科技论文写作作业 酒精浓醪发酵概述
酒精浓醪发酵概述
摘要：综述了酒精浓醪发酵的概念、意义、影响浓醪发酵的因素和酒精酵母的耐酒精机制。影响浓醪发酵的因素有酵母菌的生长与代谢情况、葡萄糖浓度、酒精的抑制作用、溶氧的情况、酵母菌细胞密度的限制、温度条件和副营养物匮乏的影响。酒精酵母的耐酒精机制可能与质膜与酵母酒精耐性的关系、培养条件对酵母酒精耐性的影响和培养基组成对酵母菌酒精耐性的影响有关。
关键词：酵母酒精浓醪发酵酒精耐性
Abstract ：An overview of the concept of alcohol-thick mash fermentation, meaning, impact factors and thick mash fermentation yeast alcohol tolerance alcohol mechanism. Impact factors thick mash fermentation yeast growth and metabolism, glucose concentration, inhibition of alcohol, dissolved oxygen conditions, yeast cell density limits, temperature and nutrient-poor impact deputy. Alcohol-resistant yeast and alcohol may be associated with the plasma membrane of yeast alcohol tolerance between alcohol tolerance of yeast culture conditions and medium composition on the effects of yeast alcohol tolerance related to the impact.
Key words ：yeast alcohol-thick mash fermentation Alcohol-resistant ye
浓醪发酵具有高细胞密度、高产物浓度和高生产速率等特点，是国内外发酵行业长期研究和追求的技术，也是发酵工业的发展目标和方向。不同微生物菌种、不同原料和不同发酵产品的生产，浓醪发酵时产物浓度的界限存在着明显的差别。此外，随着发酵技术的不断进步，浓醪发酵的标准有逐渐提高的趋势。就酒精生产而言，浓醪发酵一般是指酒精浓度大于12%（V）的发酵生产。
1酒精浓醪发酵的意义
与传统的酒精发酵工艺相比，酒精浓醪发酵具有如下的优点：
(1) 单位设备的生产率提高：例如若发酵成熟醪液中的酒分达到12.5%
（V/V），则1000m3发酵液中的酒精量为：1000×12.5%×0.7893t/m3 =99.125t；如果采用浓醪发酵，发酵成熟醪中酒分达到18%（V/V），则最终酒精的产量可以达到124.074t[15]。酒精浓醪发酵可以明显地提高单位设备的生产率和利用率。
(2) 降低能耗：酒精浓醪发酵因为增加了单位体积醪液中淀粉的含量，从而增加了单位体积发酵液中酒精的含量和其它固形物的含量。酒精浓醪发酵减少了拌料过程中水的投入，可以大大降低蒸煮、发酵、蒸馏和DDGS(干酒糟饲料)浓缩干燥过程中的能量消耗。
(3)节约工艺用水，减少损失：目前一般酒精厂的料水比为1：2.5左右，而采用浓醪工艺将为1：1.8～1：2.0，吨酒精用水节约2吨以上；同时可减少蒸馏损失，由于乙醇与水互溶，通过蒸馏方法提取，乙醇在糟液中必然有一定的残留，乙醇浓度越高，最终相对损失就越少。
(4)实现清洁生产：目前酒精企业污水处理能力成为限制企业发展的瓶颈，实现浓醪发酵可以减少企业污水处理负担，减少生产环节中污染的机会，同时提高了DDGS生产得率。
2影响浓醪发酵的因素
2.1酵母菌的生长与代谢
研究发现，处于对数生长期的酵母细胞产生酒精的能力是平衡期的酵母细胞产酒能力的三十倍，而处于平衡期的酵母细胞所消耗的糖类主要是维持酵母菌自身的生长代谢所需。资料表明，酵母菌需要能量时才吸收和发酵糖类[16]。正是由于能量的产生、菌体的生长和乙醇的生成是紧密联系在一起的，所以有必要在发酵培养基里加入相应的酵母必需物质，创造条件使酵母菌维持旺盛的生长繁殖能力，以避免不彻底发酵的发生。对于酒精浓醪发酵而言，其发酵醪液中的酵母所需营养成分显得格外重要。
2.2葡萄糖浓度
葡萄糖是酵母菌进行酒精发酵的主要基质。当葡萄糖浓度低于10g/L时，其消耗速度和糖浓度成均匀的直线关系，但是目前的酒精生产中葡萄糖浓度远远高于这一数值。但是当葡萄糖的浓度超过一定浓度值时（许多学者认为是150g/L），它对酵母菌的发酵和呼吸作用都产生抑制作用。要实现酒精浓醪发酵，必须解决高浓度葡萄糖的抑制作用。
2.3酒精的抑制作用
酒精是酵母菌的代谢产物，它会对酵母菌产生毒害作用。随着发酵醪液中酒精浓度的增加，乙醇可以插入到细胞膜的疏水区，降低了疏水相互作用力（这种作用力对维持细胞膜的完整性是非常重要的）。另外乙醇在疏水区的存在还会降低范德华力的相互作用，增加细胞膜的运动性和疏水区的极性，使细胞膜减弱对极性分子自由交换的疏水性障碍作用[17]。不同的酵母菌株它的耐酒精能力是不同的，但是一般情况下，当发酵醪液中的酒精含量达到18%（V/V）时，酵母菌细胞不再生长，也不产生酒精。当酒精含量低于3.8%（V/V）时，它对酵母菌的抑制作用才可忽略不计。
2.4溶氧的影响
氧气可以破坏酵母菌酒精发酵的厌氧代谢过程，从而使酵母菌采取有氧呼吸，不进行厌氧发酵，不产或者仅产生少量酒精。日本的福井郎指出，即使在充足氧的存在条件下，如果有足够葡萄糖的存在，酵母菌细胞也可以通过发酵的途径增殖，此时酵母菌细胞是受阻抑细胞，具有呼吸能低的特点，他认为高浓度葡萄糖的存在妨碍酵母菌细胞呼吸系的发达，并且减少“功能性”线粒体的个数，从而使无氧呼吸的酒精发酵途径在一定水平上有所提高。常规的酒精发酵醪液中，溶解氧的数量已经能够保证酵母菌对氧的需要。而在浓醪酒精发酵过程中，有限量氧气的存在，可以为酵母菌提供合成细胞的原生质膜和线粒体中的聚不饱和脂肪酸和类脂质，从而保护细胞膜的完整性，利于酒精发酵。
2.5酵母菌细胞密度的限制
酒精是酵母菌生长代谢的产物，一般情况下，发酵醪液中酵母菌细胞的密度越高，单位时间、单位容积产生的酒精就越多，效率就越高。但是在一般的间歇发酵工艺中，受发酵醪液中营养物质的含量、酒精代谢产物浓度、及酵母菌自身生理和遗传等因素的影响，醪液中的酵母菌细胞密度会有一个极限值。对于酒精浓醪发酵来说，由于发酵醪液中的葡萄糖的浓度比一般的发酵醪液中高出很多，此时加入酵母菌的数量也应该比一般的间歇发酵醪液中要多，但是考虑到生产成本以及酵母菌个体间的相互影响，酵母菌细胞的密度应该增加到一个合理的范围内，从而防止酵母菌因为过量增殖而消耗多余的原料糖，同时又能保证酵母菌细胞正常生理代谢所需要的糖，实现良性发酵代谢。
