题目：酒精发酵参数优化实验
专业名称：生物技术
年级： 2011级11班
学生姓名：周露
学号： 201111421110
2014年10月28日
酒精发酵参数优化实验
生物技术专业2011级11班学生：周露
摘要：以玉米粉为原料，通过四组不同工艺参数的设计，发酵所得酒精的收率的差异以及相关指标的检测，总结出酒精发酵的最佳工艺参数，并进行总结讨论。关键词：玉米粉；发酵；酒精
Alcoholic fermentation parameters optimization experiment
Biotechnology professional Grade 2011 Class11 Instructor: Zhou Lu Abstract：With corn flour as raw material, through the design of the four groups of different process parameters, fermentation, the alcohol yield difference and related indicators of detection, summed up the optimum parameters of alcoholic fermentation, and summarizes the discussion.
Key words：Corn flour; Fermentation; Alcohol
以玉米粉为原料，经过发酵，完成以下几个目的。1、通过酒精发酵的实验，了解酒精生产的工艺过程；2、加深温度、溶氧、pH等发酵因素对酒精产量的影响，进一步明白发酵参数对发酵的重要影响；3 、发酵工艺的控制的参数来自于多次实验后的优化。
1 材料器具
1.1材料
菌种，安琪耐高温酒精活性干酵母，市售玉米粉糖化酶、菲林氏液、10%NaOH、10%H2SO4、稀碘液。
1.2器具
培养箱，摇床，酒精蒸馏装置、蒸煮锅、pH精密试纸(pH3左右的和pH8左右的)、250ml量筒、500ml量杯、250ml容量瓶、可调电炉、酒精计、温度计、糖度计，250 ml三角瓶、500ml三角瓶，水浴锅，电炉，玻棒（可用竹筷等代替）、天平、大铝锅等。
2 酒精生产的基本流程
2.1糖化醪的制备
2.1.1 原料的选择
凡是淀粉原料均可以用来生产酒精，考虑原料成本，生产上多用薯类为原料，其中以木薯淀粉含量高，产量也很高。其次是谷类原料，以用玉米原料居多。本实验采用玉米为实验材料。
2.1.2 原料的蒸煮
目的：1、在原料吸水后借助于高温高压的作用，使原料的淀粉细胞膜和植物组织破裂，亦即破坏原料中淀粉颗粒的外皮，使其内容物流出，呈溶解状态变成可溶性淀粉，这一过程叫糊化，原料经糊化后，再通过糖化剂作用即可变成可发酵性糖，为酒精发酵所利用。2、借助于高温高压的作用，把存在于原料中的大量微生物进行灭菌，以保证发酵过程不受原料中的杂菌污染，正常进行酒精发酵。
步骤一淀粉原料的膨化与预煮
淀粉是亲水性胶体，吸水后能发生膨化现象，工艺上称为淀粉的膨化。产生膨化现象的原因是由于水分子渗入到淀粉颗粒的内部，使淀粉的巨大分子链扩张，因而体积增大，粘度增加。
步骤二淀粉的糊化（蒸煮）
已经预煮好的淀粉料浆进入蒸煮锅后，在高温高压下，植物组织和细胞壁破裂，使淀粉完全释放出来，称之为糊化。糊化后的料浆称为糊化醪，又叫蒸煮醪。
2.1.3 蒸煮醪的冷却
冷却的目的是为糖化酶提供酶解的合适温度。蒸煮醪冷却到60℃后很粘稠，低于55℃时，则变成凝胶体，不能与糖化剂混合。如果长时间缓慢冷却，则重新形成结晶体，此现象称之为“蒸煮醪老化”以至在糖化过程中，不再受糖化酶
作用。为此，应急速冷却至62℃左右，并立即与糖化剂作用，以保证糖化醪的质量。
2.1.4 淀粉的糖化
淀粉原料经过高温高压蒸煮后，淀粉糊化成溶解状态，必须在冷却后的蒸煮醪中加入一定量的糖化剂，利用糖化剂中的淀粉酶使溶解状态的淀粉转化成能被酵母菌利用的可发酵性糖，这一由淀粉转化为可发酵性糖的过程，叫做“糖化”。糖化后的蒸煮醪称为糖化醪。
2.1.5糖化醪的冷却
冷却到26-28℃后，立即使用。
2.2 酒母的制备
2.2.1 传统酒母的制备方法
a.酒母用糖化醪的准备
同糖化醪的制备略作改变，料水比1：5；加糖化酶量为生产用糖化量的1.5倍，糖化时间2-3h，糖化结束后，调pH4.5-5.5后（0.05-0.1%的硫酸溶液），升温至85-90℃，消毒15-30分钟。冷却至27-30℃。
操作：在糖化过程中，用稀碘液检查糖化的程度（蓝色：30个以上的葡萄糖链；紫色：30-20个葡萄糖的链；红色：20-13葡萄糖的链；无色：7个以下的葡萄糖链）。
检测：要求还原糖的含量达8%以上。
注意：由于是分批实验，酒母用糖化醪制备好后，应当分装备用。
b.酒母的培养
在制备好的酒母用糖化醪中接种活性干酵母，加入量为每ml糖化醪100万（每克活性干酵母约140亿酵母）。28±1℃，摇瓶培养8-12h。
指标：
（1）酒母耗糖率：35-40%为宜。
耗糖率=（接种前糖度-成熟时糖度）/接种前糖度×100 （2）酵母数：0.8-1亿/ml（血球计数法计数）。
（3）出芽率：20-30%（镜检视野下计算）。
（4）死亡率：1%以下（美蓝染色）。
（5）酒精度：3-4%（蒸馏测定）。
2.2.2 目前制作酒母的方法
称取活性酒精干酵母，按干酵母与活化液（葡萄糖液浓度3%，蛋白胨1%）1:25的比例将其复水活化，复水条件为水温度35℃，复水时间15分钟，然后在30℃活化1小时后即为发酵用酒母。（每班250ml活化液）。
2.3 酒精发酵
2.3.1 前发酵
酵母菌利用培养基中的溶解氧以及培养基成分繁殖，增加个体数量，同时产生少量酒精分。酵母菌的用量一般为原料量的0.1-0.15%的普通活性干酵母(优质活性干酵母，细胞含量超过200亿cfu/g，含水量小于6%的活性干酵母被称为高活性干酵母。普通的130亿cfu/g)。糖化醪的温度26-28℃。前发酵温度低于30℃，发酵时间约10h。
2.3.2 主发酵
酵母细胞数已达1亿左右/ml。这时，醪液中的溶解氧基本消耗完毕，酵母便以无氧酵解的形式，将糖分转化为酒精和二氧化碳。这个阶段，酵母菌发酵产
生大量的热量，应控制温度32-34℃，发酵时间约12h。
2.3.3 后发酵
残存的淀粉和糊精继续被糖化剂糖化生成葡萄糖，但量少并非常缓慢。控制温度30-32℃，约40h，整个发酵约60-72h。
2.3.4 放罐蒸馏
2.3.5 生产核算
计算淀粉出酒率。
原料利用率=酒精总量÷原料重量
注：酒精总量按96%（v/v）计。
3 发酵条件的优化
3.1 实验内容
酵母浓度、温度、pH值、溶解氧浓度对酒精发酵的影响。
3.2 材料与方法
3.2.1实验材料
菌种、安琪耐高温酒精活性干酵母、市售玉米粉、糖化酶、菲林氏液、10%NaOH、10%H2SO4、稀碘液、培养箱，摇床，酒精蒸馏装置、蒸煮锅、pH精密试纸(pH3左右的和pH8左右的)、250ml量筒、500ml量杯、250ml容量瓶、可调电炉、酒精计、温度计、糖度计，250 ml三角瓶、500ml三角瓶，水浴锅，电炉，玻棒（可用竹筷等代替）、天平、大铝锅等。
