這是酒精工藝ppt，包括了概述，酒精生產(chǎn)技術發(fā)展史，我國生產(chǎn)酒精規(guī)格極其生產(chǎn)工藝流程，目前酒精生產(chǎn)存在問題及對策，酒精生產(chǎn)原料、輔料和水，原料預處理和輸送，發(fā)生低溫蒸煮工藝，酒精酵母，酒精發(fā)酵工藝等內(nèi)容，歡迎點擊下載。

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第五章酒精生產(chǎn)工藝學第一節(jié) 概述一． 酒精用途及其在國民經(jīng)濟中的地位 1．用途：（1） 食品工業(yè)：配制各種白酒、果酒、露酒、藥酒、生產(chǎn)食用醋酸及食用香精。（2） 化學工業(yè)：制造合成橡膠、聚氯乙烯、乙二醇、苯胺、乙醚、環(huán)氧乙烷等。（3） 醫(yī)藥工業(yè)：配制、提取醫(yī)藥制劑和制造消毒劑。（4） 農(nóng) 業(yè)：制備農(nóng)藥、酒糟可作為飼料。（5） 能 源：代替石油做燃料。 2．國民經(jīng)濟中的地位 酒精工業(yè)是唯一能利用敗壞糧食原料，并將它轉(zhuǎn)化成優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的工業(yè)部門，酒精生產(chǎn)是農(nóng)業(yè)原料深度加工和綜合利用的一條重要途徑。因此，其在國民經(jīng)濟中占有重要地位。二．酒精生產(chǎn)技術發(fā)展史 18世紀末，世界上首次報道無水酒精生產(chǎn)方法，真正工業(yè)化酒精生產(chǎn)是在19世紀末發(fā)展起來。二戰(zhàn)時期，發(fā)酵法生產(chǎn)達到高峰，上世紀70年代初西方發(fā)達國家合成酒精占整個酒精產(chǎn)量80%以上，發(fā)酵法生產(chǎn)酒精出現(xiàn)萎縮。近年來，隨著發(fā)酵酒精競爭能力增強，再加上為避免石油短缺，都大力提倡發(fā)酵法生產(chǎn)酒精。1990年巴西年產(chǎn)酒精1200萬噸，我國酒精生產(chǎn)也持續(xù)快速發(fā)展，現(xiàn)全國酒精生產(chǎn)廠家近千家，年產(chǎn)酒精400萬噸，與美國產(chǎn)量接近。二．酒精生產(chǎn)技術發(fā)展史在產(chǎn)量發(fā)展同時，有關發(fā)酵酒精生產(chǎn)新技術和新工藝的科學研究也得到快速發(fā)展，一度成為科學研究中心議題，生物工藝的發(fā)展將使酒精原料從根本上得到解決，生產(chǎn)成本和能耗也會大幅降低，一旦發(fā)酵酒精生產(chǎn)成本能與汽油相競爭時，發(fā)酵酒精將迎來巨大發(fā)展時期。二．酒精生產(chǎn)技術發(fā)展史我國現(xiàn)代化酒精工業(yè)歷史不長，1907年德國人在哈爾濱建立第一個酒精廠，1922年福建酒精廠成立，以薯干為原料。1922年山東盆酒精廠投產(chǎn)以甜菜糖蜜為原料，1935年上海中國酒精廠成立，以進口甘蔗糖蜜和薯干為原料。