酒精生產(chǎn)工藝學(xué)講課

1酒精生產(chǎn)工藝學(xué)2石油是怎樣形成的？中國的石油現(xiàn)狀石油的未來……3第一章緒論酒精學(xué)名乙醇在常溫下呈無色液體有香味，易揮發(fā)，可燃，化學(xué)式：C2H5OH。4加工不同原料為酒精的過程和方法的科學(xué)，稱為“酒精工藝學(xué)”5酒精工業(yè)生產(chǎn)方法微生物發(fā)酵法：利用合適的原料（淀粉質(zhì)、糖質(zhì)或纖維質(zhì)等）在微生物作用下生成酒精的方法，稱為發(fā)酵法，制成的酒精稱為發(fā)酵酒精。化學(xué)合成法：利用石油或天然氣的裂解氣、工礦企業(yè)以及電石等為原料，經(jīng)化學(xué)合成反應(yīng)制成酒精的方法。本課程敘述的工藝只涉及發(fā)酵方法生產(chǎn)酒精6課程安排緒論2原料及輔料2淀粉質(zhì)原料酒精生產(chǎn)工藝8糖質(zhì)酒精生產(chǎn)工藝4纖維質(zhì)原料酒精生產(chǎn)工藝4副產(chǎn)品綜合利用及課程總結(jié)27課程要求根據(jù)原料的特點及工廠實際情況，選擇合理的工藝流程和工藝條件；發(fā)現(xiàn)和解決常規(guī)酒精生產(chǎn)中的技術(shù)問題維持生產(chǎn)的正常運轉(zhuǎn)；初步具有開發(fā)新菌種，新工藝和新技術(shù)的科研能力；初步具有酒精工廠工藝設(shè)計能力。8

酒精的種類

1)高純度酒精：專供國防工業(yè)、電子工業(yè)與化學(xué)試劑用；

2)精餾酒精：供國防工業(yè)、化學(xué)工業(yè)使用；

3)醫(yī)藥酒精：主要用于醫(yī)藥；

4)工業(yè)酒精：主要用于油漆的稀釋，合成橡膠等工業(yè)生產(chǎn)，或燃料使用。9酒精的用途及在國民經(jīng)濟中的作用食品工業(yè)化工產(chǎn)品醫(yī)藥工業(yè)農(nóng)業(yè)，國防，染料燃料副產(chǎn)物的用途10酒精工業(yè)發(fā)展史12世紀(jì)最早記錄18世紀(jì)首次報道無水酒精生產(chǎn)方法二次大戰(zhàn)后，萎縮石油禁運，再次興起81年后，石油價格下降，進入低谷目前，石油價格一路攀升，新綠色能源稱為研究熱點11世界酒精生產(chǎn)概況美國、巴西、中國、俄羅斯四大酒精生產(chǎn)國2001年中國已居于世界第三2010年全球增至約6100萬噸（？）主要增長點來自燃料乙醇12我國酒精行業(yè)的基本狀況中國是第三大食用酒精生產(chǎn)國；酒精產(chǎn)量占全球13.5%；2006年以后隨著全球替代能源開發(fā)步伐的加快，世界各國對酒精需求量快速增長，促使我國酒精產(chǎn)能迅速擴張，出口量也得到了大幅度上升。國內(nèi)酒精行業(yè)的形勢在發(fā)生著不斷的變化。13

2013年，中國酒精產(chǎn)量實現(xiàn)了增速回升。統(tǒng)計全國規(guī)模以上（年主營業(yè)務(wù)收入在2000萬元及以上的工業(yè)法人企業(yè)）的149家企業(yè)數(shù)據(jù)顯示，2013年，全國發(fā)酵酒精產(chǎn)量911.55萬千升，比2012年同口徑統(tǒng)計產(chǎn)量848.76萬千升，增長7.40%。產(chǎn)量增長率比去年3.46%有所回升。

根據(jù)國家統(tǒng)計局的統(tǒng)計快報，在統(tǒng)計的20個?。ㄊ小^(qū)）中，產(chǎn)量較多的前五個省份及產(chǎn)量分別是：河南省226.16萬千升、吉林省160.26萬千升、黑龍江131.80萬千升、江蘇省114.81萬千升、廣西80.90萬千升。增長量較多的前五個省份及增長量分別是，河南省增長19.92萬千升、黑龍江18.09萬千升、廣西10.11萬千升、吉林省7.95萬千升、江蘇省5.70萬千升。減少量最多的五個省份分別是，山西省減少6.54千升、河北省2.10萬千升、安徽省1.73萬千升、新疆1.40萬千升和湖北省1.27萬千升。

14中國酒業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，2013年，全年燃料乙醇產(chǎn)量合計221.7萬噸，比2012年產(chǎn)量增長7.36%。全年每千升酒精銷售利潤為456.6元，2012年為485.7元，銷售利潤率下降6.0%。

“全年酒精價格基本穩(wěn)定，單位酒精利潤水平下滑?！蓖蹒硎荆車鴥?nèi)經(jīng)濟增速下降的大環(huán)境影響下，同時，酒精產(chǎn)能嚴(yán)重過剩和酒精市場下游需求不足的影響，全年普級酒精價格在5800～6400元/千升之間波動，形成年初和年底較高的微“U”形價格走勢。主要原料玉米價格也保持在平均2200元/噸，木薯價格平均在1900元/噸，全年價格波動均不大。

15外部環(huán)境一、運輸二、稅收三、環(huán)保四、白酒調(diào)整稅率五、酒精出口退稅政策的取消16內(nèi)部結(jié)構(gòu)一、原料二、新擴建酒精廠增多三、行業(yè)內(nèi)競爭結(jié)構(gòu)1、供求關(guān)系2、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整3、酒精區(qū)域分布4、企業(yè)單體規(guī)模逐漸擴大5、新增產(chǎn)能逐漸由銷區(qū)向原料產(chǎn)區(qū)轉(zhuǎn)移17原料占成本的百分比原料18木薯的進口價格走勢19產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整20企業(yè)單體規(guī)模逐漸擴大2122區(qū)域分布23供求關(guān)系24原料預(yù)處理水蒸煮蒸汽糖化糖化劑發(fā)酵酵母二氧化碳蒸汽蒸餾酒精雜醇油醛酯酒糟生產(chǎn)工藝淀粉質(zhì)原料酒精生產(chǎn)工藝流程糖質(zhì)原料酒精生產(chǎn)工藝流程25第五節(jié)存在的問題及對策一、問題成本高；原料受限酒糟處理如何提高發(fā)酵力二、研究方向纖維原料代替糧食原料節(jié)能：無蒸煮工藝，濃醪發(fā)酵，酒精節(jié)能回收提高發(fā)酵強度菌種選育酒糟綜合利用，生成SCP,DDGS，燃料，飼料等26課外學(xué)習(xí)資源網(wǎng)站：中國酒精網(wǎng)，中國酒精新聞網(wǎng)，中國木薯酒精網(wǎng)等；CNKI，維普，萬方；百度，google……書籍：27第二章原料、水、輔料第一節(jié)原料一、定義可發(fā)酵性糖或可以轉(zhuǎn)變?yōu)榭砂l(fā)酵性糖的物料二、選用原則資源豐富；產(chǎn)地便利；含糖多，蛋白質(zhì)適中；價格便宜28三、常用及潛力原料種類1、淀粉質(zhì)原料（P8）