3.2.2实验方法
基本操作流程：
糖化醪的制备
A膨化阶段—预煮
称取4000g玉米粉，按照1：5的比例加入40℃的热水 (先以0.5MH2SO4将水调pH至糖化时的要求4.0-4.5，并在蒸煮锅内预热到40℃后，停止加热)（实际生产料水比为1：2.5-3.0），搅拌并维持20分钟，使淀粉充分吸胀（吸水阶段）。随后，升温至70-75℃，搅拌并维持20分钟。
B糊化阶段--蒸煮醪
在70-75℃维持20min后，加热至沸腾并搅拌维持10分钟。
C 冷却
将蒸煮醪冷却至62℃为冷却醪(在蒸煮锅内自冷却)。
D 液化糖化—糖化醪
煮醪冷却至62℃后，加入糖化酶，边搅拌边糖化。糖化时间40分钟，温度不低于58℃(点动加热维持)。控制糖化率控制在47-56%。为加快糖化进程，加大糖化酶使用量到20000IU/克玉米粉。注：糖化完全约需56h，糖化分前糖化和后糖化两个阶段。
E糖化醪的冷却
将糖化醪在蒸煮锅内搅拌冷却至26-28℃。
F 发酵
将冷却后的糖化醪先用1M的氢氧化钠调至pH4.5-5.5，按照下述设计方案进行，优选发酵方案。
3.2.3工艺参数的优化
（1）酵母浓度对发酵的影响（第1大组）
实验设计1 (正常)（0.8-1.0亿个/ml）；2 (过量). 2-2.5亿个/ml；3 (不足). 0.3-0.5亿个/ml。
仪器：培养箱。
实验小组：
第1小组（正常组），正常工艺操作下的实验（温度28℃、酸度pH值4.5-5.5）。取1个发酵罐（1200ml油膏缸）装入900ml糖化液（充满系数75%），加入复水活化后的酵母菌20ml，混匀后，发酵72h后，测量总体积、酒精度得率及残糖率。
第2小组（酵母数加倍组），在接种酵母后，正常工艺操作下的实验（温度25℃、酸度pH值5.0-5.3—糖化后不再调整）。取1个发酵罐（1200ml油膏缸）装入900ml糖化液（充满系数75%），加入复水活化后的酵母菌40ml，混匀后，发酵72h后，测量总体积、酒精度得率及残糖率。
第3小组（酵母数减倍组），正常工艺操作下的实验（温度25℃、酸度pH 值5.0-5.3—糖化后不再调整）。取1个发酵罐（1200ml油膏缸）装入900ml糖化液（充满系数75%），加入复水活化后的酵母菌10ml，混匀后，发酵72h后，测量总体积、酒精度得率及残糖率。
（2）不同温度对发酵的影响（第2大组）
实验设计：1 正常；2 高温36℃；3 低温20℃
仪器：三个摇床或培养箱，控制不同的发酵温度。
实验小组：
第1小组（正常组），用3.1之第1小组数据。
第2小组（高温组），取1个发酵罐（1200ml油膏缸）装入900ml糖化液（充满系数75%），加入复水活化后的酵母菌20ml，混匀后，在36℃高温下发酵72h 后，测量总体积、酒精度得率及残糖率。
第3小组（低温组），取1个发酵罐（1200ml油膏缸）装入900ml糖化液（充满系数75%），加入复水活化后的酵母菌20ml，混匀后，在20℃低温下发酵72h 后，测量总体积、酒精度得率及残糖率。
（3）不同pH值对发酵的影响（第3大组）
实验设计：1 正常；2 pH8.0；3 pH3.0
仪器：三个摇床或培养箱，控制不同的发酵pH。
实验小组：
第1小组（正常组），用3.1之第1小组数据。
第2小组（高碱性组），取1个发酵罐（1200ml油膏缸）装入900ml糖化液（充满系数75%）后，以2N NaOH调至pH8.0，然后加入复水活化后的酵母菌20ml，混匀后，在正常温度下（28℃）发酵72h后，测量总体积、酒精度得率及残糖率。
第3小组（高酸组），取1个发酵罐（1200ml油膏缸）装入900ml糖化液（充满系数75%）后，以2N H2SO4调至pH3.0，然后加入复水活化后的酵母菌20ml，混匀后，在正常温度下（28℃）发酵72h后，测量总体积、酒精度得率及残糖率。（4）不同溶氧对发酵的影响（第4大组）
实验设计1 正常；260rpm摇瓶；3 120rpm摇瓶
仪器：三个摇床或培养箱，控制不同的溶氧。
实验小组：
第1小组，用3.1之第1小组数据。
第2小组（高通气组），取1个发酵罐（500ml三角瓶）装入400ml糖化液
（充满系数80%），加入复水活化后的酵母菌10ml ，混匀后，在28℃、转速为260rpm 下发酵72h 后，测量总体积、酒精度得率及残糖率。
第3小组（低通气组），取1个发酵罐（500ml 三角瓶）装入400ml 糖化液（充满系数80%），加入复水活化后的酵母菌10ml ，混匀后，在28℃、转速为120rpm 下发酵72h 后，测量总体积、酒精度得率及残糖率。2.2 淋水降温
将蒸后的米放于磁盘或铝盘中，用清洁冷水淋洗蒸熟的糯米饭，使其降温至35℃左右，同时使饭粒松散。
4 结果与分析 4.1 酵母浓度对发酵的影响
酵母浓度 正常组（0.2） 减半组（0.1） 加倍组（0.4）
酒精度 5 4 5
1
2
3
4
5
6
酒精度正常组0.2减半组0.1加倍组0.4
分析：酵母减少会使酒精度随之减少，酵母增加则对酒精度没有影响。
4.2 不同温度对发酵的影响
温度 正常 高温36℃ 低温4℃
酒精度 5 5.5 0
1
2
3
4
5
6
酒精度正常组高温组36℃低温组4℃
分析：温度升高会使反应加剧，酒精度增加。温度降低会使反应减缓，酒精度减少。
4.3不同pH 值对发酵的影响
PH 值 正常 高碱性8.0 高酸性2.0
酒精度 5 失败 3.5
1
2
3
4
5
6
酒精度正常组高碱性组8.0高酸性组2.0
分析：高酸性会使酒精度减少，由于高碱性失败，无法分析。 4.4不同溶氧对发酵的影响
摇瓶速度 正常组 高通气组180rmp 低通气组120rmp
酒精度 5 3 2
1
2
3
4
5
6
酒精度正常组高通气组低通气组
分析：无论溶氧增减都会使酒精度下降。
酒精发酵 一、实验目的 1．了解淀粉水解酶、糖化酶和活性干酵母活化的方法； 2．掌握双酶法糖化淀粉的方法； 3．掌握酵母发酵糖化液制取酒精的方法； 4．了解糖浓度和酒精含量的测定方法。 5．通过实验让学生理解糖的无氧酵解途； 二、实验原理 1．在无氧的培养条件下，酵母菌(或细菌)利用葡萄糖发酵生成酒精和二氧化碳，此过程即为酒精发酵，反应式为： C6H12O6 2C2H5OH ＋2CO2 通过对发酵醪液酒精含量的测定，可以判断酒精发酵的程度。 酵母菌在有氧和无氧条件下的糖代谢的产物不同（好氧条件下生成水和二氧化碳），无氧条件下产生酒精和CO2，所以在酒精发酵时要杜绝氧气，否则酒精产率下降。 三、实验材料及仪器 1．实验材料：大米粉、玉米粉或甘薯粉等淀粉质原料，自来水，耐高温活性干酵母，耐高温α-淀粉酶，糖化酶，蔗糖，氯化钙，硫酸铜，亚甲基蓝，酒石酸钾钠，沸石。 2．实验仪器：铝锅，恒温培养箱，高压灭菌锅，酒精蒸馏装置，恒温水浴锅，蒸馏烧瓶，酒精计，糖度计，滴定管，温度计，pH计，三角瓶，容量瓶，石棉网等。 四、实验过程 1、实验步骤 （1）取自来水2000mL，按照1：4的料水比称取大米粉（500g），一起加入铝锅中，调节pH值5.5-6.0（用HCl），保持沸腾状态1h。注意不要煮糊，可适当补水，但补水不宜过多，以免局部骤然降温，产生老化现象。此过程中，请2个同学做淀粉酶的活化，2个同学做干酵母活化所需蔗糖溶液及吸管（10根）的灭菌，以及活化糖化酶所需的无菌水。 （2）加入CaCl2 0.01mol/L（酶的保护剂）冷却到85℃，按10U/g大米粉的比例加入活化好的淀粉酶酶液，80℃-85℃水浴保温，使其DE值在15-20之间。（3）将醪液定容到2000ml，若是大于2000，则加热使其浓缩。用盐酸调节上述醪液至pH4.0-4.5，分装到8个250ml三角瓶中，装液量为150ml。121℃灭菌20分钟，冷却到手温，按150U/g大米粉的比例加入活化好的糖化酶酶液，及活化好的酵母液10ml。
