高浓度酒精发酵 摘要
高浓度酒精发酵
摘要：高浓酒精发酵是以提高单位体积内发酵醪液中淀粉含量，在适量的酿酒酵母菌作用下，在一定的时间内获得最大量的酒精。影响高浓酒精发酵的因素有：葡萄糖浓度、酒精含量、溶解氧浓度、酵母菌细胞密度、发酵温度和副营养物匮乏等。提高高浓酒精发酵的方法有：改良筛选优良酵母生产菌株、改进发酵系统、利用复合酶添加工艺和提高营养限制因子利用。
关键词：高浓度发酵；酒精；酵母菌
Abstract: high-gravity alcohol fermentation by raising the per unit volume of starch content in beer, in moderate amounts of wine under the action of yeast, in time to get the maximum amount of alcohol. Factors affecting high-gravity alcohol fermentation: glucose concentrations, alcohol content, concentration of dissolved oxygen, yeast cell density, temperature and under lack nutrients, and so on. There are ways to improve high-gravity alcohol fermentation: improved screening good strains of yeast production, improvement of the fermentation system, using compound enzymes added and improved nutrient limit factor.
Key words：high consentration; yeast ;alcohol;
酒精作为食品和化工原料，一直是我国发酵行业的主要产品，用微生物发酵生产酒精的历史在我国历史悠久。始于20世纪70年代中期的石油危机给酒精行业带来了前所未有的良机，随着人们环保意识的不断加强，酒精作为一种清洁的燃料越来越受到人们的重视。因此，许多科学家和科学工作者开始致力于应用生物技术开发酒精发酵的新菌种、新工艺的开创性研究，而酒精浓醪发酵作为解决当前实际生产的可行方法，具有极其重要的意义，已成为当前酒精行业研究的热门课题。
1.高浓度酒精发酵
所谓的高浓度酒精发酵，是以提高单位体积内发酵醪液中淀粉的含量，在适量的酿酒酵母菌作用下，在一定的时间内力求得到最多的发酵终产物——酒精。现在，一般的酒精生产企业淀粉质原料糖化醪的可溶性固形物含量为20%—25%（w/v），因此有人将高浓度酒精发酵定义为每1L发酵液中含300g或者更高的可溶性固形物的酒精发酵。而在理论上当发酵醪液葡萄糖浓度达到28%左右时（相当于1L发酵醪液中含固形物300g），发酵成熟醪中酒精浓度可达18%。
与传统的酒精发酵工艺相比，高浓度酒精发酵具有如下明显的优点：①单位设备的生产率提高：例如若要在发酵成熟醪液中的酒分达到12.5%，如果发酵罐体积为一千立方米，则发酵罐中酒精的量为：1000*12.5%*0.7893=99.125t；如果采用高浓度醪液发酵，发酵成熟醪中酒分达到18%，则最终酒精的量可以达到124.074t。在基本相同或接近的发酵时间情况下，高浓度酒精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：高浓酒精发酵因为增加了单位体积醪液中淀粉的含量，增加了单位体积醪液中酒精的含量和其他固形物的含量，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浓缩干燥过程。
2.影响高浓度酒精发酵的因素
2.1酵母菌的产酒机理
在酒精发酵过程中，酵母菌处于主体地位。研究发现，处于对数生长期的酵母细胞产生酒精的能力是稳定期的酵母细胞产酒能力的30倍，而处于稳定期的