80%酒精廠采用（1）玉米65-73%淀粉8-10%蛋白質(zhì)種植廣、產(chǎn)量高、籽機構(gòu)特殊淀粉顆粒小、緊密、不易糖化玉米酒精糟的利用價值大292）甘薯干＞65%淀粉種植廣、淀粉顆粒大、易糊化薯干不易保藏，病害多30（3）木薯＞69%苦木薯＞甜木薯淀粉含量高，“淀粉之王”生長快、耐旱耐貧瘠31（4）其他高粱（產(chǎn)量低、含單寧、色素等有害物）小麥、大麥、燕麥等322、糖質(zhì)原料廢糖蜜：蔗糖、甜菜降低能耗，降低成本；產(chǎn)量不足，受糖廠生產(chǎn)約束（1）甘蔗糖蜜（南方）外觀：棕黃或黑褐色，濃稠，無雜物，無異味，無發(fā)酵跡象成分：pH6.2左右，含氮量0.5%，含磷較高33（2）甜菜主要含蔗糖，pH7.4，含氮量1.68-2.3%可利用氮源12-20%，含磷0.03-0.06%343、纖維質(zhì)原料（1）農(nóng)作物秸稈、麥草、稻草、玉米桿、玉米芯、高粱桿、花生殼等（2）工廠纖維、半纖維下腳料甘蔗渣，600萬噸甘蔗渣可產(chǎn)酒精70萬噸造紙行業(yè)下腳料（3）城市垃圾35第二節(jié)水一、酒精生產(chǎn)用水生產(chǎn)1t酒精，約消耗120t左右的水工藝過程用水，成品、半成品冷卻用水、鍋爐用水各種洗滌用水二、酒精生產(chǎn)用水要求符合飲用水標(biāo)準(zhǔn)，硬度＜7mgCa/L。不能使用RA值過大的水，因為整個過程都需要在酸性環(huán)境下進行。36三、水質(zhì)處理（略）四、循環(huán)用水1、清液回用2、冷凍制水3、濃醪發(fā)酵4、CIP在線清洗37第三節(jié)輔料

1、原料（1）麩皮：制備霉菌糖化劑的良好材料（2）米糠：制備液體曲的主料382、其他輔料（1）營養(yǎng)鹽過磷酸鈣，磷鹽，甜菜糖蜜(NH)4HPO4

，尿素，氨水，氯化鉀，硫酸鎂（2）脫水劑苯，離子交換樹脂，氯化鈣（3）酸硫酸，鹽酸，磷酸（4）洗滌，消毒劑及消泡劑氫氧化鈉，碳酸鈉，次氯酸鈉，符合消毒劑，福爾馬林；消泡劑包括油酸，菜籽油，泡敵39第三章淀粉質(zhì)原料生產(chǎn)工藝40

第一節(jié)特點一、粉碎原料二、水熱處理三、酸、酶處理成可發(fā)酵性糖，需一個糖化過程41

第二節(jié)原料的預(yù)處理一、預(yù)處理的目的與內(nèi)容1、除雜泥土、沙石、纖維質(zhì)雜物；二篩，一去石，二磁性2、粉碎利于糊化及液化二、除雜篩選，風(fēng)選，磁力除鐵設(shè)備，平面回旋篩，TCXT系列強力永磁筒42三、粉碎1、目的使淀粉顆粒能從細胞中游離出來，吸水膨脹。2、優(yōu)點與整料蒸煮比，節(jié)省消耗的蒸氣糊化較徹底，出酒率高改善勞動條件，減輕勞動強度433、方法干式：錘式粉碎機濕式：原料粉末不飛揚，減少損失，又可改善勞動條件4、粉碎比X=D/d，粗粉，1:10-15；細粉，1:30-4044四、輸送1、方式機械輸送：皮帶、螺旋、斗式提升機氣流輸送混合輸送：粗粉用機械，細粉后用風(fēng)送452、特點機械輸送：原料損失大，條件惡劣；不能除硬雜物質(zhì)，篩板容易損壞；氣流輸送：可以提高錘碎效率至于節(jié)能則具體情況而定46五、預(yù)處理的流程大氣布袋除塵器粉料回收風(fēng)機甘薯干料斗吸風(fēng)管旋風(fēng)分離器螺旋輸送器粉碎粉漿預(yù)煮罐47第三節(jié)淀粉質(zhì)原料的蒸煮一、目的淀粉顆粒破裂滅菌二、淀粉粒的結(jié)構(gòu)淀粉是以顆粒狀態(tài)存在，由直鏈及支鏈淀粉、少量的礦物質(zhì)、脂肪酸等整齊排列而成的顆粒。有單粒體，復(fù)粒體，半復(fù)粒存在玉米是單粒，甘薯有單有復(fù)，薯類淀粉顆粒大，易于糊化，谷類難。48小麥淀粉顆粒大米淀粉顆粒土豆49大麥淀粉顆粒50三、淀粉在蒸煮過程的物理化學(xué)變化1、糊化的概念

淀粉在水中經(jīng)加熱后出現(xiàn)膨潤現(xiàn)象，繼續(xù)加熱，成為溶液狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為糊化，處于這種狀態(tài)的淀粉稱為a-淀粉。膨潤現(xiàn)象：在水中經(jīng)加熱后，一部分膠束被溶解，空隙逐漸擴大，淀粉粒因吸水而膨脹，膠束消失，這種現(xiàn)象稱為膨潤現(xiàn)象。

51糊化的過程

·第一階段：水溫未達到糊化溫度時，水分只是由淀粉粒的孔隙進入粒內(nèi)，與許多無定形部分的極性基相結(jié)合，或簡單的吸附，此時若取出脫水，淀粉粒仍可以恢復(fù)。

·第二階段：加熱至糊化溫度，這時大量的水滲入到淀粉粒內(nèi)，引起淀粉粒溶脹并蜂窩一樣緊密地相互推擠。擴張的淀粉粒流動受阻使之產(chǎn)生粘稠性，并隨溫度升高，粘度增加。

