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实验一 酒精连续发酵实验 一、 实验目的 1. 熟悉和了解连续发酵过程前发酵、主发酵、后发酵的酒精发酵动态。 2. 掌握酒精连续发酵过程中各种参数的变化规律。 3. 通过实验分析初步掌握酒精发酵的工艺技术。 4. 加强综合分析问题，解决问题和动手能力的训练和培养。 二、 实验原理 酒精发酵一般采用间歇式和连续式两种工艺方法。间歇式发酵从接种至酒精发酵结束全过程均在 一个发酵罐中完成。酵母菌种的生长和代谢是在糖分不断下降，酒精浓度不断增加的过程中进行的。 这种情况会对酵母的生长代谢产生抑制作用，使酒精发酵率降低。 连续发酵工艺可以克服间歇发酵的缺点和不足。特别是多级连续发酵工艺，其发酵的每一阶段是 在不同的发酵罐中进行，根据连续发酵的原理，对整个连续发酵系统中的每一个发酵罐来说，罐中的 基质浓度，细胞浓度，酒精浓度， PH、发酵温度等因素都是稳定的。这样对酵母的生长代谢有利，其 发酵能力增强，发酵率也相应提高。在酒精连续发酵系统中，一般前面两个发酵罐称为流加罐或酵母 增殖罐，酵母菌和新鲜稀糖液先进入这两罐，然后自然流入下一罐，主要控制好稀糖液流加速度使发 酵达到平衡。这样酵母菌在 1#和 2#发酵罐中生长和代谢都十分旺盛，使连续发酵系统一开始就处于 主发酵阶段，大大缩短了发酵周期，与间歇发酵比较提高了设备利用率。 根据连续发酵动力学原理、酒精连续发酵服从于单分子反应定律，即糖的发酵速度常数可用下式 表示： 上式中： K——发酵速度常数 t ——发酵时间 S0——发酵前醪液中的糖浓度 S——发酵 t 时间后醪液中的糖浓度 在连续发酵过程中，发酵时间可用下式表示： (小时) 上式中： f ——发酵醪的流速（米 3/ 小时） v——发酵罐中所装醪液的体积（米 3 ） 发酵罐中醪液的体积是指酒精浓度达到最高值前所有罐中发酵醪的体积。例如有 7 个发酵罐组成 的发酵系统，当测定第 5 号罐时酒精浓度已达到最高值，后两个罐已不再增加酒精浓度，应以 1～5 号的醪液总体积为计算依据， 6～7 号罐的醪液体积可不计算。 在稳定状态下，连续发酵罐中菌体的比生长速率为： 式中：μ——比生长率，其余参数同前。 发酵液的稀释度为： 式中： D ——发酵醪液稀释度，其余参数同前。 三、 实验装置 本实验采用单浓度流加多级连续发酵工艺，实验装置采用多个小型发酵罐串连而成，发酵醪采用 下部进料上部出料的流动方式，这样能减少发酵醪在罐中的短路现象，以保证发酵醪先进先出的工艺 要求。其工艺流程图 1 如下： 四、 实验方法 (一) 酵母菌种的扩大培养 原菌试管种 新鲜斜面试管活化培养 液体试管培养 大三角瓶培养 酒精连续发酵实验。 1. 原菌试管种选用 糖密原料酒精发酵常用菌种有古巴 I，古巴 II，F396 等菌种，可根据实际情况选用。 2. 新鲜固体斜面培养基的配制 固体斜面培养基用 10BX的米曲汁或麦芽汁适量，加入 2%的琼脂在电炉上煮溶，趁热分装试管， 每支试管装液量约 10ml，塞好棉塞以 1kg/cm2 的压力杀菌 20 分钟，取出放成斜面。接入原菌，置恒 温箱内保湿 30℃培养 3～4 天后放入冰箱备用。 3. 液体试管培养 在试管中装入约 10ml 左右的米曲汁或麦芽汁，塞好棉塞以 1kg/cm2 的压力灭菌 20 分钟，取出冷 却至 30℃左右，接入新鲜斜面种，以 30℃恒温培养 24 小时。 4. 菌种大三角瓶培养 用三个 500ml 三角瓶分别装入加了营养盐的稀糖液约 350ml （稀糖液浓度为 18～22BX，PH ～） 以 1kg/cm2 的压力灭菌 20 分钟，取出冷却至 30℃，每个三角瓶接入