乙醇发酵系统联动杀菌工艺卫生管理的研究

段常锁，赵 朋，孙沛勇，张海涛

（河南天冠生物工程股份有限公司，河南南阳 473000）

乙醇发酵系统联动杀菌工艺卫生管理的研究

段常锁，赵 朋，孙沛勇，张海涛

（河南天冠生物工程股份有限公司，河南南阳 473000）

在工艺卫生等方面管理和生产管控上，酒精发酵在发酵行业内，相对于药品发酵等行业比较粗放。生产过程中会造成染菌现象，对生产造成不利的影响。杂菌的污染对发酵的危害有：直接消耗可发酵性糖类；杂菌生命活动的产物对酵母生命活动和淀粉酶系的抑制造成了原料淀粉出酒率的下降。为了控制发酵系统杂菌感染，乙醇厂摸索和制定了一套系统联动杀菌工艺卫生管理的程序。加强生产中设备的冲洗与杀菌保持良好的工艺卫生条件，降低好氧菌污染风险。

乙醇发酵；工艺卫生；酵母培养；杂菌控制

酒精发酵是酵母菌在无氧条件下，分解葡萄糖等可发酵性糖，产生酒精、二氧化碳等不彻底氧化产物，同时释放出少量能量的过程。

酒精发酵是利用酵母菌的新陈代谢产生乙醇的过程。在适当的无菌条件下和具有一定营养物质的培养基中，筛选、复壮酵母菌种。整个过程对无菌条件要求严格，控制好进醪速度以保证醪液浓度在酵母增殖合适范围，满足酵母所需的营养物质和培养条件，培养过程应按规定控制好培养温度，得到成熟的酒母。在适当的无菌条件下和具有一定营养物质的培养基中，把培养成熟的酒母加入糖化醪中，在一定的控制条件下，通过酵母的发酵作用将糖化醪中可发酵糖转变为乙醇和二氧化碳。

但是原料、生产环节中会引入乳酸菌、乙酸菌、野生酵母等杂菌。酒精发酵是利用酿酒酵母菌的新陈代谢产生乙醇的过程，酵母菌在发酵过程中虽产生一些有机酸，但与感染的乳酸菌、乙酸菌等消耗葡萄糖产生的乳酸、乙酸等相比是很低的。有些杂菌是厌氧菌，还具有耐温特性，在无氧条件下其生存和发酵能力比酵母菌可能要大。

传统生产过程中，各生产厂都会制定自己的一套工艺卫生管理制度，并有计划采取各种管理手段，增加操作人员的操作水平，严格考核力度，严肃工艺纪律，避免误操作是保持发酵水平的重中之重。控制好大型发酵系统杂菌感染已成为高浓度酒精发酵的关键措施。

为了控制发酵系统杂菌感染，乙醇厂应加强生产中设备的冲洗与杀菌保持良好的工艺卫生条件，降低好氧菌污染风险；加强例如预热塔、闪蒸罐等存在无氧环节的清洗和杀菌力度，降低厌氧菌的污染风险。

改变只注重酒母、发酵工序的工艺卫生的传统观念，明确“粉碎→蒸煮→酒母→发酵”系统全程工艺卫生管理思路。改变升酸后的事后治理观念，明确工艺卫生的日常管理、事前预防的思路。采取直供水、残液水、杀菌剂、碱液相结合的杀菌方法，提高了杀菌效果，确保整个生产系统的工艺卫生条件达到浓醪发酵的无菌要求。