2.6温度条件
在酒精浓醪发酵中，由于葡萄糖浓度很高，溶液的渗透压增加，容易导致细胞膜破裂。而此时如果发酵醪液的温度仍维持在一般发酵的最适温度33℃，则有可能会使磷脂分子在膜内作快速的侧向扩散或者侧向运动，频繁的在脂双层的
同一层中与邻近的分子进行交换。结果膜脂的流动性增加，膜的完整性容易遭到破坏。据研究表明，酒精浓醪发酵的最适温度是27℃。此外，温度升高有利于乳酸菌的生长，从而影响发酵效率，增加生产成本。由此可见，温度是制约酒精浓醪发酵实际生产的一个关键因素。
2.7副营养物匮乏的影响
在酒精浓醪发酵中如果各种营养物质供应充足，使酵母菌生长健壮，可以部分起到抵抗高浓度葡萄糖所造成的渗透压的影响，使酵母菌的发酵强度处于较高的水平。但是，随着发酵时间的延续，除了碳源供应充足外，其他的营养物质出现匮乏，从而影响酵母菌的正常新陈代谢，使其发酵能力下降，细胞活力偏低，影响最终发酵的彻底性和达到理想的酒分。因此，寻找并及时补充这类副营养物在酒精浓醪发酵过程中也极其重要。
3 酒精酵母的耐酒精机制
酒精是酿酒酵母厌氧发酵的重要产物，对酵母细胞本身具有毒害作用，影响细胞膜成分和细胞代谢。即使酒精浓度只有4%（V/V），某些菌株对糖、离子和氨基酸的吸收速率也会下降50%。如果酒精浓度过高，就会影响酵母细胞的存活。试验证明，在酒精浓度为0%（V/V）时，加热到50 C，1min后15％的酵母细胞会继续存活；如果酒精浓度为6％（V/V），则仅有0.28%的酵母存活；如果酒精浓度为15％（V/V），则仅有0.05%的酵母存活。Rosa研究表明[49]，酒精浓度的增加，削弱了细胞膜对极性分子的屏蔽能力。酒精浓度达到8%～18%（V/V）时对酵母细胞有害，其毒害程度与酵母菌株和培养基状态有关。当酒精浓度达11%（V/V）时，酵母发酵完全受抑制，Fukuda也证实从清酒中可以分离出高产酒精酵母，并认为清酒酵母的高产量与其对高浓度酒精和有机物的耐性有关。
研究酵母菌耐酒精的生理机制对于提高发酵工业的酒精产量，探索微生物抵抗不良环境的生命机制具有重要的实际和理论意义。尽管人们对酵母菌产酒精的过程、分泌、调节及相关耐性还没有完全弄清楚。实践证明，高产酒精酵母对高浓度的酒精表现出很好的耐性是与细胞膜的特性有关，其中酵母原生质膜的特殊组成、培养条件和培养基组成对酵母菌的酒精耐性影响最大。
3.1 质膜与酵母酒精耐性的关系
虽然，细胞质膜对于亲水分子是一个有效的屏障，但小分子量的两性分子如酒精不需要特殊的透性酶就可自由进出细胞。因此，细胞内外的酒精浓度是一致的。目前已发现酵母细胞中的脂肪酸含量、线粒体、麦角固醇、Mg2+、海藻糖、水分活度等与耐酒精能力有一定的关系。同时，氧对提高酵母耐酒精能力非常重要，主要是因为酵母利用氧气和NADPH来产生不饱和脂肪酸，酒精存在时，酵母细胞在有氧的情况下才能生长。此外，氧也影响到麦角固醇合成，而麦角固醇是一种细胞脂膜固醇，它有利于提高膜的稳定性。实验证实，当有酒精存在时，在高浓度酒精环境下添加不饱和脂肪酸和麦角固醇有利于保持酵母细胞质膜的稳定。同时，当有酒精存在时，酵母在微量有氧条件下生长也会导致膜中麦角固醇含量增加。
3.1.1脂肪酸
实验指出，脂肪酸的存在与否可以弱化乙醇对细胞膜透性功能的影响，减少细胞内溶物渗出。例如，生长在含7.5%（V/V）乙醇环境中的酵母菌，其膜脂中油酸的含量为34%；相反，当在未添加乙醇的介质中培养酵母菌时，其膜脂油酸的含量仅为17%。显然，当酒精存在时，细胞膜中所增加的脂肪酸是不饱和的。Kajiwara的实验也证实了这一说法，他将酵母菌Arabidopsis thaliana中编码饱和脂肪酸的去饱和作用基因（OLE1）转移到酿酒酵母上，基因表达的结果是50%的饱和脂肪酸转变为不饱和脂肪酸（C16：2和C18：2型），使酿酒酵母在高酒精度的环境中仍能表现出较高的活性。
细胞膜含有较多的长链脂肪酸可以增加疏水区的表面积和范德华作用，降低极性，细胞含有较多长链饱和脂肪酸有助于酵母更快地从细胞中除去乙醇，恢复细胞膜的渗透功能。Chi的实验证实了这一点，认为细胞膜中含有较多的长链饱和脂肪酸时，细胞产生酒精的速度更快，酒精的耐性更高，用18%（V/V）的酒精冲击酵母细胞时，长链饱和脂肪酸含量高的菌株死亡率明显低于含量低的菌株。通过比较耐酒精酵母和酒精敏感酵母的细胞膜组成，Chi发现前者在培养过程中能合成较多的饱和脂肪酸，而且在高浓度乙醇冲击中，死亡速率明显低于后者。此外，他也发现有些高产酒精酵母菌株可以合成大量的C10：0脂肪酸。这意味着增加短链脂肪酸的量一样可以提高膜的流动性。综合上述，可以看出，在不同条件下，不同的脂肪酸类型对菌株的耐酒精能力的影响程度是不同的。
3.1.2麦角固醇
麦角固醇含量占酵母细胞膜成分的6％，具有调节细胞膜功能的作用。1976年，Demel证实麦角固醇能提高膜的液化和缩合，从而对膜发挥调节作用，是酵母的厌氧生长因子。在啤酒发酵时，与普通酵母产乙醇量相比，拥有较高含量麦角固醇的Ale啤酒酵母其发酵液中的酒精含量也较高。Casey等人认为在培养基中加入外源麦角固醇有利于提高酿酒酵母的酒精抗性。与酒精敏感菌株相比，池振明等人发现酵母高产酒精菌株在培养中能合成更多的麦角固醇，这些酵母在高浓度酒精冲击过程中，死亡速率明显降低。
3.1.3线粒体
雪利酒中的酵母可耐受15％（V/V）以上的酒精，这些菌株线粒体完全缺失。Ibeas等人认为酒精可造成酵母菌的呼吸缺陷型，当酵母菌在高浓度酒精下生长时容易出现分解代谢物阻遏，造成酵母菌细胞中的线粒体丢失。Chi等人认为耐酒精能力高的菌株表现出较低的呼吸突变型的突变率。目前，酒精造成呼吸缺陷的机制还不清楚。
3.1.4海藻糖
海藻糖有稳定细胞膜和蛋白质，保护细胞的功能。海藻糖可以使处在各种不利条件下的酵母菌细胞维持其结构。在培养基中加入海藻糖，可以明显地提高酵母的发酵性能。Odumeru等人发现用酒精冲击酒精酵母后，细胞内的海藻糖含量明显增加，同时发酵时酒精含量明显增加。Mansure等人发现当酵母菌细胞含有高浓度海藻糖时，可以抑制由酒精引起的细胞内含物的泄漏，提高酵母菌细胞在酒精培养基中的存活率。Majara分析了下层酵母细胞中海藻糖的含量与高酒精环境的关系，指出在高乙醇环境下海藻糖的含量会立刻发生变化，在酵母细胞生长中海藻糖一方面作为碳源被消耗掉，另一方面又不断地合成和积累，但总趋势是海藻糖含量随酒精浓度增加而增加。
3.1.5 Mg2+
