[0001] 本实用新型属于制糖综合利用及生物发酵技术领域，具体涉及一种生物抑菌糖蜜酒精发酵的系统。

[0002] 糖蜜是甘蔗或甜菜糖厂制糖副产物，组成成分除了有蔗糖、还原糖、氨基酸、维生素和微量元素等可发酵性糖和营养成份外，还含有无机盐灰分、胶体和焦糖等酵母不可利用的物质，近年来，制糖企业倾向于采用强碱、高硫、高灰等工艺，副产物糖蜜中的灰分、胶体等非糖杂质含量不断升高，糖蜜发酵酒精难度加大。糖蜜酒精发酵相对粗放，糖蜜原料和水不可避免携带细菌，糖蜜酒精生产主要通过添加硫酸酸化糖蜜，抑制细菌生长繁殖，近年来由于糖蜜纯度不断下降，硫酸用量有不断升高的趋势，硫酸抑制杂菌的同时，也会不同程度的抑制酵母的繁殖和发酵，影响原料出酒率。大量使用浓硫酸，不仅对环境造成很大的危害，而且容易造成设备腐蚀和积垢，还会增加酒精废液处理难度，酒精环保资金投入增加。

[0003] 由于酒精发酵中大量添加硫酸的不利影响，酒精发酵开始出现无酸发酵工艺，该工艺主要从杀灭细菌入手，采用杀菌剂和酶制剂等杀菌，但糖蜜中越来越多的胶体和灰分等物质，会抑制酵母的繁殖和发酵，酒精发酵中的酵母和细菌以生长优势互为竞争，当酵母受到抑制时无法形成生长优势时，细菌将产生耐药性，克服杀菌剂和酶制剂的抑制，形成对酵母生长优势，造成细菌感染，严重影响无酸发酵效果。要想从根本上抑制细菌，必须在酒精发酵中让酵母形成生长优势，从生存竞争上抑制细菌。高密度培养酵母发酵由于发酵酵母密度高，发酵速度快，对竞争性生长的细菌形成生长优势，可以效避免细菌感染，高密度培养酵母是形成酵母生长优势的最直接的方法。

[0004] 高密度酵母发酵由于单位体积酵母细胞数多，发酵效率高，目前已成为国内外发酵工业的重要研究方向。高密度酵母发酵酒精的研究大多停留在实验室阶段，主要研究集中在对玉米、木薯等淀粉原料发酵酒精，对糖蜜酒精高细胞密度研究报道很少。糖蜜是培养酵母和发酵酒精的良好原料，国内大部分糖蜜用于生产酒精。目前糖蜜酒精发酵一般采用双浓度双流加，低浓度流加糖蜜锤度18～20Bx，高浓度糖蜜流加锤度35～40Bx。流加锤度越低越有利于酵母细胞培养，但流加锤度低相应的发酵酒份低。目前糖蜜酒精发酵酵母细胞数不高，一般在1～1.5亿之间，发酵酒份也不高，普遍在9～11％(v/v)，远低于淀粉酒精12％以上的含酒份。因此，提供一种适应于高浓度酵母菌抑菌的糖蜜酒精发酵的系统具有重要的意义。
实用新型内容

[0005] 本实用新型的目的在于提供一种生物抑菌糖蜜酒精发酵的系统。该系统可实现种子罐及主发酵罐内酵母浓度的实时监控，实现高浓度酵母菌抑菌的目的，提升系统发酵的稳定性。

[0006] 本实用新型目的通过以下技术方案实现：

[0007] 一种生物抑菌糖蜜酒精发酵的系统，所述系统包括稀释罐、蒸汽加热器、澄清罐、种子罐、主发酵罐、连续发酵罐和酒精蒸馏塔；所述稀释罐连接至蒸汽加热器，蒸汽加热器连接至澄清罐；所述澄清罐分两条管路，一条依次通过冷却器1#和连续稀释器1#连接至种子罐，种子罐连接至主发酵罐；另一条依次通过冷却器2#和连续稀释器2#连接至主发酵罐；所述主发酵罐依次连接至连续发酵罐和酒精蒸馏塔；所述澄清罐至冷却器1#的管路设置气动阀1#，澄清罐至冷却器2#的管路设置气动阀2#；所述种子罐设置酵母菌浓度在线检测器
1#，主发酵罐设置酵母菌浓度在线检测器2#，酵母菌浓度在线检测器1#通过DCS控制系统连接至气动阀1#，酵母菌浓度在线检测器2#通过DCS控制系统连接至气动阀2#。

[0008] 采用上述系统通过生物抑菌糖蜜酒精发酵的步骤如下：

[0009] (1)在稀释罐中，将糖蜜稀释至55～65Bx，用蒸汽加热器加热至95～100℃灭菌，流入澄清罐中，通无菌压缩空气搅拌1小时，静置沉降1小时，排除罐底沉降物。

