[发明专利]一种利用表面固定化技术连续制备酒母进行酒精发酵的方法

说明书

本发明公开了一种利用表面固定化方法连续制备酒母进行酒精发酵的技术，它将纤维材料固定于球状的网格中作为固定化介质，同时将固定化介质填装于发酵罐中，使酵母通过吸附的作用固定于纤维载体上实现酒母连续培养。该固定化连续培养酒母的工艺持久稳定，大幅降低酒母培养环节生产成本，缩短发酵周期，且能通过控制酵母浓度实现较高的糖醇转化率，具有较强的工业应用价值。

技术领域

本发明属于工业生物技术领域，具体涉及一种表面固定化方法连续制备酒母进行酒精发酵的技术。

背景技术

传统燃料乙醇生产企业通常采用的大接种量(20-35％)方式进行游离发酵，菌浓较高(>2.5亿个/ml)，消耗糖份较高，造成一定程度上的浪费；另外，后期由于机械搅拌或通气培养带来的剪切力作用导致酵母易老化想象，尤其大部分企业采用的投加安琪干酵母，更容易造成菌株退化，使得后面发酵后劲不足，发酵周期长，残总糖水平较高，淀粉利用率较低。同时，在酒母扩陪中，易发生染菌现象，从而进一步降低淀粉利用率。

固定化酵母研究历史较为悠久，其优点也很明显，比如载体吸附的高密度酵母，其菌群优势明显，使得发酵过程不易染菌，发酵速度快，总糖消耗更为彻底。同时，固定化酵母能反复利用，省去了酒母扩陪过程中的人力物力及财力，且便于连续化发酵。然而投入生产的案列少之甚少，主要存在的问题有：固定化介质成本高、机械强度低、吸附效果和传质效果差以及连续化发酵酵母活性易退化和易染菌等问题。而且，固定化技术多数应用于发酵过程中，很少见于酒母制备。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种表面固定化方法连续制备酒母进行酒精发酵的技术，以解决现有技术存在的效果不佳等问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种表面固定化方法连续制备酒母进行酒精发酵的技术，它包括如下步骤：

(1)将装有吸附材料的球形网格状载体填充于底部具有均匀排布分布器和缓冲钢丝网的种子罐中；

(2)向步骤(1)中所述的发酵罐中泵入培养基和活化的安琪酿酒酵母或经过扩陪的酿酒酵母，底部通气培养；

(3)酵母浓度达到1.2-2.0亿个/mL时，结束通气，通过离心泵进行循环式培养和吸附，即酒母从底部出，经过离心泵和换热器再从罐顶喷头进入种子罐。

(4)循环式培养的过程中，采取一边连续进料(总糖浓度200-260g/L)一边连续出料至发酵罐中。按30-50％的接种量泵入发酵罐。30-50％液位后开始流加糖化醪至满罐，满罐后酒母罐出料切换至第二个发酵罐，以此类推，实现酒精发酵连续化生产。

所述的吸附介质为植物纤维、动物纤维和化学合成纤维中的任意一种或几种的组合，以及其用化学交联剂或改性剂进行修饰的纤维。

所述的球型网格由聚丙烯或聚乙烯制成。

所述的吸附介质为圆形片状，其边长与球形网格直径的比值为0.6～0.8：1；其中，一个球型网格中装有2～5片吸附介质。

所述的发酵罐的高径比为2～3：1；每个发酵罐中，吸附介质绝干的量为2～6g/L。

所述的空气分布器有1-3圈圆形管道，每圈管道上侧有等间距的出气孔。

所述的钢丝网，孔径为1cm×1cm-4cm×4cm的钢丝网，起缓冲作用，避免气流对载体冲击。

所述的培养基总糖浓度为150-220g/L，为人工半合成培养基，淀粉质原料(玉米、木薯、水稻或小麦)的糖化液和糖蜜中的任意一种或几种的组合；

所述的安琪酿酒酵母为耐高温安琪干酵母，其经过水活化后按0.1-0.3％(w/v)流加至酒母罐；所述的扩陪酵母指的是从平板活化经过2-3级扩陪后按照15-30％接种量流加至酒母罐。