·第三階段：使膨脹的淀粉粒繼續(xù)分離支解，當(dāng)在95℃恒溫一定時間后，則粘度急劇下降。淀粉糊冷卻時，一些淀粉分子重新締合形成不可逆凝膠。

5250587053406070542、組織與細胞變化（1）預(yù)煮淀粉、纖維素膨化，細胞內(nèi)物質(zhì)部分溶解，組織堅固性減弱；（2）蒸煮

120-135℃，果膠質(zhì)膨化溶解；145-150℃淀粉從細胞內(nèi)釋放（3）后熟組織與細胞未失去原態(tài)，在吹醪時，由蒸煮鍋吸出，壓力發(fā)生巨大變化，使細胞破裂，組織完全碎解553、化學(xué)變化（1）纖維素不變化（2）半纖維素多聚戊糖分解為木糖及阿拉伯糖等，木糖失水易形成糠醛不利發(fā)酵（3）果膠細胞壁的組成成分（RCOOCH3）n+nH2O(RCOOH)n+nCH3OH薯類產(chǎn)生的甲醇多于谷物類，因而對薯類蒸煮溫度不宜過高。果膠酸56（4）淀粉基本沒有淀粉水解；但在預(yù)煮過程，可能會形成低聚糖，造成發(fā)酵糖的損失。（5）糖分單糖和低聚糖甘薯：麥芽糖；谷物：蔗糖黑色素的生成：己糖脫水羥甲基糠醛甲酸+糠尾酸聚合或AA縮合黑色素黑色素的生成造成了糖與AA的損失57焦糖的形成焦糖糖羥甲基糠醛果糖（fructose）＞葡萄糖（glucose）減低酒精產(chǎn)量原因：局部過熱引起，堿性條件＞酸性條件措施：增加料水比，減小蒸煮壓力58（6）含氮物的變化＞100℃，可溶性蛋白下降（7）酸度：上升，果膠酸的生成59四、主要的影響因素1、原料的粉碎度2、加水比適度，加量少，醪液濃度大，含酒精濃度高，節(jié)約能耗提高設(shè)備利用率；加水量過少，不易煮透，易產(chǎn)生黑色素與焦糖，不易輸送加水量過多，能耗大，設(shè)備利用率低，生產(chǎn)能力下降甘薯，1:3-1:4；玉米，1:2.8-1:3603、投料水溫，預(yù)煮時間投料水溫高，原料吸水膨脹快，浸泡越透，整粒原料投料水溫要求80-90℃；粉狀原料溫度50-55℃，邊投料邊攪拌，防止結(jié)塊，投料結(jié)束立刻升溫至75-80℃。4、蒸煮壓力與時間糊化程度與蒸煮壓力，溫度，時間成正比。壓力過高，溫度高，可發(fā)酵性糖損失大，產(chǎn)甲醇多。615、循環(huán)換汽間歇蒸煮過程中，“放乏汽”，一定時間間隔放走鍋內(nèi)部分蒸汽。目的：形成壓力差，起攪拌目的；排除原料中的有害物質(zhì)，氫氰酸，甲醇等薯類適當(dāng)增加排乏汽的次數(shù)。62第二節(jié)蒸煮的工藝方法一、間歇蒸煮1、設(shè)備：立式錐形蒸煮鍋蒸汽分幾路進入，受熱均勻，錐底結(jié)構(gòu)有利于放乏汽時的攪拌。容積5-15立方米，投料1000-2000t632、工藝條件（1）加熱間歇蒸煮加水投料升溫蒸煮吹醪加水：蒸煮車間廢水或由蒸汽加熱的熱水薯干1:3-4；谷類1:2.8-3投料：整粒投完進汽粉狀勻漿后進汽升溫：40-50min，有的升溫前浸泡30min64蒸煮：一般10-15min排乏汽，3-5min。裝量70-80%吹醪：利用壓力，原料從蒸煮鍋排出，10-15min652、連續(xù)蒸煮工藝（1）罐式我國常用；原料利用率大于間歇蒸煮，提高1-2%；占地面積大，時間長，有滯留滑漏現(xiàn)象66（2）管式連續(xù)蒸煮工藝出酒率高673、塔式連續(xù)蒸煮工藝蒸汽耗量低68三、新工藝介紹1、噴射液化（1）液化噴射器的結(jié)構(gòu)，如下圖（2）特點傳熱效率高，可以達到100%；蒸汽用量少，高效節(jié)能；結(jié)構(gòu)輕巧，控制精度高；操作運行平穩(wěn)692、低溫蒸煮工藝水+液化酶玉米粉（0.84mm，>90%）調(diào)漿罐預(yù)煮鍋（70℃）蒸煮管道（80℃，5min）冷卻28℃發(fā)酵罐

糖化酶特點：節(jié)能，40-60%；未發(fā)現(xiàn)染菌，防止可加NaF等；

不需要高壓設(shè)備；發(fā)酵率達87.5%，略低于高溫（88%）703、無蒸煮工藝?yán)煤谇巩a(chǎn)生的淀粉酶替代麥芽或黃曲霉產(chǎn)生的，可利用生料發(fā)酵制取酒精。優(yōu)點；節(jié)約能耗，節(jié)省冷卻用水；設(shè)備簡單；適于濃醪發(fā)酵，發(fā)酵率高；可獲優(yōu)質(zhì)酒精等。714、膨化工藝原料在膨化機內(nèi)，由于高溫高壓作用，組織變軟，水分呈過熱狀態(tài)，當(dāng)從機內(nèi)擠出時，由高壓瞬間變?yōu)槌海蟽?nèi)水分瞬間汽化，從而改變物質(zhì)狀態(tài)、性狀與成分構(gòu)成，從而發(fā)生膨化。72第三節(jié)淀粉質(zhì)原料糖化工藝一、淀粉分子結(jié)構(gòu)含有96%的D-葡萄糖（2%的HCl水解）1、直鏈淀粉D-葡萄糖以α-1，4糖苷鍵相連，200-980個葡萄糖單位2、支鏈淀粉大部分與直鏈相同，還具有α-1,6糖苷鍵連接的分支，每個分支長10-15個單位，共600-6000個葡萄糖單位。3、淀粉分子結(jié)構(gòu)具有螺旋式結(jié)構(gòu)的卷曲。7374

75二、糖化原理淀粉的糖化工藝包括淀粉的液化和糖化兩個步驟。1、淀粉的液化（1）α-淀粉酶及水解原理α-淀粉酶能水解淀粉及產(chǎn)物分子中的α-1,4-葡萄糖苷鍵，不能水解α-1,6-葡萄糖苷鍵，但能越過此鍵。76（2）耐高溫α-淀粉酶是一種淀粉內(nèi)切酶，可隨機切斷α-1，4糖苷鍵，產(chǎn)物有糊精，葡萄糖，麥芽糖。77①pH對酶活力及穩(wěn)定性的影響5.5-7.0最適；穩(wěn)定pH是5.0-10.078②溫度對酶活力及穩(wěn)定性的影響對熱穩(wěn)定性好，可達100-105℃。79③鈣濃度對酶穩(wěn)定性的影響鈣的存在可以使淀粉酶酶活的pH范圍擴大，一般自來水配料時可不另外添加。802、淀粉的糖化（1）原理利用糖化酶將淀粉液化產(chǎn)物進一步分解成葡萄糖的過程。從底物的非還原末端開始，逐個水解α-1,4或者1,6糖苷鍵。能將麥芽糖水解成為葡萄糖。81（2）糖化酶淀粉外切酶，最終產(chǎn)物為葡萄糖，又稱葡萄糖淀粉酶。①pH對酶活及穩(wěn)定性的影響最適4.0-4.582②溫度對酶活力及穩(wěn)定性研究最適58-60℃83三、影響水解速度的因素1、酶濃度活性相同，酶濃度越高，糖化時間越小2、溫度溫度高，反應(yīng)快；過高，酶失活3、pH（偏酸）4、糖化時間糖化率40-55%，時間短，利于保持酶活，時間長糖化好，但影響后糖化；5、其他84四、糖化過程中的物質(zhì)變化1、淀粉小分子糊精可發(fā)酵性糖原料糊精淀粉2、含氮物胨、多肽、AA等3、果膠物和半纖維素4、含P化合物有機含P化合物在磷酸酯酶的作用下磷酸鹽，buffer，緩沖提供營養(yǎng)。85五、糖化工藝1、主要程序（1）蒸煮醪冷卻至糖化溫度（2）加糖化劑，在規(guī)定溫度下糖化（3）結(jié)束冷卻到發(fā)酵溫度（4）泵入發(fā)酵車間862、間歇糖化法加水至糖化鍋吹醪并攪拌補足冷卻水前冷卻加糖化劑保溫糖化后冷卻發(fā)酵車間整個過程需3h873、連續(xù)糖化法蒸煮醪真空冷卻器糖化噴淋冷卻器發(fā)酵罐真空冷卻，水分流失，在糖化劑中適當(dāng)多加水維持穩(wěn)定足夠的真空度注意殺菌、檢修等。8889第五節(jié)酒精酵母9091一、酵母的選擇(1)含有較強的酒化酶，發(fā)酵能力強，而且迅速；(2)繁殖速度快，具有很強的增殖能力；(3)耐酒精能力強，能在較高濃度的酒精發(fā)酵醪中進行發(fā)酵；(4)耐溫性能好，能在較高溫度下進行繁殖和發(fā)酵；(5)抵抗雜菌能力強；(6)耐酸能力強；(7)生產(chǎn)性能穩(wěn)定，變異性小；(8)發(fā)酵時產(chǎn)生泡沫少。92二、常用酵母1、拉斯2號酵母發(fā)酵葡萄糖，蔗糖、麥芽糖，適于淀粉質(zhì)原料，尤其玉米淀粉，易產(chǎn)生泡沫。2、拉斯12號果糖，半乳酸，棉籽糖，不發(fā)酵乳糖。3、K字酵母生長快，發(fā)酵力強，高粱，大米，薯干等原料發(fā)酵4、南陽5號耐酒精13%以下，產(chǎn)酒穩(wěn)定935、其他用于酒精發(fā)酵的細菌主要有：厭氧發(fā)酵單胞菌和棕擱發(fā)酵菌。對耐高溫的嗜熱細菌(40一50℃)和極端嗜熱菌（65℃）的篩選和應(yīng)用也逐漸受到重視用于酒精發(fā)酵(纖維素原料)的霉菌有：粗糙脈孢霉、擬青霉、鏈孢霉等。假絲酵母可直接發(fā)酵木糖為酒精。94三、酵母所需營養(yǎng)物質(zhì)及其數(shù)量