解放前夕，全國總產(chǎn)量不足萬噸，淀粉利用率僅60%左右，生產(chǎn)工藝均為間歇法，糖化劑用的是麥芽，原料不經(jīng)粉碎，解放后，50年代開始，產(chǎn)量逐年增加，也開始進行技術革新，首先用微生物糖化劑代替麥芽，用前蘇聯(lián)三段蒸煮代替間歇蒸煮，進而采用粉碎原料連續(xù)蒸煮，糖化方面采用混合冷卻連續(xù)糖化；糖蜜發(fā)酵實現(xiàn)連續(xù)化，淀粉質(zhì)原料連續(xù)發(fā)酵也在一些工廠運轉(zhuǎn)；發(fā)酵醪蒸餾全部采用連續(xù)工藝，70年代開始采用液體曲，以后又有糖化酶問世，80年代，80~85℃液化和其它低溫蒸煮工藝開始得到應用，近年來，高溫α—淀粉酶，高糖化力糖化酶，耐高溫酵母，活性干酵母，差壓蒸餾和各種酒糟處理新技術也開始應用，同時引進國外一些酒精聯(lián)產(chǎn)飼料成套設備和技術，使我國酒精生產(chǎn)水平上了一個新臺階，目前，我國淀粉利用率最高達92%左右，與國際水平相差不多，但是能耗要比歐美高50%。三.我國生產(chǎn)酒精規(guī)格極其生產(chǎn)工藝流程 1．我國生產(chǎn)酒精生產(chǎn)規(guī)格不管原料品種如何，我國生產(chǎn)酒精要符合國家標準，GB394—81，生產(chǎn)酒精共分為優(yōu)級、一級、二級、三級及四級等5個規(guī)格，其中食用酒精一定要用二級或二級以上規(guī)格。 2． 發(fā)酵酒精生產(chǎn)工藝流程四．目前酒精生產(chǎn)存在問題及對策 1．存在問題（1）發(fā)酵酒精生產(chǎn)成本過高，難于石油燃料相競爭（2）生產(chǎn)過程能耗過大，尤其蒸煮和酒精回收中能耗特別高（3）生產(chǎn)酒精原料受土地和水資源限制，酒精與民爭糧、爭地（4）酒糟處理是當前酒精生產(chǎn)面臨又一嚴重問題，酒精廢糟量大，處理尚未完全過關（5）酒精發(fā)酵強度問題，如何提高發(fā)酵強度，是當今世界科學研究一個熱門問題。 ※當今我國酒精行業(yè)面臨最大課題：原料、成本、污染四．目前酒精生產(chǎn)存在問題及對策 2．解決對策（1）解決發(fā)酵酒精原料根本出路，在于利用纖維原料代替糧食，這一工藝在美國已基本解決，但成本較高，生物技術進一步發(fā)展將最終解決這個問題。（2）在節(jié)能方面，主要努力應放在無蒸煮工藝和酒精節(jié)能回收技術上，將能耗降低50%或更多是完全可能的。（3）高發(fā)酵強度酒精發(fā)酵新工藝將會有突破性進展（4）選育優(yōu)良發(fā)酵菌種，從根本上改變目前酒精生產(chǎn)面貌（5）酒糟作為一個有用原料來處理，要將生產(chǎn)SCP、燃料、飼料、肥料或生物制劑與酒糟處理結(jié)合起來，在工藝中消除污染，最終達到無污染排放。第二節(jié) 酒精生產(chǎn)原料、輔料和水一．原料以生產(chǎn)工藝角度看，凡是含有可發(fā)酵性糖或含可變?yōu)榭砂l(fā)酵性糖的原料都可作為酒精生產(chǎn)原料。 1． 常用原料種類（1） 淀粉質(zhì)原料 薯類：甘薯、木薯、馬鈴薯谷物原料：玉米、小麥、高粱、大米（2） 糖質(zhì)原料：甘蔗糖蜜、甜菜糖蜜（3） 纖維質(zhì)原料：農(nóng)作物秸桿、城市廢纖維垃圾、甘蔗渣、廢甜菜絲第二節(jié) 酒精生產(chǎn)原料、輔料和水 2．常用原料化學組成（1）碳水化合物（2）蛋白質(zhì)（3）脂肪（4）灰分（5）果膠質(zhì)（6）其它有害成分二． 輔料對酒精生產(chǎn)講，輔料是指制造糖化劑的原料。 1．常用輔助原料（1） 麩皮（2） 米糠（3） 其它輔料 2．常用輔助材料（1） 酵母培養(yǎng)和糖化制備所需營養(yǎng)鹽（2） 無水酒精制備用的脫水劑（3） 酸類（4） 洗滌和消毒劑（5） 消泡劑第三節(jié) 酒精生產(chǎn)工藝（淀粉質(zhì)原料）一． 