵技术还并不成熟,迫切需要总结和升华以往的研究经验,形成科学的研究理论以确保后续工作的顺利进行。

玉米这一农作物中含有较为丰富的淀粉,将其作为制酒原料就是看重了这一特性。工业生产酒精的基本原理也正是利用了玉米中的淀粉。期间淀粉在一系列酶的作用下完成分解转化,经过这一工序发酵性糖因此而产生。这并不意味着工作的结束,后期还需进一步借助酵母完成代谢,最终转化为酒精。我们可以发现淀粉质原料生产的酒精有一定的共性,基本理论和操作手法较为相似,但是由于原料不同还会存在一些工艺流程的差异,还需在原有基础上进行进一步的思考研究。

对于玉米酒精生产企业而言,玉米酒精生产发酵过程优化控制是当前乃至未来的重点,这不仅是为了有一个酒质更是为了自身的发展。酒精制作流程复杂,期间需要重重工序,更需要液化酶、糖化酶等的参与,乙醇的质量和产量与酶的活性有关,为了能够有一个好的生产成品必须要严格进行参数监控,以保质保量做好酒精制作工作。

现阶段酒精生产具有减轻环境污染、节省化工原料新诉求,酒精生产过程中关于对生物科技的研究也达到了新高度,在一定时间内预定的思想在实践中变为了现实,生物处理方法得以应用到酒精生产中。

玉米淀粉是酒精发酵的重要基础,但是完全纯玉米淀粉中缺少一定的影响元素,若不添加后续物质会导致酒精发酵无法正常进行。生产厂家一般会在发酵过程中添加甘蔗糖蜜为酵母生长提供所必须的营养物质。需要注意的是甘蔗糖蜜浓度过高,一般不能够直接使用,应按照比例做好稀释酸化工作,以保证玉米淀粉的正常发酵。

2玉米淀粉生产工艺及流程

为保证玉米酒精质量应当首先做好原料筛选工作,选择颗粒饱满色泽金黄的玉米,由于酒精生产需要大量原料,采购量大。但是一些玉米没有得到及时应用需要搁置等待处理,这需要相关人员注重放置环境,做好通风处理工作,避免玉米霉化。此外,在玉米淀粉制作之前应当做好清洗工作,这是由于长期放置玉米上依附的有灰尘以及有机和无机物,难以保证安全生产和产品质量。我们可以采用筛选、风选等方法并利用永磁滚筒和洗麦机等设备以保证物料的洁净。完成清理工作之后可以采用金属罐对物料进行充分的浸泡,为了保证效果可以加置水泵和管道,保证玉米循环流动浸泡。玉米粗碎是浸泡的后一环节,主要是为了分离胚芽为日后工作做准备。这是由于玉米颗粒整体面积较大,若不进行粉碎处理后期会浪费人力和物力,该工作完成之后再添加到挤压机内完成时间设置,在特定时间内原料充分粉碎至应有状态。以上这一预处理方法既有优势又有不足。优点在于环节不需要消耗蒸汽,缺点在于生产过程过于集中,对温度与时间操控要求较高。我们既要看到该方法有利的一面,也要看到不利的一面,分析该方法的利弊。

现今科技不断发展,究竟生产从半智能化转化为了全智能化,企业大多采用盘式破碎机分两次粗碎,第一次胚芽已经有所分离,第二次胚芽会全部脱落,这时将物质推至胚芽分离槽进行最终分离,这时淀粉混合物已经出现但是还存在一定的玉米碎块,为游离淀粉颗粒需要对玉米碎块磨碎来提取淀粉。

3玉米淀粉生产酒精的工艺流程

前文中我们已经阐述过淀粉生产,得知玉米完整颗粒最终会呈现粉末状态。当然,酒精生产离不开前期的准备工作,更离不开后续操作,彼此相辅相成、密切可分。前文已经对淀粉制作有了初步的了解,下面我们将着重叙述玉米淀粉生产酒精。

淀粉分离出来之后可以先行拌水预热,做好升温工作,观察淀粉趋于溶解状态时再持续加热一段时间使之呈现糊状,蒸煮糊化后加入曲霉菌,将原料中的淀粉转化为可发酵性糖,供酵母菌利用。在这样要尤为注意进行空气控制,创设良好的曲霉菌繁殖条件。我们都知道酵母发酵酒精发酵属于厌氧性发酵,为此要保证其能够进行无氧呼吸,为生物化学变化的产生提供条件与可能。我们可以观察到化学反应不是单一的,在此期间淀粉不仅能够被淀粉酶水解生成糖更会有蛋白质在曲霉蛋白酶水解成功生成肽和氨基酸。生成的物质一些会继续参加化学变化,一些会生成二氧化碳和酒精。酒精生成之后紧接着就是提取工作,但是所提取的酒精还有大量的杂志,不够纯质,为取得合乎规格的酒精还需做好蒸馏处理工作。一般来说会先进行粗馏把一些杂质清除,后进行精馏将酒精纯度提高。

4发酵工艺

人们对酒精生产发酵现实的实践一次又一次前进,人们对于酒精生产方法与工艺认识也就一次又一次的深化。可以这样说,酒精生产一刻不停止,人们在实践中对于工艺和方法的认识也就永远没有完结。值得注意的是玉米酒精生产发酵重中之重在于发酵工艺,玉米酒精生产发酵应当充分考虑工艺的经济性,为此应当进行发酵效率比对,应对工艺的价值做全面的考察和理性的选择。下面我们将主要介绍以下几种发酵方法。

4.1连续发酵

连续发酵工艺有循环连续发酵法、多级连续发酵法、双流糖化和连续发酵这三种,连续发酵工艺设备利用率、淀粉利用率高这些优点以被我们得知,生产厂家会结合自身所需选择恰当的类型。

4.2半连续发酵法

我们将在主发酵阶段采用连续发酵、后发酵采用间歇发酵的方法称之为半连续发酵,艺和方法的应用与发展得益于主体的需要,为了满足操作需求需设置一定数量的发酵罐,这些发酵罐要保证相互接通,确保发酵状态较为持续。一般来说,物质经过四五个发酵罐之后发酵即算完成,这时要将产出物送去蒸馏之后紧接着重复以上操作,就这样持续反复操作以满足需需要。

蒸馏与发酵工序处理不可能同时进行,这会增加玉米酒精生产时间,当玉米酒精生产的效率有效提高时厂家的经济效益也能够得到相应保障。半连续发酵法同样会存在一定的瑕疵,为此应当在此方面进行大量实践研究,使得该方法趋于完善合理。

5结束语

对于任何工作而言,工艺与方法只有与需要和利益相一致才是正确的、合理的。现阶段人们将目标放在提升原材料玉米转化率上,为向目标跟进应当加大酒精生产发酵过程的优化控制力度,采用科学的实践方法寻求新工艺新技术以助力企业产品创效。

参考文献:

[1]孙伟,姜柏,吴伟伟,etal.玉米酒精生产中发酵过程优化控制研究[J].轻工标准与质量,2016(4):66-66.

[2]娄岩.玉米酒精生产发酵过程的优化控制[D].2016(11):工艺研究,45-49.

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