影响糖蜜酒精发酵的主要因素

    通过上述数学推导，可以清楚地看到，糖蜜酒精多级连续发酵过程的主要参数关系，这些主要参数可以作为连续发酵过程运转和控制的基础及依据。这对建立合理的糖蜜酒精连续发酵的工艺条件控制是否恰当，也直接影响连续发酵的效率。现将影响糖蜜酒精连续发酵的主要工艺因素分析讨论如下：

    1．酵母数量 糖蜜酒精连续发酵效率主要取决于酵母细胞内酒化酶系的活力，而酵母细胞内酒化酶系的活力又决定于酵母繁殖速度和酵母数量，因而要提高糖蜜酒精连续发酵的效率，除选育酒化酶系活力强、耐高渗透压的酵母菌种外，还要正确选择糖蜜酒精连续发酵过程中立体罐的酵母数量。应该看到，在连续发酵稳定状态条件下，主体罐的酵母数量是与主体罐的容量、进料速度、稀释度、发酵醪的糖分浓度、营养条件、pH值、酸度及通风搅拌情况均有密切关系。例如改变进料速度可以调节酵母数量，而在通风搅拌条件下，酵母繁殖速度和酵母数量迅速提高．糖蜜酒精多级连续发酵要求主体罐的酵母数量要控制适宜，过多或过少的酵母数量对发酵率均有影响。在通风搅拌条件下，酵母繁殖速度过快，酵母数量过多，则发酵醪的糖分供给酵母作为茵体生长消耗较多，相应地糖蜜转化为酒精的转化率降低。酵母数量过少，酵母繁殖速度慢，发酵速度也相应地减慢，不仅发酵时间延长，设备利用率降低，同时易使杂菌感染和繁殖，酸度增高，导致发酵率下降。所以，糖蜜酒精多级连续发酵过程中主体罐一定要控制适宜的酵母数量，使酵母处于对数生长期，细胞内酒化酶系活力保持最高，则可以使主发酵旺盛进行，发酵率可以提高，发酵时间可进一步降低。

    酵母菌种特性不同和糖蜜原料不同，酵母的数量控制也不同。根据国内外糖蜜酒精工厂的实验经验：对于甘蔗糖蜜酵母菌种采用F—396、高l—396、As.2.1190、川345等酵母时，连续发酵中主发酵罐的酵母数量宜控制0.8—1.2亿／毫升，出芽率25—30％，死亡率1％以下、对于甜菜糖蜜，酵母菌种如采用Rasseя字酵母时，连续发酵中主发酵罐的酵母数量宜控制1.4—1.6亿／毫升，出芽率25—30％，死亡率1％以下。为了控制适宜的酵母数量，通常在酒母培养罐与主发酵罐采取间歇通风的措施，以保证连续发酵所需要的酵母数量。

    2．发酵醪的糖分浓度 糖蜜酒精连续发酵正确选择与控制适宜的发酵醪糖分浓度是重要的，它不仅直接影响成熟醪中酒精含量，也影响发酵的快慢与糖分利用率。不同质量级别的糖蜜，确定发酵醪的糖分浓度也有所不同，一般认为对质量较好的、纯度较高的炼糖糖蜜，以及一级、二级的糖蜜，宜采用浓醪发酵。对质量较差纯度较低的三级与低纯度糖蜜，宜采用稀醪发酵。一般认为稀醪发酵[指成熟醪中酒精含量在6—7％(容量）]可以提高糖分的转化率。这是因为稀醪调整了环境的渗透压，不仅利于酵母半渗透作用的细胞质膜对发酵醪中营养物质的选择吸收，有利于酵母生长繁殖，同时也有利于酵母细胞内酒化酶将发酵基质迅速转化为酒精，因而稀醪可以加速酒精发酵和提高糖分的转化率。而浓醪发酵[成熟醪酒精含量在9％(容量)以上]的优点，在于发酵醪酒精含量高，可以相对地提高设备的利用率，节约动力，水电及蒸汽，还可以节约劳动力，提高劳动生产率，从全面考虑还是浓醪发酵比较合理，目前国内一些糖蜜酒精工厂正在进行低纯度糖蜜浓醪发酵的探索。日本低纯度糖蜜浓醪发酵试验，成熟醪酒精含量高达15％以上，发酵效率为90％以上。可见所谓浓醪发酵与稀醪发酵都是相对而言，关键在于选择耐高渗透压和耐高浓度酒精的酵母，低纯度糖蜜浓醪酒精发酵，同样可以获得较高的发酵效率。