木薯为原料的酒精酿造 工艺 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT
以木薯为原料的酒精酿造工艺木薯具有良好的加工性能，也不与粮食作物争地，是一种有很大发展潜力的酒精生产再生资源，将其应用到发酵工业，具有广阔的发展前景。据相关资料显示广西的木薯产量较大，全国60%的木薯淀粉是由广西生产，广西对于生产木薯酒精具有独特的优势。以木薯为原料进行酒精发酵的工艺较成熟。本文简述了木薯原料预处理、液化、酶糖化、发酵酒精生产工艺。木薯是热带和亚热带广泛种植的粮食和经济作物，适应性很强，耐旱、耐瘠、耐水，对土地的质量要求不高，是可在任何土质中生长的作物。我国南方盛产木薯，产量高，淀粉含量高。木薯的块根淀粉含量达25%-30%左右，木薯干淀粉含量达70%左右，是被誉为“淀粉之王”。木薯已被世界公认是具有很大发展潜力、很有前途的酒精生产的可再生资源。近年来，随着木薯原料用于生产酒精渐渐收到人民的重视，国内外学者都致力于木薯生产酒精工艺的研究。下面就木薯原料预处理、液化、酶糖化、发酵酒精生产工艺这四个方面进行简单的介绍。 一、原料的预处理 原料在进行正式生产之前，必须预处理，以保证生产的正常进行和提高生产的效益，预处理包括除杂和粉碎两个工序。木薯在收获和干燥过程中，经常会惨夹进泥土、沙石、粗纤维，金属杂质等杂质，这些杂质如果没有在正式投入生产之前清除，将严重影响生产的正常进行。石块和金属杂质会使粉碎机的筛板磨损或损坏，造成生产的中断；机械设备运转部位，会因泥沙的存在而加速磨损，泥沙等杂质也会影响正常的发酵过程。所以用木薯原料生产酒精前，必须进行除杂，以保证生产的正常进行和提高生产的效益。 2、原料的粉碎木薯原料粉碎可以使原料的颗粒变小，原料的细胞组织部分破坏，淀粉颗粒部分外泄，增加原理的表面积，在进行水热处理时，加快原料的吸水速度，降低水
酒精生产中杂菌的分析 一、酒精生产中常见的杂菌种类及其特性 1、杂菌定义 酒精发酵不是纯培养发酵，属于开放式发酵。因此，发酵醪中除酵母菌外，还存在相当数量的其他微生，它们会对酒精发酵产生不良的影响，这些其他微生物通称为杂菌。 2、杂菌种类 常见的杂菌主要有两大类：细菌、野生酵母。 1细菌 这类杂菌对酒精发酵危害最大是杂菌中的“主要矛盾”。 革兰氏阳性细菌：乳酸杆菌、小球菌、葡萄球菌、明串珠菌、丁酸菌、枯草杆菌。 革兰氏阴性细菌：醋酸杆菌、大肠杆菌。 2野生酵母——假丝酵母、嗜杀酵母。 3、杂菌的形态与特性 1乳酸杆菌：形状为棒杆状、单生或呈短链状、不运动、不产孢子、厌气性、部分微需氧或耐氧、最适温度35—50℃，耐酸，最终产物主要是乳酸。 2小球菌：形状为卵球状，大部分互相连接成串球状或链球状、不运动不、产孢子、厌气性、部分耐氧、最适温度30—45℃、耐酸，终产物主要是乳酸、能产生不愉快的味道，具有与酵母粘连成团的性能。 3明串珠菌：形状为园柱状或球状、成对、成短或长链、微好氧或兼性厌氧、最适温 度30—45℃，终产物为葡聚糖，具有与酵母粘连成团的性能。 4丁酸菌：形状为杆状、能运动和产生孢子、专性厌氧、最适温度30—40℃，不耐酸，以下停止繁殖、终产物为丁酸和少量醋酸、乳酸、丁醇。 5枯草杆菌：形状椭圆、圆柱状、好氧、最适温度35—50℃、终产物为淀粉酶和蛋白酶。 6醋酸杆菌：形状椭园或杆状、单生、成对或成链、有鞭毛、好氧菌、最适温度30—45℃、能耐10—13%V/V的酒精度，能将乙醇转化为乙酸。 7大肠杆菌：杆状、细胞短而直、无芽孢、以周毛运动兼性厌氧、最适温度30—35℃耐低pH，终产物为多种有机酸：包括乙酸、乳酸等。 8假丝酵母：细胞为圆形、卵形或长形、无性繁殖为多边芽殖、形成假菌丝、也有真 菌丝、无孢子、好氧、最适温度30—40℃，有产生酒精的能力，但主要是产菌丝体蛋白质和其他付产物。 9嗜杀酵母：嗜杀酵母能杀死同族及亲缘酵母、而不被同族酵母杀死、主要是分泌嗜 杀毒素、杀死酵母、形状与其他酵母无区别，其生活特性也相似，终产物是能致蛋白质变性的毒素。 二、杂菌的来源 1、原料污染 淀粉质原料：木薯（鲜、干）、玉米、红薯等带来大量杂菌，而部分生产厂家又采用低温液化工艺，蒸煮不彻底（夹生），淀粉糊保护了部分耐温杂菌。 影响工段：预糊化工段、糖化工段、发酵工段。 废糖蜜原料：甘蔗糖蜜、甜菜糖蜜、甜高粱糖浆由于贮存和运输与输送等环节造成污染。
2.1 发酵酒的基本知识 发酵酒是以粮谷、水果、乳类等含有淀粉和糖的物质为原料，主要经酵母发酵等工艺酿制而成的。发酵酒酒度低，对人体的刺激性小。这类酒含有很多营养成分，适量饮用有益于身体健康，主要包括葡萄酒、啤酒、黄酒和清酒等。 2.1.1葡萄酒 葡萄酒是以新鲜葡萄或葡萄汁为原料、经酵母发酵酿制而成的、酒精度不低于70/0(V/V)的各类酒的总称。研究证明，葡萄酒中含有200多种对人体有益的营养成分，其中包括糖、有机酸、氨基酸、维生素、多酚、无机盐等。 1.葡萄酒的起源与发展 1)世界葡萄酒的起源与发展 葡萄酒可以说是世界上历史最悠久的酒了，它的历史超过10 000年。因为葡萄极容易自然发酵，人类的祖先依据葡萄的自然发酵发明了现代文明之一的发酵技术。据考古资料记载，大约在7000年前，葡萄开始在高加索、中亚细亚等地栽培，后来传至埃及、希腊。罗马帝国在扩的同时将葡萄的种植向北传播到欧洲各地。17、18世纪，商业的发展促成了中产阶级的兴起，也为高级葡萄酒提供了一个广大的市场。19世纪，随着科技的发展，葡萄树根不再受蚜虫的侵扰，使葡萄产量增加。20世纪，葡萄酒的酿造技术有了长足的进步，不仅酿造的过程更能被精确控制，而且发展出了各种新式的酿造方法，让欧洲以外的新兴葡萄酒产国在葡萄酒业快速成长，成为欧洲葡萄酒的主要对手。但另一方面，葡萄园的天然环境也越来越受到重视。法国于1936年建立了AOC法定产区管制制度，奠立了欧洲葡萄酒业保存传统葡萄酒的基础，地方风味得以延续。 2)中国葡萄酒的起源与发展
