黄水润料堆积发酵
黄浆水是浓香型曲酒发酵过程中的副产物,同时黄浆水也是生产大曲酒时的副产物,数量较大,含有丰富的醇、醛、酸、酯等香味物质,还含有糖分、固形物以及经长期驯化的己酸菌、丁酸菌、酵母菌等有益微生物,实际上黄浆水中也含有大量的香味成分[1~2]。一般酒厂在处理黄浆水时采取的工艺为加入底锅中回蒸或作为配制窖泥等用,浪费巨大。有效处理后可用来改善白酒风味,提高酒质。可应用酯化技术生产酯化液,酯化液直接蒸馏后用于生产新型白酒,提高产品质量,降低生产成本,或串蒸糟醅提高优级品率;应用于窖泥的培养,提高窖泥质量。在生产大曲酒时,底层糟醅亦即被黄浆水浸泡的糟醅所产酒的质量最好,当然,这里也有窖泥等的功劳,但不可否认,黄浆水在其中起到了很大的作用。
      长期以来,黄浆水一直未得到很好的利用。近年来,人们已重新认识黄浆水,黄浆水中含多种营养成分,可用于制造酵母、维生素等药品及酿造白酒、作饮料,变废为宝。黄浆水是浓香型白酒发酵的副产物,经分析知其微量成分为:还原糖0.70 %、淀粉1.70 %、酸度5.30 %、乙醇6.30 %、乙缩醛11.98 mg/100 mL、糠醛0.738 mg/100 mL、正丁醇14.937 mg/100 mL、异丁醇0.737 mg/100 mL、甲酸0.79 mg/100 mL、乙酸17.15 mg/100 mL、己酸6.69 mg/100 mL、乳酸296 mg/100 mL,此外,还含有乳酸乙酯、己酸乙酯、辛酸乙酯等大量酯类及有机酸类,这些物质对提高大曲酒的风味起着十分重要的作用。另外,还含有大量经长期驯养的梭状芽孢杆菌,它是产生己酸乙酯不可缺少的有益菌种,若直接排放将对环境造成严重污染,若将该黄浆水二次发酵后再利用则可变废为宝,不仅可以减轻环境污染,而且利用其泼窖、养糟,可以起到养窖接种的目的,为下排发酵奠定基础,从而可以提高白酒质量,改变白酒风味,提高产品质量及优质品率[3]。
      采用高温堆积发酵工艺生产浓香型大曲酒,对堆积发酵过程中糟醅的水分、温度、淀粉、糖分、酸度变化规律的探索和堆积过程中微生物消长规律进行研究。结果表明,应用高温堆积发酵新工艺,不仅丰富了微生物的种类和数量,同时增加其代谢产物的种类和含量,增加了白酒中的香味成分,所产酒的香气更加幽雅、细腻[4];口味更醇甜、绵软、丰满、味长;且己酸己酯的含量增加了60~80 mg/100 mL。
      随着我国经济的快速发展,对能源的需求越来越大。由于当今世界在能源开发研究方面的突破不是很大,对二次能源(即可再生能源)的开发利用不深,仍是依赖一次能源(即不可再生能源),而一次能源的储备量是有限的。因此,节约能源极其重要,为此,国家也出台各类法律法规和激励措施来抓这项工作。环保的重要性日益提高,减少废气废水的排放,是我国各级政府主抓的工作,达到“零排放”是我们追求的目标。企业为了积极响应和贯彻国家的节能精神,同时为了降低企业的市场成本,均采用各种节能技术,减少能源的使用量;加强废物的综合利用,减少排放。
      针对以上方面原因,以及我厂生产实际存在的问题等情况,并依据对我厂实际的能源消耗情况进行分析报告,于2006å¹´10月开始组织相关技术人员对“黄浆水和高温润料堆积工艺的综合利用”进行攻关,旨在缩短高粱的蒸煮时间,减少吨酒耗汽量,同时对黄浆水进行综合利用,改变人工窖泥的培养方式,从而节约了成本、减少了废水排放、提高了人工优质窖泥的活性,最终达到提高产酒优质率和提高企业效益的目的。黄浆水以前主要用来生产黄水丢糟酒,即滴出的黄水泼入底锅,串蒸丢糟,即得丢糟酒,然后将该酒部分进行回酒发酵,这样处理黄水,并没有真正发挥黄水的用途,没有有效利用黄水中大量的有益成分,将黄浆水二次发酵后再利用,可稳定提优率在30 %左右,其经济效益非常可观。
