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糖蜜

糖蜜中文名称:糖蜜英文名称:molasses定义:工业制糖过程中,蔗糖结晶后,剩余的不能结晶,但仍含有较多糖的液体残留物。

应用学科:生物化学与分子生物学(一级学科);糖类(二级学科)molasses 制糖工业的副产品,是一种粘稠、黑褐色、呈半流动的物体,组成因制糖原料、加工条件的不同而有差异,其中主要含有大量可发酵糖(主要是蔗糖),因而是很好的发酵原料。

糖蜜产量较大的有甜菜糖蜜、甘蔗糖蜜、葡萄糖蜜,产量较小的有转化糖蜜和精制糖蜜。

用作酵母、味精、有机酸等发酵制品的底物或基料。

也可用作某些食品的原料和动物饲料。

糖蜜的营养特性【营养特性】糖蜜含有少量粗蛋白质,一般为3%-6%,多属于非蛋白氮类,如氨、酰胺及硝酸盐等,而氨基酸态氮仅占38%-50%,且非必需氨基酸如天门冬氨酸、谷氨酸含量较多,因此蛋白质生物学价值较低。

糖蜜的主要成分为糖类,甘蔗糖蜜含蔗糖约24%-36%,其他糖约12%-24%;甜菜糖蜜所含糖类几乎全为蔗糖,约47%之多。

此外无氮浸出物中还含有3%-4%的可溶性胶体,主要为木糖胶、阿拉伯糖胶和果胶等。

糖蜜的矿物质含量较高,约8%-10%,但钙、磷含量不高,甘蔗糖蜜又高于甜菜糖蜜。

矿物元素中钾、氯、钠、镁含量高,因此糖蜜具有轻泻性。

一般糖蜜维生素含量低,但甘蔗糖蜜中泛酸含量较高,达37mg/kg。

将提纯的甘蔗汁或甜菜汁蒸浓至带有晶体的糖膏,用离心机分出结晶糖后所余的母液,叫“蜜糖”。

这种第一糖蜜中还含有多量蔗糖,可重复上法而得是第二、第三糖蜜等。

最后得到一种母液,无法再蒸浓结晶,称废糖蜜(waste molasses)。

一般单称糖蜜指的就是废粮蜜,可用作食物或饲料,也可用于发酵工业的原料。

糖蜜的处理过程一、糖蜜发酵前处理从糖蜜酒精发酵的特点,可清楚看到糖密干物质浓度很大,糖分高,产酸细菌多,灰分与胶体物质很多,如果不预先进行处理,酵母是无法直接进行发酵的。

因此必须进行预处理,糖蜜的处理程序包括稀释、酸化、灭菌、澄清和添加营养盐等过程。

二、糖蜜的稀释(一)糖蜜稀释的工艺要求糖蜜一般锤度为80——90Bx,含糖分50%以上,发酵前必须用水冲稀,在工艺上称为稀释,稀释糖蜜的浓度随生产工艺流程和操作而不同,通常糖蜜稀释的工艺条件为:(1)单浓度流程稀糖液浓度22——25%(2)双浓度流程酒母稀糖液12——14%基本稀糖液33——35%(二)糖蜜的稀释方法糖蜜的稀释方法可分为间歇与连续两种:1.间歇稀释法糖蜜的间歇稀释是在稀释罐内进行;稀释罐内附有搅拌器。

如果工厂原有糖化锅设备,一般都利用糖化锅作稀释设备。

糖蜜间歇稀释法是先将糖蜜由泵送入高位槽,经过磅秤称重后流入稀释罐,同时加入一定量的水,开动搅拌器充分拌匀,即得所需浓度的稀糖液,经过滤后可供酒母培养和发酵用。

2.连续稀释法目前我国糖蜜酒精工厂多采用连续稀释法,糖蜜连续稀释是通过连续稀释器进行,常用的连续稀释器有下列两种型式:(1)不带搅拌器的连续稀释器,该稀释器为一只圆筒形的管子,顺着管长装有若干孔板式的隔板和一块筛板,为了使糖蜜与水更好地混合,各板上的孔位都是交错配置,即一个孔在上部,一个孔在下部,这样使液体在流动过程中,呈湍流式运动,隔板上孔的直径,是根据保证液体在器内的湍流式流动来计算的。

