產(chǎn)2700噸無水酒精工廠的初步設(shè)計(jì)

1、年產(chǎn)2700噸無水酒精工廠的初步設(shè)計(jì)海 南 大 學(xué)畢 業(yè) 論 文（設(shè)計(jì)）題 目：年產(chǎn)2700噸無水酒精工廠的初步設(shè)計(jì) 學(xué) 號(hào)： 20070144061 姓 名： 榮 明 星 年 級(jí)： 07 級(jí) 學(xué) 院： 材料與化工學(xué)院 系 別： 生 物 工 程 專 業(yè)： 生 物 工 程 指導(dǎo)教師： 羅 先 群 完成日期： 2011 年 05 月 10 日 65摘要發(fā)酵法生產(chǎn)酒精，是當(dāng)代世界生物技術(shù)產(chǎn)品中數(shù)量最大、對(duì)人類益處最大的產(chǎn)品。除了滿足人類對(duì)蒸餾酒和化工產(chǎn)品等需要，在21實(shí)際它還將是人類可再生能源的主要組成成分。酒精生產(chǎn)方法主要有化學(xué)合成法和生物發(fā)酵法兩種?；瘜W(xué)合成法是以石油工業(yè)中石油裂解產(chǎn)生的乙烯為原

2、料加水合成酒精的。發(fā)酵法酒精的原料可以是淀粉質(zhì)原料、糖蜜原料、纖維素原料、野生植物和亞硫酸造紙廢液。目前我國(guó)酒精工業(yè)發(fā)展迅速，各項(xiàng)生產(chǎn)指標(biāo)已達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平。為了進(jìn)一步提高酒精生產(chǎn)水平，各國(guó)工程技術(shù)人員不斷研究新型酒精發(fā)酵方法，改進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備，酒精蒸餾工藝也在不斷改進(jìn)和完善。發(fā)酵生產(chǎn)酒精也存在一些問題：生產(chǎn)所排放的酒精糟液對(duì)環(huán)境的污染問題；酒精生產(chǎn)原料問題；酒精生產(chǎn)成本偏高問題。關(guān)鍵詞：糖蜜；發(fā)酵；蒸餾；無水酒精abstractfermentation alcohol production, is in contemporary world biotechnology product for th

3、e largest number of the largest human benefits and products. in addition to satisfying human distilled spirits and chemical product and needs, it will also be in the 21st century is the main human renewable energy components. alcohol production methods mainly include chemical synthesis and biologica

4、l fermentation two kinds. chemical synthesis based on petroleum industries oil cracking produce vinyl alcohol as raw materials adding water synthesis. fermentation alcohol materials can be starch material, molasses raw materials, cellulose material, wild plants and sulfite paper-making effluent. at

5、present our country alcohol industry is developing rapidly, the production index has reached the international advanced level. to further enhance the alcohol production level, countries engineering technicians continuously research new alcohol fermentation method, improving production equipment, alc

6、ohol distillation process are constantly improving and perfecting. fermentation alcohol also some problems: production emissions generated alcohol bad fluid pollution to the environment problem; alcohol production materials problem; alcohol production higher cost problem. keywords: molasses; ferment

7、ation; distillation; anhydrous alcohol 目錄前言11 總論111設(shè)計(jì)的目的和意義112設(shè)計(jì)依據(jù)213指導(dǎo)思想214設(shè)計(jì)范圍315生產(chǎn)規(guī)模及產(chǎn)品執(zhí)行質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)32 生產(chǎn)工藝流程選擇和論證421酒精生產(chǎn)工藝流程設(shè)計(jì)42.1.1工藝流程簡(jiǎn)圖（見下圖）4 2.1.2流程說明 .422糖蜜發(fā)酵的依據(jù)和機(jī)理52.2.1糖蜜酒精發(fā)酵特點(diǎn)5 2.2.2糖蜜發(fā)酵對(duì)酵母菌種的要求62.2.3糖蜜酒精發(fā)酵中酵母的有效酶系62.2.4糖蜜酒精發(fā)酵在密閉發(fā)酵罐中進(jìn)行的理論依據(jù)62.2.5糖蜜酒精發(fā)酵機(jī)理82.2.6提高糖蜜酒精發(fā)酵效率的方法923糖蜜酒精的發(fā)酵方法92.3.1間歇發(fā)酵

