玉米淀粉制備燃料酒精的工藝優化

季文波 王德濤

摘要：現階段，隨著社會的發展，我國的科學技術的發展也有了很大的進步。傳統的制備燃料酒精的方式已經不能滿足社會發展的需要，其弊端也逐漸的顯示出來，為了適應當下時代對于酒精的需要，加大對于玉米淀粉制備燃料酒精的工藝優化的重視程度成為非常關鍵的問題。對玉米淀粉制備燃料酒精的工藝進行介紹，并探討各種實驗因素對于玉米淀粉制備燃料酒精工藝的影響。

關鍵詞：玉米淀粉制備;燃料酒精;工藝優化

引言

目前，對于玉米淀粉制備燃料酒精的工藝優化成為酒精制作中非常關鍵的問題，為此相關的研究人員對于玉米淀粉制備燃料酒精的工藝優化進行了相關的實驗，希望能夠通過實驗結論分析各種因素對于玉米淀粉制備燃料酒精的影響程度，從而得出最適合燃料酒精制備工藝的各種影響因素的設置情況。

1玉米淀粉制備燃料酒精的工藝概述

1.1玉米淀粉制備燃料酒精的工藝實驗

在玉米淀粉制備燃料酒精的工藝實驗中，需要特定的儀器和試劑來進行，其中主要的設備包括攪拌器、恒溫器以及測量儀等，主要的試劑包括淀粉酶、糖化酶、葡萄糖等，這些都是玉米淀粉制備燃料酒精的工藝實驗中不可或缺的。玉米淀粉制備燃料酒精的工藝實驗主要實驗步驟包括糊化、液化、糖化、發酵、蒸餾以及脫水等，在該實驗中，需要嚴格的按照這個步驟進行，通過對每一步的嚴格控制，最終得到無水酒精，實現該實驗的最終目的。

1.2玉米淀粉制備燃料酒精的工藝檢驗方法

玉米淀粉制備燃料酒精的工藝檢驗方法主要分以下幾個步驟進行。首先是對原料進行粉碎和篩選，選擇出混合均勻的幾組樣品進行試驗。然后，取出試樣糖化醪，對其進行過濾以及各種參數的測量并記錄。在此基礎上，取出等量的幾組發酵成熟醪進行分析，主要包括測定酒精度（用圓底燒瓶蒸餾后進行測量）、分析揮發酸（用錐形瓶和特定的試劑進行分析）、分析總酸（即分析糖化醪中含有的幾種弱有機酸）、測量糖分（用量筒以及糖度計等進行測量）等。

2制備措施

采用糖化酶用量為160u·g-1、料水比為1∶4、起始pH值為4.5、酵母用量為0.75%、發酵溫度為34℃，進行玉米淀粉生料發酵酒精，發酵6d測得酒精的濃度為13.9%。（1）玉米淀粉生料發酵生產酒精中，最主要的影響因子是發酵時間，其次是發酵溫度，再次是料水比、糖化酶、起始pH，影響最小的是干酵母用量。（2）通過正交試驗確定了玉米淀粉生料發酵生產酒精的最佳工藝條件為：糖化酶加入量為160u·g-1，起始pH值為4.5，料水比1∶4，干酵母加入量為0.75%，在溫度34°C條件下，發酵時間為6d。（3）玉米淀粉生料發酵酒精在最有條件下酒精濃度為13.9%。此工藝免蒸煮，節省了傳統發酵法生產酒精過程中的能源消耗，降低了生產成本。另外，玉米生料酒精蒸餾廢液中還含有豐富的蛋白質、氨基酸、殘糖和淀粉、大量酵母細胞等，可將其作飼料、肥料等綜合利用。因此本工藝對酒精的工業化生產具有重要的現實意義。pH對酵母的生長有顯著影響，營養物質進入細胞的速度與pH值有關，同時pH對酶活性也有影響。采用pH為4.0、4.5、5.0、5.5和6.0進行試驗，pH4.5時酒精度最高，故選pH4.5為宜。采用加糖化酶量100u·g-1、130u·g-1、160u·g-1、190u·g-1和220u·g-1進行試驗，當加糖化酶量為160u·g-1～190u·g-1時，酒精度相同，為了降低成本，故選用加入160u·g-1的糖化酶。采用加入酵母量為0.5%、0.75%、1.0%、1.25%和1.5%進行試驗，當加酵母量為0.75%～1.0%酒精度相差不大，為了降低成本，故選用加入酵母量為0.75%。發酵時間對酒精濃度的影響最為顯著，隨著發酵時間的延長，發酵液中酒精濃度也會增加。采用3d、4d、5d、6d和7d發酵時間進行試驗，發酵時間為6d時，酒精度最高。7d時酒精濃度下降。這是由于發酵后期，發酵醪中的糖分減少，酵母開始利用發酵產物（酒精）為碳源來維持自身的生長和繁殖，使酒精度降低，故選擇發酵時間為6d。k1、k2、k3、k4、k5反映了因子各水平對試驗結果的影響，因而最大的k值對應于最好的水平。本研究中玉米淀粉生料發酵酒精的條件是糖化酶用量為160u·g-1、料水比為1∶4、起始pH值為4.5、酵母用量為0.75%、發酵溫度為34℃、發酵時間為6d。