隔板固定在一对水平轴上,能与轴一道拆卸,以便清洗。

稀释器安装时通常出口的一端向下倾斜,这种稀释器的混合效果较好,同时也节省动力。

(2)立式连续稀释器该稀释器也是一只圆筒形的管子,它是利用截面积不断的改变,保证液体在器内的湍流式流动来达到糖蜜与水均匀混合的目的。

糖蜜连续稀释时,首先用泵将糖蜜送至高位槽,然后借位压流往稀释器,与来自另一高位槽的热水混合。

保证稀糖液的一定浓度是连续稀释器操作的关键,调节稀糖浓度是依靠相应的阀门用人工控制,在大型工厂中采用能调节水及糖蜜流量的联动泵来控制。

(三)稀释时糖蜜加水量的计算糖蜜稀释时,控制稀糖液的浓度是一关键的环节,为了制备一定浓度的稀糖液及精确计算所需的加水量和糖蜜量,通常可以采用下列公式来计算:Pc=V·d·c1式中 p——糖蜜量(公斤)c——糖蜜浓度(Bx)V——稀释后糖液的体积(公斤)d——稀糖液的比重c1——稀糖液的浓度(Bx)所需的糖蜜量;P=V·d·C1/C稀释律时所需添加水的量为w,则 W=Yd-p又∵ V·d=pC/C1W=PC/C1-P∴ W=P(C-C1)/C1四、糖蜜的酸化、灭菌、澄清和添加营养盐考虑到糖蜜中的灰分、胶体物质等杂质多,有害微生物的污染,营养盐的缺乏以及适宜酸度的调整。

因此,在糖蜜稀释的同时,必须进行酸化、灭菌、澄清和添加营养盐。

间歇稀释操作法则是逐项进行。

目前我国糖蜜酒精工厂多采用连续稀释热酸法澄清处理糖蜜,把酸化、灭菌、添加营养盐和澄清同时一道进行。

1.糖蜜的酸化糖蜜加酸酸化的目的是防止杂菌的繁殖,加速糖蜜中灰分与胶体物质沉淀,同时调整稀糖液的酸度,使适于酵母的生长。

由于甘蔗糖蜜为微酸性,甜菜糖蜜为微碱性,而酵母发酵最适pH4.0—4.5,所以工艺上要求糖蜜稀释时要加酸。

对甜菜糖蜜来说,加酸可以使其中的Ca++生成硫酸钙沉淀,因而加速糖蜜中胶体物质与灰分一道沉淀而除去。

加酸的方法,各地略有不同。

通常间歇发酵时,较普遍的是采用将酸加入稀糖液中的方法。

也有将酸直接加入糖蜜中,但此法在我国很少采用。

现在我国糖蜜酒精工厂多采用将糖蜜稀释到40—60%时,再加酸,然后加热澄清,取清液再进行稀释。

这样既能提高酸的灭菌作用,又可加速沉淀,并能减少酸化设备的容积,提高设备利用率。

它的优点是:糖蜜只须经一次稀释,简化了生产过程,有利于实行自动化;加酸可在室外进行,以降低厂房的高度;无须设置单独的输酸管道。

但缺点是:由于糖蜜黏度大,为了保证糖蜜和酸均匀混合,必须有专门的混合器;酸化后贮存时.贮槽的槽壁必须用涂沥清漆或铺聚氯乙烯板等耐酸材料。

糖蜜酸化时,通常用硫酸来酸化,也可用盐酸,但用盐酸时,在以后生产过程中不生成沉淀,而硫酸盐是生产设备积垢的主要原因之一。

用盐酸酸化后回收酵母的色泽较好,因Cl-离子能起一定的漂白作用,但盐酸的腐蚀性较大,在缺乏耐酸材料的情况下,用盐酸有一定的困难。

加酸量与方法一般随糖蜜的种类而异,甘蔗糖蜜稀释时可直接加入稀糖液量0.2—0.3%的浓硫酸,混合均匀即可,用酸量(比重1.86,66Be工业硫酸)2—3.5公升/1吨糖蜜;或者0.7—l公升/1m3发酵醪。

甜菜糖蜜大多带有碱性,故用酸量较甘蔗糖蜜为多,对单浓度流程来说,基本稀糖液一般不加酸,而酒母稀糖液酸度应在6—7°。

甜菜糖蜜中的有机碱(-NH2),在加酸时与酸作用能放出剧毒的黄棕色气体NO2,为了避免中毒,酸化槽必须要有排气孔,酸化工段应有良好的通风设备。

2.糖蜜的灭菌糖蜜中常污染大量的微生物,大致包括野生酵母,白念球菌以及乳酸菌一类的产酸菌。

为了防止糖液染菌,保证发酵的正常进行,除了加酸提高糖液的酸度外,最好还要进行灭菌,灭菌方法有两种:(1)加热灭菌通蒸汽加热到80—90℃,维持1小时,即可达到灭菌的目的。