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。正是由于能量的产生、菌体的生长和乙醇的产生三者是紧密联系在一起的，所以有必要在发酵过程中在发酵培养基里加入相应的酵母生长的必需物质，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。对于高浓度酒精发酵而言，其发酵醪液中的酵母所需营养成分显得格外重要。
2.2葡萄糖浓度的影响
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它对酵母菌的发酵和呼吸作用都产生抑制作用。要实现高浓度酒精发酵，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，乙醇可以进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.。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，当发酵醪液中酒精含量达到23%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%时，它对酵母菌的抑制作用才可忽略不计。
2.4溶解氧浓度的影响
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，即使在充足氧的条件下，如果有葡萄糖存在，酵母菌细胞也可以通过发酵途径增殖，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。而在高浓度酒精发酵过程中，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，利于酒精的发酵。
3.高浓度酒精发酵的生产研究进展
3.1实际生产情况
据有关资料显示，美国有的酒精企业发酵浓醪中酒精浓度可达18%，在实验室条件下可做到23%。他们从工厂的发酵管理、原料的粉碎粒度、加入酵母所需的营养元素、提高酵母的抗逆性、诱变菌株等方面对影响酒精发酵的因素进行改进，从而达到提高酒精产率的目的。
目前我国的酒精企业成熟发酵醪的酒分大多维持在12%左右。河南天冠集团试验中心以小麦为原料，在浓醪发酵方面做出了较为成功的尝试，在总糖浓度维持在26%—27%的情况下，成熟醪酒分可维持在16%左右，并且发酵终了的各项指标均达到较为理想的数值。
在国内，以生产酵母为主的湖北安琪集团，在实验室中利用其活性干酵母发酵淀粉质原料，已经作到料水比1：1.8—2，实现发酵醪液中淀粉含量达到23%—25%，最终的酒分也已达到16%/左右。
3.2高浓度酒精发酵的科研动态
3.2.1改良酵母菌生产菌株
提高酒精酵母的耐酒精程度可以使得发酵醪中的酒精浓度增高，从而降低酒精蒸馏的能耗，为此需筛选耐高酒精浓度的酵母菌，日本在清酒酿造方面所选育的酵母菌具有耐高酒精度的特性。另外，毛志群等采用含有高浓度酒精选择性培养基从自然界中得到115株耐高温酵母，经过初筛、复筛，得到1株高产酒精酵母SP—48，在料水比1:2，发酵时间72h条件下，成熟醪酒分可达16.2%。刘建军等对高产酒精酵母的选育也作了卓有成效的工作，它通过从土壤、酒醅等样品中分离筛选并通过热冲击处理、紫外线和Co60-r射线的物理因子照射，获得一株高产酒精酵母NHY4—36，以玉米淀粉为原料，三十二摄氏度发酵60-68h，可产酒精度17.5%,耐酒度达20%以上，并且适合边糖化边发酵工艺。20世纪80年代初，日本九州大学的林田教授等人，从天然样品中选育的一株耐高温酵母菌W-Y-2，在人工合成培养基中，以蔗糖或淀粉糖化液为底物，在72h内可产生18.6%以上的乙醇。
为了进行高浓度的酒精发酵，对发酵过程中所选择的菌株，进行耐高渗透压的酵母菌细胞所具有的生理特性研究。林秋叶等从两株耐高渗的酵母菌出发，分别以葡萄糖和蔗糖来调节糖度，在糖度为30Bx，采用流加氮源，添加无机离子和定期通氧的方法，对这些耐高渗酿酒酵母在发酵过程中的几个重要生理特性指标：细胞形态、降糖能力、pH变化、生殖曲线以及最终酒分等几个方面进行测定，从而为高浓度酒精发酵选择菌种提供依据。
3.2.2营养限制因子的影响
3.2.2.1碳源、氮源因子的影响