酵母细胞膜中最重要的酶是需Mg2+激活的腺苷三磷酸（ATP）酶，它在pH 中性环境下作用，对某些溶质的主动运输产生重要作用。例如，Panaretou[64]在培养基中加入一定量的Mg2+后可以提高酵母的酒精耐性。Walker[65]认为Mg2+的利用率可以影响到酒精的产量，而Mg2+的利用率又与酵母是否处于对数生长期、高浓度酒精的持续时间以及最小的可利用葡萄糖浓度有关。
就酵母菌耐酒精的分子机制研究表明，细胞的许多基因控制着酵母菌的耐酒精特性。例如，Ogawa等人认为，酵母细胞暴露于酒精后，有些逆境反应基因的表达程度提高。Alexandna认为，酵母经过酒精冲击后，除了乙醇应激基因的表达上升外，与离子平衡、热保护、海藻糖合成和氧化保护等相关基因的表达也被提高。
4.2 培养条件对酵母酒精耐性的影响
发酵初期，在高浓度酒精发酵中，较高的底物浓度常给酵母细胞形成一个高渗透压环境，高渗透压条件会阻碍酵母产生的乙醇向培养基中扩散，从而使细胞内的酒精对酵母细胞产生毒害作用。因此，减小环境的渗透压有利于维持细胞的高存活率。显然，发酵期间改变底物的流加条件可以克服这个问题。
4.3 培养基组成对酵母菌酒精耐性的影响
无机盐、基质浓度、溶氧、pH等因素都会影响酵母对酒精的耐性。选择合适的营养物质和添加量，有利于改善酵母的生长环境，提高最终发酵的酒精含量，缩短发酵周期。张书祥以瓜干为原料生产酒精，通过添加适宜比例的氯化钠、硝酸钾、氧化钙及其复合盐，结果使酒精度提高了0.1%～2%（V/V），使发酵周期缩短30～36h。Casey指出，添加脂类、蛋白质和维生素可以促进酒精发酵，提高最终乙醇的浓度。Thomas等人发现，在高浓度发酵条件下，加入甘氨酸和脯氨酸等渗透压保护剂，有助于增加酒精产量和酵母菌存活率，提高糖的利用率。认为，在糖化醪中补充氮源可以缩短浓醪酒精发酵周期，提高最终产量。
参考文献
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乙醇后发酵罐和酒精发酵罐施工方案..
河南天冠30万吨燃料乙醇有限公司 后发酵罐和酒精发酵罐施工方案 编制： 审核： 批准： 中国化学工程第十一建设公司南阳项目部 2004年3月8日
审批栏 河南天冠30万吨燃料乙醇有限公司后发酵罐和酒精发酵罐施工方案
1编制说明 本方案仅适用于河南天冠30万吨燃料乙醇有限公司后发酵罐和酒精发酵罐及其附属内件的制作、安装、检验施工，不包括罐体防腐、保温的施工安排。 2编制依据 2.1 施工图纸 2.2 JB/T4735-1997《钢制焊接常压容器》 2.3 HG20584-1998《钢制化工容器制造技术要求》 3工程概况 本次现场制作安装的发酵罐共8台，其中后发酵罐2台，酒精发酵罐6台。全容积为2800m3。设计温度为100℃，设计压力为 Mpa，容器类别为常压。罐内介质为酒精。 发酵罐的主要组成有：罐底、罐壁、罐顶、加强圈、内件。 结构形式全为拱顶罐，罐体为Φ14.6m*16.5m,罐顶为球冠结构形式。罐体连接形式为对接，罐顶及罐底板连接形式为搭接。 工程量及技术参数 4 施方Array法与施 工程序 4.1.1这 次8台发 酵罐需 现场建 造，发酵罐的预制、安装工作集中在现场进行，内容包括壁板及型钢圈的号料、切割、卷圈、组装、焊接、无损检测、试验。 4.1.2现场安装 a．壁板的施工办法采用机械配合倒装法进行。 b．固定顶的施工采用在临时胎具上组装罐顶板。
4.1.3发酵罐的焊接采用手工电弧焊，壁板背面清根采用磨光机打磨。 4.1.4储罐安装之前除地下工程须完工外，其他土建工作诸如道路、管架等工作待罐安装完毕后再进行，保证车辆道路畅通。 4.2 施工程序 （以后发酵罐为例） 施工准备—→材料出库检验—→号料切割—→卷圈—→罐底敷设焊接—→罐底真空实验—→罐体最上层壁板组装焊立缝—→安装顶部连接固定顶加强角钢圈—→设置罐顶组装临时胎具—→安装罐顶板—→罐顶板之间搭接焊缝焊接—→罐顶接管及人孔安装—→上层壁板与包边角钢环向角缝焊接—→临时支架拆除—→吊装用临时抱杆设置—→组装焊接壁板直至最下层壁板—→最下层壁板与罐底角缝先内后外焊接—→内件安装—→罐壁上接管安装—→盘梯及顶部平台安装—→煤油试漏—→检查验收5 施工质量要求及保证措施 本工程的质量重点是焊接及焊接变形的控制，发酵罐内壁表面平齐。 5.1 材料验收 5.1.1建造储罐所用的材料和附件，应有制造厂出具的质量合格证明书。当无质量合格证明书或对材料有疑问是，应对材料和附件进行复检，合格后方可使用。 5.1.2建造发酵罐所用的钢板应逐张进行外观检查，表面质量不得有裂纹、拉裂、折叠、夹杂、结疤和压入氧化皮及分层等缺陷。 5.1.3钢板表面锈蚀减薄量、划痕深度与钢板实际负偏差之和应小于或等于-0.8mm。 5.1.4该储罐所用的焊接材料应具有质量合格书。 5.2 预制 5.2.1发酵罐在施工及检验过程中所使用的样板应符合下列要求： a. 弧形样板的长度为 2m b. 直线样板的长度为1m c. 测量焊缝角变形的弧形样板弦长为1m 5.2.2钢板切割及坡口加工应符合下列规定： 钢板的切割和焊接接头的坡口，宜采用半自动火焰切割加工，罐顶和罐底的弧形边缘加工用手工火焰切割加工。
酒精发酵
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。
年产8万吨酒精工厂设计物料衡算
年产8万吨酒精工厂设计（蒸煮糖化车间）物料衡算 2、原料消耗的计算
（1）淀粉原料生产酒精的总化学反应式为： 糖化： 162 18 180 发酵： 180 46×2 44×2 （2）生产1000㎏国标食用酒精的理论淀粉消耗量（乙醇含量95%（v/v ），相当于92.41%（质量分数））： （3）生产1000㎏食用酒精实际淀粉消耗量： 则生产1000㎏食用酒精需淀粉量为： （4）生产1000㎏食用酒精薯干原料消耗量 薯干含淀粉65%，则1000kg 酒精薯干量为: 若为液体曲，则曲中含有一定淀粉量为（G1），则薯干用量为： （5）α-淀粉酶消耗量 薯干用量：2767.69kg;а-淀粉酶应用酶活力为2000μ∕g ,单位量原料消耗α-淀粉酶量：8u/g 则用酶量为： （6）糖化酶耗量 酶活力：20000u/g;使用量：150u/g 则酶用量： 612625106)O H nC O nH O H C n →+（2 52612622CO OH H C O H C +→)(2.162792/162%41.921000kg =??)(1799% 55.9%1002 .1627kg =-)(69.2767%651799kg =÷%65)1799(1÷-G )(07.11)(1007.112000 8 1069.276733kg g =?=??)(76.20)(1076.2020000 150 1069.276733kg g =?=??