中国葡萄酒的起源也很早。早在周代就已经有人工种植的葡萄园了。据《史记》和《汉书》记载，“大宛左右以葡萄为酒，富人藏酒至万余石，久者数十岁不败。”可见当时葡萄酒酿造的规模之太和酿造技术的先进。西汉时期，汉武帝派遣骞出使西域，将西域的葡萄及酿造葡萄酒的技术引进中原，促进了中原地区葡萄栽培和葡萄酒酿造技术 的发展。唐朝是我国葡萄酒酿造史上很辉煌的时期，葡萄酒的酿造已经从宫廷走向民间。明朝时，时珍在《本草纲目》中多处提到葡萄酒的酿造方法及葡萄酒的药用价值。时珍说：“葡萄酒……驻颜色，耐寒。”就是说葡萄酒能增进健康、养颜悦色。我国葡萄酒虽有漫长的历史，但生产规模不大，产量不多。清光绪十八年，华侨弼士先生在省市成立了裕葡萄酿酒公司。这是我国近代第一个葡萄酒厂。公司引进了120多个酿酒葡萄品种，还引进了国外的酿酒工艺和酿酒设备，使我国的葡萄酒生产走上了工业化生产的道路。1915年，裕葡萄酿酒公司的产品葡萄酒和白兰地在美国旧金山举行的万国博览会上获得了金质奖章和最优等奖状。在裕公司之后，、、等地相继建立了葡萄酒厂，这些工厂虽然规模不大，但也预示着我国葡萄酒工业已初步形成。改革开放以后，经过广大葡萄和葡萄酒工作者的努力，我国葡萄酒工业已具规模，形成了华东、王朝、长城等国际知名品牌。 2.葡萄酒的生产原料和酿造过程 1)葡萄的成分 葡萄梗：连接葡萄粒并使之成串的葡萄梗含有丰富的单宁，并且该单宁收敛性强且粗糙，常带有刺鼻的草味。通常，酿造之前会先经过去梗的工序将梗去掉。 葡萄籽：它的部含有许多单宁和油脂，但其单宁收敛性强且不够细腻，而且油脂会破坏酒的品质，所以酿酒时应避免弄破葡萄籽。 葡萄皮：虽然葡萄皮在比例上仅占全体的1/10，但对酒的品质影响相当大。它除了含有丰富的纤维和果胶，还含有单宁和香味物质。另外，黑葡萄的皮里还含有红色素，是红葡萄酒颜色的主要来源。
酒精发酵工艺 李洋41116115 摘要 酒精是一种可再生能源，酒精发酵原料来源广泛，供应充足，推行乙醇汽油清洁燃料，可以解决国家石油短缺，粮食过剩及环境恶化三大热点问题。 正文 一．背景（全球能源短缺） 能源是人类社会发展的重要基础资源。特别是随着世界经济的发展、世界人口的剧增和人民生活水平的不断提高，世界能源需求量持续增大，由此导致对能源资源的争夺日趋激烈、环境污染加重和环保压力加大。促使我们更加关注世界能源的供需现状和趋势，也更加关注中国的能源供应安全问题。 根据美国能源信息署（EIA）最新预测结果，随着世界经济、社会的发展，未来世界能源需求量将继续增加。预计，2010年世界能源需求量将达到105.99亿吨油当量，2020年达到128.89亿吨油当量，2025年达到136.50亿吨油当量，年均增长率为1.2%。欧洲和北美洲两个发达地区能源消费占世界总量的比例将继续呈下降的趋势，而亚洲、中东、中南美洲等地区将保持增长态势。伴随着世界能源储量分布集中度的日益
增大，对能源资源的争夺将日趋激烈，争夺的方式也更加复杂，由能源争夺而引发冲突或战争的可能性依然存在。 未来世界能源供应和消费将向多元化、清洁化、高效化、全球化和市场向发展。酒精就是一种良好的清洁能源。 近年来，世界酒精产量一直处在高速攀升中，2006年产量达4063万t，较2005年的3655万t，增加了408万t，增幅达11.16%。2006年世界酒精产量最大的三个国家，美国.巴西.中国，分别占世界份额38.37%. 33.55%. 13.54%。2007年中国酒精产量达到620万t，2008年超过700万t。（最新数据无法获取） 二．发展意义 酒精化学名称为乙醇，分子式为C2H5OH,相对分子质量为46.07。无水乙醇是无色透明，易挥发，具有特殊芳香和强烈刺激味的易燃液体。酒精的用途主要有三个方面：燃料酒精，食用品酒精，化工医药用酒精，而前者是酒精的主要用途。 燃料酒精作为一种清洁能源，是指向汽油或柴油中加入一定比例的无水乙醇作为燃料使用。酒精作为一种新能源，其优势在于发酵酒精是源于太阳能的一种生物质能转化能源，属于可再生能源。燃料酒精被认
生物工程专业综合（设计）性大实验 报告书 (酒精发酵实验) 学生姓名：吴丁柱 学号：3102106216 班级：生工2102 专业：生物工程 指导教师：魏胜华
生物工程专业设计（综合）实验 安徽工程大学实验报告书 学生姓名：吴丁柱学号：3102106216 专业班级：生工2102 实验类型：□验证■综合□设计□创新实验日期：2013.12.17 实验成绩： 一、当前酒精生产工艺的技术进展及现状 1.1现状 酒精是广泛应用在食品、化工、医药、国防和科研等各个领域的重要有机工业原料。 中国工业化生产酒精始于1900年俄国人在哈尔滨建的酒精厂，但发展非常缓慢，新中国成立时，我国酒精产量不到1万吨，专业性酒精厂生产规模大都是千吨小厂，基础十分薄弱。 五十多年来，特别是改革开放以来，随着国民经济的发展，我国酒精生产取得了巨大的发展。现有酒精生产企业450多家，产量在3万吨以上的共26家，其中30万吨以上的3家、10～20万吨7家、3～5万吨9家。2005年酒精产量达368.13万千升（按年销售收入500万元以上的企业计）（不包括自产自用的酒精），比2004年增长33.6%，居世界第三位。 2004年出口酒精74.44万吨比2003年增2.28倍，每吨酒精创汇418.73美元。进口3433吨，其中变性酒精1802.18吨，用汇686.03美元/吨。酒精生产实现了连续化、使用专用酶制作和商品酒精酵母，固定化酒精酵母，淀粉利用率达到90%以上，淀粉出酒率好的企业可以达到55~56%，（96°V/V）原料出酒率可到40~40.88%。随着食用酒精和工业酒精国家标准的4次制订、修订和实施，高纯度特级酒精企业的日益增多，标志着我国酒精生产技术和产品质量水平得到了很大的提高。但是，国外酒精生产技术自石油危机和美国大力发展汽油醇以来，有了更快的进步，特别是在节能、综合利用和自动化等方面，与我国拉开了差距。我国每吨酒精平均能耗酒精800公斤以上，世界水平为300~400公斤。随着我国燃料乙醇的发展，引进、消化、吸收、创新，我国酒精生产技术正在得到飞跃发展和提高，深信21世纪初期一定可以赶上世界先进水平。 1.2国内酒精蒸馏流程的进展 淀粉质原料→ 蒸煮→ 发酵→ 蒸馏→ 酒精 （糖质含糖蜜）（糖质原料无需蒸煮） 1.2.1两塔 （1）50年代初，天津、地方国营哈尔滨（顾乡屯）等酒精厂采用的两塔间断蒸馏流程。 （2）50年代初间歇流程生产能力低、消耗大，相继改为连续蒸馏。上海新亚酒精厂采用的两塔液相过塔流程。 （3）山东黄台酒精厂采用的两塔半液相过塔流程。 （4）1953年南阳酒精厂为降低煤耗采用了两塔气相过塔蒸馏流程生产95%（V）酒精。 （5）1956年部颁医药用酒精标准实施后，上海酒精厂、资中糖厂采用的两塔气相 1
新疆农业大学 《酶与酶工程》 专题讨论综述 题目: 酒精生产工艺 姓名: 学院: 班级: 学号: 成绩：
