專利名稱：發(fā)酵玉米醪生產(chǎn)酒精的工藝及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采用發(fā)酵玉米醪的方法生產(chǎn)酒精的工藝及專用生物反應(yīng)罐。
傳統(tǒng)的酒精發(fā)酵工藝是將經(jīng)過增殖的液體酵母與玉米糖化醪一同裝入發(fā)酵罐中進行發(fā)酵，而這種發(fā)酵罐只帶有冷卻裝置。上述工藝及設(shè)備的缺點是增殖酵母只能一次性使用，發(fā)酵周期長，生產(chǎn)能力低。
本發(fā)明的目的是提供一種采用發(fā)酵玉米醪生產(chǎn)酒精的新工藝及新型生物反應(yīng)器，以克服上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的缺點。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的生物反應(yīng)器包括罐體、裝在罐體內(nèi)的冷卻蛇管，其特征是罐體內(nèi)還裝有活動假底，活動假底上開有篩孔，在活動假底的下面設(shè)有通風(fēng)氣耙裝置，同時設(shè)有罐外倒醪系統(tǒng)，它包括有倒醪泵和聯(lián)接泵入口與罐體底部、泵出口與罐體上部的倒醪循環(huán)管。
采用發(fā)酵玉米醪生產(chǎn)酒精的工藝包括罐體殺菌、玉米糖化醪制作、酵母細胞增殖、發(fā)酵和蒸餾等工序，其特征是酵母細胞增殖使用固定化酵母細胞粒子，與玉米糖化醪同入發(fā)酵罐中進行增殖發(fā)酵，增殖期的抑菌劑青霉素分二次加入，第一次與固定化酵母細胞粒子和玉米糖化醪同時加入，第二次在增殖中期加入，另外在增殖過程中，打開通風(fēng)氣耙裝置向罐內(nèi)通入無菌空氣進行攪拌，并且進行間斷性倒醪。
當(dāng)正常生產(chǎn)運行一個階段以后，由于酵母細胞不斷代謝而形成酵母泥及底物中的蛋白質(zhì)附著在固定化酵母粒子表面，形成一層油膩潤滑的附著物，它在不同程度上阻礙了正常傳質(zhì)過程，使酒精份降低，殘?zhí)巧撸瑸槿コ鲜龈街?，本發(fā)明采用的方法是用無菌水沖洗，嚴(yán)重時用無菌水浸漬并通以無菌空氣攪拌。
在酒精生產(chǎn)過程中，由于外部細菌污染等因素所致，固定化酵母細胞粒子染菌生酸是不可避免的。本發(fā)明根據(jù)酵母菌與雜菌對酸度的耐受力差別，采用酸洗的辦法進行消除雜菌，將發(fā)酵醪放凈，用無菌水浸沒固定化酵母細胞粒子，加入工業(yè)硫酸，并且通入無菌空氣進行攪拌，然后再用無菌水沖洗，即可重新投入糖化醪進行增殖培養(yǎng)。
本發(fā)明提供的酒精生產(chǎn)設(shè)備及工藝的優(yōu)點是從傳統(tǒng)的發(fā)酵設(shè)備及工藝出發(fā)，提出了外部倒醪及通風(fēng)攪拌的工藝及相匹配的設(shè)備，同時采用了固定化酵母細胞發(fā)酵的工藝方法，使細胞增殖迅速，出率提高48%左右，發(fā)酵期由原來的72小時縮短至20-24小時，生產(chǎn)能力提高3-3.2倍，由于粒子清洗，酸化滅菌等配套工藝的實施，使固定化酵母細胞粒子的使用壽命可達一年以上，另外本發(fā)明的設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，功能齊全，可與工藝方法完全相匹配。
下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明。


圖1是本發(fā)明的發(fā)酵玉米醪生產(chǎn)酒精的生物反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1為發(fā)酵罐的罐體，在罐體中安裝有冷卻蛇管2，在罐體的下部設(shè)有活動假底3，它的上面開有篩孔，活動假底下裝有通風(fēng)氣耙裝置4，它與無菌氣源相聯(lián)接，管上開有氣孔，可以向罐體內(nèi)充入無菌空氣，在罐體外部，設(shè)有外部倒醪系統(tǒng)，它包括倒醪泵6、倒醪循環(huán)管7和10。圖中8為入醪管，9為入粒操作孔，5是罐底閥門。
