酒精發(fā)酵工藝學0

我國酒精生產(chǎn)主要是采用微生物發(fā)酵法和化學合成法。由于微生物發(fā)酵法生產(chǎn)工藝成熟，能耗低，對生產(chǎn)設備要求不高，且能就地取材，充分利用本地資源，因此，該法被廣泛采用?；瘜W合成法主要是利用煉焦炭、裂解石油的廢氣如乙烯等為原料，經(jīng)化學合成反應而生成酒精。目前我國酒精工業(yè)發(fā)展迅速，各項生產(chǎn)指標已達到了國際先進水平。各地酒精廠積極挖潛。我國酒精產(chǎn)量已從解放初期的1萬t左右到目前的100萬t左右，生產(chǎn)量已有很大的提高。盡管我國酒精工業(yè)得到很快的發(fā)展，但在生產(chǎn)技術(shù)水平、工藝自動控制和勞動生產(chǎn)率等方面與先進國家相比還存在一定的差距。還需繼續(xù)開發(fā)和推廣新技術(shù)，加強“三廢”利用和工藝管理，努力實現(xiàn)生產(chǎn)連續(xù)化和自動化，進一步提高酒精工業(yè)的生產(chǎn)水平。由于世界范圍內(nèi)耕地面積都在不斷減少，以淀粉為原料生產(chǎn)酒精的比例也在減少，而以糖蜜以原料生產(chǎn)酒精的比例卻有明顯提高。據(jù)有關(guān)報導，全世界酒精生產(chǎn)所用原料的各種比例為：廢糖蜜占45%，石油裂解廢氣乙烯占20%，淀粉質(zhì)原料占16%，亞硫酸鹽紙漿廢液占7%，野生植物及其它約占12%。這些數(shù)據(jù)表明，將來酒精生產(chǎn)原料可能以含有可發(fā)酵性糖的工業(yè)廢棄物為主。由于各個國家和地區(qū)的地理位置不同，酒精生產(chǎn)的原料亦有差異，一般都遵循因地制宜、就地取材的原則，以減少不必要的生產(chǎn)成本。如瑞典、挪威、芬蘭等北歐國家，因為森林面積大，造紙工業(yè)比較發(fā)達，所以利用造紙工業(yè)的亞硫酸鹽紙漿廢液來發(fā)酵生產(chǎn)酒精的比例較大。南美洲的巴西和古巴等國，由于盛產(chǎn)甘蔗，制糖工業(yè)比較發(fā)達，所以酒精生產(chǎn)主要以制糖后的廢棄物——甘蔗廢糖蜜為原料。隨著酶制劑工業(yè)的不斷發(fā)展，現(xiàn)在包括中國、美國、日本、俄羅斯、德國等國都已使用雙酶法液化、糖化的專一性比較強，副反應較少，所以大大提高了淀粉出酒率。目前淀粉出酒率可高達56.3%左右。為了進一步提高酒精生產(chǎn)水平，各國的工程技術(shù)人員都在研究新型的酒精發(fā)酵方法，如現(xiàn)已在工業(yè)生產(chǎn)上應用的固定化細胞酒精發(fā)酵法、耐高溫活性干酵母（AADY）發(fā)酵法等新的發(fā)酵工藝。以設備方面也有不少新型生物反應器出現(xiàn)，如單罐連續(xù)攪拌反應器（CSTR）、酵母回用連續(xù)攪拌反應器、塔式反應器、細胞固定化反應器等。在新原料利用方面，目前主要有亞硫酸鹽紙漿廢液、纖維素和半纖維素、乳清、城市廢纖維垃圾（含廢報紙和衛(wèi)生紙等），這些原料經(jīng)適當?shù)奶幚砗筮M行酒精生產(chǎn)。酒精蒸餾工藝也不斷改進和完善。由于酒精廠的蒸餾工藝是酒精廠的一項重要任務。除了在蒸餾塔的塔型和塔板結(jié)構(gòu)上進一步改造外，還應在新的蒸餾工藝方面進行研究。目前研究較多的蒸餾工藝有高效節(jié)能的差壓式蒸餾、膜分離酒精等。在我國習慣將乙醇稱為酒精。酒精的外觀是一種無色透明的液體，有很強的揮發(fā)性和特殊的刺激性氣味，極易燃燒變成二氧化碳和水，同時放出大量的熱能。酒精是一種用途較廣的有機溶劑，它能與水以任何比例混合，同時放出熱量，總體積縮小。一般白酒的度數(shù)是以其含酒精的體積分數(shù)來表示的。酒精是一種飽和一元醇，它的化學特性主要表現(xiàn)在（—OH）羥基上。其主要特性是能與水、醇類、乙醚、氯仿、苯、甘油等有機溶劑混溶，也能與多種金屬鹽類、碳氫化合物、脂肪酸等起化學反應。酒精的一種飽和一元醇，它的化學特性主要表現(xiàn)在（—OH）羥基上。其主要特性是能與水、醇類、乙醚、氯仿、苯、甘油等有機溶劑混溶，也能與多種金屬鹽類、碳氫化合物、脂肪酸等起化學反應。1、燃燒時生成二氧化碳和水C2H5OH+3O22CO2+3H2O這一性質(zhì)使酒精可成汽車工業(yè)和航空工業(yè)的動力燃料。2、乙醇分子間的脫水反應生成乙醚2C2H5OHCH3CH2OCH2CH3+3H2O3、乙醇與堿金屬作用放出氫氣生成乙醇鋼2C2H5OH+2Na2C2H5ONa+H2燃燒濃H2SO4，140℃