8、法92.3.2連續(xù)發(fā)酵法122.3.3從co回收酒精的依據(jù)1524雙糖流加發(fā)酵工藝流程162.4.1工藝流程圖162.4.2 工藝流程說明1725雙糖流加發(fā)酵工藝流程選擇及論證182.5.1糖蜜原料及其貯存192.5.2稀糖液的制備及處理212.5.3糖蜜酒精酵母及其培養(yǎng)2526蒸餾生產(chǎn)流程設(shè)計(jì)262.6.1蒸餾工藝流程262.6.2流程說明272.7蒸餾工藝流程論證282.8 無水酒精的制備292.8.1 吸水劑脫水法292.8.2共沸脫水法302.8.3真空脫水法302.8.4鹽脫水法302.8.5蒸餾和膜脫水生產(chǎn)無水酒精302.8.6有機(jī)物吸附脫水法302.8.7離子交換脫水法303 生

9、產(chǎn)工藝技術(shù)指標(biāo)313.1原料、輔料主要技術(shù)規(guī)格313.2 工藝技術(shù)指標(biāo)設(shè)計(jì)323.3 工藝技術(shù)指標(biāo)設(shè)計(jì)說明324 物料衡算與熱量衡算324.1物料衡算324.1.1計(jì)算基礎(chǔ)數(shù)據(jù)324.1.2工藝衡算334.2 熱量衡算404.2.1 發(fā)酵車間熱量衡算404.2.2 蒸餾車間熱量衡算415 設(shè)備選型425.1 發(fā)酵車間主要設(shè)備設(shè)計(jì)選型425.1.1 發(fā)酵罐設(shè)計(jì)依據(jù)與主要技術(shù)要求425.1.2 發(fā)酵罐的計(jì)算及選型425.2 發(fā)酵車間輔助設(shè)備設(shè)計(jì)選型435.2.1糖蜜貯罐的技術(shù)要求435.2.2糖蜜前處理設(shè)備的計(jì)算及選型435.3 其他輔助設(shè)備簡(jiǎn)介445.4 蒸餾車間主要設(shè)備設(shè)計(jì)選型445.4.1

10、蒸餾車間設(shè)計(jì)依據(jù)與主要技術(shù)要求445.4.2蒸餾設(shè)備的計(jì)算及選型456 生產(chǎn)副產(chǎn)物的綜合利用476.1二氧化碳的綜合利用476.2液體二氧化碳與干冰的生產(chǎn)476.3純堿的制造496.4輕質(zhì)碳酸鈣的制造497 “三廢”治理措施與方法507.1 糖蜜酒糟提取甘油507.2 糖蜜酒糟生產(chǎn)白地霉507.3糖蜜原料酒精糟液處理液回用技術(shù)518 廠址選擇及總平面設(shè)計(jì)528.1 廠址選擇的原則和指導(dǎo)思想528.2 廠址概貌528.3 廠區(qū)概貌538.4 環(huán)境保護(hù)措施及綜合利用538.5熱能利用及冷卻水的回收538.6 總平面布置549 效益經(jīng)濟(jì)核算549.1 全廠定員549.2 效益經(jīng)濟(jì)分析569.2.1

11、基本數(shù)據(jù)569.2.2 資金來源589.2.3 固定資產(chǎn)折舊費(fèi)和年維修費(fèi)589.2.4 總投資估算5910 總結(jié)61鳴謝.62參考文獻(xiàn).62前言酒精工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要的地位，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，世界石油儲(chǔ)量的銳減、環(huán)境保護(hù)工作的加強(qiáng)和車用汽油醇需求量的增加，酒精的用途更為廣泛，酒精的需求量將與日俱增。目前，酒精生產(chǎn)方法主要有化學(xué)合成法和生物發(fā)酵法兩種?；瘜W(xué)合成法是以石油工業(yè)中石油裂解產(chǎn)生的乙烯為原料加水合成酒精的。發(fā)酵法酒精的原料可以是淀粉質(zhì)原料、糖蜜原料、纖維素原料、野生植物和亞硫酸造紙廢液。目前我國(guó)酒精工業(yè)發(fā)展迅速，各項(xiàng)生產(chǎn)指標(biāo)已達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平。為了進(jìn)一步提高酒精生產(chǎn)水平，各國(guó)工程技