1．碳源

酵母菌在繁殖過程中，吸收的糖分，一方面用于合成菌體蛋白中的碳架，另一部分轉(zhuǎn)變?yōu)榻湍妇馁A藏物質(zhì)，還釋出一定能量，以供合成菌體物質(zhì)時的能量消耗。952．氮源

酵母菌所需的含氮物質(zhì)主要也是從淀粉質(zhì)原料中獲得。但原料中含氮物質(zhì)往往是大分子的蛋白質(zhì)，因此也必須經(jīng)過蒸煮和曲霉菌中的蛋白酶水解，生成小分子量的蛋白胨、眎或氨基酸后才能被酵母所利用。如果原料中含氮量少時，也可補加無機氮，供給酵母生長。生產(chǎn)上多采用(NH4)2SO4為補充氮源。963．無機鹽

酵母繁殖過程中需要的無機鹽可從原料中獲得，一般不需另加。4．維生素

酵母在生長繁殖過程中所需的維生素主要由糖化醪中獲得。維生素易被高溫所破壞，因此，在制備酒母糖化醪時，不宜采用高溫長時間的殺菌，以減少維生素的損失。97三、酒精酵母的特性

1．繁殖速度快如在麥汁小滴培養(yǎng)24小時，一個拉斯12號酵母細胞，可以產(chǎn)生55個子細胞。2．醪液濃度一般酒精酵母在含5％(v/v)的酒精發(fā)酵醪中，其發(fā)酵能力就減弱，當(dāng)醪液中酒精濃度含量達到12％(v/v)時，則停止發(fā)酵。所以生產(chǎn)中常將糖化醪濃度控制在15—18Bx之間，發(fā)酵成熟醪的酒精含量約為8—9％(容量)。983．培養(yǎng)溫度拉斯12號酵母繁殖適溫為30—33℃，最低為5℃，最高為38℃。溫度適宜，酵母繁殖速度加快。溫度過高或過低，都影響酵母細胞的繁殖，甚至引起酵母的衰老或死亡。4．pH值發(fā)酵醪的pH值與氧化還原電勢有關(guān)系，而氧化還原電勢又與酵母的呼吸有直接關(guān)系。酒精酵母可在pH4.0—6.0環(huán)境中進行繁殖，如果醪液的pH值低于3，則酵母的活力大減。99四、酒母培養(yǎng)與擴大培養(yǎng)工藝

(一)酒母培養(yǎng)基的制備(二)酒母的擴大培養(yǎng)100(一)酒母培養(yǎng)基的制備

1．試驗室階段培養(yǎng)基的制備酵母菌在試驗室培養(yǎng)階段一般多采用米曲汁或麥芽汁來做培養(yǎng)基。1012．酒母糖化醪的制備酒母擴大培養(yǎng)至卡氏罐和酒母罐后，采用淀粉質(zhì)原料來制做酒母糖化醪。由于酒母糖化醪主要用來繁殖酵母細胞，所以酒母醪中除含有一定量的糖分外，還要求含有一定量的氮和無機鹽等其它營養(yǎng)物質(zhì)，以供酵母菌合成菌體細胞的需要。此外，為了確保酵母菌能夠順利的繁殖，還要調(diào)節(jié)酒母糖化醪的pH值，以抑制雜菌生長。102(二)酒母的擴大培養(yǎng)

擴大流程：原菌生產(chǎn)中使用的原始菌種應(yīng)當(dāng)是經(jīng)過純種分離的優(yōu)良菌種。保藏時間較長的原菌，在投產(chǎn)前，應(yīng)接入新鮮斜面試管進行活化，以便使酵母菌處于旺盛的生活狀態(tài)。斜面試管培養(yǎng)將活化后的酵母菌在無菌條件下接入新鮮斜面試管，于28-30℃保溫培養(yǎng)3-4天，待斜面上長出白色菌苔，即培養(yǎng)成熟。在無菌條件下，用接種針自斜面試管挑取一環(huán)酵母菌體，接入裝有10毫升米曲汁的液體試管，搖勻后，置28—30℃保溫培養(yǎng)24小時左右，待液面冒出大量CO2，即培養(yǎng)成熟。接種時，應(yīng)先用酒精消毒瓶口，在無菌條件下，將液體試管全部接入小三角瓶，28-30℃條件下保溫培養(yǎng)15-20小時，待液面冒出大量CO2泡沫，即培養(yǎng)成熟?？ㄊ瞎夼囵B(yǎng)基可使用酒母糖化醪，以使酵母逐漸適應(yīng)大生產(chǎn)培養(yǎng)條件。卡氏罐用的糖化醪應(yīng)單獨殺菌后備用，如果工廠衛(wèi)生管理條件較好，也可不殺菌。103這一階段的培養(yǎng)，是擴大酒母種子的開始。生產(chǎn)上希望在這一階段培養(yǎng)得到細胞健壯，沒有雜菌的種子酵母。因此，無菌條件要求較嚴(yán)，酵母培養(yǎng)基的營養(yǎng)成分要求也高。1041052．酒母罐培養(yǎng)從卡氏罐以后酒母擴大培養(yǎng)屬于酒母車間進行培養(yǎng)，其流程為：卡氏罐-→小酒母罐-→大酒母罐-→成熟酒母送發(fā)酵車間106107(1)間歇培養(yǎng)法此法是分小酒母罐與大酒母罐兩個階段進行培養(yǎng)。接入已培養(yǎng)成熟的卡氏罐酒母。通無菌空氣或用機械攪拌?？刂契矞卦?8-30℃進行培養(yǎng)．待醪液糖分降低40-50%，其酒精分含量在3-4%(容量)左右，并且液面有大量CO2冒出，即培養(yǎng)成熟。將此培養(yǎng)成熟的小酒母再按入已裝好糖化醪的大酒母罐中，同法于28-30℃繼續(xù)培養(yǎng)，待大酒母罐中糖分消耗45-50%，液面冒出大量CO2時，培養(yǎng)即成熟，即可送往發(fā)酵車間，做發(fā)酵接種用。108(2)半連續(xù)培養(yǎng)法半連續(xù)培養(yǎng)法也叫循環(huán)培養(yǎng)法。將卡氏罐酒母接入小酒母罐，培養(yǎng)成熟后，分割出三分之二接入大酒母罐進行培養(yǎng)，余下的三分之一再補加新鮮酒母糖化醪連續(xù)培養(yǎng)，培養(yǎng)成熟后再分割，如此反復(fù)以上操作。大酒母培養(yǎng)成熟則可全部送發(fā)酵車間做接種用。109目前多數(shù)酒精廠均采用半連續(xù)培養(yǎng)酒母的方法。利用這種方法培養(yǎng)酒母，可以7—10天換一次新種，如果工廠衛(wèi)生管理條件較好，可以1—2個月?lián)Q一次新種，這樣不但省去了繁瑣的試驗室階段培養(yǎng)，而且也使酵母在生產(chǎn)條件下進行了馴養(yǎng)，有利于酵母菌的繁殖和發(fā)酵。1103．成熟酒母質(zhì)量指標(biāo)(1)酵母細胞數(shù)酵母細胞數(shù)是觀察酵母繁殖能力的一項指標(biāo)，也是反映酵母培養(yǎng)成熟的指標(biāo)。成熟的酒母醪其酵母細胞數(shù)一般為l億／毫升左右。(2)出芽率酵母出芽率是衡量繁殖旺盛與否的一項指標(biāo)。出芽率高，說明酵母處于旺盛的生長期。反之，則說明酵母衰老。成熟酒母出芽率要求在15—30%。(3)酵母死亡率用美藍對酵母細胞進行染色，如果酵母細胞被染成藍色，說明此細胞已死亡。正常培養(yǎng)的酒母不應(yīng)有死亡現(xiàn)象，如果死亡率在1%以上，應(yīng)及時查找原因采取措施進行挽救。111(4)耗糖率酵母的耗糖率也是觀察酒母成熟的指標(biāo)之一。成熟的酒母，耗糖率一般要求控制在40-50％。耗糖率太高，說明酵母培養(yǎng)已經(jīng)過“老”，反之則“嫩”。(5)酒精成熟酒母醪中的酒精含量一方面反映酵母耗糖情況，也反映酵母成熟程度。如果酒母醪中酒精含量高，說明營養(yǎng)消耗大，酵母培養(yǎng)過于成熟。此時，應(yīng)停止酒母培養(yǎng)，否則會因營養(yǎng)缺乏或酒精含量高抑制酵母生長，造成酵母衰老。成熟酒母醪中的酒精含量一般為3-4％(容量)。112(6)酸度測定酒母醪中的酸度是觀察酒母是否被細菌污染的一項指標(biāo)。如果成熟酒母醪中酸度明顯增高，說明酒母被產(chǎn)酸細菌所污染。酸度增高太多，鏡檢時又發(fā)現(xiàn)有很多桿狀細菌，則不宜做種子用。113114五、影響酒母質(zhì)量主要因素1.接種量與成熟酒母細胞數(shù)的關(guān)系酵母接種量的大小與成熟酒母醪中新增殖酵母細胞數(shù)關(guān)系不大。1152．接種量與培養(yǎng)時間的關(guān)系