或AlO3，240～260℃

4、乙醇分子內(nèi)的脫水反應生成乙烯或乙醚C2H5OHCH3CH2OSO2OH+H2OCH3CH2OSO2OHCH2===CH2+H2SO45、乙醇可被高鏈錳酸鉀或重鉻酸鉀氧化成乙醛和乙酸CH3CH2OHCH3CH===O+H2OCH3CH===OCH3COOH6、乙醇與酸反應生成酯類物質(zhì)CH3CH2OH+HNO3CH3CH2NO3+H2O濃H2SO4160～180℃

乙醇酸性硫酸酯酸性硫酸酯乙烯160～180℃

O重鉻酸鉀，稀H2SO4

乙醇乙醛[O]，稀H2SO4重鉻酸鉀乙醛乙酸乙醇硝酸硝酸乙酯硝酸乙酯受熱會發(fā)生爆炸，是常用炸藥的成分之一。乙醇與有機酸反應，生成有機酸酯。CH3CH2OH+CH3COOHCH3COOCH2CH3+H2OCH3CH2OH+HCOOHHCOOCH2CH3CH3CH2OH+CH3CH2COOHCH3CH2COOCH2CH3酒精在工業(yè)生產(chǎn)中的應用1、作為交通運輸?shù)哪茉淳凭c汽油都具有易燃性，燃燒時放出大量的熱能。因此，許多國家的科研工作者都在進行用酒精代替汽油作為汽車的燃料的研究。隨著石油資源的日益短缺，這種利用再生資源來取代石油產(chǎn)品的研究顯得非常重要。目前，用10%酒精與90%的汽油混合成一種混合燃料(gasohoe)，已作為汽車動力燃料使用乙醇乙酸H2SO4乙酸乙酯乙醇甲酸-H2O甲酸乙酯丙醇丙酸-H2O丙酸乙酯

2、化工原料在化學工業(yè)中，酒精是許多化工產(chǎn)品的基本原料。利用酒精可生產(chǎn)乙醛、乙酸、乙醚、乙烯、丁二烯、聚乙烯、乙二醇及多種酯類物質(zhì)。酒精也是合成橡膠的廉價原料。酒精是用得較多的有機溶劑，它可以用于香料、染料、油漆、樹脂等工業(yè)生產(chǎn)部門，有時也可作為珠寶、鐘表等的洗滌劑。3、醫(yī)藥工業(yè)酒精配成75%濃度時，可用于各種醫(yī)療器具的消毒。食用級酒精可用來調(diào)配各種藥酒。