吕欣等指出在初糖浓度质量分数大于15%时，该酵母菌的生长开始受到抑制，在初糖质量分数为35%时，可以达到最大发酵酒精体积分数13.5%；另外，在完全合成培养基条件下，比较了尿素和硫酸铵两种氮源对酒精发酵的影响，发现硫酸铵是较好的氮源，而对3种主要的生长与发酵无机盐氯化钙、硫酸镁和磷酸二氢钾的研究中，得到该酵母菌所需无机盐的临界值，从而较为全面地论述了不同营养限制因子对高浓度酒精发酵的影响。
3.2.2.2改变培养基营养组分，提高酵母菌抗酒精抑制作用
通过改变培养基的营养组分，提高酵母菌的抗酒精抑制作用方面的研究有：①针对高浓度酒精发酵过程中所产生的高酒精度对酵母菌细胞的毒害效应，池振明从脂肪酸、磷脂、麦角固醇、海藻糖以及质膜ATP酶等多方面，对酵母菌细胞的耐酒精机制进行了探讨，提出酵母菌细胞的线粒体、海藻糖等与耐酒精能力有一定关系，并指出酵母菌细胞的耐酒精能力有一定的遗传基础，它是受许多基因控制的，但真正的作用机制还未弄清。②有报道说在酵母菌的合成培养基中添加粗卵磷脂.清蛋白，可以提高酵母菌的生长速度并增强其发酵能力，耐酒精度可达到20%。③也有报道说，在培养基中添加Tween80或麦角固醇和清蛋白，可以使发酵醪中酒精浓度从17.2%提高到19%，而且发酵时间也大大缩短，从而证明这些物质可以促进细胞的发酵能力。
4.小结
综上所述，影响高浓度酒精发酵的因素是多种多样的，而针对这些限制性因子，人们的对策也是千方百计。在进行新菌种、新设备、新工艺等方面的开创性研究基础上，我们着眼于现有设备及工艺的高效利用，采用完全间歇发酵方式，实现高浓度酒精发酵。可以通过向发酵醪液中添加酵母菌厌氧生长增值所必需的物质，提供增强酵母菌细胞抵抗不良环境因素的物质，从而优化发酵醪液的组成，最终实现高浓度酒精发酵。
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发酵工艺流程图
发酵工艺流程图 打开备料泵，进料基质→开备料阀→备料100T，关备料阀→开搅拌器，设转速为200r/min→开排气阀，设参数→开通风阀，设参数→加菌种→开补糖阀→开硫铵阀→开前体罐的进料泵，设频率(0~100k/z) →开前体阀→开消泡补罐的进料泵，设频率→加消泡剂。 在发酵流程图里打开备料泵，在发酵罐操作里打开备料阀，备料开搅拌器，过程跟上述流程图一样，需要注意的是： 1.发酵过程中时时补糖，保持残糖浓度为5kg/m3. 2.发酵过程中时时补硫铵，保持硫铵浓度为0.25kg/m3 3.开冷却水，维持发酵温度在25℃ 4.控制PH在6.8左右，不可高于7.3或低于6.0 5.控制通风阀及排气阀开度，保持发酵罐压力为0.07Mpa 6.前体浓度不应超过1kg/m3，但也不能太低 7.保证发酵罐中的溶氧浓度不低于百分之30 8.泡沫高度不应超过35cm 9.不要满罐，超负荷生产 发酵后期处理与提纯 预处理： 开发酵液开关，加发酵液→开预处理罐搅拌器→加黄血盐，
去除铁离子至浓度为0→加磷酸盐，去除镁离子至浓度为0→加絮凝剂，去除蛋白质至浓度为0→打开转筒真空过滤器及其后阀门→待发酵液经过过滤排主混合罐B101后，关阀门，关泵，关真空过滤器。 一次BA提取： 开罐B101搅拌器→开阀，加BA（硝酸丁脂），质量为发宵夜的三分之一，关阀→开阀，加稀硫酸调PH至2.8-3.0，关阀→开阀，加破乳剂100kg，关阀→打开阀泵，向分离机注液→开分离机→开阀，开萃取回收阀，萃取→关阀，关泵→关B101搅拌器→关分离机 一次反提取： 开罐B102搅拌器→开阀，加碳酸氢钙溶液，质量为青霉素溶液的25倍，并调PH至6.8-7.2，关阀→开阀，开泵，向分离机注液→开分离机，开阀，开萃取相回X阀→关阀，关泵→关B102搅拌器→关分离机，及阀 脱色： 打开活性炭进料阀，进料25kg→关闭进料阀→开脱色罐搅拌器，设定时间10min→开泵，开阀，将青霉素溶液经过过滤器到结晶罐→关泵，关阀→关脱色罐搅拌器 结晶： 开结晶罐搅拌器→开阀，加硝酸钠一乙醇溶液，至青霉素浓度为0，关阀→开冷却水阀，控制结晶温度为5℃→开泵，
玉米高浓度酒精发酵工艺优化
