CN105349445A - 一种酒精生产中酒母的扩大培养方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种酒精生产中酒母的扩大培养方法，属于乙醇生产技术领域，包括以下步骤：将卡氏罐培养成熟的酒母接入小酒母罐，通入无菌空气或用机械搅拌，待小酒母罐中的酒母培养成熟后，接入中酒母罐培养，待中酒母罐中的酒母培养成熟后，接入大酒母罐培养；待大酒母罐中的酒母培养成熟后，将成熟酒母分割出五分之四作为发酵罐接种使用，余下的五分之一补加新鲜的酒母糖化醪继续培养，待培养成熟后继续分割，如此反复以上操作n次，n≥1，将大酒母罐分割出的成熟酒母分别接入不同的发酵罐中。本发明酒精生产中酒母的扩大培养方法，可以节约资源，降低成本，操作更加简单，省工省时，酒母质量稳定，极大提高了乙醇厂的效益。
Description
技术领域
本发明属于乙醇生产技术领域，具体涉及一种酒精生产中酒母的扩大培养方法。
背景技术
酒精发酵是酵母菌将可发酵性的糖转换为酒精的过程。酒精酵母在分类学上属于真菌门，子囊菌刚，原子囊菌亚纲，内孢霉目，内孢霉科，酵母亚科，酵母属，是发酵工业中重要的微生物，能发酵碳水化合物生成酒精和二氧化碳等物质。酵母菌在酒精生产中俗称酒母，而酵母菌的扩大培养过程就是酒母的制备过程。酒母扩大培养的目的是从少量的酵母繁殖出大量酵母细胞，以供给发酵时所需的酵母种子。
乙醇发酵是利用成熟酵母菌在合适的培养条件下，利用合适的培养基通过新陈代谢和发酵作用，产生乙醇的过程。酒母的质量直接关系到酒精的发酵质量。酒母质量的优劣直接关系到发酵各项指标，进而影响物料消耗，影响生产成本。酵母菌经试验阶段扩大培养以后，即转入酒母罐扩大培养。酒母车间所用的培养基，主要以大生产的原料为主，适当添加一些营养物质。传统的酒母罐扩大培养有两种：间歇式培养和半连续培养。间歇式培养的流程为：卡氏罐——小酒目罐——大酒母罐——成熟酒母送发酵车间，具体方法为将卡氏罐培养成熟的酒母接入小酒母罐，通入无菌空气或用机械搅拌，待小酒母罐中的酒母培养成熟后，接入大酒母罐中继续培养，待大酒母罐中的酒母培养成熟后，即可送往发酵车间。此法操作麻烦，效率低。半连续培养的具体方法为：将卡氏罐酒母接入小酒母罐，培养成熟后，分割出三分之二接入大酒母罐进行培养，余下的三分之一再补加新鲜酒母糖化醪连续培养，培养成熟后再分割，如此反复以上操作，待大酒母培养成熟后，则可全部送入发酵车间进行接种发酵。目前大多数酒精厂均采用半连续培养酒母的方法。采用此法培养酒母，可以使酵母菌在生产条件下进行驯化，有利于酵母菌的繁殖和发酵，营养利用成分。但是，也存在需要反复对大酒母罐之前的酒母罐进行培养，菌种易于退化的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种节约成本，操作简单，用于酒精生产的酒母扩大培养方法。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种酒精生产中酒母的扩大培养方法，包括以下步骤：
步骤S1、将卡氏罐培养成熟的酒母按体积比0.03~0.05%的接种量接入小酒母罐，通入无菌空气或用机械搅拌，待所述小酒母罐中的酒母培养成熟后，将成熟的小酒目按体积比7~9%的接种量接入中酒母罐培养，待所述中酒母罐中的酒母培养成熟后，将成熟的中酒目按体积比20~25%的接种量接入大酒母罐培养；
步骤S2、待所述大酒母罐中的酒母培养成熟后，将成熟酒母分割出五分之四作为发酵罐接种使用，余下的五分之一补加新鲜的酒母糖化醪继续培养，待培养成熟后继续分割，如此反复以上操作n次，n≥1，将所述大酒母罐分割出的成熟酒母分别接入不同的发酵罐中。
进一步的，所述酒母为南阳5号酵母或南阳混合酵母1308。
进一步的，所述酒母糖化醪为木薯糖化醪、玉米糖化醪或小麦糖化醪。
进一步的，所述中酒母罐和大酒母罐中酒母的培养时间分别为7~9小时。
进一步的，所述n为2或3。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明将传统的酒母罐间歇式培养，通过不断探索改进为半连续式培养，本发明培养的方式是将培养成熟的大酒母进行分割，分割出五分之四作为发酵罐接种使用，余下的五分之一补加新鲜的酒母糖化醪继续培养，待培养成熟后继续分割，如此反复以上操作n次，n≥1，酒母质量稳定，相比间歇式培养，本发明省工省时，节省了大量的一次蒸汽和工艺风用量，成本大幅降低，效率明显提高；相比传统的半连续培养，其省去了更多的中间操作环节，培养时间减少，而且一个批次中反复分割操作获得的成熟酒母，可以接种更多的发酵罐，边培养边发酵，与传统的半连续培养存在实质性的不同。