12、術(shù)人員不斷研究新型酒精發(fā)酵方法，改進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備，酒精蒸餾工藝也在不斷改進(jìn)和完善。與國(guó)外相比，我國(guó)目前酒精生產(chǎn)還存在著生產(chǎn)過程成本高、耗能大、產(chǎn)業(yè)結(jié)果不合理、糟液環(huán)境污染嚴(yán)重等不足，同時(shí)還面臨著如何以非糧作物為原料生產(chǎn)酒精、如何以秸稈為原料發(fā)酵制備酒精等新課題。1 總論11設(shè)計(jì)的目的和意義 （1）通過畢業(yè)設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，使學(xué)生進(jìn)一步鞏固加深所學(xué)的基礎(chǔ)理論、基本技能和專業(yè)知識(shí)，使之系統(tǒng)化、綜合化。（2）在畢業(yè)設(shè)計(jì)中著重培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作、鼓勵(lì)思考并運(yùn)用已學(xué)知識(shí)解決實(shí)際工程技術(shù)問題的能力，結(jié)合課題的需要更應(yīng)注意培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立獲取知識(shí)的能力。（3）通過畢業(yè)設(shè)計(jì)加強(qiáng)對(duì)學(xué)生計(jì)算、繪圖、編輯設(shè)計(jì)文件、使用規(guī)范手冊(cè)等最

13、基本的工作實(shí)際能力的培養(yǎng)。（4）通過畢業(yè)設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，使學(xué)生樹立起具有符合國(guó)情和生產(chǎn)實(shí)際的正確的設(shè)計(jì)思想和觀點(diǎn)；樹立起嚴(yán)謹(jǐn)、負(fù)責(zé)、實(shí)事求是、刻苦鉆研、勇于探索并具有創(chuàng)新意識(shí)與他人合作的工作作風(fēng)、酒精工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)重要的基礎(chǔ)原料產(chǎn)業(yè)。它廣泛應(yīng)用于化學(xué)工業(yè)、食品工業(yè)、日用化工、醫(yī)藥衛(wèi)生等領(lǐng)域，是酒基、浸提劑、洗滌劑、溶劑、表面活性劑。目前不少國(guó)家都在考慮將酒精作為新能源以應(yīng)付“石油危機(jī)”和“能源危機(jī)”，用酒精部分或全部代替汽油作為汽車燃料，不僅可節(jié)約大量的石油，而且可以減少二氧化碳的排放量，緩和溫室效應(yīng)，所以酒精生產(chǎn)有廣大的供求市場(chǎng)。12設(shè)計(jì)依據(jù)（1）海南大學(xué)理工學(xué)院（生物工程專業(yè)）- 年產(chǎn)2700

14、噸無水酒精工廠的初步設(shè)計(jì)任務(wù)書（2）設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料：產(chǎn)品名稱：無水酒精（優(yōu)級(jí)純）工廠廠址：?？诮忌a(chǎn)原料：廢糖蜜（海南各地糖廠的副產(chǎn)物）生產(chǎn)天數(shù)“全年生產(chǎn)260天（全天候）當(dāng)?shù)貧夂驐l件（來自海南氣象臺(tái)資料）：溫度 極端高溫39 最低溫度6 平均溫度23.8濕度 最高濕度92% 平均濕度85%水溫 河水（>1米） 最高30 最低10 自來（飲用）水 最高30 最低10 深井水 平均18風(fēng)頻率 年平均風(fēng)速：3.3m/s降水量 年平均：1691ml/a風(fēng)向 東北風(fēng)和東風(fēng)13指導(dǎo)思想 以設(shè)計(jì)任務(wù)書為基礎(chǔ)，以最新科研成果和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)為依據(jù)，通過文獻(xiàn)檢索、收集資料，調(diào)查研究，綜合分析；貫徹節(jié)省基建投資