本發(fā)明的工藝操作如下，向罐體中倒入一定量的工業(yè)甲醛，再通入水蒸汽，一個大氣壓保壓30分鐘，打開通氣孔涼至室溫，打開入粒操作孔9，將固定化酵母細胞粒子投入，經(jīng)入醪管8加入12-14°BX的玉米糖化醪至罐體容積的50%，加入青霉素1.5μ/ml醪，并調(diào)整PH值在4.2-4.5之間，靜置4小時后，打開通風(fēng)氣耙裝置4，以每2立方米/立方米醪小時的速率攪拌1小時，然后啟動倒醪泵6，以總醪量20%/小時的速度每2小時倒醪20分鐘，第8小時后再第二次加入青霉素1μ/ml醪，大約經(jīng)36-48小時，增殖期結(jié)束。此時細胞濃度可達3-4億/ml個，轉(zhuǎn)入正常發(fā)酵階段，加入18-20°BX的醪液，PH值為4.2-4.5，打開冷卻蛇管2，調(diào)整冷卻水量，控制溫度，其入醪溫度及發(fā)酵期溫度可按菌種耐溫特性選取，同時以總醪量20%/小時的速率，每2小時倒醪20分鐘，一般經(jīng)過20-24小時，發(fā)酵結(jié)束，及時送至蒸餾，并入醪進行下一輪發(fā)酵。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)酵玉米醪生產(chǎn)酒精的設(shè)備，它包括罐體、裝在罐體內(nèi)的冷卻蛇管，其特征是罐體內(nèi)還裝有活動假底，活動假底上開有篩孔，在活動假底的下面設(shè)有通風(fēng)氣耙裝置，同時設(shè)有罐外倒醪系統(tǒng)，它包括有倒醪泵和聯(lián)接泵入口與罐體底部，泵出口與罐體上部的倒醪循環(huán)管。
2.一種發(fā)酵玉米醪生產(chǎn)酒精的工藝，它由罐體殺菌、玉米糖化醪制作、酵母細胞增殖、發(fā)酵和蒸餾等工序組成，其特征是酵母細胞增殖使用固定化酵母細胞粒子，與玉米糖化醪同入發(fā)酵罐中進行增殖發(fā)酵，增殖期的抑菌劑青霉素分二次加入，第一次與固定化酵母細胞粒子和玉米糖化醪同時加入，第二次在增殖中期加入，另外在增殖過程中，打開通風(fēng)氣把裝置向罐內(nèi)通入無菌空氣進行攪拌，并且進行間斷性倒醪。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)酵玉米醪生產(chǎn)酒精的工藝，其特征是它包括固定化酵母細胞粒子表面附著物清洗工序，即采用無菌水對固定化酵母細胞粒子進行沖洗，或浸漬并通過通風(fēng)氣耙裝置置入無菌空氣進行攪拌。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)酵玉米醪生產(chǎn)酒精的工藝，其特征是它還包括酸洗滅菌工序，即放凈發(fā)酵醪，用無菌水浸沒固體化酵母細胞粒子，加入工業(yè)硫酸，對固定化酵母細胞粒子進行酸洗，并通過通風(fēng)氣耙裝置進行通風(fēng)攪拌，最后用無菌水沖洗。
全文摘要
本發(fā)明是一種采用發(fā)酵玉米醪生產(chǎn)酒精的方法及設(shè)備，其特征是酵母細胞增殖使用固定化酵母細胞粒子，增殖期抑菌劑分二次投入，同時在增殖及發(fā)酵期，采用通氣攪拌及間斷性倒醪的工藝方法及與其相匹配的設(shè)備。本發(fā)明的優(yōu)點是細胞增殖迅速，出酒率提高，發(fā)酵期由原來的72小時縮短至20—24小時，生產(chǎn)能力提高3—3.2倍，同時由于粒子清洗，酸化滅菌等配套工藝的實施，使酵母細胞粒子壽命可達一年以上。
文檔編號C12N11/00GK1072958SQ9211222
公開日1993年6月9日 申請日期1992年12月18日 優(yōu)先權(quán)日1992年12月18日
發(fā)明者孫慶文, 馬駿驊, 徐宗仁, 張忠偉, 楊志敏 申請人:沈陽市老龍口酒廠