本发明酒精生产中酒母的扩大培养方法，可以节约资源，降低成本，操作更加简单，省工省时，酒母质量稳定，极大提高了乙醇厂的效益。
附图说明
图1：酒母罐的传统培养方法示意图；
图2：本发明酒母罐的培养方法示意图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步清楚阐述本发明的内容，但本发明的保护内容不仅仅局限于下面的实施例。在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。
本发明的酒精生产中的酒母的扩大培养方法，包括以下步骤：
步骤S1、将卡氏罐培养成熟的酒母按体积比0.03~0.05%的接种量接入小酒母罐，通入无菌空气或用机械搅拌，待所述小酒母罐中的酒母培养成熟后，将成熟的小酒目按体积比7~9%的接种量接入中酒母罐培养，待所述中酒母罐中的酒母培养成熟后，将成熟的中酒目按体积比20~25%的接种量接入大酒母罐培养；
步骤S2、待所述大酒母罐中的酒母培养成熟后，将成熟酒母分割出五分之四作为发酵罐接种使用，余下的五分之一补加新鲜的酒母糖化醪继续培养，待培养成熟后继续分割，如此反复以上操作n次，n≥1，将所述大酒母罐分割出的成熟酒母分别接入不同的发酵罐中。
在本发明中，可以选用的酒母种类包括但不限于南阳5号酵母、南阳混合酵母1308；适用的酒母糖化醪可以为木薯糖化醪、玉米糖化醪或小麦糖化醪；上述糖化醪的外观浓度为26~29Bx，酸度小于3.5。
在本发明中，所述中酒母罐和大酒母罐中酒母的培养时间优选为7~9小时，更优选为8小时；n优选为2或3，更优选为2。
传统的培养方法是将卡氏罐培养成熟的酒母接入小酒母罐，通入无菌空气或用机械搅拌，待小酒母罐中的酒母培养成熟后，接入中酒母罐培养，待中酒母罐中的酒母培养成熟后，接入大酒母罐培养，待大酒母罐中的酒母培养成熟后，送往发酵车间。
这种培养方式中，每一批次的操作都是独立的。在实际生产中，若每天需要做n批，那么小酒母罐和中酒母罐就需要做n批，然后分别接入大酒母罐中培养，得到成熟的大酒母，然后进行接种。在此操作过程中，由于每次接种前，小酒母罐和中酒母罐都需要使用蒸汽实消，而且培养过程需要通风培养，消耗了一定的一次蒸汽和大量的工艺风。
参阅图1，以培养三批大酒母为例，传统的培养方法是：将卡氏罐培养成熟的酒母按体积比0.03~0.05%的接种量接入小酒母罐，培养22~26小时，得到成熟的小酒目A1；将成熟的小酒目A1按体积比7~9%的接种量接入中酒母罐培养，培养7~9小时，得到成熟的中酒目B1；将成熟的中酒目B1按体积比20~25%的接种量接入大酒母罐培养，培养7~9小时，得到成熟的大酒目C1，送往发酵车间，接入发酵罐A，为1个批次；重复上述操作再进行2次，即完成三批大酒母的培养。
参阅图2，以培养三批大酒母为例，本发明的酒精生产中的酒母的扩大培养方法，包括以下步骤：
首先将卡氏罐培养成熟的酒母按体积比0.03~0.05%的接种量接入小酒母罐，培养22~26小时，得到成熟的小酒目A1；将成熟的小酒目A1按体积比7~9%的接种量接入中酒母罐培养，培养7~9小时，得到成熟的中酒目B1；将成熟的中酒目B1按体积比20~25%的接种量接入大酒母罐培养，培养7~9小时，得到成熟的大酒目C1；
然后将成熟的大酒目C1分割出五分之四作为发酵罐A接种使用，余下的五分之一留种补加新鲜的酒母糖化醪继续培养，记为留种大酒目C2，待培养成熟后继续分割，将成熟的大酒目C2分割出五分之四作为发酵罐B接种使用，余下的五分之一留种补加新鲜的酒母糖化醪继续培养，记为留种大酒目C3，待培养成熟后继续分割，将成熟的大酒目C3分割出五分之四作为发酵罐C接种使用，余下的五分之一留种补加新鲜的酒母糖化醪继续培养，记为留种大酒目C4，这样反复操作2次，即完成三批次大酒母的培养和发酵。
培养过程中大、中、小酒母的质量指标参照表1实施。
表1大、中、小酒母的质量指标
| 种类 | 酵母数/亿·mL-1 | 出芽率/% | 杂菌率/% | 酵母形态 |
| 小酒母 | ≥1.5 | ≥10 | ≤3 | 整齐 |
| 中酒母 | ≥1.5 | ≥10 | ≤4 | 整齐 |
| 大酒母 | ≥1 | ≥10 | ≤5 | 整齐 |
为了验证采用本发明方法培养大酒母的稳定性及可重复性，发明人在生产过程中对大酒母的质量进行了连续10个月的跟踪检测，检测指标主要包括外观、酸度、酵母数、出芽率和染色率，如表2所示；并将传统方法与本发明方法所获大酒母的上述指标分别进行检测和对比，如表3所示。