玉米高浓度酒精发酵工艺优化 发表时间：2019-05-27T17:18:45.423Z 来源：《中国经济社会论坛》学术版2018年第10期作者：李杰[导读] 现如今人们环保意识的广泛增强，而现如今许多易消耗的能源物质在数量上也开始变得稀有，因此人们开始寻找相关可替代品，以节省部分能源物质的利用和消耗数量，经研究发现，酒精就是相对不错的选择。 李杰 国投生物能源（海伦）有限公司黑龙江省海伦市 152300摘要：我国各种类型的农作物产量每年都有创新高的趋势，其中玉米更是产量可观，而玉米除了有一定的食用价值，在化妆品行业、酒厂行业中也都一直广受人们的欢迎。相关研究人员根据玉米中胚乳中含有大量淀粉这一理论依据，采用一定的先进提取技术将其提取出来，并利用酵母菌的分解作用将淀粉分解，最终可获取分解产物中的酒精。而近年来，技术人员开始专攻于这种提取酒精的工艺的优化方 案，使原本的提取工艺在利用一定数量的玉米原料的基础上获取更大产量、更高浓度的酒精，以投入酒厂中酒类的生产输出及其他更广泛的用途。 关键词：玉米；高浓度发酵；优化 引文：现如今人们环保意识的广泛增强，而现如今许多易消耗的能源物质在数量上也开始变得稀有，因此人们开始寻找相关可替代品，以节省部分能源物质的利用和消耗数量，经研究发现，酒精就是相对不错的选择。另外，在酒厂等其他生产行业中，酒精的可利用度也十分之大。这一现实就要求相关研究人员在酒精提取的整个技术流程中，不断追求优化和创新，以最小的成本消耗获取更大产量及纯度的酒精。因此，加强酒精产量和优化其生产方式这一研究项目开始被各个研究组织重视。本文以玉米为原料，着重对其酒精发酵工艺优化方案进行探讨。 一、根据发酵醪注入发酵罐的方式区分的发酵方法 （一）间歇式发酵法 这种发酵方法将所有的发酵工艺流程集中在同一个发酵罐中完成，因此在操作过程中的难度及可操控度相对较低，更加便于工作人员的监督管理，这也就意味着这种方式所出现的失误相对较少。但也正是这个原因，操作流程中的部分细节性问题得不到更好的处理和解决，因此，这种发酵方法被采用的范围相对较窄。 （二）连续式发酵法 这种发酵方法的特点主要表现在其在培养微生物的后期，连续性将培养液添加入发酵罐。此方法对发酵过程中的环境条件要求较低，整个工艺流程中温度等外部条件无特殊变化，且相关的工艺流程手段数量相对减少，可在短时间内提升工作效率，且在人力成本、资源成本等方面有着更大程度的节省。 （三）半连续发酵法 这一发酵方法结合了上述两类方法，在主次发酵阶段分别使用连续式发酵法和间歇式发酵法。发酵法复杂结合意味着这种方式的酒精发酵工艺流程中无菌性不能得到足够的保证，因此选择这种方式的工作人员需要在这个问题上加以重视。 但是，值得一提的是，续发酵法提升了发酵设备的工作效率，缩短了整体工艺流程所花费的时间，更适于大量的发酵工作。 二、玉米高浓度酒精发酵工艺相关优化策略 （一）酵母细胞的种类、数量提升技术酵母细胞质量的优劣直接决定着酒精发酵技术最终的结果，其中，酵母细胞的数量和种类在一定程度上增加和优化有利于增加酒精提取的纯度和浓度。因此，这方面的优化工作是技术人员在提升玉米高浓度酒精发酵工艺的工作中首先需要解决的基本问题。 在选择酵母细胞种类的工作中，相关技术人员需要根据酵母细胞的作用规律，选择更适宜于酒精发酵环境的菌种，所选军中不仅耐酸耐碱耐高温，还需能与玉米胚乳的淀粉成分良好反应，这就要求选择菌种的工作人员充分了解各类菌种的特性。另外，在提升酵母细胞的数量的工作上，可以从人工投入的酵母菌株着手，利用其在植物体内繁殖生长的特性，将母体酵母细胞的质量加以改善，利用使其在短时间内大量繁殖的相关技术，提高其繁殖速度，从而提升在一定时间内的酵母细胞的整体数量。因此，可在投入酵母菌时加入营养液，选择适合玉米发展情况的数量及类型，从而缩短酵母菌株的生长繁殖时间，达到技术优化目的。这一策略不仅要求技术人员在菌株营养液的加入量及加入周期上有一定的数据计算能力，还需精通其理论知识，并能了解营养液的基本性质和应用方法。 （二）发酵过程中的温度、PH等环境条件玉米高浓度酒精发酵工艺的效率提升有赖于其连续发酵技术的广泛使用，但是大量的酵母菌颗粒在一定程度上会对这一技术起到抑制作用。由于酵母菌对环境酸碱度的敏感性很强，因此，精确地控制发酵过程中的PH度在保证酒精发酵流程的高效率进展是一项亟需发展的技术，工作人员可利用部分不影响酵母菌生存的酸碱剂对发酵过程中的PH进行调整，这也要求技术人员对各类酸碱剂的性质种类有深刻的研究了解。 