2013 年4月 酒精生产工艺 摘要我国酒精生产以发酵法为主，大多数工厂是采用薯干和玉米为原料。为了进一步提高酒精生产水平，各国的工程技术人员都在研究新型的酒精发酵方法，如目前已在工业生产上应用的固定化细胞酒精发酵法，耐高温活性干酵母发酵法等新的发酵工艺。在设备方面也有不少新型生物反应器出现，如单罐连续搅拌反应器、酵母回用连续搅拌反应器、塔式反应器、细胞固定化反应器等。酒精蒸馏工艺也在不断改进和完善。进一步改造了蒸馏塔板结构，并研究新的蒸馏工艺。目前研究较多的蒸馏工艺有高效节能的差压式蒸馏，膜分离酒精等。随着乙醇传感器和微机控制系统的应用，酒精工业的生产水平将有新的突破。 关键词：霉菌，废糖蜜，糊化，醪液。 原料及其处理 1.淀粉质原料的选择 （1）原料资源要丰富，容易收集。酒精生产需要大量原料，要有一定的库存量。（2）原料要容易贮藏。水分高的原料不易贮藏，含水量低于13%为宜。 （3）原料含杂质要少，并在生产中不产生有害、有毒物质。 （4）原料价格低廉，可降低产品成本。尽量采用野生植物原料。 2.糖质原料的选择 糖质原料主要指糖蜜。根据糖蜜的含糖糖量分为三个等级：一级糖蜜：含全糖(总糖）高于50%，不溶物和胶体物质等杂质含量较少；二级糖蜜：含全糖45%~50%;三级糖蜜：含全糖低于45%。所有等级糖蜜浓度均不得低于80`~900 ,相对密度为1.41~1.50（20℃）。 原料的种类 用于生产酒精的淀粉原料主要有：薯类；粮谷类；糖质原料；野生植物；农产品加工副产品；纤维质原料。 常用原料的化学组成 1.糖类葡萄糖、果糖、麦芽糖、蔗糖等，这些物质都可以发酵生成酒精，同时也是霉菌和酵母的营养及能源，原料中含这些物质越多，生成酒精也就越多，所以它和产量有着密切的关系。 2.蛋白质在酒精生产中，原料所含的蛋白质的主要作用是经蛋白酶降解后作为生产菌种所必需的氮源，而参与菌体细胞的合成，因此其含量以满足菌体正常生长繁殖为宜。 3.无机盐及生长素其功能是作为酶活性基的组成部分或调解酶的活性。生产原料中无机盐和生长素的含量均足够满足微生物的生长和代谢。 4.脂肪脂肪对发酵有影响，如玉米、高粱糠、米糠等油脂较多，则生酸较快。一些酒精厂如采用玉米作为原料，总是先把玉米胚芽除去。 5.单宁单宁具有涩味和收敛性，遇铁呈蓝黑色，有凝固蛋白质的作用。而糖
乙醇的结构简式为CH3CH2OH，俗称酒精、无水酒精、火酒、无水乙醇。乙醇的用途很广，可用乙醇来制造醋酸、饮料、香精、染料、燃料等。医疗上也常用体积分数为70%——75%的乙醇作消毒剂等。 乙醇的物性数据： 1.性状：无水透明、易燃易挥发液体。有酒的气体和刺激性辛辣味。 2. 密度：0.78945g/cm^3; (液) 20°C 3. 熔点：-11 4.3 °C (158.8 K) 4. 沸点：78.4 °C (351.6 K) 5. 在水中溶解时：p Ka =15.9 6. 黏度：1.200 mpa·s(cp)，20.0 °C 7. 分子偶极矩：5.64 fC·fm (1.69 D) (气) 8. 折光率：1.3614 9. 相对密度(水=1)：0.79 10.相对蒸气密度(空气=1)： 1.59 11.饱和蒸气压(kPa)： 5.33(19℃) 12.燃烧热(kJ/mol)：1365.5 13.临界温度(℃)：243.1 14.临界压力(MPa)： 6.137 15.辛醇/水分配系数的对数值：0.32 16.闪点(℃，开口)：16.0 17.闪点(℃，闭口)：14.0 18.引燃温度(℃)：363 19.爆炸上限%(V/V)：19.0 20.爆炸下限%(V/V)： 3.3
21.燃点（℃）：390~430 22.蒸发热：(kJ/mol，b.p)：38.95 23.熔化热：(kJ/kg) ：104.7 24.生成热：(kJ/mol，液体)：-277.8 25.比热容：(kJ/（kg·k)，20°C，定压）：2.42 26.沸点上升常数：1.03~1.09 27.电导率（s/m）:1.35×10-19 28.热导率（w/(m·k)）:18.00 29.体膨胀系数（k-1, 20°C）:0.00108 30.气相标准燃烧热(kJ/mol)：1410.01 31.气相标准声称热(kJ/mol)：-234.01 32.气相标准熵(J/mol·k)：280.64 33.气相标准生成自由能(kJ/mol)：-166.7 34.气相标准热熔(J/mol·k)：65.21 35. 液相标准燃烧热(kJ/mol)：-1367.54 36.液相标准声称热(kJ/mol)：-276.98 37. 液相标准熵(J/mol·k)：161.04 38.液相标准生成自由能(kJ/mol)：-174.18 39.液相标准热熔(J/mol·k)：112.6 乙醇生态学数据： 乙醇蒸汽对眼和呼吸道粘膜有轻微的刺痛作用。皮肤长期接触可出现干燥、皲裂现象。
各种葡萄酒酿造工艺过程 概述
各种葡萄酒酿造工艺过程概述2、
白葡萄酒的酿造过程 1，采收： 白葡萄比较容易被氧化，采收时必需尽量小心保持果粒完整，以免影响品质。 2-1，破皮： 采收后的葡萄必须尽快进行榨汁，白葡萄通常会先进行破皮程序，有时也会去梗。红葡萄就直接榨汁。 2-2，发酵前低温浸皮制造法 葡萄皮中富含香味分子，传统的白酒酿制法直接榨汁，尽量避免释出皮中的物质，大部份存于皮中的香味分子均无法溶入酒中。近来发现发酵前进行短暂的浸皮过程可增进葡萄品种原有的新鲜果香，同时仍可使白酒的口感更浓郁圆润。但为了避免释出太多单宁等多酚类物质，浸皮的过程必须于发酵前低温下短暂进行，同时破皮的程度也要适中。 3，榨汁： 为了不会将葡萄皮、梗和籽中的单宁和油脂榨出，压榨时压力必需温和平均，而且要适当翻动葡萄渣。 4，澄清：
传统沉淀法，约需壹天左右的时间；离心分离器，比较方便，但动力太强，常将酵母菌壹且除去而需添加人工酵母。 5，橡木桶发酵： 传统白酒发酵是于橡木桶中进行，由于容量小散热快，虽无先进的冷却设备，控温效果却相当好。此外，于发酵过程中橡木桶的木香、香草香等气味会溶入葡萄酒中使酒香更丰富。壹般清淡的白酒且不太适合此种方法，而且成本相当高。 6，酒槽发酵： 白酒发酵必须缓慢以保留葡萄原有的香味，而且可使发酵后的香味更加细腻。为了让发酵缓慢进行，温度必须控制于18℃-20℃之间。 7，橡木桶培养： 橡木桶中发酵后死亡的酵母会沉淀于桶底，酿酒工人会定时搅拌让死酵母和酒混合，此法可使酒变得更圆润。由于桶壁会渗入微量的空气，所以经过桶中培养的白酒颜色较为金黄，香味更趋成熟。 8，酒槽培养： 白葡萄酒发酵完之后仍需经过乳酸发酵等程序，使酒变得更稳定。由于白酒比较脆弱，培养的过程必须于密封的酒槽中进行乳酸发酵之后会减弱白酒的新鲜酒香以及酸味，壹些以新鲜果香和高酸度为特性的白葡萄酒会特意以加二氧化硫或低温处理的方式抑止乳酸发酵。
各种葡萄酒酿造工艺过程概述(doc 9页)
各种葡萄酒酿造工艺过程概述 发酵前的准备 制造葡萄酒似乎非常容易，不需人类的操作，只要过熟的葡萄掉落在地上，内含于葡萄的酵母就能将葡萄变成葡萄酒。但是经过数千年经验的累积，现今葡萄酒的种类不仅繁多，且酿造过程复杂，有各种不同的繁琐细节。 筛选： 收采后的葡萄有时挟带葡萄叶及未熟或腐烂的葡萄，特别是不好的年份，比较认真的酒厂会在酿造前做筛选。凡是出产极品酒的名庄，更会用人工一颗一颗地精心挑选最好的葡萄。 去梗： 葡萄梗中的单宁收敛性较强，不完全成熟时常带刺鼻草味，必须全部或部份去除。 破皮： 由于葡萄皮含有单宁、红色素及香味物质等重要成份，所以在发酵之前，特别是红葡萄酒，必须破皮挤出葡萄果肉，让葡萄汁和葡萄