表21~10月份大酒母质量检测结果表
| 月份 | 外观/Bx | 酸度 | 酵母数/亿·mL-1 | 出芽率/% | 染色率/% |
| 1 | 14.56 | 3.30 | 2.81 | 14.84 | 1.28 |
| 2 | 14.94 | 3.34 | 3.39 | 15.59 | 1.19 |
| 3 | 14.01 | 3.28 | 2.97 | 14.98 | 1.25 |
| 4 | 14.33 | 3.32 | 2.87 | 15.95 | 1.08 |
| 5 | 14.60 | 3.23 | 3.20 | 15.90 | 0.75 |
| 6 | 14.37 | 3.38 | 2.96 | 15.07 | 1.28 |
| 7 | 14.51 | 3.51 | 3.04 | 15.74 | 0.88 |
| 8 | 14.06 | 3.77 | 2.98 | 15.09 | 1.24 |
| 9 | 14.63 | 3.94 | 3.43 | 15.23 | 0.86 |
| 10 | 14.10 | 3.63 | 3.21 | 15.52 | 0.74 |
表2是发明人连续跟踪检测10个月中大酒母的质量检测结果，结果显示，在连续10个月的生产实践中，大酒母的质量都符合标准，且相对稳定，没有出现大的波动，说明采用本发明方法培养大酒母在生产实践中是可以实施的，而且可以保证供给质量。
表3本发明方法与传统方法的检测结果对比表
| 培养模式 | 外观/Bx | 酸度 | 酵母数/亿·mL-1 | 出芽率/% | 染色率/% |
| 本发明 | 14.30 | 3.50 | 3.34 | 15.16 | 1.24 |
| 传统 | 14.25 | 3.32 | 2.38 | 14.96 | 1.56 |
表3对本发明培养方法和传统方法所获大酒母的指标检测结果对比显示，本发明培养方法所获大酒母的各项质量检测结果均优于或明显优于传统培养方法，显示出了明显的技术优势。
此外，发明人还对采用本发明方法与传统方法进行酒母培养中一次蒸汽及工艺风消耗量进行了经济效益分析。
表4吨燃料乙醇的一次蒸汽及工艺风消耗量对比表
| 培养模式 | 一次蒸汽/m3 | 工艺风/m3 |
| 本发明 | 0.033 | 24 |
| 传统 | 0.105 | 103 |
按照市场价计算，一次蒸汽：137.17元∕m3，工艺风：0.12元∕m3。
本发明培养模式比传统培养模式吨燃料乙醇节约的经济效益：
（0.105-0.033）×137.17+（103-24）×0.12=18.98元
每年按照12万吨燃料乙醇生产量计算，每年净增效益：
18.98×120000=227.52万元。
综上，采用本发明方法进行酒母罐培养不仅可以缩短培养时间，而且所获大酒母的质量符合标准，重复性好，节约了大量的一次蒸汽及工艺风消耗，经济效益明显，降低了燃料乙醇的生产成本，为燃料乙醇的质量及稳定生产奠定了良好的基础。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (5)
1.一种酒精生产中酒母的扩大培养方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1、将卡氏罐培养成熟的酒母按体积比0.03~0.05%的接种量接入小酒母罐，通入无菌空气或用机械搅拌，待所述小酒母罐中的酒母培养成熟后，将成熟的小酒目按体积比7~9%的接种量接入中酒母罐培养，待所述中酒母罐中的酒母培养成熟后，将成熟的中酒目按体积比20~25%的接种量接入大酒母罐培养；
步骤S2、待所述大酒母罐中的酒母培养成熟后，将成熟酒母分割出五分之四作为发酵罐接种使用，余下的五分之一补加新鲜的酒母糖化醪继续培养，待培养成熟后继续分割，如此反复以上操作n次，n≥1，将所述大酒母罐分割出的成熟酒母分别接入不同的发酵罐中。
2.如权利要求1所述的一种酒精生产中酒母的扩大培养方法，其特征在于：所述酒母为南阳5号酵母或南阳混合酵母1308。
3.如权利要求1所述的一种酒精生产中酒母的扩大培养方法，其特征在于：所述酒母糖化醪为木薯糖化醪、玉米糖化醪或小麦糖化醪。
4.如权利要求1所述的一种酒精生产中酒母的扩大培养方法，其特征在于：所述中酒母罐和大酒母罐中酒母的培养时间分别为7~9小时。
5.如权利要求1所述的一种酒精生产中酒母的扩大培养方法，其特征在于：所述n为2或3。
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