清洗杀菌操作分为全系统联动清洗杀菌、各单位单独清洗杀菌和单个装置的清洗杀菌。

系统联动清洗杀菌：将与乙醇厂存在关联的上游单位也纳入到系统杀菌工作流程中，提高上游单位为乙醇厂提供的服务和半成品的无菌条件。

（1）供水站联动杀菌：残液水冲洗沼液水、混合水罐，并冲洗水罐至乙醇厂粉碎拌料储水罐间的管道，确保管道、储罐排出水不浑浊。

（2）原粮保管处联动杀菌：自来水对原粮筛分面浆罐进行冲洗杀菌，并冲洗面浆罐至乙醇厂粉碎粉浆罐间的管道，确保管道、储罐排出净水。

（3）饲料厂联动杀菌：自来水对清液罐进行冲洗杀菌，并冲洗清液罐至乙醇厂粉碎拌料储水罐间的管道，确保管道、储罐排出的清水无污物。

乙醇厂杀菌流程：

（1）出空粉碎储水罐、粉浆罐后，残液水进行内部冲洗。粉碎储水罐加残液水配置杀菌剂，浸泡20min以上，冲洗粉浆罐；稀释后的杀菌剂打往液化工序，冲洗粉碎至液化工序间的管道。

（2）碱液对乏汽预热塔、闪蒸罐进行冲洗杀菌，碱水冲洗相应管道后进入到糖化罐；碱液通过冲槽器冲洗糖化罐。冲洗后碱液通过糖化出料泵加压冲洗出料管道，冲洗糖化醪出料冷却器，最终回到碱水罐，循环利用。

（3）液化酶、糖化酶罐：每批次酶液用完后，使用自来水将酶稀释罐冲洗干净，蒸汽100℃以上20min杀菌；并使用蒸汽对酶配置管道和加酶管道进行高温杀菌。

（4）大酒母罐、发酵罐：采取第一遍自来水冲洗并输送到中间槽；第二遍残液水冲洗，保证罐壁无附着物、发酵槽排污水干净，板式冷却器排污水干净；第三遍杀菌剂浸泡、冲洗，对发酵罐和板式冷却器及管道进行冲洗。并根据生产中发酵成熟醪的酸度指标，根据升酸情况，适时采取碱液单槽清洗杀菌。

（5）对酒母培养及发酵所用无菌风过滤器每周进行两次蒸汽100℃杀菌。

乙醇厂通过一系列工艺卫生管理方法和手段的实施，在最能反应无菌情况的酸度指标中，糖化醪酸度指标（见表1）和发酵成熟醪酸度指标（见表2）上取得了不错的成绩。

表1 糖化醪质量指标

在糖化醪外观糖度达到平均27.39Bx的高浓度情况下，糖化醪酸度保持在2.3的较好水平。

发酵成熟醪平均酒度达到14.71%（φ）时，酸度控制在4.6的优秀成绩。

表2 成熟发酵醪质量指标

[1] 贾树彪等.新编酒精工艺学[M].北京：化学工业出版社，2009.

[2] 周德庆.微生物教程[M].北京：高等教育出版社，1995.

[3] 程丽娟.发酵食品工艺学[M].杨凌：西北农林科技大学出版社，2002.

Study on the Hygienic Management of the Linkage Sterilization Process in Ethanol Fermentation System

Duan Chang-suo，Zhao Peng，Sun Pei-yong，Zhang Hai-tao

Alcohol fermentation in the fermentation industry，in the process of health and other aspects of management and production control，relative to the pharmaceutical fermentation and other industries more extensive.The production process will cause the phenomenon of bacteria，the production of adverse effects.Contamination of the bacteria on the fermentation of the hazards are：the direct consumption of fermentable sugars；bacteria life activities of the product of yeast life activities and inhibition of amylase system caused by the decline in raw material starch yield.In order to control the fermentation system of bacterial infection，ethanol plant to explore and develop a system of linkage sterilization process health management procedures.Strengthen the equipment in the production of washing and sterilization to maintain a good technical hygiene conditions，reduce the risk of aerobic pollution.

ethanol fermentation；process hygiene；yeast culture；bacteria control

TQ920.1

A

1003–6490（2017）05–0189–02

2017–04–14

段常锁（1982—），男，河南扶沟人，助理工程师，主要研究方向为燃料乙醇发酵。