另外，在控制发酵过程中的温度时，需要工作人员以对酵母菌的生存情况的定期观察为依据，确定酵母菌株的的最适繁殖温度，并考虑各方面环境因素对温度的影响，预备好相关解决方案以面对突发状况，维持酵母菌生存环境的最佳温度，一次提升酒精发酵效率，扩大酒精的发酵产量及纯度。 （三）发酵罐的冷却、通气与搅拌工艺发酵罐有关的一系列操作在发酵技术中起着基础性的作用，冷却发酵罐的技术在协助发酵产热的冷却过程中至关重要，可在一定程度上节约建筑成本及冷却水的利用量。其中细节性的问题需要技术人员重点把握，建筑地点选取需要露天以达到快速散热的效果，而在其材质选取上则需耐受高低温，以便操作。而发酵罐的通气与搅拌，重在完成酵母菌株的激活和充分混合工作，可引入一系列技术类器械进行操作，在尽量使酵母菌株得到最大程度的通风处理的同时，提升酵母菌与氧气混合度，从而提升其发酵率，并保证更大产量的发酵菌株参与酒精的发酵工艺流程。
醋酸工艺流程
醋酸工艺流程 文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]
1．1 公司生产工艺、装置、储存设施等基本情况： 醋酸工艺流程图及简述： 醋酸生产流程简述： 酒精氧化：95%原料酒精和本车间回收的76%酒精在配料槽内混合配比成84±%稀酒精，配料酒精经蒸发锅加热送入氧化炉，在555±5℃高温和电解银催化剂作用下反应生成乙醛气体，反应混合气体经冷凝后进入吸收塔，被一次水吸收后得到8-10%左右的稀乙醛。 乙醛精制与酒精回收：稀乙醛经泵加压进入乙醛精馏塔精馏，控制塔顶温度在45±2℃，压力，塔顶采出得纯乙醛。塔釜温度控制在121±3℃，物料自行压入酒精回收塔精馏，塔顶温度控制在90±5℃塔顶采出约76%酒精供酒精氧化工序配料使用，塔釜温度控制在110±3℃范围内，废水经塔釜排出。 乙醛氧化：乙醛经计量泵加压后进入氧化塔，与来自空压的压缩空气在温度50~80℃、压力~和一定量醋酸锰催化作用条件下反应生成粗醋酸。粗醋酸由氧化
塔上部出料口排至粗醋酸贮槽，未反应的乙醛由塔顶经冷凝器冷凝分离后，液体回流至氧化塔塔底，尾气经进入鼓泡吸收器进一步吸收后排入大气。 醋酸精制：粗醋酸经高沸锅蒸发将重组份醋酸锰分离，高沸蒸发锅温度控制在120±2℃，高沸锅底部醋酸锰排入乙醛氧化工序的锰循环槽循环使用。顶部轻组份进入浓缩精馏塔，塔釜温度控制在123±3℃，塔釜醋酸连续定量的排入成品蒸发锅，在120±2℃条件下蒸馏冷凝后得醋酸进入成品计量槽，经分析合格后放入成品大罐。塔顶温度控制在100±2℃，塔顶采出的稀酸进入计量槽，经计量后放入稀酸大罐。
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。
发酵工艺流程
发酵工艺标准操作流程 (SOP) 一生产前准备 每次生产前按品种配方将所需原料称重准备齐全,并确认生产原料库存量,保证原料库存量足够下次生产所需、 二生产前检查 1检查蒸汽、压缩空气、冷却水进出的管路就是否畅通,所有阀门就是否良好,并关闭所有阀门、 2检查电路、控制柜、开关的状态,确保控制柜运行正常、 3检查空压机油表油表及轴承、三角带、气缸等就是否正常,确保空压机运行正常、 4检查发酵罐搅拌减速机的油量及密封轴降温水就是否正常、 三总过滤器灭菌 当蒸汽总管路上的压力为0、2-0、25MPa时,打开总过滤器进气阀输入蒸汽,同时打开出气阀的跑分阀、排气阀、排污阀,当三个阀均排出蒸汽时,调整进气阀、排污阀,稳定总过滤器压力0、15-0、2MPa,此时打开压力表下跑分,计时灭菌2-2、5小时、灭菌结束后启动空压机,当空气输入管道压力大于总过滤器压力时,关闭蒸汽阀,打开空气阀,将空气出入总过滤器,然后调整进气阀与排污阀,稳定总过滤器压力在0、15-0、2MPa,保持通气在15-20小时,当出气阀跑分与排污阀放出的空气为干燥空气时,完成灭菌、 四分过滤器灭菌 1当蒸汽管路压力为0、2-0、25MPa时,打开蒸汽过滤器的进气阀与排污阀,当蒸汽管路中无蒸汽凝结液后,再将蒸汽输入空气管路,然后打开分过滤器的进气阀、排污阀及出气阀上的跑分,当所有阀门均有蒸汽排出后,调整进气与排污阀,就是压力稳定在0、11-0、15MPa,计时灭菌30-35分钟、灭菌结束后,关闭蒸汽过滤器进出气阀、排污阀,并立即将空气输入预过滤器,使空气通过预过滤器进入到分过滤器,再调整分过滤器排污阀使压力稳定在0、11-0、15MPa,备用、