接種量大，則培養(yǎng)時間可以縮短，酒母成熟快開始接種時，易導(dǎo)致醪液被雜菌污染。但接種量太大，也會增加擴大培養(yǎng)次數(shù)，增加設(shè)備投資。在酒母培養(yǎng)中，酒母接種量多控制在1:5-l0。接種后的醪液，經(jīng)過l0-12小時培養(yǎng)成熟的酒母醪細胞數(shù)可達0.8-1.2億／毫升以上，此時就可將成熟的酒母接到下一工序的醪中。1163．接種時間的掌握

從酵母茵繁殖規(guī)律曲線可以知道，酵母菌在增殖過程中可分為適應(yīng)期(也稱遲緩期)、旺盛期、靜止期和衰退期四個階段。當(dāng)達到旺盛期時，酵母的增殖能力特別強，酵母生命活動處于旺盛階段，醪液中酵母活細胞數(shù)也迅速達最高峰。酒精生產(chǎn)中的酒母擴大培養(yǎng)接種就是控制在這個時期。1174．酒母培養(yǎng)溫度的控制

酵母菌在適宜生長溫度范圍內(nèi)，高溫比低溫繁殖稍快。但高溫培養(yǎng)酵母易于衰老。酒精生產(chǎn)中酒母培養(yǎng)溫度為28-30℃。由于酵母菌在生長代謝過程中還要產(chǎn)生一定熱量，故應(yīng)注意加強冷卻，以保證酵母菌健壯生長。1185．關(guān)于通風(fēng)培養(yǎng)

酒母糖化醪中含有充足的氧時，酵母菌在吸收營養(yǎng)后，由于其酒化酶受抑制，主要進行菌體細胞合成，繁殖酵母細胞。酒母培養(yǎng)的目的是要獲得大量酵母細胞，所以在酒母培養(yǎng)過程中通入適量的無菌空氣，對酵母繁殖是有利的。酵母菌在無氧條件下培養(yǎng)，主要進行發(fā)酵作用，可使糖分轉(zhuǎn)變?yōu)榫凭虲O2。酵母菌在有氧條件下進行酒精發(fā)酵時，由于進行了呼吸作用，酒精產(chǎn)量大大降低，糖的消耗速度在單位時間內(nèi)也減慢。1196.關(guān)于防止雜菌污染酒精生產(chǎn)除了對原始菌種進行定期分離純化外，在培養(yǎng)過程中加強無菌管理操作也是十分重要的。因為目前多數(shù)酒精廠酒母培養(yǎng)仍在敞口酒母罐中進行，因此對車間環(huán)境衛(wèi)生要十分注意。另外，在使用前，對罐體、管道的殺菌也十分重要，尤其應(yīng)當(dāng)注意對某些管道死角加強殺菌操作。120第七節(jié)酒精發(fā)酵工藝

一、糖化醪發(fā)酵的目的要求及設(shè)備結(jié)構(gòu)特點二、酒精發(fā)酵機理三、酒精發(fā)酵工藝四、影響酒精發(fā)酵因素的討論五、酒精發(fā)酵醪成熟六、酒精生產(chǎn)異常發(fā)酵、雜菌污染及防治辦法七、從CO2中回收酒精八、淀粉出酒率和淀粉利用率121(一)酒精發(fā)酵的基本理論酒精發(fā)酵作用，是酵母菌把可發(fā)酵性的糖，經(jīng)過細胞內(nèi)酒化酶的作用，生成了酒精與CO2，然后通過細胞膜將這些產(chǎn)物排出體外酒精是可以以任何比例與水混合的，所以由酵母體內(nèi)排出的酒精溶于周圍的醪液中。122G磷酸二羥基丙酮3磷酸甘油醛

3磷酸甘油醛3磷酸甘油3-磷酸甘油酸3磷酸甘油酸甘油（0.3-0.5%）2,3二磷酸甘油酸丙酮酸

C6H12O62C2H5OH+2CO2

乙醛乙醛+亞硫酸氫鈉加成物pH高，2分子乙醛發(fā)生歧化反應(yīng)。乙醇123（二）酒精發(fā)酵動態(tài)

酒精發(fā)酵過程從外觀現(xiàn)象可以將其分為如下三個發(fā)酵不同階段：1.前發(fā)酵期2.主發(fā)酵期3.后發(fā)酵期1241.前發(fā)酵期在酒母與糖化醪加入發(fā)酵罐后，醪液中的酵母細胞數(shù)還不多，由于醪液中含有少量的溶解氧和充足的營養(yǎng)物質(zhì)，所以酵母菌仍能迅速地進行繁殖，使發(fā)酵醪中酵母細胞繁殖到一定數(shù)量。在這一時期，醪液中的糊精繼續(xù)被糖化酶作用，生成糖分，但由于溫度較低，故糖化作用較為緩慢。從外觀看，由于醪液中酵母數(shù)不多，發(fā)酵作用不強，酒精分和CO2產(chǎn)生得很少，所以發(fā)酵醪的表面顯得比較平靜，糖分消耗也比較饅。125前發(fā)酵階段時間的長短，與酵母的接種量有關(guān)。如果接種量大，則前發(fā)酵期短，反之則長。前發(fā)酵延續(xù)時間一般為l0小時左右。由于前發(fā)酵期間酵母數(shù)量不多，發(fā)酵作用不強，所以醪液溫度上升不快。醪液溫度控制，在接種時為26—28℃，前發(fā)酵期溫度一般不超過30℃。如果溫度太高，會造成酵母早期衰老，如果溫度過低，又會使酵母生長緩慢。

前發(fā)酵期間應(yīng)十分注意防止雜菌污染，因為此時期酵母數(shù)量少，易被雜菌抑制，故應(yīng)加強衛(wèi)生管理。1262．主發(fā)酵期

