发酵工程ppt韦革宏杨祥第4章4节.ppt

第四章 发酵工业培养基及原料处理 培养基的营养、组成和原料处理 第四节 工业发酵中营养基质的配制方法 一、淀粉的组成和特性 淀粉的概念和物理化学特性 淀粉的化学本质 淀粉的理化性质和糊化 直链淀粉和支链淀粉的区别 植物淀粉的特性 不同来源植物淀粉的主要区别 颗粒大小、直链支链比例、含水量、糊化温度 淀粉原料在发酵工业上的应用 二、淀粉水解的原理 三、淀粉酸水解制糖工艺 淀粉水解糖制备方法概述 酸解法（acid hydrolysis method）是淀粉水解糖制备的传统方法，它是以无机酸（现在也用有机酸）为催化剂，在高温高压下将淀粉水解为葡萄糖的方法。 酶解法（enzyme hydrolysis method）是用专一性很强的淀粉酶将原料淀粉水解为糊精和低聚糖，再用糖化酶继续水解为葡萄糖的制糖工艺。 酸酶结合法（acid-enzyme hydrolysis method）是结合了酸法和酶法的水解糖制备工艺。 三、淀粉酸水解制糖工艺 淀粉酸解法工艺流程 四、淀粉酶水解制糖工艺 背景介绍 历史和发展趋势 一般流程 α-淀粉酶的作用特点 糖化酶的作用特点 双酶水解法的主要设备和工艺流程 见图4-3. 四、淀粉酶水解制糖工艺 水解糖液质量要求 色泽：浅黄 透光率：≥60% 糊精反应：无 DE值：≥90% pH值：4.6～4.8 其他：无杂菌、不变质、蛋白质等杂质含量合格 五、糖蜜原料培养基的制备过程 糖蜜的概念和分类 糖蜜（waste molasses）是制糖工业的废液，是一种黑褐色、粘稠的酸性糖液。 糖蜜根据来源的不同，分为甘蔗糖蜜（cane molasses）和甜菜糖蜜（beet molasses）以及高级糖蜜（high test molasses）等。 糖蜜的主要成分 见表4-25. 五、糖蜜原料培养基的制备过程 糖蜜原料的预处理流程 * * 淀粉原料和糖蜜原料的预处理 淀 粉 糊 精 水解反应 麦芽糖 葡萄糖 复合二糖 5-羟甲基糠醛 低聚糖 有机酸、有色物质 复合反应 分解反应 较低 较高 原料要求 不需耐高温高压，耐腐蚀 耐高温高压，耐腐蚀 设备要求 小 大 设备生产能力 大 小 设备规模 长 短 生产周期 少 多 副产物 低 高 过程耗能 较温和 高温高压 工艺条件 98% 90% 淀粉转化率 0.2 10.0 色度 0.003% 0.30% 5-羟甲基糠醛 0.1% 0.08% 蛋白质 0.1% 1.6% 灰分 97% 86% 葡萄糖含量（干重） 34%～40% 18%～21% 淀粉原料浓度 98 91 葡萄糖值（DE值） 酶 法 酸 法 比较项目 表4-24 酸法和酶法制糖工艺比较 淀粉→过筛→调浆→加酸→进料→糖化→放料→冷却→ 中和→脱色→过滤→糖液 （1）淀粉乳浓度18%～21%； （2）盐酸用量为干淀粉的0.5%～0.8%，使淀粉乳pH值达到1.5左右； （3）进料压力0.02～0.03 MPa； （4）水解压力0.28 MPa； （5）水解时间一般15 min左右； （6）水解终点检查，一般用无水酒精检查无白色反应为止。 主要技术参数： 图4-3 双酶水解法的主要设备和工艺流程 1：调浆配料槽 2, 8：过滤器 3, 9, 14, 17：泵 4, 10：喷射加热器 5：缓冲器 6：液化层流罐 7：液化液贮罐 11：灭菌罐 12：板式换热器 13：糖化罐 15：压滤机 16：糖化暂贮罐 18：贮糖罐 液化主要工艺参数： 液化温度：88℃～90℃ pH值：6.2～6.4 淀粉浆浓度：30%～40% Ca2+浓度：0.01 mol/L 酶用量：8～10 活力单位 / g淀粉 液化时间：10～15 min 糖化主要工艺参数： 糖化温度：55℃～60℃ pH值：4.0～4.5 酶用量：80～100 活力单位 / g淀粉 （30%淀粉浆） (4) 糖化时间：约24 h 0.12～0.25 0.25～0.8 0.01～0.1 MgO 0.03～0.22 0.009～0.07 0.01～0.02 P2O5 0.07～0.25 0.05～0.3 0.1～0.5 SiO2 0.15～0.35 0.15～0.8 0.15～0.7 CaO 0.2～0.7 0.8～2.2 2.2～4.5 K2O 1.8～3.6 3.5～7.5 4～8 总灰分 0.05～0.25 0.08～0.5 0.2～2.8 N 70～86 50～58 48～58 总糖 86～92 78～85 78～85 总固形物 高级糖蜜 甘蔗糖蜜 甜菜糖蜜 种类 成分(%) 表4-2