交试验因素及水平正交试验结果从的数据来看,对于调浆浓度,加水量低于2.3倍,浓度过高,粉浆过稠至使醪液流动性差,不利于物料传送,且发酵酵浓度高时,到发酵过程后期随着酒精产出增加及副产物累积,抑制酵母的活性,反而容易造成残总糖高,发酵率下降的问题。而加水量高于2.7倍,浓度太低,影响设备利用率,故选用2.5~2.7为宜。
酒精生产中菌种的扩培接种量一般为10%,但生料发酵速度比蒸煮工艺的发酵速度慢,接种量大,在发酵初期酵母大量繁殖,消耗营养快,到发酵后期酵母容易老化影响发酵后劲;接种量小,在发酵初始酵母数不占优势,杂菌更易繁殖。从的数据来看,选用接种量8%.
由于pH较低时,可控制发酵过程中杂菌的生长,但糖化酶的最适pH为4.2~4.5,因此pH值低,会影响糖化酶的糖化效果;pH值为4.5时,虽然该pH值有利于糖化酶的作用,但不利于发酵过程中杂菌的控制。实验数据表明pH4.0~4.2较为适合木薯生料发酵。
酵母的最适生长温度在28℃~32℃间,但糖化酶的最适温度在60℃,提高发酵温度有利于酶的作用,但发酵温度高于35℃会影响酵母的生长,影响出酒率。实验数据表明,32℃~34℃是比较适合生料发酵的温度。
以上实验结果确定了木薯生料发酵工艺条件为:粉水比为1∶2.5~2.7,pH4.0~4.2,接种量为8%,培养温度为32~34℃。
复合酶的组合优化与酒精生产有关的酶及其作用:(1)α-淀粉酶:用于淀粉的水解,反应结果生成大小不同的糊精;(2)β-淀粉酶:与α-淀粉酶一起用于淀粉的水解;(3)葡萄糖淀粉酶(糖化酶):从淀粉生产葡萄糖;(4)纤维素酶:用于纤维素的分解;(5)蛋白酶:利用原料中蛋白质水解,增加醪液中酵母可吸收氮,促进酵母生长发育繁殖。在生料发酵中,糖化酶起主要作用。正交试验因素及水平见,试验结果见。
酶正交试验因素及水平单位μ/g酶正交试验结果从试验结果可以看出,淀粉酶和蛋白酶的添加对生产没有明显的促进作用,纤维素酶的添加可以提高酒分,降低残总糖。根据和的试验结果确定复合酶组合:糖化酶的用量为250μ/g,纤维素酶的用量为10μ/g.生长素的组合优化酵母在生长过程中需要供给的营养物质主要有:碳源、氮源、磷源、无机盐(Mg、K、Zn、Fe)及维生素,在实际生产中,最常补充的是氮源和磷源。
结论生料发酵工业化生产酒精的工艺的最佳工艺条件和参数是:粉碎机筛孔孔径1.5mm.生产调浆的粉水比为1:2.5~2.7,醪液总糖含量为23~25%,pH4.0~4.2.添加抑菌剂克菌灵10mg/L,达到有效控制杂菌生长的效果。