    糖蜜酒精连续发酵过程中为了控制适宜的发酵醪糖分浓度，基本稀糖液的流加速度以及各罐顺次流往下一罐的速度必须保持均匀，流量准确和稳定，否则各罐流速不一，将造成发酵醪成熟情况不稳定，使糖分不能充分利用，从而影响糖分利用率和发酵效率。

    3．主发酵罐的酒精浓度 为了使糖蜜酒精多级连续发酵顺利进行，主发酵罐的酒精浓度必须严格控制，如果第一个主发酵罐的发酵醪中酒精浓度过高，超过5％(容量)以上，则酵母受到抑制，容易衰老，酒化酶活力也下降，从而使以下各级发酵罐的发酵速度也下降，因而发酵效率降低，成熟醪残糖高，酒精含量低。所以糖蜜酒精多级连续发酵过程中，除了第一主发酵罐的容量、稀释度、进料速度、糖分浓度、酵母数量、酸度、品温等工艺参数需要严格选择和控制外，还需要注意第一主发酵罐的酒精浓度，宜控制在3—3.5％(容量)左右。实践证明，在合理的有效容量的前提下，控制适当的，均匀的基本稀糖液的流加速度，酵母数量保持0.8—1.2亿／毫升情况下，第一主发酵罐发酵醪中的酒精浓度应相应比较稳定，同时对酵母的抑制作用不会太大。

    4．发酵温度 糖蜜酒精连续发酵成绩的好坏与合理控制发酵温度有着极大的关系，因为发酵温度对酵母的生长繁殖，酒化酶系的活力，发酵速度，发酵周期及杂菌的污染等方面有着密切的关系。酵母的繁殖，在发酵温度28—34℃范围内，温度越高发酵越迅速，但在34℃以上，发酵速度减弱，当40℃以上时，酵母衰老，难于发酵。发酵最高温度应维持在32—34℃，最低温度维持在28—30℃。温度过高，酵母容易衰老，酒化酶系活力减退，产酸细菌繁殖迅速；温度过低则发酵速度迟缓，延长了生产周期，降低设备利用率和产品产量。

    我们应当根据酵母特性、原料质量、发酵醪浓度等因素合理控制发酵温度。不同酵母菌种，发育最适温度与发酵最适温度不同，应根据实际情况，进行合理的控制。例如：F—396酵母：发育最适温度30—33℃，以32℃为最适宜；发酵最适温度为33—35℃，以34—35℃为最适宜。川102酵母的发酵温度以34—35℃为最适宜，超过36℃则发酵率明显下降。而高1—396与川345酵母的发酵温度在40℃以下，发酵仍正常进行，发酵速度不改变，发酵率相当稳定。

    5．发酵醪pH值的控制与杂菌感染 酵母发育最适pH4.5-5，发酵最适pH3.5—5。可见，糖蜜酒精连续发酵只宜在酸性条件下进行。糖蜜酒精连续发酵发酵醪pH的调整，一方面是从酵母发育与发酵最适PH的要求来考虑问题；而另一方面是从防止杂菌的污染来考虑。糖蜜酒精连续发酵能否顺利进行，关键在于防止杂菌的污染，如果能够控制住杂菌的繁殖，连续发酵就能顺利进行。防止杂菌的措施一方面要做好预防工作，除了保证酒母不被污染外，还要对发酵罐管道阀门进行经常严格的杀菌，此外控制#l—#3罐处于主发酵状态，使发酵一开始就造成酵母繁殖的优势，均收到良好的效果。

    糖蜜酒精连续发酵过程中，为了抑制杂菌的生长繁殖，不少工厂流加硫酸控制发酵醪的酸度，调整发酵醪的pH值为4.0，在这pH值下，酵母菌可以正常生长繁殖和发酵，而杂菌则受到明显的抑制或死亡。

    6. 发酵时间与成熟醪指标 糖蜜酒精连续发酵能否完全彻底，必须正确控制发酵时间，但发酵时间并不是固定不变的，它：与原料质量、酵母特性、酵母数量、稀释度、发酵醪的糖分浓度、pH值以及发酵温度都有密切的关系。一般来说，甜菜糖蜜双浓度流程酒精连续发酵时间约为20—24小时左右，甘蔗糖密双浓度流程酒精连续发酵时间约为30—36小时左右。单浓度流程酒精连续发酵时间约为24—26小时左右。

    控制好发酵时间主要在于掌握好成熟醪的标准，当醪中酒精含量最高时，应即送去蒸馏。例如：甘蔗糖蜜酒精连续发酵成熟醪的指标；残糖0.5—1.0％；酒精含量8％(容量)以上；酸度5—5.5°；浓度9—10Bx；品温30—32℃；镜检杂菌不明显，酵母形态正常。