15、，充分重視技術(shù)先進(jìn)，降低工程造價(jià)等思想，從節(jié)約能源和降低原料消耗，創(chuàng)較高經(jīng)濟(jì)效益等角度出發(fā)，以“工藝先進(jìn)、技術(shù)可靠、系統(tǒng)科學(xué)、經(jīng)濟(jì)合理、安全環(huán)保”為原則，同時(shí)注重“三廢”治理和綜合利用副產(chǎn)物，充分重視環(huán)保防污。盡量采用本地原料、定型設(shè)備，各種設(shè)計(jì)方案綜合比較，取長(zhǎng)補(bǔ)短，制定一個(gè)高產(chǎn)節(jié)能的設(shè)計(jì)方案，高效生產(chǎn)高質(zhì)量的優(yōu)質(zhì)酒精。14設(shè)計(jì)范圍（1）原料的選擇及進(jìn)行生產(chǎn)的方法（2）生產(chǎn)工藝流程與工藝條件的確定與論證（3）工藝計(jì)算（4）車間生產(chǎn)設(shè)備的選型計(jì)算 (5）書寫設(shè)計(jì)說明書（6）繪制工藝流程圖 帶控制點(diǎn)生產(chǎn)工藝流程圖；主要設(shè)備裝配圖；車間平面布置圖；全廠總貌平面布置圖等。（7）設(shè)計(jì)重點(diǎn)：蒸餾工藝流程

16、設(shè)計(jì)；蒸餾塔、精餾塔設(shè)計(jì)選型（8）技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)分析15生產(chǎn)規(guī)模及產(chǎn)品執(zhí)行質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（1）生產(chǎn)規(guī)模生產(chǎn)規(guī)模：年產(chǎn)工業(yè)無水酒精2700噸，日生產(chǎn)10.5噸年工作日：全年生產(chǎn)260天（全天候）；其余時(shí)間為副產(chǎn)品加工、設(shè)備維修檢修、員工技能培訓(xùn)等。主產(chǎn)品：無水酒精 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)gb/t 678-2002優(yōu)級(jí)純。副產(chǎn)品：雜醇油（2）產(chǎn)品執(zhí)行質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（見表1-1）表1-1 產(chǎn)品酒精質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)gb/t678-2002檢 測(cè) 項(xiàng) 目單 位標(biāo) 準(zhǔn) 規(guī) 定 值乙醇（ch3ch2oh）%99.8密度（20）g/ml0.7890.791與水混合試驗(yàn)合 格蒸發(fā)殘?jiān)馁|(zhì)量分?jǐn)?shù)%0.0005水分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)%0.2酸度（以h+計(jì)

17、）mmol/100g0.02堿度（以oh-計(jì)）mmol/100g0.005甲醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（ch3oh）%0.02異丙醇（ch3）2choh的質(zhì)量分?jǐn)?shù)%0.003鐵（fe）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)%0.00001鋅（zn）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)%0.00001還原高錳酸鉀物質(zhì)（以o計(jì)）%0.00025易碳化物質(zhì)合 格（3）生產(chǎn)車間組織與 管理 本車間實(shí)行車間、工段、班組三級(jí)組織與管理（4）工作制度 酒精廠日工作時(shí)間為24小時(shí)，每日三班，每班8小時(shí)連續(xù)生產(chǎn)。2 生產(chǎn)工藝流程選擇和論證21酒精生產(chǎn)工藝流程設(shè)計(jì)2.1.1工藝流程簡(jiǎn)圖（見圖2.1）糖蜜酒精生產(chǎn)主要經(jīng)過稀糖液制備、酒母制備、稀糖液發(fā)酵和酒精蒸餾四個(gè)工序。 原種 擴(kuò)

18、 硫酸 培營(yíng)養(yǎng)鹽 酒母 co原糖蜜 稀糖液 稀糖液發(fā)酵 酒精蒸餾 無水酒精 水圖2.12.1.2流程說明 原糖蜜經(jīng)泵送至高位槽，再經(jīng)計(jì)量秤稱重后輸入酸化罐。在酸化罐加入定量的水、硫酸、營(yíng)養(yǎng)鹽等輔料進(jìn)行處理，處理后用雙濃度法稀釋，稀糖液濃度1418ºbx是用來培養(yǎng)酵母；濃糖液濃度3240ºbx是用來發(fā)酵。兩種溶液流進(jìn)主發(fā)酵罐進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵得到成熟醪（酒精濃度10%以上） 成熟醪經(jīng)預(yù)熱器預(yù)熱至72左右從醪塔頂加入，經(jīng)過醪塔粗餾后酒汽從塔頂出來，從排醛塔13層左右進(jìn)入，排醛塔底進(jìn)入精餾塔的脫醛酒，脫醛液進(jìn)入精餾塔，塔頂排出來的酒精汽（96%），再經(jīng)預(yù)熱器加熱到200250后進(jìn)入分