酵母細胞已大量形成，醪液中酵母細胞數(shù)可達1億／毫升以上。由于發(fā)酵醪中的氧氣也已消耗完畢，酵母菌基本上停止繁殖而主要進行酒精發(fā)酵作用。醪液中糖分迅速下降，酒精逐漸增多。因為發(fā)酵作用的增強，醪液中產(chǎn)生了大量的CO2。隨著CO2的逸出，可以產(chǎn)生很強的CO2泡沫響聲。127發(fā)酵醪的溫度此時上升也很快。生產(chǎn)上應(yīng)加強這一階段的溫度控制。根據(jù)酵母菌的性能，主發(fā)酵溫度最好能控制在30-34℃主發(fā)酵時間長短，取決于醪液中營養(yǎng)狀況，如果發(fā)酵醪中糖分含量高，主發(fā)酵時間長，反之則短。主發(fā)酵時間一般為12小時左右。1283．后發(fā)酵期

醪液中的糖分大部分已被酵母菌消耗掉，醪液中尚殘存部分糊精繼續(xù)被曲作用，生成葡萄糖。由于這一作用進行的極為緩饅，生成的糖分很少，所以發(fā)酵作用也十分緩慢。因此，這一階段發(fā)酵醪中酒精和CO2產(chǎn)生得也少。129后發(fā)酵階段，因為發(fā)酵作用減弱，所以產(chǎn)生的熱量也減少，發(fā)酵醪的溫度逐漸下降。此時醪液溫度應(yīng)控制在30-32℃左右。如果醪液溫度太低，糖化酶的作用就會減弱，糖化緩慢，發(fā)酵時間就會延長，這樣也會影響淀粉出酒率。淀粉質(zhì)原料生產(chǎn)酒精的后發(fā)酵階段一般約需40小時左右才能完成。130影響發(fā)酵時間的因素整個發(fā)酵過程的時間長短，受糖化劑的種類、酵母菌的性能、酵母接種量等因素的影響，與接種、發(fā)酵方式和發(fā)酵溫度的控制有關(guān)。一般講，接種和發(fā)酵溫度高，則發(fā)酵時間短，反之則長。另外，由于連續(xù)發(fā)酵一開始即處于主發(fā)酵狀態(tài)，發(fā)酵時省去了前發(fā)酵期，所以一般較間歇發(fā)酵時間為短。發(fā)酵總時間一般多控制在60—72小時左右。131三、酒精發(fā)酵工藝根據(jù)發(fā)酵醪注入發(fā)酵罐的方式不同，可以將酒精發(fā)酵的方式分為間歇式、半連續(xù)式和連續(xù)式三種。(一)間歇式發(fā)酵法(二)半連續(xù)發(fā)酵法(三)連續(xù)發(fā)酵132（四）酒精新工藝1、高強度酒精發(fā)酵濃醪發(fā)酵能提高企業(yè)生產(chǎn)能力，降低生產(chǎn)成本；提高了發(fā)酵強度：[g/(L.h)]，在發(fā)酵容積及時間不變的情況下提高酒精濃度；能源消耗及用水量大幅下降；對菌種及設(shè)備提出了新的要求。133濃醪發(fā)酵玉米粉濃度的計算醪液質(zhì)量=谷物質(zhì)量+水質(zhì)量（M=G+W）谷物中淀粉質(zhì)量=谷物質(zhì)量*谷物中淀粉含量%（GS）完全轉(zhuǎn)化成葡萄糖的質(zhì)量=180/162GS=1.11GS例：玉米淀粉含量78%，以1000立方米為例，成熟醪酒精度10%發(fā)酵罐中乙醇含量：1000*10%*0.7893nC6H12O62nC2H5OH+2nCO2180n92n88nm178.93m1=180*78.93/92（C6H10O5）n+nH2OnC6H12O6162n18n180nm2m1M2/78%=淀粉用量134四、影響酒精發(fā)酵因素的討論

1．稀釋速度在間歇發(fā)酵中，糖化醪要求自接種后8-10小時內(nèi)加完，這樣可以有較長的后發(fā)酵時間，將糊精徹底水解發(fā)酵。酵母的繁殖速度取決于發(fā)酵醪營養(yǎng)物質(zhì)濃度，而營養(yǎng)物質(zhì)的含量又取決于進料和出料速度。所以，控制進料速度，就可以控制酵母細胞數(shù)和營養(yǎng)成分。1352．發(fā)酵醪pH值的控制。降低發(fā)酵醪中的pH值，是防止雜菌污染的有效措施之一。由于連續(xù)發(fā)酵無菌條件要求較嚴(yán)，其pH控制在4.0一4.5為宜。間歇發(fā)酵PH值可控制在4.7-5.0。在上述pH值范圍內(nèi)，較接近于糖化酶作用的最適PH值。pH值的控制，可用H2SO4來調(diào)節(jié)。如果PH值太低，不但會抑制雜菌的繁殖，同時也會抑制酵母菌的繁殖和代謝，還會使糖化酶鈍化，影響發(fā)酵成果。1363．發(fā)酵溫度控制。酒精酵母繁殖溫度為27—30℃，發(fā)酵溫度30—33℃，生產(chǎn)中發(fā)酵醪溫度可根據(jù)發(fā)酵形式不同進行控制：間歇發(fā)酵：接種溫度27—30℃；發(fā)酵溫度30-33℃；后發(fā)酵溫度30℃±1℃。連續(xù)發(fā)酵各罐溫度控制在30—33℃。4．發(fā)酵醪的滯流和滑漏問題。多級連續(xù)發(fā)酵要求醪液保持先進先出。1375．多級連續(xù)發(fā)酵中發(fā)酵罐數(shù)量問題多級連續(xù)發(fā)酵是利用很多個罐進行串聯(lián)，組成一個發(fā)酵罐組。除了前面幾個流加罐外，后面還要配合適量的罐作為后發(fā)酵用，并使前后罐之間醪液保持一定的濃度梯度。每一罐組用多少只發(fā)酵罐為宜，這主要取決于發(fā)酵醪自進入第一只發(fā)酵罐起，到最后一只發(fā)酵罐醪液成熟，醪液在幾個罐內(nèi)發(fā)酵時間。1386．關(guān)于發(fā)酵醪濃度問題。糖化醪濃度稀，雖然有利于酵母的代謝活動，提高出酒率，但是濃醪發(fā)酵卻有提高設(shè)備利用率，節(jié)省水、電、汽、降低生產(chǎn)成本，增加產(chǎn)量的優(yōu)點。因此，生產(chǎn)上希望盡量采用濃醪發(fā)酵。正常發(fā)酵醪濃度一股為16一18Bx，其發(fā)酵成熟醪酒精含量為8-9％(容量)。1397．關(guān)于縮短發(fā)酵時間用糖蜜原料制造酒精，發(fā)酵時間需要24-32小時，如用淀粉質(zhì)原料，則需60小時以上。縮短發(fā)酵時間，需要設(shè)法加速水解支鏈淀粉中以1，6相結(jié)合的鍵。解決這個問題的方法是選育糖化酶含量高的菌種，以加強糖化作用。另外，采用連續(xù)發(fā)酵和選用發(fā)酵力強的酵母菌種，也是加速發(fā)酵、縮短發(fā)酵時間的有力措施。1408.細菌污染的防治（1）污染源酵母回用糟液糖化罐，連續(xù)發(fā)酵設(shè)備（2）常見細菌污染及控制乳酸菌（LAB）繁殖快，耐高溫及低pH，產(chǎn)乳酸乙酸菌，好氧，易發(fā)現(xiàn)于擴培罐，占有罐表面，液面成膜丁酸菌，嚴(yán)格厭氧，產(chǎn)丁酸，死角及隱蔽的地方；野生酵母，使糖轉(zhuǎn)化為有機酸，氧化酒精?？刂疲嚎股兀ˋllpen青霉素，鏈霉素）；乳苷141新工藝介紹：濃醪發(fā)酵142第八節(jié)發(fā)酵成熟醪的蒸餾與精餾將酒精和所有揮發(fā)性雜質(zhì)從成熟醪中分離出來的過程除去粗酒精中的雜質(zhì)143一、雜質(zhì)不溶性懸浮物：皮殼，纖維等干物質(zhì)可溶性物質(zhì)：糖，糊精等揮發(fā)性＞70種，0.5-0.7%，醇、醛、揮發(fā)酸144二、蒸餾的原理1、拉烏爾定律混合溶液中，沸點低的組分，在氣相中含量高于液相中。2、酒精的揮發(fā)系數(shù)A/a=KK表示乙醇溶液中乙醇的揮發(fā)性強弱