酒母糖化酶用量（300u/g 原料，10%酒母用量）： 式中67%为酒母的糖化液占67%,其余为稀释水和糖化剂. 两项合计,糖化酶用量为20.76+2.78=23.54)(kg （7）硫酸铵耗用量: 硫酸铵用于酒母培养基的补充氮源,其用量为酒母量的0.1%,设酒母醪量为m,则硫酸铵耗量为:0.1%?m 3、蒸煮醪量的计算 淀粉原料蒸煮前需加水调成粉浆（原料：水=1：2），则粉浆量为： 假定用罐式连续蒸煮工艺，混合后粉浆温度为50oC ，应用喷射液化器使粉浆迅速升温至105oC ，然后进入罐式连续液化器液化，再经115oC 高温灭酶后，在真空冷却器中闪蒸冷却至63oC 后入糖化罐。 干物质含量B0=87%的薯干比热容为： 粉浆干物质浓度为： 蒸煮醪比热容为： 式中 cw ——水的比热容[kJ/(kg ·K)] （1） 经喷射液化器加热后蒸煮醪量为：8303.07＋8303.07×3.63×(105－50) ／(2748.9－105×4.18)＝9020.69(kg) （2） 经第二液化维持罐出来的蒸煮醪量为： 式中：2253——第二液化维持罐的温度为102oC 下饱和蒸汽的汽化潜热(kJ/kg ）。 （3）经闪蒸气液分离器后的蒸煮醪量为： 式中:2271——95oC 饱和蒸汽的汽化潜热（kJ/kg ） （4）经真空冷却器后最终蒸煮醪液量为： 式中:2351——真空冷却温度为63oC 下的饱和蒸汽的汽化潜热（kJ/kg ). 4、糖化醪与发酵醪量的计算 设发酵结束后成熟醪量含酒精10%（体积分数），相当于8.01%（质量分数）。 并设蒸馏效率为98%，而且发酵罐酒精捕集器回收酒精洗水和洗罐用水分别为成熟醪量的5%和1%，则生产1000kg 95%（体积分数）酒精成品有关的计算如下： （1）需蒸馏的成熟发酵醪量为： F 1＝1000×92.41%÷(98%×8.01%)×(100＋5＋1)÷100＝12478.6（kg ） （2）不计酒精捕集器和洗罐用水，则成熟发酵醪量为： ) (78.220000300 %67%1069.2767kg =???)(07.83032169.2767kg =+? ）（)] /([63.1)7.01(18.400K kg kJ B C ?=-=%75.21)1004(871=?÷=B )]/([63.318.4%)75.210.1(63.1%75.21)0.1(1011K kg kJ c B c B c w ?=?-+?=-+=)(89772253 ) 102105(63.39020.699020.69kg =-?-)(55.88762271)95102(63.389778977 kg =-??-) (84382351)6395(63.355.887655.8876kg =-??-)(3.11772%1066 .124781kg F ==质量分数） （,/%56.76 .12478%98%41.921000W W =??
乙醇后发酵罐和酒精发酵罐施工方案
河南天冠30 万吨燃料乙醇有限公司后发酵罐和酒精发酵罐施工方案编制： 审核： 批准： 中国化学工程第十一建设公司南阳项目部 2004 年3月8 日
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河南天冠30 万吨燃料乙醇有限公司 后发酵罐和酒精发酵罐施工方案 1 编制说明 本方案仅适用于河南天冠30万吨燃料乙醇有限公司后发酵罐和酒精发酵罐及其附属内件的制作、安装、检验施工，不包括罐体防腐、保温的施工安排。 2 编制依据 2.1施工图纸 2.2 JB/T4735-1997《钢制焊接常压容器》 2.3 HG20584-1998《钢制化工容器制造技术要求》 3 工程概况 本次现场制作安装的发酵罐共8台，其中后发酵罐2台，酒精发酵罐6台。全容3 积为2800m 。设计温度为100℃，设计压力为 Mpa，容器类别为常压。罐内介质为酒精。 发酵罐的主要组成有：罐底、罐壁、罐顶、加强圈、内件。 结构形式全为拱顶罐，罐体为Φ14.6m*16.5m,罐顶为球冠结构形式。罐体连接形式为对接，罐顶及罐底板连接形式为搭接。 工程量及技术参数 4 施方法与施工程序 4.1.1 这次8台发酵罐需现场建造，发酵罐的预制、安装工作集中在现场进行，内容包括壁板及型钢圈的号料、切割、卷圈、组装、焊接、无损检测、试验。 4.1.2 现场安装 a．壁板的施工办法采用机械配合倒装法进行。 b．固定顶的施工采用在临时胎具上组装罐顶板。 4.1.3 发酵罐的焊接采用手工电弧焊，壁板背面清根采用磨光机打磨。 4.1.4 储罐安装之前除地下工程须完工外，其他土建工作诸如道路、管架等工作待罐安装完毕后再进行，保证车辆道路畅通。 4.2 施工程序 （以后发酵罐为例）
玉米酒精废水处理
玉米酒精废水处理 水处理技术:一、玉米酒精的特性 每生产1吨酒精需3吨玉米，排出糟液约为12立方米。淀粉质原料(玉米)酒精发酵产生的废糟液COD,BOD5值相对较低,COD大约3～5万mg/L,BOD5大约2～3万mg/L。糟液污染重要指标之一是总固体，它包括溶解性固体、悬浮固体和胶体，它是由有机物、无机物和生物菌体所组成。有机物的成分主要是碳水化合物、其次是含氮化合物、生物菌体和未完全分离出去的产品如丁醇，乙醇、丙酮等低沸点易挥发物；无机物主要来自原水（自来水）中各种离子和原料中的杂质、灰尘，如Ca2+、Mg2+、SiO2、HCO3-、CO32-、SO42-、Cl-、PO42-等。在总固体中悬浮固体（包括超胶体和部分胶体）约占60%~80%，溶解性固体和部分胶体（即粒径小于4.5um）占20%~40%。糟液具有很强的腐蚀性和较高的粘度。 二、玉米酒精糟液污染控制技术 玉米酒精糟中含有大量的蛋白质、脂肪等具有丰富的有机成分，是极好的畜、禽饲料，目前采用的主要污染控制技术有：玉米酒精糟制取全干燥蛋白饲料（DDGS）；玉米酒精糟固掖分离、滤渣直接做饲料或生产DDG蛋白饲料、滤液稀释排放；玉米酒精固掖分离、滤渣直接做饲料或DDG蛋白饲料、滤液30%~50%回用于生产：玉米酒精糟固液分离、滤渣直接做饲料或生产DDG蛋白饲料、滤液厌氧发酵生产沼气等四种。酒糟中存在的对酵母酒精发酵有抑制作用的物质,大部分被湿渣带走,留下的只是极少部分,通过调整回流比完全有可能在回流系统中将其浓度控制在酵母能够忍受的范围之内。所以现在一般酒精厂所采用的酒精废糟液的综合处理工艺中都包含有将
部分或者全部返回生产系统作为拌料用水或液化、糖化添加水的回用路线。而且,若回流比恰当,酒精回流技术的应用不仅不会影响酵母的酒精发酵,反而有可能会提高酒精产量。 （一）、膜过滤法处理酒精废糟液 膜处理技术由于操作简便、分离效果理想而得以广泛应用，同时也是污水深度处理的重要手段之一。目前，国内外已普遍应用与膜技术处理纺织、造纸废水、胶粘剂生产废水、含油废水以及味精生产废水等，其中不少单位也正尝试把膜技术应用于酒精工业废水的处理。 酒精废糟液先经离心分离去除粗渣，再经膜过滤，除去大部分对酵母生长和酒精发酵有抑制作用的大分子有机物，最后滤液全部回流。 应用膜过滤技术处理玉米酒精浓醪发酵酒精废糟液的工艺流程示意图如下： 玉米粉—→拌料—→低温蒸煮—→糖化—→发酵 ↑↓ 滤液←—膜过滤←—酒糟液←—蒸馏 ↓↓ 滤渣酒精 玉米酒精浓醪发酵废糟液“全回流”工艺流程示意图 应用膜过滤技术能去除酒精槽液中主要的抑制副产物，大大降低了副产物对酵母生产及酒精发酵的抑制作用。在工艺上实现“全回流”是切实可行的。但在膜过滤过程中要注意膜的污染问题，以确保膜通量的稳定，并延长膜的使用寿命。
