摘要:针对酒精生产过程中容易出现的质量问题,包括出酒率低,甲醇、氧化值偏高,木薯原料浪费严重等现象,引入HACCP法,对木薯酒精生产全过程的每一个环节进行危害分析,确立关键控制点,并提出相应的预防措施,以提高木薯发酵生产酒精的产量和质量。
关键词:木薯原料;酒精生产;预防措施
引言
HACCP(Hazard Analysis Critical Control Point)意为“危害分析关键控制点”,它是近年来国际上广泛推行的一种保证产品质量、提高企业产品产出比的预防控制体系。其要点包括:对生产加工过程中影响产品质量和产出比的危害进行分析,并估计出现危害的可能性,确立用于防止和控制危害的关键控制点,针对这些危害控制点制定有效的控制措施。在木薯酒精生产中引入该系统,对提高酒精产量和质量、增加企业经济效益具有重要的意义。
1木薯酒精生产中关键点的确定
1.1各关键点影响因素
(1)液化点。液化是木薯酒精生产的主要工序,木薯中大分子链淀粉的切段就是在液化工序中完成的,而液化效果的好坏直接影响到发酵醪液中酒精酵母可利用的发酵性糖含量的多少。而影响液化效果的因素又主要包括淀粉液化时的料水比、淀粉酶用量、pH值、温度等。
(2)糖化点。糖化是指淀粉糊精在糖化酶的作用下进一步水解成酒精酵母可发酵性糖的过程,糖化醪的质量直接影响酒母质量及发酵结果。在糖化点主要控制好糖化温度、pH值、糖化酶的添加量。一是糖化温度。糖化温度高,直接影响酶的作用效果,在一定的范围内,酶反应因温度的升高而增加,但增加到一定程度后就会造成酶的大量失活,适宜的糖化温度不仅能提高糖化酶的作用效果,还会抑制杂菌的活动。二是糖化的pH值。糖化pH值也是一个影响糖化酶作用效果的指标,pH值低虽能控制杂菌的生长,但也会抑制酶的活力甚至造成酶部分失活;pH值高,酶作用强但杂菌的繁殖速度也增加。三是糖化酶的添加量。糖化酶的用量也是一个直接影响成本的问题,现在使用的是高活性的浓缩酶,只要保证糖化酶的添加稳定,DE值的瞬间波动才不会影响到发酵的最终效果。
(3)酒母点。在糖化过程稳定的条件下酒母是影响发酵水平的一个最重要的因素,酒母质量的好坏直接决定了糖化醪液的出酒率和酒精的质量。好的酒母除了生长速度要高,还必须耐高温、耐高酒分,抵抗杂菌的能力及抵抗环境的变化能力强外,在酒母培养时控制好酒母培养的温度、时间、pH值、添加适宜的营养素也是至关重要的。
1.2各关键点危害的控制措施
(1)液化点。一是α-淀粉酶的使用。首先将α-淀粉酶用自来水进行一定量的稀释,根据投料的多少来控制酶的用量。为了确保所加的α-淀粉酶是否足量,操作员可以用手指粘料,看料是否黏,如果不黏表示加的α-淀粉酶已足够,反之则还需要补加。二是温度控制。液化设备通常有2个连通并具有搅拌功能的罐组成,1号罐是滴加α-淀粉酶和预热的设备,温度一般控制在61~64 ℃。而2号罐是将温度提高到并保持α-淀粉酶所适合的温度范围(75~83 ℃)。温度一般是通过蒸汽通入量来控制的,如果入料大时可适当加大蒸汽通入量。
(2)糖化点。一是蒸煮不宜过长。在蒸煮的过程中温度过高过低都不利于生产,提高蒸煮的温度和延长蒸煮时间可降低成熟醪中不溶性淀粉的含量,但糖分分解造成的损失却因此增加。经研究表明,过高压蒸煮可使发酵性物质损失高达2.5%~4.0%。这种现象发生在蒸煮40 min的情况下。如果温度过低,料煮不透,会降低糖化酶的糖化速率;同时可能会造成发酵的污染。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆二是糖化时间不宜过长。糖化时间延长,不仅糖含量增加较慢,而且糖化酶失活量增加,这会造成发酵过程中边发酵边糖化作用的削弱,综合效果反而恶化。