A表示氣相中乙醇含量，a液相中含量K隨著乙醇的濃度增加而減少，但乙醇濃度＜97.6%（v/v）時，K＞1。1453、酒精-水恒沸混合物97.6%（v）K=1，此時沸點78.15℃，較水和酒精都低此時常規(guī)蒸餾技術(shù)便不能再濃縮4、壓力對平衡濃度值的影響P175對于低酒精度的酒精水溶液，壓力增高，蒸汽中酒精含量增加，反之，亦然。因此，對于高酒精度的水溶液，應(yīng)使用減壓蒸餾。1465、蒸餾塔工作原理P177147三、精餾的原理1、揮發(fā)性質(zhì)頭級雜質(zhì)沸點酒精，乙醛，醋酸乙酯中間雜質(zhì)異丁酸乙酯，異戊酸乙酯尾級雜質(zhì)高級醇，異戊醇1482、雜質(zhì)的揮發(fā)系數(shù)與精餾系數(shù)（1）揮發(fā)系數(shù)雜質(zhì)含量少的情況下，假設(shè)單個雜質(zhì)的揮發(fā)性質(zhì)與其雜質(zhì)無關(guān)。α/β=K雜頭級雜質(zhì)，在任何情況都＞1，汽體是向上運動，因此，越往上頭級雜質(zhì)含量越高；尾級雜質(zhì)，55%K=1，因此在55%的塔板中收集。149（2）精餾系數(shù)K’=K雜/K酒精=αa/Aβ表示同一酒精濃度下，雜質(zhì)與酒精揮發(fā)性能的差別。K’＞1，雜質(zhì)汽＞液，向上運動，且快于酒精；K’＜1，K雜＞1，向上，慢于酒精

K雜＜1，向下。1503、醛酯餾分分離理論分兩類，一類為乙醛、乙酸乙酯、乙酸甲酯，為頭級雜質(zhì)另一部分，如異戊酸乙酯，異丁酸乙酯，在酒精度90%時從大于1變?yōu)樾∮?，中間雜質(zhì)。醛分離：低酒精度時揮發(fā)系數(shù)及精餾系數(shù)大，因此采?。涸谡麴s流程中考慮設(shè)置排醛塔；醛塔頂加水稀釋；發(fā)酵醪預(yù)熱到較高溫度，蒸餾前先排一次醛。1514、雜醇油分離理論基礎(chǔ)雜醇油是酒精蒸餾的主要副產(chǎn)物；55%酒精濃度液相取油的位置，進料層以上2,4,6塊板汽相取油的位置，進料層以下2,4塊板。152精餾塔酒精水雜醇油（淡黃色至棕褐色，帶苦味，0.3-0.5%）通過萃取的方法分離雜醇油，開發(fā)利用如下圖：1535、甲醇分離高酒精濃度時，精餾系數(shù)大，因此最好在高酒精度時除去甲醇。措施：在第二冷凝器時升高溫度，在第三冷凝器中多取工業(yè)酒精。高質(zhì)量酒精一般要加甲醇塔。154四、酒精蒸餾、精餾工藝流程單塔蒸餾，適于生產(chǎn)88%的粗酒精

粗餾塔：將酒精和揮發(fā)性雜質(zhì)及部分水從醪液中分離出來兩塔蒸餾精餾塔：使酒精增濃及除雜汽相進料兩塔蒸餾工藝流程液相進料兩塔蒸餾工藝流程1551561572、蒸餾系統(tǒng)各塔的功能醪塔：將酒精和揮發(fā)性雜質(zhì)從發(fā)酵醪中分離出來。多采用低溫負壓蒸餾，使得酒精和揮發(fā)性物質(zhì)更容易分離，且節(jié)能。粗輔塔：分兩段，上段設(shè)在醪塔頂部，預(yù)熱醪液；下段獨立成塔緊接醪塔，便于回流循環(huán)。水萃取塔：將來自醪塔、精餾塔等濃度較高的粗酒精通過水稀釋，進一步除去頭級和中級雜質(zhì)。低酒度，中級雜質(zhì)的K’大于1，將聚集在塔頂。158精餾塔：排除一部分水萃取塔未能排盡的雜質(zhì)進一步提高粗酒精的酒精濃度，并排出廢水。高度最高，直徑次于醪塔。脫甲醇塔：一般17.5m高，將精餾塔出來的95%的酒精進一步除甲醇及其他殘余頭級雜質(zhì)。含餾分處理塔：將含雜醇油較多的低濃度酒精濃縮除雜，生產(chǎn)工業(yè)酒精。159160單塔不能制備高濃度酒精兩塔成品酒精質(zhì)量不高，不能生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)酒精直接式蒸餾，蒸氣用量少，成品酒精有不好的口味三塔半直接式蒸餾，成品質(zhì)優(yōu)溫度，耗氣多于直接式間接式操作穩(wěn)定，耗氣多多塔濃縮塔，甲醇塔等3、蒸餾工藝種類1611625、蒸餾工藝分析精餾系數(shù)是分離酒精中揮發(fā)性雜質(zhì)的理論根據(jù)。甲醇、甲醛在高酒精度下分離（甲醇塔）；異戊醇在低酒精度下分離（水萃取塔）；負壓蒸餾等。163第四章糖質(zhì)原料酒精生產(chǎn)工藝164第一節(jié)糖蜜酒精發(fā)酵的特點一、糖蜜含有可發(fā)酵性糖，甜菜主要是蔗糖，甘蔗還含有一定數(shù)量的轉(zhuǎn)化糖二、糖蜜濃度高，含糖分50%以上，需稀釋；三、污染嚴(yán)重四、含大量焦糖，氨基糖等黑色素組成的膠體物質(zhì)，發(fā)酵容易產(chǎn)泡沫，影響酵母發(fā)酵五、糖蜜中的灰分含量很大，需除去六、含有重金屬離子165七、氮磷的含量不一，需添加一定營養(yǎng)鹽八、含大量膠體，灰分，滲透壓高，生長緩慢，需適當(dāng)通風(fēng)166第二節(jié)糖蜜稀糖液的制備一、糖蜜的稀釋1、糖蜜稀釋工藝單濃度流程，22-25%雙濃度流程：酒母稀糖液，12-14%；基本稀糖液，33-35%。1672、糖蜜稀釋的方法（1）間歇稀釋法分批在稀釋罐中進行（2）連續(xù)稀釋法不帶攪拌的連續(xù)稀釋器帶攪拌的連續(xù)稀釋器1683、稀釋用水的計算