生物工程毕业论文年产10万吨的木薯酒精发酵工厂设计
生物工程毕业论文--年产10万吨的木薯酒精发酵工厂 设计 摘要 酒精在人们日常生活以及科学研究等诸多领域都有很广泛的应用世界行业以及我国酒精行业都快速发展趋势Alcohol has very extensive application in a great deal of fields such as peoples daily life and scientific research The trades and alcohol trades of our country have fast development trends on earth in the world The output is increased progressively year by year The ability for producing alcohol of the fermented law will become the sign of a national economic strength The fermented law is mainly to utilize microorganism to have no oxygen to ferment it suck candy material likesugarcane sweet potato carbohydrate in the material such as the maize are turned into ethanol turn into alcohol This law raw material sources are abundant the environmental protection of the production process is worth popularizing in a more cost-effective manner Originally design the fermented workshop produced to alcohol to calculate with the selecting type of the apparatus strive to make the theory combine with practice Keyword Alcohol Fermented law Fermented workshop 一酒精的主要性质
发酵罐设计
安徽工程大学课程设计任务书 班级：课题名称：生物反应器设计（啤酒露天发酵罐设计） 学生姓名： 指定参数： 1．全容：50m3 2．容积系数：75% 3．径高比：1：2 4．锥角：900 5．工作介质：啤酒 设计内容： 纸打印） 1．完成生物反应器设计说明书一份（要求用A 4 1)封面 2)设计任务书 3)生物反应器设计化工计算 4)完成生物反应器设计热工计算 5)完成生物反应器设计数据一览表 纸打印） 2．完成生物反应器总装图一份（用CAD绘图A 4 设计主要参考书： 1．生物反应器课程设计指导书 2．化学工艺设计手册 3．机械设计手册 4．化工设备 5．化工制图 接受学生承诺： 本人承诺接受任务后，在规定的时间内，独立完成任务书中规定任务 接受学生签字：生物工程教研室 2010-11-15
啤酒露天发酵罐设计 第一节 发酵罐的化工设计计算 一、发酵罐的容积确定 在选用时V 全=50m 3的发酵罐 则V 有效=Ｖ全×?=50×75%= 37.5m 3（?为容积系数） 二、基础参数选择 1．D:H: 选用D:H=1:2 2．锥角： 取锥角为900 3．封头：选用标准椭圆形封头 4．冷却方式：选取槽钢盘绕罐体的三段间接冷却（罐体两段，锥体一段，槽钢材料为A 3钢，冷却介质采用20%、-4℃的酒精溶液 5．罐体所承受最大内压：2.5㎏/㎝3 外压：0.3㎏/㎝3 6．锥形罐材质：A3钢外加涂料，接管均用不锈钢 7．保温材料：硬质聚氨酯泡沫塑料，厚度200㎜ 8．内壁涂料：环氧树脂 三、D 、H 的确定 由D:H=1：2，则锥体高度H 1=D/2tan450=D/2(450为锥角的一半) 封头高度H 2=D/4=0.25D 圆柱部分高度H 3=（2-0.5-0.25）D=1.25D 又因为V 全=V 锥+V 封+V 柱 =3π×D 2/4×H 1+24π×D 3+ 4 π ×D 2×H 3 =50 m 3 得D=3.43m 查JB-T4746-2002《椭圆形封头和尺寸》取发酵直径D=3400mm 再由V 全=50m 3，D=3.4m
酵母发酵酒精的研究进展
酵母发酵酒精的研究进展 （生命科学与技术学院微生物专业） 前言 人类利用酵母菌的历史已有几千年了。值得提出来的是，早在我国宋代的酿酒著作中，中国人已经明确记载了从发酵旺盛的酿酒缸内液体表面撇取酵母菌（当然不是纯粹的酵母菌）的方法，并把它们称为“酵”，风干以后制成的“干酵”可以长期保存。这种制造干酵母的原始方法说明，早在800年前，中国人已经意识到酒精发酵是由“酵”，即某种能生长的物质引起的。这种推断直到19世纪巴斯德才证明是酵母菌。明代末年出版的词书中记载有“以酒母起面曰发酵”，“发酵，浮起者是也”等解释。这说明至少在那时，一引起细心观察自然现象和注意比较的学者，已经认识到发面和酿酒有某种相同的因素在起作用。当时在欧洲虽然已经发现了酵母菌，但在200年后才知道酵母菌的作用。今天我们把这类微生物称酵母菌，正是以此为根据的。 酵母菌能够把糖变成酒精，是因为它的细胞里有催化剂，这些存在于生物细胞的催化剂在科学上叫做酶。虽然现在知道所有的生物都是靠酶催化的化学反应来生活的，但最早发现的酶，就是酵母菌的酶。酵母菌中最早发现的酶，是把糖变成酒精的一群酶，当时自然数酒化酶。由于这种酶的作用，使糖分解成酒精和二氧化碳，这就是利用酵母菌酿酒和发面包的原理。使面团产生许多空隙的就是二氧化碳。酵母细胞大小为2.5-10μm×4.5-21μm, 在加盖的玉米琼脂上不产生假菌丝或有不典型的假菌丝, 营养细胞可直接变为子囊, 每囊有1-4个圆形光面的子囊孢子, 在麦芽汁25℃培养3d, 细胞为圆形、卵形、椭圆形和香肠形。其菌落在麦芽汁琼脂上为乳白色, 有光泽, 平坦, 边缘整齐。菌体维生素、蛋白质含量高, 既可食用又可提取细胞色素C、核酸、麦角固醇、谷胱甘肽、凝血质、辅酶A、三磷酸腺苷等。该菌种能发酵葡萄糖、麦芽糖、半乳糖及蔗糖, 但不能发酵乳糖和蜜二糖, 不同化硝酸盐。 酵母菌的繁殖方式既可进行无性繁殖，如芽殖，又可进行有性生殖；酵母菌既可进行有氧呼吸，又可进行无氧呼吸，是一种兼性厌氧呼吸的真核微生物。单细胞真核生物酿酒酵母基因组为12,068kb，比单细胞的原核生物和古细菌大一个数量级。酿酒酵母基因组共有5887个ORF，这比原核生物和古细菌要多很多。酿酒酵母的基因密度为1个基因/2kb，密度小于原核生物流感嗜血杆菌和尿殖道支原体等。酿酒酵母是最小的真核基因组，裂殖酵母其次，其密度是1/2.3kb，简单多细胞生物线虫的基因密度为1/30kb。第二、酿酒酵母只有4%的编码基因有内含子，而裂殖酵母则有40%编码基因有内含子。 1、酵母的生长条件 1.1 无机盐