木薯为原料的酒精酿造工艺
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
耐高浓度酒精的酵母筛选及发酵工艺研究[开题报告]
毕业论文开题报告 生物工程 耐高浓度酒精的酵母筛选及发酵工艺研究 1 选题的背景和意义 石油作为国民经济发展的战略物资在经过人类近二百年的开采后，面临全球桔竭的局面。特别是近年来，随着经济的持续增长和石油需求迅速膨胀，我国已成为继美国之后的第二大能源消费国。针对我国人多地少、粮食紧缺和石油短缺的国情，依据不与人争粮、不与粮争地，能源原料多元化，实现持续发展的原则，开发非粮燃料乙醇生物能源，降低生产成本，提高转化效率，确保现代社会发展的需求，已成为国家新能源战略发展最紧迫的任务。传统酿酒酵母的酒精发酵最适温度不高，一般为25℃一30℃；耐酒性较差，耐酒精浓度在10％左右。一方面，在杂菌污染严重的情况下，生产上不仅要求无菌条件严格，操作难度较大，而且为了控制因发酵热所引起的温度上升，需要加入大量冷却水(甚至在部分气温较高地区，因发酵过程中过热，根本无法进行正常生产)，导致乙醇生产成本增加[1-2]；另一方面，酵母的耐酒精度较低，产物的抑制作用降低乙醇酵母的产乙醇潜力。因此，耐受性酒精高温酵母的选育研究已成为国内外酒精行业的研究热点[3-4]。 乙醇酵母对生活条件的变化有迅速的适应能力，并且随着外界环境的变化，其群体能迅速产生变种，这为耐酒精酵母的筛选提供了可能[1]。耐高温酵母不是微生物分类学上的名词，而是从生态方面表达此类酵母对温度的忍耐性与普通酵母的差异。筛选耐高温的乙醇酵母菌株，其生产上的优势主要体现在：①具有较高的发酵能力，即能快速并完全将糖分转化成乙醇，能够解决糖化温度和发酵温度不协调的矛盾，实现真正意义上的边糖化边发酵，从而减少葡萄糖对纤维素酶的抑制作用，提高纤维素酶的糖化率，进而提高纤维素发酵生产燃料乙醇的得率[2-3]；②繁殖速度快，即具有高的比生长速度，高温发酵还能够提高发酵效率，降低发酵时的冷却成本[4]；③具有高的耐酒精能力，即对本身代谢产物的稳定性高．因而可以进行浓醪发酵；④抗杂菌能力强，即对杂菌代谢产物的稳定性高．耐有机酸能力强；⑤对培养基的适应性强。耐温、耐盐和耐干物质浓度的性能强。 2 相关研究的最新成果及动态
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）
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
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
工业生产酒精工艺流程
木薯生产酒精工艺流程 1、原料除杂：对木薯进行初步除杂，除去泥块、石子、绳线等杂物及金属体。 2、原料粉碎：是为了减少蒸煮时间、便于机械化和连续化生产及提高淀粉出酒率等。木薯干的水分较低，淀粉含量高，容易破碎。采用一级粉碎，负压送料。 3、拌料预煮：拌料水用蒸馏室冷却余水，水温控制在70℃左右，温度过低，加热时震动大，对原料的均匀糊化不利，温度过高，料液粘稠。料水比控制在1：2.5～3。拌料完成后，加ɑ-淀粉酶（加入量为0.2L/T淀粉原料）液化15min，主要目的是降低预煮醪的粘度，对浓醪发酵有利。 4、蒸煮：液化完成后，迅速将醪液升温至92℃，蒸煮时间应在90min 以上。蒸煮醪要呈微黄色，不含颗粒，定时检测化验。 5、糖化：先准备好20倍糖化酶的稀释液，再将蒸煮液经由真空冷却器进入已彻底冷却并杀菌的糖化罐内，控制温度为58～60℃，同时按100u/g 原料流加糖化酶进行糖化，时间应保持30min。糖化指标为：总糖10-13；总还原糖5-6；糖化率45%；酸度4.3。 6、发酵：将糖化醪液冷却后泵入发酵罐内，同时加入10％酒母醪进行发酵，发酵温度30～34℃，发酵时间控制在50h左右。发酵成熟醪检测指标为：酸度≤6.2，残糖≤1%，残余还原糖≤0.3%，酒精份10～12%（v/v）。 7、蒸馏工序：发酵成熟醪液经预热器加热后，从粗馏塔顶部进入，粗馏塔塔底通入蒸汽，控制粗塔塔底温度为108℃-111℃，顶温为96～98℃，酒精糟液从粗馏塔底部排出进入污水处理场进行处理。酒精含量约50%的粗酒精蒸气从粗馏塔顶部进入精馏塔中部，精塔底温为108～109℃，中温为84～85℃，进行精馏，精塔底部废水排入污水处理场，然后再经水洗、脱醇等工序制成成品，成品酒精和杂醇油分别经冷却进入成品储罐。