淀粉質(zhì)原料酒精生產(chǎn)的特點及流程 1．特點由于淀粉質(zhì)原料可發(fā)酵性物質(zhì)主要是淀粉，酵母不能直接利用發(fā)酵。（1） 原料需粉碎，以破壞植物細胞組織，利于淀粉游離（2） 采用水熱處理，使淀粉糊化、液化，并破壞細胞，形成均一醪液，使它能更好地接受酶的作用并轉(zhuǎn)化為可發(fā)酵性糖。（3） 糊化，液化淀粉只有在催化劑作用下轉(zhuǎn)化為葡萄糖，催化劑包括酸，淀粉酶等。 2． 工藝流程二． 原料預處理和輸送 1．原料除雜常用除雜方法：篩選、風送和磁力除鐵三種 2．原料粉碎（1） 目的：為蒸煮創(chuàng)造良好條件（2） 優(yōu)點： a．粉碎至直徑為1~1.8mm原料顆粒易于吸水膨脹和較徹底糊化 b．糊化原料較徹底且可發(fā)酵糖分損失減少，利于糖化和發(fā)酵過程進行，最終導致出酒率提高。 c．原料粉碎為生產(chǎn)過程機械化，連續(xù)化提供必要前提。二． 原料預處理和輸送 3）粉碎方法 a．干式粉碎合理干式粉碎應采用粗碎和細碎二級粉碎工藝，動力消耗低，常用設備錘式粉碎機。 b．濕式粉碎優(yōu)點：原料不會飛揚，減少原料損失，可改善勞動條件，省去整套除塵設備。缺點：濕式粉碎所得漿料只能立即用于生產(chǎn)，不宜貯藏，另外濕式比干式耗電量高。（4） 原料粉碎比 X = D/d 常用粉碎比 粗碎：1：10~15 細碎： 1：30~40 二． 原料預處理和輸送 3．原料輸送原料輸送方式： a．機械輸送（皮帶輸送，螺旋輸送，斗式提升機） b．氣流輸送 c．混合輸送三．原料水，熱處理（舊稱蒸煮） 1．目的（1）糖化前，經(jīng)過水、熱處理，使淀粉從細胞種游離出來，并轉(zhuǎn)化為溶解狀態(tài)，以使淀粉酶系統(tǒng)進行糖化作用。（2）對原料進行滅菌作用，高壓蒸煮能將微生物菌體和孢子都殺死，80~85℃液化工藝能殺死活菌體，生淀粉發(fā)酵工藝不能起到滅菌作用，要殺菌添加防腐劑或調(diào)節(jié)PH才能抑制雜菌繁殖。三．原料水，熱處理（舊稱蒸煮） 2． 蒸煮工藝（1） 間歇蒸煮工藝工藝流程：原料→除雜→粉碎→拌料→泵→蒸煮→蒸煮醪壓入糖化鍋工藝優(yōu)缺點：優(yōu)點：設備簡單、操作方便、投資少、適于生產(chǎn)規(guī)模較小液體白酒廠生產(chǎn)。缺點：蒸汽消耗量大，且需要量不均勻，造成鍋爐操作困難和煤耗增加，輔助操作時間長，設備利用率低，蒸煮質(zhì)量差，出酒率低，操作過程難于自動化。三．原料水，熱處理（舊稱蒸煮）（2） 連續(xù)蒸煮工藝 a． 罐式連續(xù)蒸煮該工藝主要特點是利用原有間歇蒸煮所用罐，將它們串聯(lián)起來，并增加原料粉碎，拌料預煮，醪液輸送往復泵和氣液分離器等設備即成，比較容易上馬，適用于老廠技術改造。 b． 管道式連續(xù)蒸煮該工藝主要特點利用高溫短時間蒸煮方法不僅可以保證原料中淀粉顆粒充分糊化，而且可將可發(fā)酵物質(zhì)損失降到最低，但是該工藝流程需要高壓鍋爐。 c． 塔式連續(xù)蒸煮三．原料水，熱處理（舊稱蒸煮）該工藝重要特點介于罐式連續(xù)蒸煮和管道連續(xù)蒸煮之間，具有廣泛適應性和良好生產(chǎn)參數(shù)指標。 ※連續(xù)蒸煮工藝技術經(jīng)濟評價：技術經(jīng)濟指標：出酒率、原料粉碎和拌料電耗、蒸汽消耗、設備價值和安裝費用、勞動力消耗。 ※管道蒸煮工藝出酒率最高，柱式次之，罐式最低，電耗和蒸汽耗量柱式最低，管道式位居第二，所又指標幾乎罐式最差，但是罐式是利用原有設備，所以該流仍被廣泛采用，三種連續(xù)蒸煮工藝優(yōu)越。 （3）無蒸煮工藝 a．意義：酒精生產(chǎn)過程中，消耗能量最大兩個工序，蒸煮工序和蒸餾工序，其中蒸煮工段所耗蒸汽占整個生產(chǎn)過程蒸汽消耗量25~30%，如果采用節(jié)省能耗的新工藝，對減少酒精生產(chǎn)過程能量投入起到重要作用。 b．生淀粉（生料）發(fā)酵工藝 c．發(fā)生低溫蒸煮工藝 d．膨化工藝 e．超細磨工藝 發(fā)生低溫蒸煮工藝 1）90~95℃糊化液化工藝（LBW工藝） 德國、美國合作開發(fā)，整粒玉米用離心分離熱酒糟的清液在90~95℃下浸漬，使玉米吸水軟化，再用均質(zhì)機加高溫α—淀粉酶二次濕磨，可節(jié)約蒸汽85%以上，但該工藝耗電量較大。 2）80~85℃糊化液化工藝甘薯干→粉碎→拌料→加α—淀粉酶→加溫至80~85℃液化→冷卻→加酸調(diào)PH→糖化該工藝由江南大學研制，特點： ① 不要增設備就可上馬，幾乎無投資 ② 免高壓蒸煮，可節(jié)省總用汽量20~25%，水電也明顯下降 ③ 可用國產(chǎn)α—淀粉酶，糖化劑用量也不增加 ④ 酵母發(fā)酵活力提高表現(xiàn)在主發(fā)酵快，發(fā)酵60小時便可結(jié)束 ⑤ 擴大試驗和生產(chǎn)試驗表明，淀粉利用率可達88~92%，達到全國酒精廠淀粉利用率良好水平四．糖化劑生產(chǎn)用淀粉質(zhì)原料生產(chǎn)酒精時，先將淀粉全部或部分轉(zhuǎn)化成葡萄糖等可發(fā)酵性糖，這一過程稱為糖化，而促使淀粉轉(zhuǎn)化成糖的生物催化劑為糖化劑。 1．糖化劑生產(chǎn)發(fā)展歷史（1） 早期以大麥芽等谷芽作為糖化劑，出現(xiàn)阿米諾酒精生產(chǎn)法，采用微生物為毛霉和根霉。（2） 上世紀60年代國內(nèi)外開始廣泛采用液體深層通風培養(yǎng)曲霉菌，以生產(chǎn)液體曲來代替固體曲，隨后將液體培養(yǎng)液中淀粉酶濃縮或沉淀，制成濃縮酶液或干酶制劑出售。四．糖化劑生產(chǎn) ※我國使用糖化劑種類和生產(chǎn)方法演變糖化劑種類的演變麥芽→木盒曲→簾子曲→通風制曲→液體曲→糖化酶微生物菌株的演變米曲霉→甘薯曲霉→鳥沙米曲霉→輕研二號→東酒1號及白曲→pr3（用于液體曲）→uv-11（AS.3.4309）→uv-11各個變種 2． 生產(chǎn)上常用糖化劑生產(chǎn)菌極其酶系特性（1） 常用糖化劑生產(chǎn)菌株 a．α—淀粉酶生產(chǎn)菌株 早期生產(chǎn)α—淀粉酶是以黃曲霉群微生物為產(chǎn)生菌，采用固體培養(yǎng)，當前主要生產(chǎn)菌是細菌，我國采用枯草桿菌（Bac.subtilis）極其變種，國際上Bac.diastaticus，Bac.meseutericus. b．糖化酶生產(chǎn)菌株米曲霉、黃曲霉、黑曲霉、液體曲一般采用黑曲霉新菌株uv-11(As.3.4309) （2） 酶系特性 3． 固體曲生產(chǎn)工藝（1） 工藝流程試管菌種→三角瓶種曲→簾子種曲→機械通風制曲（2） 機械通風制曲 a． 配料 b． 蒸料 c． 揚冷接種 d． 裝箱 e． 通風培養(yǎng) 3． 固體曲生產(chǎn)工藝 3）制曲周期及培養(yǎng)條件 一般培養(yǎng)時間24~36小時，品溫前期35℃，中期36℃，后期37℃ （4）機械通風制曲主要設備 a．