25.玉米原料超高浓度酒精发酵_许宏贤
玉米原料超高浓度酒精发酵 许宏贤，段钢 （杰能科（中国）生物工程有限公司亚太谷物加工酶应用中心，江苏无锡， 214028）摘 要 以全磨玉米为原料，研究了超高浓度条件下传统工艺与生料工艺的黏度变化。采用传统工艺，在超高 浓度条件下， 物料的糊化、液化会变得非常困难。而采用生料工艺，黏度始终维持在合理的水平。对高浓度传统工艺和生料工艺发酵的结果进行对比，证明生料工艺可以产出更多的酒精；对超高底物浓度（35%绝对干物）生料发酵时采用温度梯度控制，使用市售酒精干酵母，在98h 内发酵醪液酒精浓度可达20%以上。关键词 玉米，浓醪发酵，黏度，酵母，温度梯度控制，生料水解酶，酒精 第一作者：硕士，高级工程师（段钢博士为通讯作者）。收稿日期：2011－08－10，改回日期：2011－10－17 由于石油危机而造成的国家能源安全、农民收入 和环境等问题而使得生物酒精的生产日益受到重视，近几年发展较快，中国已成为世界上第三大生物酒精生产国。现在工业上的生物酒精绝大部分属第一代燃料乙醇，即用淀粉质原料来生产 ［1］ 。据酿酒协 会酒精分会的统计， 2004年我国酒精生产玉米原料占50.3%，经过近几年的发展，玉米现在已经占到65%［2］。适度发展玉米燃料乙醇有益于粮食供需平衡， 依然可以起到玉米供需平衡蓄水池的作用。同时玉米也是深加工链条最长、产品系列最丰富的粮食品种 ［3］ ，因此相对于其他淀粉质原料，玉米酒精发酵的 研究意义更大。 高浓度酒精发酵工艺具有高发酵率、高转化率、 低残糖和节约能源等特点，可大幅度增加产量，显著提高经济效益 ［3－4］ 。据哈尔滨中国酿酒有限公司的 生产实践表明，按年产6万t 酒精计算，实施浓醪发酵后年节约一次水12万t ，吨酒精节电62.5?，吨酒精节约煤160kg ，年节约资金675万元，减排废水15万t ［5］ 。因此，酒精浓醪发酵是发酵酒精工艺的重大 技术进步，已经成为酒精行业清洁生产重点推广的技术之一。 中国开展生料酿酒研究始于20世纪70年代。以节能、减排、高出酒率、高浓度发酵为特点的无蒸煮生料发酵工艺是燃料乙醇生产技术的未来发展方向［1］ 。近期的研究增多［6－12］，商业化过程进展也加快 ［10］ 。但相对而言，生料超高浓度酒精发酵的研究 并不多［11－12］ 。 若采取传统的蒸煮工艺进行超高浓度酒精发酵， 由于黏度问题，在配料浓度很高的情况下，会造成液 化非常不彻底，并且浓醪的换热和输送在工厂会变得异常困难，同时也影响发酵体系的传质，而使过 程效率降低 ［7－8］ ；即便不考虑黏度问题，在这种条件下往往需要特别的耐高糖度、耐高酒度的酵母 ［13－15］ 。生料工艺除了可以节约能量外，由于整个系统中 温度远远低于淀粉的糊化温度， 没有剧烈的反应，体系黏度比传统过程低得多 ［7－8］ ，因此可以大幅提高发酵浓度而不必过分担心黏度问题。同时由于生料过 程中， 葡萄糖是逐步缓慢释放的，因此可以进行浓醪发酵而减轻高初糖浓度和高渗透压对酵母的生长抑制。 相关研究表明，传统的浓醪发酵温度对酵母的生 长和发酵效率非常重要 ［16－18］ ，采用温度梯度培养方式进行的研究近期有所报道 ［12，19］ ，而针对玉米生料 浓醪发酵过程中温度影响的研究尚未见报道，对酵母在不同工艺中的数量和形态的研究也未见报道。本文以玉米为原料，对不同过程的黏度变化与酵母情况进行考察，同时研究不同温度控制方式对玉米超高浓度酒精发酵的影响。 1 材料与方法 1.1 实验材料 1.1.1 实验原料 全磨40目玉米粉，中粮肇东酒精厂试验室提供； 安琪牌酿酒高活性干酵母（耐高温型）。1.1.2主要酶制剂 颗粒淀粉水解酶（STARGEN 001），酶活力443GAU /g ；高温淀粉酶（SPEZYME ALPHA ），酶活力15170AAU /g ；糖化酶（GA-L-NEW ），酶活力100000wu /g ；酸性蛋白酶（FERMGEN ），酶活力
啤酒露天发酵罐的设计
安徽工程大学课程设计任务书 课题名称：生物反应器设计（啤酒露天发酵罐设计） 姓名：吕超绍 指定参数： 1．全容：40m3 2．容积系数：75% 3．径高比：1：3 4．锥角：700 5．工作介质：啤酒 设计内容： 1．完成生物反应器设计说明书一份（要求用A4纸打印） 1)封面 2)设计任务书 3)生物反应器设计化工计算 4)完成生物反应器设计热工计算 5)完成生物反应器设计数据一览表 2．完成生物反应器总装图一份（用CAD绘图A4纸打印）设计主要参考书： 1．生物反应器课程设计指导书
2．化学工艺设计手册 3．机械设计手册 4．化工设备 5. 化工制图 露天发酵罐设计计算步骤 第一节发酵罐的化工设计计算 一、发酵罐的容积确定 在选用时V全=40m3的发酵罐 则V有效=Ｖ全×?=40×75%= 30m3（?为容积系数） 二、基础参数选择 1．D:H: 选用D:H=1:3 2．锥角：取锥角为700 3．封头：选用标准椭圆形封头 4．冷却方式：选取槽钢盘绕罐体的三段间接冷却（罐体两段，锥体一段，槽钢材料为A3钢，冷却介质采用20%、-4℃的酒精溶液 5．罐体所承受最大内压：2.5㎏/㎝3 外压：0.3㎏/㎝3 6．锥形罐材质：A3钢外加涂料，接管均用不锈钢 7．保温材料：硬质聚氨酯泡沫塑料，厚度200㎜ 8．内壁涂料：环氧树脂 三、D、H的确定 由D:H=1：3，则锥体高度H1=D/2tan350=0.714D(350为锥角
的一半) 封头高度H 2=D/4=0.25D 圆柱部分高度H 3=（3.0-0.714-0.25）D=2.04D 又因为V 全=V 锥+V 封+V 柱 =3π×D 2 /4×H 1+24 π×D 3 + 4 π×D 2 ×H 3 =0.187D 3+0.13D 3 +1.60D 3 =40 得D=2.75m 查JB-T4746-2002《椭圆形封头和尺寸》取发酵直径D=2800mm 再由V 全=40m 3 ，D=2.8m 得径高比为： D: H=1:2.9 由D=2800mm 查表得 椭圆封头几何尺寸为： h 1=700mm h 0=40mm F=8.85m 2 V=3.12m 3 筒体几何尺寸为： H=5712mm F=50.24m 2 V=35.17m 3 锥体的几何尺寸为： h 0=40mm r=420mm H=2169mm F=()220.70.3cos 0.644 sin d a a ππ ?? -++? ??? =0.619m 2