    1 材料与方法
    1.1 现状调查及分析
      曲酒生产的综合能耗与曲酒生产用水、电、汽有关,而我厂用水早就采用闭路循环系统,吨酒用水在20 t左右,大大低于同行业40 t的水平;我厂曲酒生产大多为手工生产,机械化程度不高,用电量不高,节约潜力不大;用汽为9 t/t酒,与同行业持平,因此降低吨酒的用汽量,是曲酒生产降低能耗的突破口。
      黄浆水的主要成分为有机酸、乙醇和乳酸,同行业很多厂家只是对黄浆水进行简单的排放或从甑锅中蒸馏后排放,这样不仅污染环境,加大了污水的处理难度,而且黄浆水中的有益成分得不到充分利用[3]。因此如何充分利用黄浆水,是很多白酒厂家一直在探索的问题。根据以上两个方面,以及我厂的实际情况,课题小组普遍认为我厂曲酒生产降低能耗成本潜力很大。
    1.2 方案制定
    1.2.1 技术方案的论证和选择
      一方面是针对曲酒生产用汽的各个环节具体进行分析,寻找降低用汽量的环节,采取措施,降低能耗。另一方面是分析曲酒生产工艺的全部方面,针对黄浆水的有益成分,进行具体的利用。
    1.2.2 技术方案的选定
      从曲酒生产的用汽的主要工艺过程蒸酒蒸粮着手,采取措施,在不影响工艺要求的情况下,尽量缩短蒸酒蒸粮的时间,这样就减少了用汽量。我厂前期培养的人工窖泥在使用过程中存在使用寿命短、易老化及对曲酒质量提高不是很明显等现象,针对这一情况,课题小组人员普遍认为,必须改变人工优质窖泥的培养方式和成分,最终确定了黄浆水、甑底水综合利用方案。
    1.2.3 论证步骤
      分为2个阶段,初试阶段和推广阶段。高温润料堆积节能新工艺技术,初试阶段为2006å¹´10月~2006å¹´12月,推广阶段为2007å¹´1月~2007å¹´12月。
      黄浆水在窖泥培养中综合应用技术,初试阶段为2006å¹´4月~2006å¹´12月,推广阶段为2007å¹´1月~2007å¹´12月。
    1.3 实验阶段
      初试阶段高温润料堆积节能新技术,课题小组选择在机械化车间一组和三组进行,每组试验30 d。为了有利于更好地进行试验和很好地了解试验效果,黄浆水在窖泥培养中综合应用技术在手工车间同样也选择一组和三组进行实验,窖池选择为以上两组的21#~30#。
      推广阶段根据初试阶段的试验,证明该技术可缩短蒸酒蒸粮时间30 min左右,用汽量明显降低,吨酒用汽量降低了18 %左右。己酸乙酯、乳酸乙酯、丁酸乙酯等含量变化明显,己酸乙酯含量比原来平均上升8 %左右,乳酸乙酯含量比原来平均下降50 %左右,丁酸乙酯含量比原来平均下降30 %左右,乙酸乙酯含量比原来平均上升20 %左右,优质率提高了6 %左右。鉴于此种效果,课题小组在分析总结试验中存在的问题并对工艺方案进行优化、细化,决定在我厂其他曲酒车间所有班组全面推广应用。
    1.4 酯化条件实验
      为了提高黄浆水酯化效率,对酯化条件进行摸索试验,经过1年多反复的试验和上千个分析数据的认真对比、讨论,优选出其酯化条件如下:
      ①酯化pH值。该pH值为黄浆水与水混合溶液的酸度。最后优选pH值3.5~4.0范围,此时溶液的酸度条件下黄浆水浓度50 %~55 %。
      ②酯化酒精度选择。其结果为选择8 %最为合适。
      ③酯化温度选择。其结果分析可知,其最适酯化温度为30~35 ℃。
      ④酯化时间选择。结果表明,酯化20 d以上均可达到理想效果,但考虑发酵周期后,选择30 d酯化时间为宜。
      ⑤加曲量选择。经分析,知3 %~5 %的用曲量最合适。
      经过以上酯化条件的试验,最后得出黄浆水酯化液配方及条件为:黄浆水55 %、酒精8 %、曲2 %、pH3.5~4、时间30 d、温度32~35 ℃。
    1.5 生产应用试验
    1.5.1 高温润料堆积节能新工艺
      为了减少生产曲酒的用汽量,降低曲酒生产成本,同时尽量不增加曲酒操作人员的劳动时间和强度,在原有的工艺基础上,改变润料方式,达到节约用汽目的。将润料用水温度提高到80 ℃左右,将破碎好的高粱按照工艺要求的比例分开,摊开并保持一定的形状,准备润料。控制好料水比,控制在1∶2左右,将准备好的80 ℃左右的热水,均匀泼入已摊开的高粱中,并迅速进行翻拌,翻拌要均匀,并且无淋浆、无干料。将翻拌好的高粱平整地堆积起来,堆成80 cm左右的棱台,并做好各甑次之间的标识。在料堆表面盖上1块塑料布,以减少热量的挥发。根据曲酒生产工艺,堆积时间定为12 h左右,要求曲酒各车间严格按照以上的规定执行。
    1.5.2 黄浆水在高温润料堆积工艺中的应用
      在原料中添加适量的黄浆水,以提高原料中的酸度和抑制杂菌大量繁殖,进一步提高原料的糊化率和缩短糊化时间,同时防止原料带有馊味,达到提高曲酒质量和降低曲酒的单耗。润料用水控制在水∶粮=1∶2,将70~80 ℃的热水均匀泼入摊开的红粮中,同时迅速翻拌,翻拌的人员不少于4人。翻拌第一次后把黄浆水均匀地泼入红粮中,同时迅速翻拌第二遍,要求拌透拌匀、不淋浆、无干料。黄浆水用量与原料用量控制在4 %,翻拌第二遍后迅速把料堆成高80 cm的棱台,料的表面用铁锨拍紧拍实。收堆时料堆中心温度控制在37 ℃为宜。在料堆上加盖保温膜,盖好盖严。在用料之前将料堆表面的料单独分出,集中放于单甑中,以便控制其糊化时间和效果,用料之前料堆中心温度达45 ℃为好。
    1.5.3 黄浆水在窖泥培养中综合应用
      材料及配比,黄粘土500∶豆饼粉7.5∶曲粉10∶酒醅12.5∶乙酸钠1.5∶尿素1∶磷酸二氢钾0.75∶黄浆水10∶ 甑底水12.5∶己酸菌液12.5。
      将豆饼粉进行氨化处理,即放入大罐中用60 ℃的热水封口浸泡10 d后即可。先将干粉类材料加入黄粘土中,要求搅拌均匀。再将搅拌均匀的黄粘土摊开,加入乙酸菌液、黄浆水、甑底水以及60 ℃以上热水,人工翻拌,并进行人工踩制,再翻拌。将以上经人工翻拌的新窖泥放到搅拌机中搅拌均匀后,放入窖池进行发酵。用较厚的塑料薄膜严封窖池,再用黄粘土加盖在塑料薄膜四周,形成厌氧条件,有利于窖泥发酵。培养条件要求,培养温度在30 ℃左右,pH值6.0左右,发酵时间为30 d。
    2 结果与分析
    2.1 经推广应用该项技术。我厂曲酒生产用汽量明显下降,吨酒用汽量由原来的9 tæ±½/t酒下降到现在的7 tæ±½/t酒,平均下降了22 %左右。