制曲箱 b．風機（5） 固體曲質(zhì)量 a．外觀鑒定：要求菌絲粗壯濃密，無干皮或夾心、無酸味或其它異味，而且具有曲特有清香，曲塊結(jié)實有彈性，無孢子生成。 b．化學鑒定：測定麩曲霉活力主要是液化力和糖化力（6） 固體曲工藝特點具有投資少，上馬快，成本低，耗電少等優(yōu)點，但它也存在勞動條件差，勞動強度大，質(zhì)量不穩(wěn)定，單位原料產(chǎn)淀粉酶量低等缺點。 4． 液體曲生產(chǎn)工藝將曲霉菌在液體培養(yǎng)基中通風培養(yǎng)，使它長菌體和糖化酶的過程稱液體深層培養(yǎng)，得到含酶培養(yǎng)液稱液體曲。（1） 工藝流程（2） 液體曲工藝特點單位原料產(chǎn)生淀粉酶活力比較高，生產(chǎn)過程可完全機械化，由于生產(chǎn)是在無菌狀態(tài)下進行，液體曲基本上不帶有雜菌，對糖化發(fā)酵過程防止雜菌感染幫助很大，液體曲生產(chǎn)需要一整套發(fā)酵和無菌空氣制備設備，適用于規(guī)模較大酒精廠生產(chǎn)。五．糖化工藝淀粉質(zhì)原料蒸煮以后得到蒸煮醪，在發(fā)酵前均要加入一定數(shù)量糖化劑，使淀粉在淀粉酶系統(tǒng)作用下，水解成為酵母能發(fā)酵的糖類，這一過程稱糖化。 1．目的：將淀粉酶解成可發(fā)酵性糖，但是在糖化工序不可能將全部淀粉都轉(zhuǎn)化為糖相當一部分淀粉和糊精要在發(fā)酵過程中進一步酶水解，并生成可發(fā)酵性糖。 2． 糖化方法糖化過程由以下操作組成，蒸煮醪冷卻至糖化溫度，加糖化劑使蒸煮醪液化，淀粉糖化，物料巴氏滅菌，糖化醪冷卻到發(fā)酵溫度和用泵將醪液送往發(fā)酵或酒母車間，間歇糖化時，所有這些操作，除最后泵送外，都是在一個稱為糖化鍋設備中完成，而在連續(xù)糖化過程中，則分別在不同糖化設備中實施。（1） 間歇糖化（2） 連續(xù)糖化 3． 糖化過程控制 1） 糖化溫度（2）糖化時間10~30分鐘（3）糖化劑用量一般地固體曲為原料重量2~5%，液體曲則是糖化醪量10~20%，糖化酶則是每克原料100~150單位。（4）糖化醪質(zhì)量檢測，外觀糖、酸度，還原糖（5）糖化設備清洗和滅菌 4． 糖化工藝設備清洗和滅菌（1）糖化劑方面研究（2）糖化工藝改革（3）螺旋板換熱器的應用六 酒精酵母 酒精大規(guī)模生產(chǎn)時，需要大量培養(yǎng)酵母細胞，酵母擴大培養(yǎng)過程就是酵母制備過程 1. 酒精生產(chǎn)對酵母要求 ①.應具有高的發(fā)酵能力，即能快速并安全地將糖份轉(zhuǎn)化成酒精。 ②.繁殖速度快，即具有高的比生長速度 ③.具有高的耐酒精能力，即對本身代謝產(chǎn)物穩(wěn)定性高，因而可以進行濃 醪發(fā)酵 ④.抵抗雜菌能力強，耐熱，耐鹽和耐干物質(zhì)濃度性能強 ⑤.對培養(yǎng)基適應性強 2. 酒精生產(chǎn)中常見酵母菌株 ①.拉斯2 號（RasseII） ②.拉斯12號（RasseXII） ③.K字酵母 ④.南陽5號酵母1300 ⑤.南陽混和酵母1308 ⑥.卡爾斯酵母 3. 酵母擴大培養(yǎng) ①.酵母自然純粹培養(yǎng)酒精發(fā)酵酵母接種量約為總發(fā)酵 液量10％左右。