再谈酒精浓醪发酵
再谈酒精浓醪发酵 提高酒精发酵浓度是发酵工业技术革新的一个主要方面和简单有效的手段。多年以来酒精工业已经成功地将发酵浓度从5%提高到10%，再到目前的12%~13%。提高发酵浓度可以在基本不改动现有设备的情况下提高设备利用率，减少人工和能耗，减少工艺用水量，缩短发酵周期，减少发酵罐清洁费用，减少DDGS蒸发量，从而大幅度地降低生产成本。因此，酒精浓醪发酵一直是近年来研究的热门课题。 狭义的酒精浓醪发酵主要包含三方面的内容： （1）酵母菌体浓度高－－1x109~3x109个／ml （2）底物（淀粉糖）浓度－－30~40％ （3）产物（酒精）浓度－－14-18%（V/V） 实现酒精浓醪发酵的优势是非常明显的。 1、提高发酵速度和设备利用率 在酒精浓醪发酵中，随着底物浓度（糖）的提高和细胞浓度的提高，促进了发酵速率增大，单位体积和时间内的酒精浓度提高（即发酵强度提高）。随着发酵强度的提升，相应的设备利用率自然提高。 2、分离费用低，节省能源 除原料消耗以外，能耗是酒精厂主要的支出之一，具体表现在煤和电的消耗上（如图1所示）。实行酒精浓醪发酵后，酒份提高，工艺用水减少，可以降低酒精蒸馏以及DDGS生产蒸气的用量，从而降低了煤或电的消耗！有经验证明，当发酵酒份从9%（V/V）提高到10%（V/V）时，可节约蒸汽消耗300kg/吨酒精，可降低生产成本约50元/吨酒精。 图1 一吨酒精的成本分摊 3、节水、减少废液排放和处理费用 目前，一般酒精厂的料水比为1：2.5~3.0左右，而采用浓醪工艺的料水比将为1：1.8～1：2.0，吨酒精用水节约1吨以上；同时可减少蒸馏损失，由于乙醇与水互溶，通过蒸馏方法提取，乙醇在糟液中必然有一定的残留，乙醇浓度越高，最终相对损失就越少。生产经验证明，在酒精生产中，发酵醪酒份提高1%（V/V）（比如从11%提高到12%），每吨酒精可节约工艺用水1.2~1.5吨、减少废液体积1.5~2吨、减少废液浓缩蒸汽消耗0.6~0.8吨，节约DDGS生产成本约80元/吨，提高废液厌氧处理时COD负荷10~13%。 但是，要实现酒精浓醪发酵，需要完成以下两方面的工作。一是发酵菌种（即酵母）方面的
利用玉米发酵生产乙醇的设计(年产2万吨)
1 绪论 1.1 引言 随着社会的发展，社会对燃料能源（石油、天然气、煤矿等）的需求越来越大，而燃料能源储量越来越少，价格越来越低，人们迫切需要找到一种新的可再生能源代替现有的燃料能源。其中，最受欢迎的是燃料酒精。今年以来，世界各 地积极要求发展生物燃料乙醇产业，建设燃料乙醇项目的热情空前高涨，主要原料是玉米。 利用生物质原料发酵法生产乙醇是全世界目前解决“能源危机”和“石油危机”最有效的途径之一。 1.2 燃料乙醇 燃料乙醇，一般是指体积浓度达到99.5%以上的无水乙醇。燃料乙醇是一种取之不尽用之不竭的可再生能源，是目前唯一进入市场、应用最广泛、具有较为成熟的技术、可替代石油燃料的大宗可再生生物能源，它能够立竿见影地大幅度节省石油的消耗。燃料乙醇是燃烧清洁的燃料，可在专用的乙醇发动机中使用， 又可按一定的比例与汽油混合，在不对原汽油发动机做任何改动的前提下直接使用。使用含醇的汽油可减少汽油消耗量，增加燃料的含氧量，使燃烧更充分，降 低燃烧中的CO 等污染物的排放。 1.3 燃料乙醇的优势 燃料酒精最明显的一些优势是：一、来源广，可再生。可以以谷物淀粉为原 料生产燃料酒精，以植物秸秆等纤维素为原料生产燃料酒精，以甘蔗作为原料生产燃料酒精，以蜜生产燃料酒精等等。二、无污染。石油、天然气、煤矿等燃料 能源的使用产生了很多环境问题。例如：酸雨等环境污染，而燃料酒精产生的是二氧化碳和水，对环境无污染。 1.4 大致流程 玉米—→粉碎—→加酵母糖化酶—→加水配料—→搅拌—→封膜—→发酵 —→粗馏—→精馏—→成品乙醇 1.5 发酵方式
连续发酵：是指以一定的速度向发酵罐内添加新鲜培养基，同时以相同速度 流出培养液，从而使发酵罐内的液量维持恒定的发酵过程。 间歇发酵：间歇式发酵法就是指全部发酵过程始终在一个发酵罐中进行。由 半连续发酵：是指在主发酵阶段采用连续发酵，而后发酵则采用间歇发酵的 方式。 由此可见，发酵的方式有多种选择，连续发酵有诸多优点，却有一个缺点， 那就是一旦首罐发生染菌，就会连续多罐染菌。所以。采用半连续发酵是一个较 好的选择。当然间歇发酵可以避免染菌，但操作较麻烦。 1.6 操作方法 操作方法：先粉碎，粉碎完后，再把原料进行蒸煮糖化，整个过程的温度为 900C至1030C左右，液化的温度为900C 至950C，糖化中后熟器的温度在900C 至 1030C，液化罐的温度在1000C左右，然后加热至连消器、维持器，温度为1030C 至1040C，之后进入一级闪蒸器，温度降到750C左右，在进行二次闪蒸，最后加 糖化酶，温度在580C至620C，然后再降温进入发酵阶段，发酵总周期：玉米60h －62h，PH4.2－4.7 。酒精发酵设备- 酒精发酵醪的成熟指标。发酵完毕后，在进 入蒸馏塔进行蒸馏，常压精馏塔的设计压力：0.1MPa；设计温度：130 0C，因其 含水分比较高，所以需要脱水，脱水后的乙醇纯度达到99%以上，即满足生产的 要求了。 1.7 环保处理 酒精生产所产生得废水是有毒、有害的，必须要进一步处理后才能排放到自 然界中。废醪通过固液分离，除去其中大部分纤维、蛋白等固形物，同时得到符 合要求的清液，经过四效降膜蒸发，浓缩到干物含量为38—44%的浓浆，然后按 一定比例与滤渣混合后进行干燥。物料中的水份被蒸发出来经过冷凝成为二次冷 凝水通过利用厌氧生物细菌和好氧生物细菌的新陈代谢作用对污水进行处理，使 废水最终达到排放标准。 1.8 本文研究的内容 本文通过对使用玉米加工无水乙醇的生产工艺原理和目的的分析，进一步介 绍发酵前的预处理以及发酵、蒸馏脱水工艺所注意的问题，同时对现在经济发展
啤酒发酵罐设计