皮接触，以便让这些物质溶解到酒中。破皮的程度必需适中，以避免释出葡萄梗和葡萄籽中的油脂和劣质单宁，影响葡萄酒的品质。 榨汁： 所有的白葡萄酒都在发酵前即进行榨汁（红酒的榨汁则在发酵后），有时不需要经过破皮去梗的过程而直接压榨。榨汁的过程必须特别注意压力不能太大，以避免释出苦味和葡萄梗味。传统采用垂直式的压榨机。气囊式压榨机压力和缓，效果更好。 去泥沙： 压榨后的白葡萄汁通常还混杂有葡萄碎屑、泥沙等异物容易引发白酒的变质，发酵前需用沉淀的方式去除，由于葡萄汁中的酵母随时会开始酒精发酵，所以沉淀的过程需在低温下进行。红酒因浸皮与发酵同时进行，并不需要这个程序。 发酵前低温浸皮； 这个程序是新近发明还未被普遍采用。其功能在增进白葡萄酒的水果香并使味道较浓郁，已有出产红酒的酒厂开始采用这种方法酿造。此法需在发酵前低温进行。 酒精发酵
酒精工艺学复习题-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
酒精发酵工艺学复习题 一、填空题（请把答案填写到空格处） 1．酒精生产常用的淀粉质原料有玉米、甘薯、木薯等。 2. 酒精生产常用的谷物原料有玉米、高粱、大麦等。 3. 酒精生产常用的薯类原料有甘薯、木薯、马铃薯等。 4．木质纤维素的主要组成成分是纤维素、半纤维素、木质素。 5．常用的原料粉碎方法有湿式粉碎、干式粉碎两种。 6．常用的原料除杂方法有筛选、风选、磁力除铁三种。 7．常用的原料输送方式有机械输送、气流输送、混合输送三种。 8. 酒精厂常用的粉碎设备是滚筒式粉碎机、锤式粉碎机。 9．酒精厂常用的输送机械有皮带输送机、螺旋输送器、斗式提升机三种。 10．玉米淀粉和甘薯淀粉的糊化温度分别是（65~75）℃、（53~64）℃。 11．双酶法糖化工艺中使用的两种酶制剂是耐高温α-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶。12．淀粉质原料连续糖化工艺分成混合前冷却糖化工艺、真空冷却糖化工艺、二级真空冷却糖化工艺三种。 13. 酒精发酵过程中产生的副产物主要有甘油、杂醇油、琥珀酸等。 14．酒精发酵常污染的细菌有醋酸菌、乳酸菌、丁酸菌。 15．酒精蒸馏塔按作用原理可分为鼓泡塔、膜式塔。 16．从精馏塔提取杂醇油的方式可以是液相取油，也可以是气相取油。 17．酒精蒸馏塔按其塔板结构可分为泡罩塔、浮阀塔、筛板塔。 18．酒精的化学处理是提高酒精质量的一种辅助措施，常用的化学试剂是高锰酸钾、氢氧化钠。 19．无水酒精的制备方法有氧化钙吸水法、离子交换树脂法、共沸法、分子筛法等。 20. 共沸法制备无水酒精常用的共沸剂是苯、环己烷。 21. 连续发酵可分为_全混（均相）连续发酵、梯级连续发酵两大类。 二、判断题（正确打√，错误打×） 1．酒母培养罐和酒精发酵罐的构造是一样的。× 2. 酒化酶是参与淀粉水解和酒精发酵的各种酶和辅酶的总称。（×） 3. 薯干的果胶质含量较多，使发酵醪中甲醇含量较高。（√） 4. 减少发酵过程中二氧化碳的产生量就能提高酒精生成量。（×） 5．采用高细胞密度酒精发酵时，必须定期向发酵罐中供应氧气。（√） 6．异戊醇在酒精中的挥发系数随着酒精浓度的增大而减小，但始终大于1。（×）
发酵酒的基本知识 发酵酒是以粮谷、水果、乳类等含有淀粉和糖的物质为原料，主要经酵母发酵等工艺酿制而成的。发酵酒酒度低，对人体的刺激性小。这类酒含有很多营养成分，适量饮用有益于身体健康，主要包括葡萄酒、啤酒、黄酒和清酒等。 葡萄酒 葡萄酒是以新鲜葡萄或葡萄汁为原料、经酵母发酵酿制而成的、酒精度不低于70/0(V/V)的各类酒的总称。研究证明，葡萄酒中含有200多种对人体有益的营养成分，其中包括糖、有机酸、氨基酸、维生素、多酚、无机盐等。 1.葡萄酒的起源与发展 1)世界葡萄酒的起源与发展 葡萄酒可以说是世界上历史最悠久的酒了，它的历史超过10 000年。因为葡萄极容易自然发酵，人类的祖先依据葡萄的自然发酵发明了现代文明之一的发酵技术。据考古资料记载，大约在7000年前，葡萄开始在高加索、中亚细亚等地栽培，后来传至埃及、希腊。罗马帝国在扩张的同时将葡萄的种植向北传播到欧洲各地。17、18世纪，商业的发展促成了中产阶级的兴起，也为高级葡萄酒提供了一个广大的市场。19世纪，随着科技的发展，葡萄树根不再受蚜虫的侵扰，使葡萄产量增加。20世纪，葡萄酒的酿造技术有了长足的进步，不仅酿造的过程更能被精确控制，而且发展出了各种新式的酿造方法，让欧洲以外的新兴葡萄酒产国在葡萄酒业快速成长，成为欧洲葡萄酒的主要对手。但另一方面，葡萄园的天然环境也越来越受到重视。法国于1936年建立了AOC法定产区管制制度，奠立了欧洲葡萄酒业保存传统葡萄酒的基础，地方风味得以延续。 2)中国葡萄酒的起源与发展
中国葡萄酒的起源也很早。早在周代就已经有人工种植的葡萄园了。据《史记》和《汉书》记载，“大宛左右以葡萄为酒，富人藏酒至万余石，久者数十岁不败。”可见当时葡萄酒酿造的规模之太和酿造技术的先进。西汉时期，汉武帝派遣张骞出使西域，将西域的葡萄及酿造葡萄酒的技术引进中原，促进了中原地区葡萄栽培和葡萄酒酿造技术 的发展。唐朝是我国葡萄酒酿造史上很辉煌的时期，葡萄酒的酿造已经从宫廷走向民间。明朝时，李时珍在《本草纲目》中多处提到葡萄酒的酿造方法及葡萄酒的药用价值。李时珍说：“葡萄酒……驻颜色，耐寒。”就是说葡萄酒能增进健康、养颜悦色。我国葡萄酒虽有漫长的历史，但生产规模不大，产量不多。清光绪十八年，华侨张弼士先生在山东省烟台市成立了张裕葡萄酿酒公司。这是我国近代第一个葡萄酒厂。公司引进了120多个酿酒葡萄品种，还引进了国外的酿酒工艺和酿酒设备，使我国的葡萄酒生产走上了工业化生产的道路。1915年，张裕葡萄酿酒公司的产品葡萄酒和白兰地在美国旧金山举行的万国博览会上获得了金质奖章和最优等奖状。在张裕公司之后，青岛、北京、通化等地相继建立了葡萄酒厂，这些工厂虽然规模不大，但也预示着我国葡萄酒工业已初步形成。改革开放以后，经过广大葡萄和葡萄酒工作者的努力，我国葡萄酒工业已具规模，形成了华东、王朝、长城等国际知名品牌。 2.葡萄酒的生产原料和酿造过程 1)葡萄的成分 葡萄梗：连接葡萄粒并使之成串的葡萄梗含有丰富的单宁，并且该单宁收敛性强且粗糙，常带有刺鼻的草味。通常，酿造之前会先经过去梗的工序将梗去掉。 葡萄籽：它的内部含有许多单宁和油脂，但其单宁收敛性强且不够细腻，而且油脂会破坏酒的品质，所以酿酒时应避免弄破葡萄籽。 葡萄皮：虽然葡萄皮在比例上仅占全体的1/10，但对酒的品质影响相当大。它除了含有丰富的纤维和果胶，还含有单宁和香味物质。另外，黑葡萄的皮里还含有红色素，是红葡萄酒颜色的主要来源。