2预防措施
2.1抓好操作人员的的培训
生产中的关键都是由操作人员直接进行操作,只有操作人员对关键点有了足够的认识,才能准确及时地进行调整操作。因此,抓好操作人员的培训是防止和控制关键点危害的首要措施。在木薯酒精生产中,人员应加强以下几方面的培训和管理:一是将木薯原料酒精生产的各岗位工艺原理及操作规程形成较详细的资料,并将每个岗位人员的任职资格、技能要求、工作内容、发展目标制作详细的岗位说明书。二是由专业技术人员根据书面资料进行集中理论培训,并结合生产过程中常见的失误操作及易发生的工艺事故进行有针对性的培训。三是员工培训管理部门定期对岗位员进行理论及操作能力的考核,所有上岗员工必须符合岗位任职资格和操作能力要求的才能够继续上岗。
2.2抓好指标的落实
一是先进一步确定关键点的最佳指标,确定小指标控制范围,使指标的波动区域更小,变化曲线更平稳。二是每个可控制指标都应有直接负责人,该负责人直接对车间组长负责,以此做到分工明确,避免工作中出现相互依赖、互相推诿责任等问题。
2.3抓好对关键点指标的在线检测
一是根据关键点的性质制定检测周期,由化验员进行跟踪检测,根据检测出的数据对操作进行调整,出现异常的数据,立即向相关领导反映,并再次检测确认。二是给岗位操作工人创造条件,使其在工作时可以自己进行初测,以使一些检测性指标的控制更稳定。三是设立查定室,由查定员对化验员进行监督,由工艺管理人员对查定员及化验员进行监督。四是根据生产情况不定时进行微生物检查,成立培菌室,对生产过程的原辅材料进行定期采菌分析,不定期对一些异常情况进行微生物培养分析,这对及时生产的染菌是非常有利的。五是及时对指标进行调整。酒精的生产工艺比较成熟,指标的调整也只是微有不同,在变化前应先研究可能出现的生化等指标的变化,并提前进行预防。
3、酒精制造行业发展趋势分析
在玉米和木薯加工燃料乙醇目前已处在比较尴尬的境地情况下,纤维素等新的燃料乙醇的生产与研发力度开始加大。据了解,中国拥有发展纤维素乙醇的原料优势。纤维素广泛分布于农作物秸秆、皮壳当中,价格低廉。据称,中粮集团与中石化、丹麦诺维信公司联手建造的中国规模最大的纤维素工厂于2011年正式投建,规模为1万吨/年,其它也有许多企业正式介入了纤维素乙醇的研究与生产之中。有专家预言,纤维素乙醇的生产或代表了中国未来燃料乙醇的主流方向。目前需要做的是加快研发力度,突破技术瓶径,降低生产成本,加快商业化生产的速度。另外,目前有钢厂正在研究与开发利用汽车尾气生产乙醇的技术,据称宝钢、中科院与新西兰LanzaTech公司签订了“利用钢厂尾气生产乙醇”技术商业化战略合作意向书。按照协议约定,宝钢将与合作单位共建生物能源研发中心,并在中国建立第一个商业化、大规模利用钢厂尾气生产燃料乙醇的工厂。
4结语
综上所述,引起木薯酒精生产过程中出酒率低,甲醇、氧化值偏高、木薯原料浪费严重等现象的原因是多方面的。运用HACCP法,确立木薯酒精生产质量关键控制点,加强木薯酒精生产制度和岗位人员的管理,采用科学的工艺流程和先进的生产技术,则必然有利于木薯产量和质量的提高。
参考文献:
[1]贾树彪,李盛贤.固定化的酵母在酒精连续发酵中的几个问题[J].黑龙江大学自然科学学报,2010(1)
[2]陈世忠,文国军.提取正丙醇是提高酒精的关键[J].酒精工业,2012(6)
论文作者:张艳
论文发表刊物:《基层建设》2018年第28期
论文发表时间:2018/11/14
标签:木薯论文; 酒精论文; 糖化酶论文; 酒母论文; 关键论文; 淀粉酶论文; 温度论文; 《基层建设》2018年第28期论文;