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
发酵工艺流程
发酵工艺标准操作流程(SOP) 生产前准备 每次生产前按品种配方将所需原料称重准备齐全,并确认生产原料库存量,保证原料库存量 足够下次生产所需. 二生产前检查 1检查蒸汽、压缩空气、冷却水进出的管路是否畅通, 所有阀门是否良好,并关闭所有阀门2检查电路、控制柜、开关的状态, 确保控制柜运行正常. 3检查空压机油表油表及轴承、三角带、气缸等是否正常,确保空压机运行正常. 4检查发酵罐搅拌减速机的油量及密封轴降温水是否正常. 三总过滤器灭菌 当蒸汽总管路上的压力为0.2-0.25MPa 时,打开总过滤器进气阀输入蒸汽,同时打开出气阀的跑分阀、排气阀、排污阀,当三个阀均排出蒸汽时,调整进气阀、排污阀,稳定总过滤器压力0.15-0.2MPa,此时打开压力表下跑分，计时灭菌2-2.5小时?灭菌结束后启动空压机，当空气输入管道压力大于总过滤器压力时,关闭蒸汽阀,打开空气阀,将空气出入总过滤器,然后调整进气阀与排污阀,稳定总过滤器压力在0.15-0.2MPa, 保持通气在15-20 小时,当出气阀跑分和排污阀放出的空气为干燥空气时,完成灭菌. 四分过滤器灭菌 1 当蒸汽管路压力为0.2-0.25MPa 时,打开蒸汽过滤器的进气阀和排污阀,当蒸汽管路中无蒸汽凝结液后,再将蒸汽输入空气管路,然后打开分过滤器的进气阀、排污阀及出气阀上的跑分,当所有阀门均有蒸汽排出后,调整进气与排污阀,是压力稳定在0.11-0.15MPa, 计时灭菌30-35 分钟.灭菌结束后,关闭蒸汽过滤器进出气阀、排污阀,并立即将空气输入预过滤器,使空气通过预过滤器进入到分过滤器，再调整分过滤器排污阀使压力稳定在0.11-0.15MPa,备用.
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
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
酒精发酵实验报告课件
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
最新酒精发酵罐的设计
第一章啤酒露天发酵罐的化工设计计算 一、发酵罐的容积确定 实际需要选用V全=40m3的发酵罐 则V有效=V全× =40×80%=32 m3 二、基础参数选择 1. D:H 选用D:H=1:3 2.锥角：取锥角为70° 3.封头：选用标准椭圆封头 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㎏／cm3 外压：0.3㎏／cm3 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H1=D／2tg35°=0.714D 封头高度H2=D／4=0.25D 圆柱部分高度H3=（2.0-0.714-0.25）D=1.04D
又因为V 全=V 锥+V 封+V 柱=3π×2D 4×H 1+24 π×D 3＋4π×D 2×H 3 =0.187D 3+0.13D 3+0.816D 3=40 得D=3.30m 查JB1154-73《椭圆形封头和尺寸》取发酵直径D=3400mm 再由V 全=40cm 3 ，D=3.4m 设H: D=x 0.187 D 3＋0.13 D 3＋（x-0.714-0.25）D 3=40 X=1.86 得径高比为D:H=1:1.86 由D=3400mm 查表得椭圆形封头几何尺寸为： h 1=850mm h 0=50mm F=13.0m 2 V=5.60m 3 筒体几何尺寸为： H=2946mm F=31.46 m 2 V=47.42m 3 锥体封头几何尺寸为： H 0=50mm r=510m H=2428mm