3各種實驗因素對于玉米淀粉制備燃料酒精工藝的影響

3.1耐高溫酒精活性干酵母添加量對發酵的影響

在玉米淀粉制備燃料酒精的工藝優化實驗中，能夠通過各種針對性的實驗對不同的試驗因素進行測量和分析，其中通過實驗能夠判定的主要影響之一就是耐高溫酒精活性干酵母添加量對發酵的影響。通過實驗可知，隨著酵母量的不斷增加，酒精濃度先上升后降低，其中當酵母量達到千分之一時，酒精濃度最高，所以在進行玉米淀粉制備燃料酒精工藝中，要盡量使得酵母量的選擇在千分之一左右，從而使得實驗達到最好的發酵效果，達到優化的目的。

3.2糖化酶添加量對玉米淀粉酒精發酵的影響

在玉米淀粉制備燃料酒精的工藝優化實驗中，通過實驗能夠得到的另一個結論就是糖化酶添加量對玉米淀粉酒精的發酵具有一定的影響。通過實驗可知，隨著糖化酶用量的增加，出酒率不斷上升，當糖化酶用量達到一定程度后，出酒率便相對穩定。但是由于糖化酶的成本較高，如果用量過多會造成一定的利益損失，若果用量較少，則達不到較好的效果。所以說，在米淀粉制備燃料酒精的工藝優化實驗中，要對糖化酶的用量進行合理的選擇，使得實驗在成本較低的情況下達到較好的優化效果。

3.3發酵時間對耐高溫酒精活性干酵母酒精發酵的影響

在玉米淀粉制備燃料酒精的工藝優化實驗中，通過實驗能夠得到的另一個結論就是發酵時間對耐高溫酒精活性干酵母酒精發酵具有一定的影響。通過實驗可知，隨著發酵時間的增加，酒精濃度先上升后降低，當發酵時間在60h左右時酒精濃度最高。所以說，在玉米淀粉制備燃料酒精的工藝優化實驗中，應盡量保持發酵時間在60h左右，從而達到最好的優化效果。

3.4發酵溫度對耐高溫酒精活性干酵母酒精發酵的影響

除了以上三點外，在玉米淀粉制備燃料酒精的工藝優化實驗中，通過實驗還能夠得到一個結論就是發酵溫度對耐高溫酒精活性干酵母酒精發酵具有一定的影響。通過實驗可知，隨著發酵溫度的升高，酒精濃度先上升后下降，當發酵溫度在40℃左右時酒精濃度達到最高。所以說，在玉米淀粉制備燃料酒精的工藝優化實驗中，應盡量保持發酵的溫度在40℃左右，從而使得燃料酒精的制作能夠達到最好的效果，從而實現酒精制作工藝優化的目的。

4.結語

燃料酒精的使用量越來越高，人們對于玉米淀粉制備燃料酒精工藝的重視程度也越來越高，傳統的玉米淀粉制備燃料酒精的工藝已經不能滿足社會發展的需要，所以對玉米淀粉制備燃料酒精的工藝進行優化勢在必行。玉米淀粉制備燃料酒精工藝的優化在未來的酒精制造中必將發揮更大的作用。

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（作者單位：中糧生化能源（肇東）有限公司）