19、子篩塔進(jìn)行脫水，出分子篩得到產(chǎn)品無水酒精。22糖蜜發(fā)酵的依據(jù)和機(jī)理2.2.1糖蜜酒精發(fā)酵特點(diǎn)（1）糖蜜酒精生產(chǎn)特點(diǎn) 糖蜜原料中的糖分以可發(fā)酵糖為主，發(fā)酵速度快，糖蜜中糖分以蔗糖為主，甘蔗糖蜜除蔗糖外還有大量轉(zhuǎn)化糖，只需稀釋，無需糖化即可被酵母利用，發(fā)酵速度快。不論是甘蔗糖蜜還是甜菜糖蜜中糖類大多數(shù)為可發(fā)酵性糖，經(jīng)過稀釋同時(shí)添加部分營(yíng)養(yǎng)鹽，就可用酵母將它們發(fā)酵生成酒精，發(fā)酵周期短，一般只有36h。 糖蜜含糖高、灰分多、黏度高 糖蜜含糖高、膠體多、灰分大、黏度高。糖蜜需加水稀釋降低糖度和黏度，加酸調(diào)整ph，并要選用耐高滲透壓的酵母進(jìn)行酒精發(fā)酵。為了維持正常的酵母生長(zhǎng)和發(fā)酵速率，在酒母培養(yǎng)和酒精發(fā)酵

20、時(shí)要適當(dāng)通風(fēng)。生產(chǎn)工藝與設(shè)備簡(jiǎn)單、易實(shí)現(xiàn)連續(xù)化酒精發(fā)酵 與淀粉質(zhì)原料生產(chǎn)酒精比較，可以省去蒸煮、制曲、糖化等工序，只需加水稀釋，加酸酸化處理即可用于酒母培養(yǎng)和發(fā)酵，工藝流程與操作簡(jiǎn)單，易實(shí)現(xiàn)連續(xù)發(fā)酵。發(fā)酵生成酯、醛、頭級(jí)雜質(zhì)和雜醇油多 糖蜜酒精發(fā)酵生成的酯、醛、頭級(jí)雜質(zhì)和雜醇油較多。糖蜜酒精蒸餾一般需增加一個(gè)脫醛塔以排除乙醛，要加強(qiáng)雜醇油分離操作（提油）。成品酒精中易超標(biāo)的指標(biāo)主要是醛、氧化實(shí)驗(yàn)、硫酸試驗(yàn)和雜醇油等。（2）糖蜜酒精生產(chǎn)優(yōu)點(diǎn)糖蜜酒精發(fā)酵工藝相對(duì)低簡(jiǎn)單，成本低。糖蜜主要成分為可發(fā)酵糖，無需蒸煮、糖化過程，原料只要稀釋、酸化、接種、發(fā)酵和蒸餾過程。其主要優(yōu)點(diǎn)是：來源豐富生產(chǎn)工藝、設(shè)備

21、較淀粉質(zhì)原料生產(chǎn)酒精相對(duì)簡(jiǎn)單 糖蜜酒精無須粉碎、蒸煮、制曲和糖化過程和相應(yīng)設(shè)備，能耗低，并且原料價(jià)格低，生產(chǎn)成本低。生產(chǎn)易實(shí)現(xiàn)連續(xù)化 糖蜜酒精廠基本上采用了雙流加連續(xù)發(fā)酵工藝。（3）糖蜜酒精生產(chǎn)缺點(diǎn)濃度高、灰分大、膠體多發(fā)酵生成酯、醛等頭級(jí)雜質(zhì)多、雜醇油多，蒸餾廢液難處理 2.2.2糖蜜發(fā)酵對(duì)酵母菌種的要求 （1）能在高滲透壓的糖液中具有較強(qiáng)的增殖能力，生產(chǎn)速度快。 （2）發(fā)酵能力強(qiáng)，發(fā)酵迅速而且完全、殘?zhí)巧?，酒精生產(chǎn)率高。 （3）耐酸能力強(qiáng)，在酸度較高的糖液中仍能增殖快。細(xì)菌耐酸性差，提高酵母的耐酸性，使之能在酸性環(huán)境下生產(chǎn)、繁殖，對(duì)提高酒精發(fā)酵的抗污染能力具有重要意義。 （4）耐高溫能力強(qiáng)