    2.2 该项技术的推广应用,调整了半成品曲酒中微量成分的结构,改变了曲酒中几大酯类的含量,己酸乙酯含量比原来平均上升15 %左右,乳酸乙酯含量比原来平均下降55.8 %左右,丁酸乙酯含量比原来平均下降35.4 %左右,乙酸乙酯含量比原来平均上升25.7 %左右,最终使优质率提高了8 %~10 %。
    2.3 该技术的推广对我厂曲酒感官品评有较大影响,酯类物质的含量变化使口感较为协调、柔和、圆润、丰满,使浓香型更为突出。
    2.4 该技术应用后,基酒在感官质量上明显得到提高,己酸乙酯含量得以提高,大大提高了我厂曲酒生产优质品率,明显提高了产出投入比率。
    2.5 该技术的研制过程,通过曲酒生产过程的主体能耗分析,找到了节约能源的关键点和切入点,从而制订曲酒生产节能工艺,降低曲酒生产能耗,最终降低曲酒生产的直接成本。
    2.6 通过对黄浆水和甑底水成分及CODcr的分析、研究,确定了其中的有益成分,找到了利用黄浆水和甑底水的有效途径,为减少废水的排放、加强废水的综合利用提供了科学依据。
    2.7 通过对前期人工窖泥易老化原因的分析,寻找出提高人工窖泥菌种活性及延长窖泥活性的方法,从而从技术上解决生产中的实际问题,为今后在分析窖泥菌种生存的有益环境、优化菌种方面提供一定实践依据和有效途径。
    2.8 突破我厂以往仅从提高出酒率、优质率方面降低曲酒生产成本的单一途径,拓展了降低曲酒生产成本的方式和途径,为今后降低生产成本,提高经济效益提供了一种方法和思路。
    2.9 该技术应用后,我厂人工窖泥同原来的相比,梭状芽孢杆菌、有效磷、有效钾及腐殖质等成分的含量明显提高,氨态氮的含量明显降低;同时调整了曲酒中酯类物质的比例,使曲酒的主体香更为突出,而且口感较为纯净、柔和、圆润、丰满,消费者满意度较高。
    2.10 成功实现了不需要另外投入和不增加操作人员的劳动量,仅改变曲酒生产工艺的方式,就能达到直接降低生产成本的目的,而且降低生产成本的效果很明显。从我厂成功应用该技术后,使以前弃之不用的副产物变废为宝,增加了企业的经济效益。明显增加了酒中的总酯含量,使酒质明显改变,提高了优级品率。减少环境污染带来了显著的社会效益,该技术不增加工人的劳动强度,且投资少、见效快,值得推广。
    2.11 该技术项目应用前景好,通过该技术在我厂从试验到推广应用,均取得了明显的效果。一方面能有效降低曲酒生产的用汽量,直接降低吨酒生产的能耗和生产成本。另一方面加强对黄浆水和甑底水的综合利用,变废为宝,减少了废水的排放,对我厂的环保工作支持较大。同时解决了我厂的人工窖泥易老化的这一长期难题,提高了人工培养窖泥的质量,从而打破了原来曲酒的微量成分的比例,提高曲酒的优质率。综合来看,该项技术的推广应用,有效降低了曲酒生产成本,同时减少了黄浆水和甑底水的排放,改变了大曲酒酯类物质的含量,增强了浓香型大曲酒主体风格,并使口感较为协调、柔和、圆润、丰满。对各酒厂而言,该技术项目应用前景十分广阔。
    3 存在问题及改进措施
    3.1 气温较低时,对高温堆积有影响。注意做好料堆的外表面的保温工作,减少热量的损失。
    3.2 该项技术在实验过程中,由于各班组人员素质方面存在差异,在执行工艺时有偏差,致使实验效果有差别。有待进一步改进工艺,加强管理,促进班组之间协调平衡。
    3.3 由于各窖池发酵的不均衡,产生黄浆水的量不一样,对实验阶段的黄浆水的使用存在影响。将增大黄浆水储备装置的容器,以便统一按照工艺要求使用。 酿酒科技
作者:www.自酿酒.com   æ—¶é—´ï¼š2018-05-20 15:53