酒精发酵染菌分析 现代酒精发酵工业要求纯种培养，因此在种子及发酵罐培养中，应严格控制染菌率，保证菌种纯培养。但是染菌是酒精工业乃至整个发酵行业长期以来不能彻底解决的问题，因此如何解决染菌问题就成了发酵工业的工作重点之一。 一、酒精发酵过程中的染菌带来的危害 如果在发酵过程中有其他杂菌的存在，那么杂菌的生长势必会影响到目的菌的正常生长繁殖，争夺营养物质，甚至会产生毒素，抑制目的菌的生长，最终杂菌可能占生长优势，降低发酵单位，导致发酵失败。 常规酒精发酵采用的是低温蒸煮工艺，整个工艺料液没有经过高温灭菌，最高温度只有90℃左右，势必会有杂菌的存在，如果不采用相关的措施，会对发酵的正常进行造成比较大的影响1。 随着酒精生产技术的发展，许多新的酒精生产工艺受到了很多人的关注。 固定化酵母连续发酵酒精技术2，它的机理是将活酵母细胞高度密集于载体上，并不断地生长增殖，形成高浓度的生物催化剂，从而大大地加快了反应速度，使酒精的生产能力大幅提高，该工艺简化了传统的酒精发酵工艺，缩短了发酵周期，不但提高了生产效率，而且减少了能耗，达到了节能减排的目的。但是同时也存在着一定的弊端，固定化酵母酒精发酵其工艺过程与传统的游离发酵有很大的不同：固定化酵母载体需要多批次反复使用，每次染菌后，又不能通过蒸汽来杀菌。所以染菌问题的解决成为该方法可行性的重要环节。 生料酒精发酵技术3，传统的酒精生产工艺需要对原料进行蒸煮，该工段耗能占总耗能的30~40%4，随着酶制剂工业的发展，高效能的糖化酶不断涌现，使得生料酒精发酵工艺的工业化成为可能，这种工艺可以节约大量的能源，为酒精的绿色生产带来一种新的途径。该工艺的最大特点就是原料不经过蒸煮，在节省能源的同时，简化了生产过程，由于是边糖化边发酵，还原糖的浓度不会过高，十分利于酵母的快速生长发酵，从某种程度上来说，该工艺有利于酒精产量的提高。但是杂菌问题成为阻碍该技术发展的另一难题，由于原料带入的杂菌较多，又难以用其他方法彻底清除，如果没有有效的对应措施，杂菌问题会严重影响该工艺的顺利进行。 酒精生产酒糟滤液回用新技术5：酒精蒸馏废糟经过简单的固液分离，调节酸度以后的清液作为工艺生产的拌料用水，糟渣部分经干燥作为饲料；从而消除酒糟对环境造成的污染，且在清液全部回流过程发酵时间及发酵指标不低于清水拌料。该工艺可以有效的减少污水的排放，同时节约了大量的水资源，达到绿色发酵的目的。在该工艺中，对废糟的固液分离并不能有效的去除杂菌，而全回流技术的对回用的清夜要求较高，如果染菌严重的话，也很难实现该技术。 染菌问题不仅是常规工艺需要解决的问题，而且对许多新兴的酒精工艺来说也是以非常重要的。所以我们要对杂菌的主要来源和预防措施做较深入的研究。 二、酒精发酵过程中染菌的主要原因
第四章酒精生产工艺 第一节概述 酒精生产技术发展史 酒精生产是在酿酒的基础上发展起来的，我国劳动人民早在4000多年前就会酿酒。但是由于当时的生产技术水平和认识水平的局限性，使酒精生产受到限制。直到1902年，我国酒精工业才开始起步。当时在福建省建立了一间以甘薯干为原料的生产酒精工厂。到了1934年。中国酒精厂在上海建成，该厂主要以甘蔗糖蜜和甘薯干为原料生产酒精。 新中国成立后，我国酒精工业不论产量，质量以及生产技术均有突飞猛进的发展。淀粉岀酒率提高了50%以上，在生产上大力推广新工艺，新技术和新设备，并培养了大批酒精生产的专业人才。目前国内大型酒精厂酒精年产量均在万吨以上。许多厂家生产的优质酒精已远销国外，经济效益十分显著。 二．酒精工业的发展趋势 我国酒精生产以发酵法为主，大多数工厂是采用薯干和玉米为原料。 为了进一步提高酒精生产水平，各国的工程技术人员都在研究新型的酒精发酵方法，如目前已在工业生产上应用的固定化细胞酒精发酵法，耐高温活性干酵母发酵法等新的发酵工艺。在设备方面也有不少新型生物反应器出现，如单罐连续搅拌反应器、酵母回用连续搅拌反应器、塔式反应器、细胞固定化反应器等。酒精蒸馏工艺也在不
断改进和完善。进一步改造了蒸馏塔板结构，并研究新的蒸馏工艺。目前研究较多的蒸馏工艺有高效节能的差压式蒸馏，膜分离酒精等。随着乙醇传感器和微机控制系统的应用，酒精工业的生产水平将有新的突破。 第二节原料及其处理 一原料选择 （一）选择原料的依据 1.淀粉质原料的选择 （1）原料资源要丰富，容易收集。酒精生产需要大量原料，要有一定的库存量。 （2）原料要容易贮藏。水分高的原料不易贮藏，含水量低于13%为宜。 （3）原料含杂质要少，并在生产中不产生有害、有毒物质。 （4）原料价格低廉，可降低产品成本。尽量采用野生植物原料。2.糖质原料的选择 糖质原料主要指糖蜜。根据糖蜜的含糖糖量分为三个等级：一级糖蜜：含全糖(总糖）高于50%，不溶物和胶体物质等杂质含量较少；二级糖蜜：含全糖45%~50%;三级糖蜜：含全糖低于45%。所有等级糖蜜浓度均不得低于80`~900 ,相对密度为1.41~1.50（20℃）。 （二）原料的种类 用于生产酒精的淀粉原料主要有：薯类（甘薯、马铃薯、木薯、山药等）；粮谷类（高粱、玉米、大米、谷子、大麦、小麦、燕麦、黍
篇一：酵母菌酒精发酵实验报告 实验方案 酵母菌酒精发酵的条件研究 学院（部）：生物与化学工程学院专业：生物工程学生姓名：鑫 学号：11018150 班级：生物工程二班 指导教师：肖 一、实验目的 1、学会实验的设计和操作过程 2、找到酵母菌发酵时的最优条件二、培养基和实验方法及材料的确定 1、玉米粉的糖化方法 玉米粉的糖化采用双酶法，其工艺流程如下 玉米粉→加水→液化→糖化→发酵→蒸馏→成品酒精试验中，发酵培养按照三角瓶100ml培养。本次工做20组是要，共需发酵液20*100=2000ml。培养液按照100g玉米粉、300ml水。所以共需玉米粉700g。 液化：取１００ｇ玉米粉，加入３００ｍｌ的水，液化温度为９０℃，ｐｈ值为５．５，液化时间为３．５ｈ，液化酶的添加量为０．０３５ｇ／１００ｇ玉米粉 糖化：糖化时的工艺条件为：糖化温度为５８℃，ｐｈ值为４．５，糖化时间为３．５ｈ，糖化酶的添加量为０．３ｇ／１００ｇ玉米粉。 2、活化培养基 本实验在进行实验时采用察氏(czapck)培养基的配制，配方如下表一： 表一 3、扩大培养基 扩大培养仍然用察氏(czapck)培养基，由于要用液体的，所以将其中的琼脂配料去掉。 4、发酵培养基 糖化液稀释至l0%浓度，添加辅料（硫酸铵0.4%），ph5.5灭菌 三、培养基的制备及酵母的活化 1、准备酵母母菌一支常温下存放一天，增加菌种的活力。在母菌存放期间制作各时期培养基 2、准备固体培养基（察氏培养基）50ml，做成8支试管斜面，扩大培养基800ml（做扩大培养时使用）。做成8个三角瓶，每瓶200ml。120℃灭菌30min。 3、发酵液的制备 （1）玉米粉的筛选 实验前准备粉碎后的玉米粉700g。（2）玉米粉的液化 按照100g玉米粉、300ml水的配比对玉米粉进行液化，液化方案上文已经交代。在1000ml 烧杯里，或者500ml烧杯分两次，水浴液化。器材：烧杯500ml两个，玻璃棒一个，水浴锅一个，糖化酶0.225g 步骤：1、将糖化酶，玉米粉，水按照比例配置好在烧杯里。2、将配好的玉米液放于水浴锅中90℃液化3.5h。边液化边搅拌。（3）玉米粉的糖化 将液化后的玉米液中按照0.3g/100ml加入液化液中。再在水浴锅中，58℃糖化3.5h。（4）过滤 糖化后的糖化液有可能有没有彻底液化的玉米颗粒，会造成浑浊，这时需要对糖化液进行过滤操作。操作步骤： 最后与以上培养基一起进行灭菌处理。灭菌时，清洗16支移液管，与培养基一起灭菌。（5）活化步骤 器材：酒精灯，接种针，母菌，斜面培养基，消毒酒精。 步骤：1、将器材放于实验台上。对双手合桌面进行灭菌。对接种针进行灼烧灭菌。2、在酒精灯旁按照无菌操作步骤在酒精灯火焰旁取下试管棉塞。3、将灼烧后的接种针伸入母菌试管