22、。 （5）抵抗代謝產(chǎn)物反饋抑制作用能力強(qiáng)，能在高濃度酒精時(shí)繼續(xù)對(duì)糖進(jìn)一步發(fā)酵。可提高生產(chǎn)率和設(shè)備利用率。 （6）營(yíng)養(yǎng)要求低，抵抗重金屬的毒害作用強(qiáng)。 （7）發(fā)酵時(shí)產(chǎn)生的泡沫少。選育產(chǎn)泡沫少的菌種，可以進(jìn)一步提高發(fā)酵設(shè)備裝料系數(shù)和設(shè)備利用率。 （8）性能穩(wěn)定，不易變異。2.2.3糖蜜酒精發(fā)酵中酵母的有效酶系糖蜜酒精發(fā)酵過程中，酵母細(xì)胞中參與酒精發(fā)酵的酶有十多種。 主要有兩大類：一類為水解酶，另一類是糖-酒精轉(zhuǎn)化酶。酵母活細(xì)胞中水解酶首先將糖蜜醪中的蔗糖水解生成一分子葡萄糖和一分子果糖，然后再由酵母活細(xì)胞中的酒化酶進(jìn)行發(fā)酵，酒化酶是參與酒精發(fā)酵的各種酶和輔酶的總稱。這類酶主要包括己糖激酶、氧化還原

23、酶、烯醇化酶、脫羧酶和異構(gòu)酶、變位酶等。這類酶都是胞內(nèi)酶。在這些酶的順序作用下，糖分被逐步轉(zhuǎn)化為酒精。2.2.4糖蜜酒精發(fā)酵在密閉發(fā)酵罐中進(jìn)行的理論依據(jù)所謂發(fā)酵，是指微生物細(xì)胞，在無氧條件下，進(jìn)行無氧呼吸，將吸收的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)通過細(xì)胞內(nèi)酶的作用，進(jìn)行一系列的生物化學(xué)反應(yīng)，把復(fù)雜的有機(jī)物分解為比較簡(jiǎn)單的生化中間產(chǎn)物，同時(shí)放出一定能量的過程，就叫做發(fā)酵?；蛘吆?jiǎn)單地說，就是在無氧條件下，微生物將復(fù)雜的有機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)楹?jiǎn)單的產(chǎn)物的過程，就叫做發(fā)酵。所謂酒精發(fā)酵，就是指發(fā)酵酵中的糖類物質(zhì)，在無氧條件下，受酵母細(xì)胞中酒化酶的作用，產(chǎn)生酒精的全過程。酒精的發(fā)酵過程中，酵母菌的發(fā)酵是屬于厭氣性發(fā)酵，進(jìn)行著無氧呼吸，發(fā)

24、生著復(fù)雜的生化反應(yīng)。從整個(gè)發(fā)酵工藝來講，既有發(fā)酵醪中的淀粉、糊精繼續(xù)被糖化酶作用，水解生成糖類物質(zhì)的反應(yīng)，同時(shí)又有發(fā)酵醪中的蛋白質(zhì)在蛋白酶的作用下，水解生成小分子的蛋白胨、肽和各種氨基酸的反應(yīng)，這些水解產(chǎn)物一部分被酵母細(xì)胞吸收合成菌體，另一部分則發(fā)酵生成了酒精和二氧化碳，還要產(chǎn)生副產(chǎn)物雜醇油、甘油等。糖蜜酒精發(fā)酵過程是不需氧的生物化學(xué)氧化過程，其生物氧化自成體系，反應(yīng)過程中生成還原態(tài)的nadh，用于乙醛的還原，而其自身被氧化恢復(fù)成氧化態(tài)的nad。輔酶上的氧化還原過程，即酒精發(fā)酵氫的傳遞過程。所以酵母進(jìn)行糖蜜酒精發(fā)酵時(shí)宜在密閉的發(fā)酵罐中進(jìn)行。酵母進(jìn)行糖蜜酒精發(fā)酵時(shí)，在有氧的情況下，由于進(jìn)行了呼吸