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1000mL，按照1：4的料水比称取大米粉（250g），一起加入铝锅中，混匀，用盐酸将醪液pH调节到5.5-6.0，煮沸1h。注意不要煮糊，可适当补温水，不要骤然降温，避免“夹生饭”。 （2）糊化结束后，耐高温 淀粉酶，加入少量CaCl2 50-70mg/L，如果使用自来水也可以不加，冷却到85℃，按10U/g大米粉的比例加入活化好的淀粉酶酶液，90-93℃水浴保温。当DE值下降到20左右，结束糊化（一般糊化1个小时）。（3）用盐酸调节上述醪液至pH4.0-4.5，将醪液冷却到60℃，按150U/g大米粉的比例加入活化好的糖化酶酶液，60℃恒温箱或水浴保温6h以上（可放置过夜）。
酒精生产过程中蒸煮流程
目录 第1章酒精生产过程中蒸煮流程简介 (2) 1.1 酒精生产及蒸煮工艺 (2) 1.2 CAD流程图 (4) 第2章标准节流装置设计及计算程序设计 (5) 2.1 标准节流装置设计概述 (5) 2.2 原始数据 (5) 2.3 标准节流装置计算 (6) 第3章调节阀选型及计算 (10) 3.1 调节阀选型 (10) 3.2 调节阀口径计算 (10) 第4章课程设计心得 (13) 参考文献 (14)
第1章酒精生产过程中蒸煮流程简介 1.1 酒精生产及蒸煮工艺 用淀粉质原料生产酒精的工厂，多数采用连续蒸煮工艺，只有少部分小型酒精厂和白酒厂，还采用间歇蒸煮工艺，下面分别加以介绍。 （一）间歇蒸煮法 间歇蒸煮法常用的蒸煮设备是立式锥形蒸煮锅，其外形和结构简单。 1.间歇蒸煮工艺流程 目前我国酒精厂间歇蒸煮的方法基本上有两种，一种是加压间歇蒸煮，一种是添加细菌淀粉酶液化后低压或常压间歇蒸煮、 加压间歇蒸煮是原料经人工或运输机械送到蒸煮车间，经除杂后进入拌料罐，加温水拌料，并维持一定时间，然后送入蒸煮锅中，通入直接蒸汽将醪液加热到预定蒸煮压力，维持一定的蒸煮时间，蒸煮时间结束后，进行吹醪。操作工艺流程如下： 温水蒸汽 ↓↓ 原料→除杂→粉碎→拌料→泵→蒸煮→成熟蒸煮醪送入糖化锅 （1）加水蒸煮整粒原粒时，水温要求在80~90℃，尤其是蒸煮含有淀粉酶的甘薯干，更不能用低温水。蒸煮粉状原料时，水温不宜过高，一般要求在50~55℃。原料加水比因原料不同和粉碎度不同而不同，一般为：粉状原料为1:3.4至1:4.0；薯干为1：3.0 至1:4.0；谷物原料为1:2.8至1：3.0 （2）投料。蒸煮整粒原料时，投完粒即加盖进汽，或者在投料过程中同时通入少量蒸汽，起搅拌作用。蒸煮粉状原料时，可先在拌料桶内将粉料加水调成粉浆后在送入蒸煮罐；或向罐内直接投料，边投料，边通入压缩空气搅拌，以防结块，影响蒸煮质量。投料时间因罐的容量大小和投料方法不同而有差异，通常在15~20min。 （3）升温（生压)。投料毕，即关闭加料盖，通入蒸汽，同时打开排气阀，驱除罐内冷空气，以防罐内冷空气存在而产生“冷压”，影响压力表所指示的数值，不能反反映罐内的真实温度，造成原料蒸煮不透。正确排出“冷压”的方法是：通入蒸汽加热时，打开排气阀，直到排出的气体发白（水蒸气），并保持2~3min，而后再关闭排气阀，升温时间一般40~50min。 （4）蒸煮（定压）。料液升到规定压力后，保持此压力维持一定的时间。使原料达到彻底糊化的操作，工厂常称之为定压。 定压后，通入锅内的蒸汽已经很少，锅内热力分布不均匀，易造成下部原料局部受热而焦化，上部原料受热不足而蒸煮不透。另外，料液翻动不好，原料与罐壁及其相互之间撞击摩擦轻缓，则导致原料的植物组织和淀粉粒不易破裂。为了使原料受热均匀和彻底糊化，采用循环汽的办法来搅拌罐内的料液。一般每隔10~15min循环换汽一次，每次维持3~5min，直至蒸煮完毕为止。循环换气后使罐内达到原规定压力。循环换汽和稳压操作，是保证蒸煮醪液质量的两个重要条件。 （5）吹醪。蒸煮完毕的醪液，利用蒸煮罐内的压力从蒸煮锅排出，并送入糖化锅内。吹醪时间视蒸煮罐容量的大小而定，不得少于10~15min。