化工与生物技术学院 毕业设计小论文 连续发酵法3.40万吨∕年优质酒精生产装置发酵工段 工艺设计 Continuous fermentation of 34000 tons high-quality alcohol fermentation process of industrial design 吉林化工学院 Jilin Institute of Chemical Technology
连续发酵法3.40万吨∕年优级食用玉米酒精生 产装置发酵工段工艺设计 摘要：按照成熟的连续发酵生产工艺和实际的工厂生产经验为依据，进行连续发酵法生产优级食用玉米酒精工厂的初步设计。选用安琪超级酿酒干酵母作为发酵菌种，酒精产品的质量符合食用酒精标准(GB10343-2002)的优级标准。 关键词：酒精；连续发酵；优级；设计 1 引言 能源是当今世界最令人瞩目的问题之一，目前全世界石油消耗速度以及可开发的原油储量来计算，到21世纪中期石油资源的供应将会逐渐萎缩。因此，许多国家对开发新能源的项目十分重视[1]。此外，随着人民的环保意识不断加强，被誉为可再生绿色能源的燃料酒精，由于其燃烧污染小，容易运输和贮藏在价格上也可与汽油相竞争，因此酒精最有可能成为取代石油的新能源，具有巨大的开发前景[2]。酒精是最具有发展潜力的替代品，目前世界上2/3的酒精被用作燃料[3]。剩余1/3被用来作为医务用品及饮品。高纯度食用酒精是我国配制各种白酒的主要原料。 目前，以淀粉质为原料的酒精发酵生产厂家大部分还是使用间歇发酵，这种方法投资大，设备利用率低，进行高强度的酒精发酵是解决间歇发酵弊病的唯一方法。连续发酵法具有生产损失小提高淀粉出酒率，虽短发酵时间，无空罐不仅减少了染菌生酸的机会还提高的设备利用率等优点，是一种具有重大价值的酒精发酵技术。目前一般酒精厂的料水比为1：2.6以上，采用浓醪工艺为1：2.2～1：2.4，吨酒精用水节约2t以上［4］。 2方案 2.1发酵菌种 国内外对酒精浓醪发酵的研究主要集中在两个方面：一是发酵工艺的研究，二是高产菌种的选育［5］。 在发酵工艺的研究方面，Ingledew证实了在发酵一定时间后添加酵母粉和蛋白胨可使酒精产量达20%（v/v）［6］，Thomas等通过辅加酵母抽提物、酪蛋白水解物或单一氨基酸来刺激酵母生长，使发酵周期缩短并使酒精最终含量达17%［7］。国内的研究主要集中在添加营养盐、肌醇和钙离子等营养物质来提高酒精产量。 在菌种选育方面，传统的物理和化学诱变及细胞原生质体融合技术仍是获得耐高浓度酒精菌株的最有效方法。本设计所采用的是安琪超级酿酒高活性干酵母，适合浓醪连续发酵，发酵过程酒份可达13%～14%。 在种子罐中加入10t温度为38～40℃的底水，糖化醪20t，再加入干酵母50kg轻微搅拌，静置保温10分钟，降温至32℃加入营养盐，再流加3～4t糖化醪和微量的无菌空气进行复水活化。
玉米发酵生产酒精工艺 酒精是一种重要的工业原料,广泛应用于食品,化工、医药等领域,而且可以部分或全部替代汽油,具有安全、清洁、可再生等优点。传统的酒精生产主要以糖蜜、薯类、谷物为原料发酵而成。近年来,随着人口增长和经济的发展以及可利用耕地面积的减少使得酒精生产成本日趋增高,利用丰富、廉价的玉米秸秆为原料生产酒精已成为必然趋势。我国是一个农业大国,各种纤维素原料资源非常丰富,仅玉米秸秆年产量大约2亿吨。目前,玉米秸秆除了少部分被利用外,大部分以堆积、焚烧等形式直接倾入环境,极大地污染了环境,也是一种资源浪费。如果将玉米秸秆经过预处理后水解,其所含的纤维素和半纤维素可分解成糖,经发酵可转化为酒精,转热效率可达30%以上。这样不但缓解人类所面临的食物短缺,环境污染、资源危机等一系列问题,而且还能实现人类的可持续发展,因而近年来玉米秸秆成为生物能源领域的研究热点。 玉米生产酒精的工艺流程如图。 1玉米秸秆简介 玉米秸秆主要由植物细胞壁组成,基本成分为纤维素、半纤维素和木质素等。木质素将纤维素和半纤维素层层包围。纤维素是一种直链多糖,多个分子平行排列成丝状不溶性微小纤维,半纤维素主要由木糖、少量阿拉伯糖、半乳糖、甘露糖组成,木质素是以苯丙烷及衍生物为基本单位组成的高分子芳香族化合物。其中,木质素是一种燃料,半纤维素可水解为五碳糖,而纤维素水解为六碳糖比较困难。 2玉米秸秆预处理 由于玉米秸秆结构复杂,不仅纤维素、半纤维素被木质素包裹,而且半纤维素部分共价和木质素结合,同时纤维素具有高度有序晶体结构。因此必须经过预处理,使得纤维素、半纤维素、木质素分离开,切断它们的氢键,破坏晶体结构,降低聚合度。常见预处理方法有物理法、化学法、物理化学法和微生物法等。 2.1挤压膨化法 该方法属于物理处理法,是将原料粉碎后调节至一定水分,加入挤压机内,物料在螺杆的旋转推动下向前运动,同时被剪切、挤压。并且在摩擦热的作用下温度可接近140℃;然后从挤压机中喷出,物料的压力突然降低、体积迅速膨胀,纤维素晶体结构被破坏,从而为纤维素的酶解处理创造条件。这种预处理方法生产过程连续,不需要消耗蒸汽,而且具有灭菌
酒精发酵工艺 一.糖化醪发酵的目的要求及设备结构特点 (一)发酵的目的要求 淀粉质原料经过蒸煮，使淀粉呈溶解状态，又经过曲霉糖化酶的作用，部分生成可发酵性糖，这还不是酒精生产的终了，在．糖化醪中接入酵母菌；在酵母的作用下，将糖分转变为酒精和CO2，获得了酒精产品，这才是酒精发酵的目的。从表面上去观察酒精发酵，其过程十分简单，它只是将糖化醪打入发酵罐后，接入酒母，就可以进行发酵了。但是，在酒精发酵过程中却发生着十分复杂的生物化学变化过程：在这里既有糖化醪中的淀粉和糊精继续被糖化酶水解，生成糖分的作用(即后糖化作用)，也还有蛋白质在曲霉蛋白酶进一 步水解下生成低分子含氮化合物如是是眎、动胨、肽和氨基酸的作用。生成的这些物质，有的被酵母吸收利用，合成酵母菌体细胞，另一部分则被发酵，生成酒精和CO2及其它 副产物。 酒精生产，要求用最少的原料来生产尽可能多的酒精产品，并应尽量减少发酵损失，为了达到这一目的，必须创造如下有利条件来实现这一目的要求： (1)在发酵前期，要创造条件，让酵母菌继续繁殖到一定数量。 (2)使糖化醪中的淀粉和糊精继续被分解，生成可发酵的糖分。
(3)发酵过程的中期和后期，要创造厌气条件，使酵母在无氧条件下将糖分发酵生成酒精。 (4)发酵过程中产生的CO2应设法排除，并注意加强对随CO2逸出时被带走酒精的捕集回收。 (二)发酵设备 酒精发酵的工艺方式不同，发酵设备也赂有差异。从发酵形式来分，有开放式、半密闭式和密闭式三种。如果从材质上分，则可分为钢板和水泥制两种。 半密闭式发酵罐多采用钢板制成，罐顶设有顶盖，顶盖上设有能启闭的人孔。 密闭式发酵罐也用钢板制成，钢板厚度视发酵罐容积不同而异，一般采用4 — 8毫米厚钢板制成，罐身呈圆柱形，罐身直径与高之比为1：1.1；盖及底为圆锥形成碟形；罐内装冷却蛇管，蛇管数量一般取每立方米发酵醪用不少于0.25平方米的冷却面积。蛇管可分上下两组安装，并加以固定。也有采用在罐顶用淋水管或淋水围板使水沿罐壁流下，达到冷却发酵醪的目。对于容积较大的发酵罐，这两种冷却形式可同时采用。对地处南方的酒精厂，因气温较高，故应加强冷却措施。有的工厂在发酵罐底部设置吹泡器，以便进行搅拌醪液，使发酵均匀。罐顶设有CO2排出管和加热蒸汽管、醪液输入管。但管路设置应尽量简化，做到一管多用，这对减少管道死角，防止杂菌污染有重要作用。大的发酵罐的顶