25、作用，而酒精產(chǎn)量大大降低，糖的消耗速度在單位時(shí)間內(nèi)也減慢。有氧情況下，為什么糖蜜酒精發(fā)酵的發(fā)酵率反而減低？從酒精發(fā)酵反應(yīng)式可總結(jié)如下：c6h12o6+2adp+2h3po42c2h5oh+2atp+2co在酒精發(fā)酵過程中，在無氧情況下，一分子葡萄糖經(jīng)酵母酒化酶系的催化作用最終生成二分子的乙醇，二分子atp，二分子二氧化碳，同時(shí)在酒精發(fā)酵中進(jìn)行底物水平磷酸化，每發(fā)酵一分子葡萄糖產(chǎn)生4分子atp，同時(shí)需要用去2分子adp和2分子磷酸： 2adp+2pi2atp在有氧的情況下，進(jìn)行電子傳遞磷酸化，每消耗一分子葡萄糖，則產(chǎn)生38個(gè)atp，因此也需要38個(gè)分子的adp和pi：38adp+38 pi38a

26、tp在酵母細(xì)胞內(nèi)，adp和pi量是有限的，由于發(fā)酵的高速度進(jìn)行，adp和pi已經(jīng)被充分利用了，當(dāng)有氧的情況下進(jìn)行了電子傳遞磷酸化，生成大量的atp，因而消耗了大量的adp和pi，而用來進(jìn)行發(fā)酵的底物磷酸化就會(huì)感到不足，從而降低了發(fā)酵速度，因此在有氧的情況下，糖蜜酒精發(fā)酵的效應(yīng)反而降低。由此可見，糖蜜酒精發(fā)酵宜在密閉的發(fā)酵罐內(nèi)進(jìn)行。 2.2.5糖蜜酒精發(fā)酵機(jī)理酵母進(jìn)入糖化醪后，糖分被酵母細(xì)胞吸收滲入細(xì)胞內(nèi)，經(jīng)過酵母細(xì)胞內(nèi)糖-酒轉(zhuǎn)化酶系統(tǒng)的作用，最終生成酒精、co和能量，其中一部分能量被酵母細(xì)胞用作新陳代謝的能源，余下的部分能量和酒精及co一起，通過細(xì)胞膜排出細(xì)胞外。酵母菌就是以這種方式進(jìn)行糖的酒

27、精發(fā)酵的。酵母酒精發(fā)酵的4個(gè)階段：葡萄糖磷酸化和異構(gòu)化，然后裂解為能轉(zhuǎn)化的兩種磷酸丙糖（甘油醛-3-p和磷酸二羥丙酮）。磷酸丙糖中的甘油醛-3-p的醛基經(jīng)nad+氧化成羧基，伴隨著pi的攝取，此反應(yīng)形成甘油酸-1，3-2p，其能量足以轉(zhuǎn)移pi到adp上形成atp。pi從甘油酸的3位轉(zhuǎn)移到2位，然后脫水形成磷酸烯醇式丙酮酸，它提供足夠能量以轉(zhuǎn)移pi到adp上。丙酮酸脫羧形成乙醛，乙醛為氫受體，其羰基氧化甘油醛-3-p脫氫所生成的nadh（h+），從而再生nad+，乙醛生成乙醇。酵母酒精發(fā)酵全過程的12步反應(yīng)：（1）發(fā)酵醪中的葡萄糖，被酵母吸收后，在atp與己糖激酶的催化下，將葡萄糖變?yōu)?磷酸葡萄

