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酒精发酵消泡剂在蒸馏过程中的应用

发布时间:2012-7-4 13:35
在酒精生产中,将酒精和其他所有挥发性杂质从发酵成熟醪中分离出来的过程,称为蒸馏,在这个过程中添加酒精发酵消泡剂是必不可少的,馏出液是粗酒精,所用的设备称为醪塔,也称粗馏塔。除去粗酒精中杂质,进一步提高酒精浓度的过程称为精馏,精馏出液为医药酒精或精馏酒精,所用设备称为精馏塔。 发酵成熟醪的化学组成是随原料的种类,加工方法,菌种性能而变化的,例如,甘薯中含果胶质较多,因而成熟醪中含有较多的甲醇。在谷物原料的发酵成熟醪中,由于原料中含蛋白质较多,所以杂醇油的含量就高一些。发酵成熟醪中还含有不挥发杂质,如甘油、琥珀酸、乳酸、脂肪酸、无机盐类、酵母以及其它各种杂物,如不发酵性糖、植物体中的皮壳、纤维等。这些不挥发性杂质容易和酒精分离,在醪塔底部排出,称之为废糟和酒糟,成熟醪中挥发性杂质则随酒精一起从塔顶排出,这些杂质将在精馏过程中与酒精分离。无论哪种发酵产生酒精,在制备与分离的过程中添加酒精发酵消泡剂是必须的。在各种来源的粗酒精中发现的挥发性杂质已超过50余种,包括醇类、醛类、脂类和酸类,此外还有一些微量的含硫物质和不饱和化合物等。 蒸馏过程之所以能将成熟醪中所含的酒精完全分离出,并得到高浓度酒精,基本原因为:成熟醪中所含的各种物质的挥发性不同,并同时使用酒精发酵消泡剂。当溶液中含两种或两种以上挥发性不同的物质时,将它们加热至沸,这时液相组分与气相组分往往不同,气相比液相含有较多的易挥发组分,剩下的液相就会有较多难挥发组分。正如拉鸟尔定律指出的,混合溶液中,蒸气压高(沸点低)的组分,在气相的含量总比液柜中高。反之蒸气压低(沸点高)的组分,在液相中含量总是比气相高,经过反复多次气化与冷凝即可将混合溶液分成纯组分。当混合液与蒸气中所含酒精浓度均为95.57%(重量)或97.6%(容量),此时的沸点为78. 10℃,这沸点较纯酒精沸点78.3℃、水的沸点100℃都低。故蒸馏到这浓度时,蒸气中的酒精含量就不会再增加了。这沸点称之为最低恒沸点,该组分的混合物称恒沸混合物。所以,在常压下用酒精蒸馏设备是得不到无水酒精的。只有当压力为9 331Pa时,同时添加酒精发酵消泡剂,并保持沸点为27. 96℃,这时恒沸点已不再存在,这也就是真空蒸馏,用真空蒸馏才能蒸馏出无水酒精。 在粗酒精中含有的杂质按化学性质它们可分为:醇、醛、酸、酯四大类,而从精馏酒精除去杂质时的动态看,这些杂质又可分为三类:即头级杂质、中间杂质和尾级杂质,比酒精更容易挥发的称为头级杂质,这些杂质的沸点多数比酒精低,故亦称低沸点杂质,如乙醛、乙酸乙醣、甲酸甲醣等。中级杂质的挥发性和乙醇很接近,所以很难分离净,要想分离干净就必须添加酒精发酵消泡剂,如异丁酸乙酯、异戊酸乙酯等。尾级杂质的挥发性比乙醇低,它们的沸点多数比乙醇高,故亦称高沸点杂质,如高级脂肪酸及其酯类,它们出现在白酒蒸馏的酒尾中,呈油状漂浮在液面,故称杂醇油。 本文参考《发酵微生物学》一书。
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