要培養(yǎng)這種大量酵母，采用純粹培養(yǎng)方法經(jīng)濟上不合算，酒精工業(yè)生產(chǎn)酵母分兩部分進行：以斜面菌種逐級擴大到卡氏罐（※※）一直到小酵母罐培養(yǎng)是純粹培養(yǎng)，而以中酵母罐開始到大酵母罐則是限制雜菌進入和創(chuàng)造適宜酵母生長，這種條件下進行培養(yǎng)稱為自然純粹培養(yǎng)法。 3. 酵母擴大培養(yǎng) ②.酵母糖化制備 A. 從斜面菌種逐級擴大至卡氏罐是再實驗室中進行，使用培養(yǎng)基為米曲汁或麥芽汁 B. 從&&子酵母開始采用酵母糖化&& ③.酵母擴大培養(yǎng)工藝 A. 實驗室夸大培養(yǎng)階段原菌——斜面菌種——液體試管——三角瓶培養(yǎng)——大三角瓶（共六個） B. 酵母間歇培養(yǎng)工藝大三角瓶——小酵母罐——中酵母罐——大酵母罐——成熟酵母罐 C. 酵母間歇培養(yǎng)工藝 D. 酵母半連續(xù)培養(yǎng)工藝 E. 酵母連續(xù)質(zhì)量指標 4. 酵母質(zhì)量指標成熟酵母質(zhì)量好壞，直接影響酒精生產(chǎn)結(jié)果，酵母健壯，無雜菌，出芽多，耗糖快檢查下列指標： ①.酵母cell數(shù)0.8—1億/ml ②.出芽率 15－30％ ③.酵母死亡率 低于1％ ④.耗糖率 40－50％ ⑤.酸度七. 糖化※※發(fā)酵 1. 酒精發(fā)酵的目的和要求糖化醪送入發(fā)酵罐，接入酵母候，在酵母作用下，醪中糖被酵母發(fā)酵生成酒精和CO2.而保存下來糖化酶也在不斷地將殘存糊化淀粉轉(zhuǎn)化成可發(fā)酵性糖，就這樣，酵母酒精發(fā)酵和后糖化作用相互配合。最終將醪中絕大部分淀粉及糖轉(zhuǎn)化成酒精和CO2. 酒精發(fā)酵盡量滿足以下要求 ①.發(fā)酵前期，要創(chuàng)造條件，讓酵母迅速繁殖，并占絕對統(tǒng)治地位。 ②.保持一定量糖化酶活力，使糖化醪中糊化淀粉繼續(xù)被分解，生成可發(fā)酵性糖，既要保證后糖化繼續(xù)進行。 ③.發(fā)酵過程中后期，要造成厭氣條件，使酵母在無氧條件下進行糖的酒精發(fā)酵。 ④.搞好雜菌污染防止工作，避免造成損失 ⑤.采取必要措施，提高酒精發(fā)酵強度，降低成本和造價 ⑥.注意回收CO2及其夾帶酒精，CO2應進一步利用 2. 酒精發(fā)酵機理酒精酵母進入糖化醪后，糖份被酵母cell吸附，并滲入cell內(nèi)，經(jīng)酵母細胞內(nèi)酒化酶系統(tǒng)的作用，最終生成酒精，CO2和能量被酵母cell用作新陳代謝的能源，余下部分和酒精，CO2一起，通過cell膜排出體外。 ①.發(fā)酵過程 A.前發(fā)酵期 6－8hr B.主發(fā)酵期 12hr左右 C.后發(fā)酵期 40hr左右 3. 酒精發(fā)酵工藝 ①.間歇發(fā)酵工藝一次加滿法，分次添加法，連續(xù)添加法，分割主發(fā)酵醪法 ②.半連續(xù)發(fā)酵工藝 ③.連續(xù)發(fā)酵工藝優(yōu)點： i. 提高設備利用率 ii. 提高淀粉利用率 iii. 省去酵母工段 iv. 便于實現(xiàn)酵母自動控制 ④.發(fā)酵成熟&指標 4. 酒精發(fā)酵中常見雜菌， 污染危害及其防止 ①.乳酸菌 ②.醋酸菌 ③.丁酸菌 ④.野生酵母危害 ①.雜菌環(huán)境繁殖消耗糖，造成直接損失 ②.雜菌生產(chǎn)有機酸對生命活動有明顯影響，酵母活性減弱，糖發(fā)酵度降低污染防止： 綜合治理rVe紅軟基地

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