啤酒发酵罐设计：一罐法发酵，即包括主、后发酵和贮酒成熟全部生产过程在一个罐内完成。 1）发酵罐容积的确定： 根据设计，每个锥形发酵罐装四锅麦汁， 则每个发酵罐装麦汁总量V＝59.35×4＝237.4 m3 锥形发酵罐的留空容积至少应为锥形罐中麦汁量的25%， 则发酵罐体积至少应为237.4(1＋25%)＝296.75 m3, 为300 m3。 取发酵罐体积V 全 2）发酵罐个数和结构尺寸的确定： 发酵罐个数N＝nt/Z＝8×17/4＝34 个 式中n—每日糖化次数 t—一次发酵周期所需时间 Z—在一个发酵罐内容纳一次糖化麦汁量的整数倍 锥形发酵罐为锥底圆柱形器身，顶上为椭圆形封头。 设H﹕D＝2.5﹕1，取锥角为70°，则锥高h＝0.714D V全＝лD2H/4＋лD2h/12＋лD3/24 得D＝5.1 m H＝2.5D＝12.8 m h＝3.6 m 查表知封头高h封＝h a＋h b＝1275＋50＝1325 mm 罐体总高H总= h封＋H＋h＝1325＋12800＋3600＝17725 mm 3）冷却面积和冷却装置主要结构尺寸确定： 因双乙酰还原后的降温耗冷量最大，故冷却面积应按其计算。 已知Q＝862913 kJ/h 发酵液温度14℃3℃ 冷却介质（稀酒精）-3℃2℃ △t1＝t1－t2′＝14－2＝12℃ △t2＝t2－t1′＝3－（-3）＝6℃ 平均温差△t m＝(△t1－△t2)/㏑(△t1/△t2) ＝(12－6)/ ㏑(12/6) ＝8.66℃ 其传热系数K取经验值为4.18×200 kJ/(m2﹒h﹒℃) 则冷却面积F＝Q1/K△t m ＝862913/（4.18×200×8.66） ＝119.2 m2 工艺要求冷却面积为0.45～0.72 m2/ m3发酵液 实际设计为119.2/237.4＝0.50 m2/ m3发酵液
探讨玉米酒精浓醪发酵工艺 董克芝
探讨玉米酒精浓醪发酵工艺董克芝 发表时间：2017-11-27T16:42:21.500Z 来源：《基层建设》2017年第21期作者：董克芝 [导读] 摘要：酒精浓醪发酵技术是一项极具前景的技术，该项技术的实施不需要对现有设备进行大的改造，而且还能显著提升企业的经济效益。 中粮生化能源（肇东）有限公司黑龙江省肇东市 151100 摘要：酒精浓醪发酵技术是一项极具前景的技术，该项技术的实施不需要对现有设备进行大的改造，而且还能显著提升企业的经济效益。通过应用该项技术在一定程度上解决了我国发酵水平低的问题，同时在节水、节能、提高设备利用率以及减轻环境污染等方面具有极大优势。 关键词：玉米；酒精；浓醪发酵 引言 酒精浓醪发酵工艺是一项极具前景的技术。利用此项技术可以有效减少废物的排放并且提高原料的利用率。除此之外，该项技术还具有原料上的优势。随着科技的不断发展，该项技术也越来越成熟，使用玉米作为原料进行酒精浓醪发酵已经较为普遍。近年来，我国玉米产量大幅度提升，玉米酒精的产量也获得显著提升。本文将对玉米酒精浓醪发酵技术进行详细探究。 1我国酒精行业存在的主要技术问题 1.1发酵浓度偏低 尽管经过几十年的努力，我国酒精工厂的发酵醪酒精含量己经增加到10％左右，但与国外发酵醪的浓度普遍在13％以上还有很大的差距。发酵浓度低不仅影响了设备的使用效率，而且增加了蒸馏和蒸煮的能耗，在DDGS回收时处理量也大大增加。 1.2酒精糟液的污染问题 酒精行业是造成我国环境污染的主要源头之一，每生产1t酒精产生12～15t的酒糟；一个年产80kt的酒精工厂每年产生的污染物质相当于一个140万人口的城市排放的全部生活污水负荷。而且酒精工厂废水的BOD和COD的指标都很高，直接排放会造成严重的环境污染。有效地解决酒精糟的利用问题不仅关系到环境保护，而且直接关系到酒精企业的经济效益。 1.3能耗高 酒精生产是一项高能耗的产业，尤其是蒸煮和蒸馏两个环节，其能耗非常大。为有效降低生产成本，必须尽可能地减少能耗，同时提高设备的利用率。除此之外，由于很多工厂的发酵温度低，需要更多的能量将糖化醪冷却，发酵过程的冷却消耗能量和冷却水用量很大，这也是产生能耗的一方面因素。 1.4原料利用率低 对谷物原料来说，通过蒸煮和糖化工段的加工只利用了绝大部分的淀粉，还有一部分淀粉由于其被纤维素以及蛋白质包围，无法水解，而纤维素和蛋白质更是白白从系统内通过，而未得到充分的利用。这不仅造成了原料的浪费，而且白白地消耗了加热、冷却和输送的能量。 2玉米原料酒精浓醪发酵工艺研究 2.1玉米湿法加酶粉碎液化糖化 将浸泡后的玉米米查醪液，加入耐高温α-淀粉酶（20U/g原料），送入粉碎机湿法粉碎。粉碎后的浆料属于粗粉碎，尚含有小颗粒（直径为2～3mm），之后进行二次粉碎磨细重复处理。最后将所得浆料置于恒温水浴中90℃液化至终点。液化终点用碘液显色呈棕黄色确定。所得液体用100目尼龙滤布过滤2次，所得滤液即为液化液。同时干法粉碎玉米米查至40目，加酶液化做对照实验。然后测定升温至90℃后的液化时间、液化液得率、黏度及颗粒分布指标。每个处理重复3次。液化液降温至60℃，加入糖化酶、酸性蛋白酶、木聚糖酶，再经均质化（边均质边糖化）处理1次，60℃条件下处理60min，糖化然后冷却到35℃，准备发酵。图1为具体流程图。 原料的选择和粉碎粒度直接关系到后续各个工序的效率。原料粉碎粒度对酒精发酵的影响很大。粉碎粒度小可以增加原料的比表面积
酒精发酵工艺
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
燃料乙醇工厂设计
题目燃料乙醇 学生姓名张洋学号1002021219 专业10生物（2）班班级20071133 指导教师廖湘萍 完成日期2011年6月21日
目录 摘要......................................................... .. (1) 引言......................................................... (2) 乙醇生产的意义及发展史.....................................................3—4 乙醇性质及质量指标与乙醇生产和原辅料保藏...........4—7
燃料乙醇 10生物二班张洋 摘要 燃料乙醇被广泛应用于食品、化工医药、染料、国防等行业。乙醇不仅可作为一种燃料，更是一种战略物资，世界上2/3的乙醇被用作燃料。发展乙醇不仅可以促进农业的可持续发展，并且可以作为清洁能源代替汽油或汽油添加剂，减少工业大气污染，保护环境，同时也可缓解原油进口的压力。 关键词：乙醇发酵工艺 Title Thesis Foreign Abstract Abstract Alcohol is widely used in the food, chemical medicine, dyes, defense and other industries. Alcohol not only can be used as a fuel, but also a strategic commodities, the world's 2 / 3 of alcohol to be used as fuel. Alcohol can not only promote the development of agriculture in sustainable development, and could serve as a clean energy instead of petrol or gasoline additives to reduce industrial air pollution, the protection of the environment, but also to ease the pressure on crude oil imports.