[0010] (2)将步骤(1)的部分物料，添加硫酸铵0.7wt.％，通过气动阀1#流入冷却器1#降温至30℃后通过连续稀释器1#稀释至10～12BX(以下简称“稀糖液”)流入种子罐，料液液位到种子罐容积的50％时停止流加，种子罐接种0.3～0.5wt.％高活性干酵母(糖蜜发酵专用)，连续通入无菌压缩空气搅拌培养，当种子罐内料液锤度对应降低到4～6BX时，连续流加稀糖液进入种子罐，通过酵母菌浓度在线检测器1#实时监控种子罐内酵母浓度，将信号传输至DCS控制系统调节气动阀1#的稀糖液流速，使种子罐内酵母浓度维持在3.0亿/ml以上，罐内锤度对应4～6BX，然后连续流入主发酵罐。

[0011] (3)另一部分步骤(1)的物料通过气动阀2#流入冷却器2#降温至30℃后通过连续稀释器2#稀释至46～48Bx，作为发酵培养液，连续流加入主发酵罐，通过酵母菌浓度在线检测器2#实时监控主发酵罐内酵母浓度，将信号传输至DCS控制系统调节气动阀2#的发酵培养液流速，使主发酵罐内酵母数维持在2.0亿/ml以上，相对应锤度18～22BX，主发酵罐满罐后依次流入后续连续发酵罐直至发酵成熟，最后通过酒精蒸馏塔蒸馏得到酒精。

[0012] 本实用新型的系统具有如下优点及有益效果：

[0013] 本实用新型的系统可实现种子罐及主发酵罐内酵母浓度的实时监控，实现高浓度酵母菌抑菌的目的，提升系统发酵的稳定性。附图说明

[0014] 图1为本实用新型实施例的一种生物抑菌糖蜜酒精发酵系统的连接结构示意图。

[0015] 下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

[0016] 实施例

[0017] 本实施例的一种生物抑菌糖蜜酒精发酵的系统，其连接结构示意图如图1所示。所述系统包括稀释罐、蒸汽加热器、澄清罐、种子罐、主发酵罐、连续发酵罐和酒精蒸馏塔；所述稀释罐连接至蒸汽加热器，蒸汽加热器连接至澄清罐；所述澄清罐分两条管路，一条依次通过冷却器1#和连续稀释器1#连接至种子罐，种子罐连接至主发酵罐；另一条依次通过冷却器2#和连续稀释器2#连接至主发酵罐；所述主发酵罐依次连接至连续发酵罐和酒精蒸馏塔；所述澄清罐至冷却器1#的管路设置气动阀1#，澄清罐至冷却器2#的管路设置气动阀2#；所述种子罐设置酵母菌浓度在线检测器1#，主发酵罐设置酵母菌浓度在线检测器2#，酵母菌浓度在线检测器1#通过DCS控制系统连接至气动阀1#，酵母菌浓度在线检测器2#通过DCS控制系统连接至气动阀2#。

[0018] 采用上述系统通过生物抑菌糖蜜酒精发酵的步骤如下：

[0019] (1)在稀释罐中，将糖蜜稀释至55～65Bx，用蒸汽加热器加热至95～100℃灭菌，流入澄清罐中，通无菌压缩空气搅拌1小时，静置沉降1小时，排除罐底沉降物。

[0020] (2)将步骤(1)的部分物料，添加硫酸铵0.7wt.％，通过气动阀1#流入冷却器1#降温至30℃后通过连续稀释器1#稀释至10～12BX(以下简称“稀糖液”)流入种子罐，料液液位到种子罐容积的50％时停止流加，种子罐接种0.3～0.5wt.％高活性干酵母(糖蜜发酵专用)，连续通入无菌压缩空气搅拌培养，当种子罐内料液锤度对应降低到4～6BX时，连续流加稀糖液进入种子罐，通过酵母菌浓度在线检测器1#实时监控种子罐内酵母浓度，将信号传输至DCS控制系统调节气动阀1#的稀糖液流速，使种子罐内酵母浓度维持在3.0亿/ml以上，罐内锤度对应4～6BX，然后连续流入主发酵罐。

[0021] (3)另一部分步骤(1)的物料通过气动阀2#流入冷却器2#降温至30℃后通过连续稀释器2#稀释至46～48Bx，作为发酵培养液，连续流加入主发酵罐，通过酵母菌浓度在线检测器2#实时监控主发酵罐内酵母浓度，将信号传输至DCS控制系统调节气动阀2#的发酵培养液流速，使主发酵罐内酵母数维持在2.0亿/ml以上，相对应锤度18～22BX，主发酵罐满罐后依次流入后续连续发酵罐直至发酵成熟，最后通过酒精蒸馏塔蒸馏得到酒精。

[0022] 上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。