PC=VdC1P—糖蜜質(zhì)量C—糖蜜干物質(zhì)濃度V—稀釋后體積D—稀釋液的密度C1—稀糖液的干物質(zhì)濃度169二、糖蜜的酸化降低pH值，防治雜菌繁殖，有利于除去部分灰分和膠體物質(zhì)。用酸量的計算酸化用酸量=VK0.0049L/10V：稀糖液的體積（mL）K：酸度L：純硫酸換算到已知濃度的系數(shù)0.0049:1毫升0.05摩爾每升硫酸中純硫酸的克數(shù)10：測定酸度時稀糖液的毫升數(shù)170加酸的方式直接加入原糖蜜中酸的種類硫酸，鹽酸(繁殖的酵母質(zhì)量比較好)171三、營養(yǎng)鹽的添加1、甘蔗糖蜜所需添加的營養(yǎng)鹽和生長素N源，根據(jù)細胞數(shù)和糖蜜中含氮量來計算每毫升總數(shù)1.5億，每10億重0.07g，每升含1500億，細胞重量為1500*0.07/10=10.5g鮮酵母含氮量為2.1%，每升酒母醪含氮2.1%*10.5生長素及鎂鹽生長素通過添加酵母自溶液或麩曲汁。鎂鹽用硫酸鎂，用量0.04-0.05%。172（2）甜菜糖蜜所需添加的營養(yǎng)鹽不通風(fēng)時添加硫酸銨，0.36kg缺磷，可以用過磷酸鈣，加量為糖蜜量的1%。也可使用工業(yè)磷酸，磷酸氫二銨等。173四、糖蜜的滅菌1、加熱滅菌通蒸汽加熱到80-90度，維持1h。2、防腐劑的添加漂白粉，甲醛（600ml），氟化鈉（0.01%），五氯苯酚鈉（0.004%）抗菌素174五、稀糖液的澄清1、甲酸通風(fēng)沉淀法2、熱酸處理法酸化滅菌和澄清同時進行，但耗能耗時耗設(shè)備耗勞力3、加絮凝劑PEG4、機械分離法離心法，壓濾法175第三節(jié)糖蜜發(fā)酵工藝176一、糖蜜發(fā)酵對酵母的特殊要求要有強的耐滲透性；要具有較高的耐酸和耐溫的能力；用馴養(yǎng)的方法提高酵母菌對重金屬，特別銅離子；選育產(chǎn)泡沫少的菌株。177二、常用酵母及特性臺灣酵母396號；古巴1號、2號，發(fā)酵最適溫度范圍廣，營養(yǎng)要求低，在低純度糖蜜培養(yǎng)液中，仍正常發(fā)酵；甘化1號，對甘蔗糖蜜有較強的適應(yīng)性，發(fā)酵力強，但對溫度適應(yīng)性差；川102，耐酸耐酒精能力強，雜醇油產(chǎn)量極低；Я字酵母及B酵母適合甜菜糖蜜178二、稀糖液的發(fā)酵1、影響發(fā)酵的因素稀糖液的通風(fēng)強度。糖蜜中雜質(zhì)多，滲透壓高，適當(dāng)通風(fēng)可以促進酵母繁殖；（P258）發(fā)酵醪的酸度防止雜菌，發(fā)酵條件在酸性條件最適，不能過酸；發(fā)酵溫度醛類在發(fā)酵過程中呈先上升后下降趨勢，因此成熟發(fā)酵醪中，發(fā)酵溫度越高，醛類含量越低；溫度上升，酯化反應(yīng)加速，有機酸含量也下降；高級醇含量隨溫度升高而增加。179產(chǎn)品抑制酵母對乙醇抑制是很敏感的。1-2%濃度的酒精，足夠使其生長速度受到抑制。180接種量的影響隨著酵母細胞數(shù)的增長，酒精的出率下降，原因是糖的總耗量隨細胞數(shù)增加而變大，出酒率與它成反比。181三、發(fā)酵工藝流程P267

間歇發(fā)酵普通間歇發(fā)酵分割式間歇發(fā)酵，省去大部分酒母制備時間分批流加間歇發(fā)酵，使糖濃度基本一致，每次流加后適當(dāng)通風(fēng)連續(xù)流加間歇法，保證發(fā)酵濃度大致相同，保持酵母發(fā)酵能力，縮短發(fā)酵時間182雙濃度梯級式連續(xù)發(fā)酵工藝，P270。酵母的培養(yǎng)糖液濃度低，10-12%；發(fā)酵用糖液32-35%。低濃度下，酵母處在較活性的生理狀態(tài)，積累的副產(chǎn)物含量少。連續(xù)發(fā)酵單濃度梯級式糖蜜連續(xù)發(fā)酵工藝。適合于聯(lián)產(chǎn)酒精和面包酵母的工廠。因此法獲得的酵母貯藏性能好。酵母回用糖蜜連續(xù)發(fā)酵工藝，減少酵母擴培工序，提高發(fā)酵力183184連續(xù)發(fā)酵的控制1、酒母的生理特點首罐酵母發(fā)酵旺盛，增殖快，起主發(fā)酵和酵母增殖的作用，因而優(yōu)于間歇發(fā)酵2、稀釋比的控制D=μ，稀釋比與酵母的比生長速率相等。3、污染的防止加酸酸化，防腐劑添加，抗菌素，蒸汽消毒等。死角的消除，罐體的清洗。185第五章纖維質(zhì)原料酒精生產(chǎn)工藝186第一節(jié)纖維質(zhì)原料的研究概況直接燃燒；甲烷發(fā)酵生產(chǎn)生物天然氣；高溫裂解；酒精發(fā)酵。187188第二節(jié)纖維質(zhì)原料的構(gòu)成與性質(zhì)一、纖維素的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)1、分子結(jié)構(gòu)葡萄糖苷通過β-1,4葡萄糖苷鍵聯(lián)接起來得鏈狀聚合體。幾十個纖維素分子平行排列組成小束，幾十個小束組成小纖維。分子量巨大，幾十甚至幾百萬。纖維素分布在細胞壁內(nèi)，在纖維素框架之間充滿著半纖維素、木質(zhì)素和果膠質(zhì)等物質(zhì)。1891902、纖維束模型存在非結(jié)晶和結(jié)晶兩個部分。纓狀纖維束模型折疊纖維束模型P2951913、物化性質(zhì)不溶于水，無還原性，與碘不反應(yīng)，溶于稀磷酸；常溫下，性質(zhì)穩(wěn)定。在催化劑作用下，高溫分解，也可通過纖維素酶分解。分解產(chǎn)物仍是葡萄糖。192二、半纖維素及木質(zhì)素半纖維素是一大類結(jié)構(gòu)不同的多聚糖的統(tǒng)稱。水解產(chǎn)物為己糖（D-葡萄糖，D-甘露醇，D-半乳糖）、戊糖（D-木糖、L-阿拉伯糖）或糖醛酸。易水解，有的甚至有一定水溶性，溶于堿溶液，稀酸。木質(zhì)素，20-30%，由苯基丙烷結(jié)構(gòu)單元通過C-C鍵連接而成的具有三維空間結(jié)構(gòu)高分子聚合物，在纖維素周圍形成保護層，使得水解更困難。193第三節(jié)纖維的預(yù)處理物理方法研磨法，使物料尺寸變小，結(jié)晶性降低，平均聚合度減小，水溶性增加。錘碎，雙滾筒研磨球磨，濕膠體磨等。蒸汽爆裂法。高能輻射，聚合度降低，結(jié)晶性減少，吸濕性增加，使其可溶性增加。微波處理，改善糖化效果。冷凍處理。194化學(xué)方法氫氧化鈉處理法，使木質(zhì)素的結(jié)構(gòu)裂解，半纖維素部分溶解，纖維素膨脹溶劑處理法，晶體結(jié)構(gòu)在溶劑中會部分解體，Cadoxen處理后，5h80%以上的物料可被糖化。稀酸預(yù)處理法。其他方法：紙漿法，微生物處理法195第四節(jié)纖維素酸水解一、原理(C6H10O5)n+nH2OnC6H12O6催化劑采用無機酸。在一定濃度內(nèi)，反應(yīng)速度與酸濃度呈正比。然后，水解生成的單糖在此酸性高溫環(huán)境下，易繼續(xù)分解，而使可發(fā)酵性糖流失。196二、酸水解工藝1、濃酸水解濃酸水熱纖維素膨脹和溶解產(chǎn)生少量糖生成單糖分解特點，酸需回收；需防腐蝕得容器。1972、稀酸水解第一階段，在100度左右進行，使半纖維素分解；第二階段，在較強烈條件下進行纖維素分解。（高溫）特點：成本低，糖的得率低，能耗大。198三、酶水解產(chǎn)纖維素酶的微生物P310。里斯木霉，綠色木霉。纖維素酶系，內(nèi)切-β-