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本课题以啤酒生产过程中产生的废弃酵母泥作为研究对象,回收啤酒废液中的酒精成分,生产优质酒基产品。
整个生产研究过程可以概括为:使用膜式板框压滤机分离废啤酒与固形物;分离后的废啤酒再经过连续蒸馏塔蒸馏,回收得到粗酒精;最后使用间歇式精馏塔对粗酒精进行精制,从而得到精馏酒精。精馏酒精可作为勾兑酒基使用,生产酒类产品。其中,研究重点为使用间歇蒸馏塔对粗酒精进行精馏的工艺研究。
本课题研究重点为酒基的精馏工艺。精馏工艺的研究包括以下几部分:第一,通过单因子实验摸索精馏过程中各单因素的最佳水平或者范围。第二,在单因素实验基础之上,通过正交试验与正交旋转设计试验选定最佳操作工艺。第三,使用活性炭与高锰酸钾处理成品酒精,并评价这些方法对酒精感官质量的影响。
本课题研究结果如下:
1.酵母与啤酒液的分离使用膜式板框压滤机。其操作参数为:每次处理废酵母量2000Kg;气膜充气压力0.4MPa;每次得到啤酒废液1200Kg。
啤酒废液中的酒精初步分离使用连续蒸馏的方法。操作参数为:22层塔板处进料;进料速度11.1Kg/min;塔内压力0.12MPa;塔顶温度90℃:塔顶出酒;产品酒精浓度约60﹪(v/v)。
2.通过精馏单因素实验得到以下结论:酒精浓度对产品所有指标都具有一定影响,其中对于正丙醇影响较明显。最佳酒精浓度为55﹪—60﹪(v/v)。回流比是影响产品综合质量的关键因素,但回流比越高蒸馏效率越低。最佳回流比为2.5—3.0。酒头提取量对产品中低挥发系数组分影响显著,最佳范围为3﹪—5﹪。酒尾提取量对产品中高挥发系数组分影响显著,最佳范围是12﹪—16﹪。
3.综合正交二次旋转设计试验与正交结合得到最佳操作工艺为:酒精起始浓度56﹪(v/v);回流比3.4;酒头提取量3﹪;酒尾提取量13.5﹪;产品收得率为83.5﹪。
在此生产工艺下得到的产品质量为:甲醇22.37mg/L、正丙醇55.24 mg/L、异丁醇+异戊醇49.86 mg/L、乙酸乙酯43.16 mg/L、乙醛30.78 mg/L。计算M值得到0.44。
4.使用活性炭与高锰酸钾处理酒精对改善酒精产品的感官质量具有一定效果。初步分离的粗酒精产品经过活性炭处理之后,酒精后味苦涩的缺陷得到明显改善,使老熟后酒基产品的感官质量有较大提高。使用活性炭处理后的样品,其综合评判中的感官质量高于“良好”,隶属度为0.59,高于未经处理的样品(隶属度为0.41)和只经过高锰酸钾处理的样品(隶属度为0.53)。