稀糖液的加热除了灭菌外,还有利于澄清作用,但加热处理需要耗大量的蒸汽,又需要增设冷却、澄清设备,一般工厂不宜采用。

(2)药物防腐我国糖蜜酒精工厂常用防腐剂为:漂白粉,用量为每吨糖蜜200—500克;甲醛,用量为每吨糖蜜用40%甲醛600毫升;氟化钠,用量为醪量的0.01%;五氯代苯酚钠,用量为0.004%。

五氯代苯酚钠的结构式如右图所示。

使用时应注意它在酸性环境中分解成五氯苯酚和钠盐,所以应添强加在未酸化的糖蜜稀释液中。

我国吉林新中国糖厂酒精车间曾用多种药物对严重染菌糖蜜进行了灭菌试验,分别加入含量为92%的五氯代苯酚钠0.0004,含量为40%的甲醛0.084%,漂白粉0.006%。

试验结果说明五氯代苯酚钠的效果最好,漂白粉次之,甲醛更次之。

近几年,抗菌物质也有用于防止发酵时杂菌的污染。

苏联一些酒精工厂采用一种名叫抗乳菌素的抗菌物质,它是从紫色放线菌135/1的菌丝体中分离出来,当发酵液中添加l—20微克/毫升(溶解于50%酒精溶液)时,便可抑制乳酸菌活动,而不影响霉菌与酵母的生长。

糖蜜发酵时加入剂量为0.005%的抗乳菌素,不影响酒精的产量和质量,而抑制乳酸菌的效果甚好。

3.糖蜜澄清糖蜜中含有很多的胶体物质、灰分和其它悬浮物质,它的存在对酵母的生长与酒精发酵均有害,故应当尽可能除去,糖蜜的澄清方法有:(1)加酸通风沉淀法此法又称冷酸通风处理法。

将糖蜜加水稀释至50Bx 左右,加入0.2—0.3%浓硫酸,通入压缩空气1小时,静止澄清8小时,取出上清液作为制备糖液用,通风一方面可赶走SO2或NO2等有害气体以及挥发性酸和其他挥发物质;另一方面可增加糖液中的含氧量,提高糖液的溶氧系数,以利酵母的增殖。

(2)热酸处理法在较高的温度和酸度下,对糖蜜中有害微生物的灭菌作用和胶体物质、灰分杂质的澄清沉降作用均较强。

采用热酸处理法,通常把酸化灭菌和澄清同时进行,工艺上在原糖蜜稀释时,采用阶段稀释法。

第一阶段先用60℃温水将糖蜜稀释至55—58Bx,同时添加浓硫酸调整酸度,PH3—3.8,进行酸化,然后静止5-6小时。

第二阶段则将已经酸化的糖液再稀释到酵母培养液所需的浓度12—14%,而供发酵醪用的糖蜜经连续稀释器一次加水稀释至所需要的浓度。

然后流入主发酵罐内。

此外,我国某酒精厂采用热酸通风沉淀的操作过程如下:糖蜜加水稀释到浓度为40%,然后加入一定量的硫酸,将pH调节到4-4.5,放人澄清槽加热至80—90℃,通风30分钟,通风后保温70—80℃静止澄清8—12小时,然后取出上层清液冷却,以后处理按一般的工艺流程进行。

所得沉淀物质可再加4—5倍的水充分搅拌,然后静止澄清4—5小时,所得的澄清液可用作下一次稀释糖密用水,残渣则弃去。

从提纯效果来看,这个方法比冷酸通风处理法好。

但这个方法的缺点是:澄清时间较长,需要较多澄清桶,占地面积大,花劳动力多。

从减少设备腐蚀,不需冷却设备,缩短生产周期,大规模生产采用冷酸通风沉淀方法较适宜。

国内有些工厂试验添加聚丙烯酰胺(PAM)絮凝剂来作酒母稀糖液的澄清处理,可大大缩短澄清时间。

聚丙烯酰胺是由约4万个丙酰胺单体CH2=CH-CONH2组成的,它的化学结构式为:添加絮凝剂加速澄清沉降的工艺操作如下:先将糖蜜加水稀释40——50Bx,加一定硫酸调pH3—3.8,加热100℃,添加8PPm的PAM,搅拌均匀,絮凝澄清静止1小时,取清液即可制备稀糖液用。

国内大多数糖蜜酒精工厂只考虑用作酒母的稀糖液进行澄清处理,而对基本糖液则不经澄清处理,这样可大大简化生产,提高效率。

(3)机械分离法采用压滤法或离心机分离法。

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