28、糖。mg2+作激活劑。（2）轉(zhuǎn)化為6磷酸葡萄糖后，再經(jīng)酵母細(xì)胞中磷酸己糖異構(gòu)酶催化下，生成6-磷酸果糖。（3）6磷酸果糖在磷酸果糖激酶的催化下，降解成為1，6二磷酸果糖。（4）1，6二磷酸果糖在醛縮酶的作用下，生成磷酸二羥丙酮和3磷酸甘油醛。（5）此時(shí)的磷酸二羥丙酮，在磷酸丙糖異構(gòu)酶催化下，又生成3磷酸甘油醛。（6）3磷酸甘油醛在3磷酸甘油醛脫氫酶的催化下，生成1，3二磷酸甘油酸。（7）1，3二磷酸甘油酸在磷酸甘油激酶的催化下，生成3磷酸甘油酸。（8）3磷酸甘油酸在磷酸甘油酸變位酶催化下、生成2磷酸甘油酸。（9）2磷酸甘油酸在烯醇化酶催化下，生成2磷酸烯醇式丙酮酸。（10）2磷酸烯醇式丙酮酸在

29、丙酮酸激酶的催化下、生成烯醇式丙醇酸，由于烯醇式丙酮酸很不穩(wěn)定，立即就會(huì)生成丙酮酸。（11）丙酮酸在丙酮酸脫氫酶催化下生成乙醛。（12）乙醛在乙醇脫氫酶的作用下就生成了酒精。2.2.6提高糖蜜酒精發(fā)酵效率的方法一方面要注意調(diào)整酵母的外界環(huán)境條件，使外因適于酵母內(nèi)在規(guī)律要求，另一方面馴養(yǎng)和選育耐高滲透壓和耐高溫的優(yōu)良酵母菌種，以適于糖蜜酒精發(fā)酵。     調(diào)整酵母外界環(huán)境的滲透壓是提高糖蜜酒精發(fā)酵效率的關(guān)鍵，酵母細(xì)胞內(nèi)酶系催化效率的提高，依賴于酵母細(xì)胞質(zhì)膜的半滲透作用。所以，糖蜜酒精發(fā)酵要求發(fā)酵醪要有適當(dāng)?shù)臐B透壓，才有利于酵母半透性細(xì)胞質(zhì)膜對(duì)醪液中c、n源

30、、生長(zhǎng)素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收利用，才能加速細(xì)胞內(nèi)酶系的催化反應(yīng)速度，從而使發(fā)酵率進(jìn)一步提高。為了保證酒母細(xì)胞質(zhì)膜半滲透作用的正常進(jìn)行，對(duì)于糖蜜原料，特別是低純度糖蜜原料，應(yīng)想辦法先除去搪蜜中的焦糖、黑色素、果膠等膠體物質(zhì)；只有適當(dāng)降低糖密濃度和粘度才能調(diào)整至適宜的滲透壓，才能保證酵母細(xì)胞質(zhì)膜半滲透作用的正常進(jìn)行和提高工作效率。     其它工藝條件也能直接影響發(fā)酵效率，如果調(diào)整適宜的發(fā)酵溫度，發(fā)酵效率也明顯提高。23糖蜜酒精的發(fā)酵方法糖蜜酒精發(fā)酵方法很多，基本上可分為間歇法與連續(xù)法兩大類。2.3.1間歇發(fā)酵法根據(jù)藝和設(shè)備不同，間歇發(fā)酵法又可分為開放式、密閉式

31、、分割式、分段添加和連續(xù)流加等發(fā)酵方法。開放式間歇發(fā)酵法 此法的特點(diǎn)是醪液在敞開的發(fā)酵槽內(nèi)進(jìn)行發(fā)酵，操作是間歇進(jìn)行，發(fā)酵槽一般用水泥制成，也可用鋼板制成，發(fā)酵槽內(nèi)裝有冷卻管和蒸汽管，使用時(shí)先用石灰乳、熱水充分洗滌及消毒。培養(yǎng)酒母稀糖蜜濃度為1215，ph4.05.0，接入10的種子，2530培養(yǎng)至濃度為68時(shí)即為成熟灑母。濃度為20的稀糖液送入發(fā)酵槽，同時(shí)接入20的酒母，接種溫度隨季節(jié)而改變，夏季27，冬季為32，酒母添加后不久就進(jìn)行前發(fā)酵，再約經(jīng)10小時(shí)開始主發(fā)酵，溫度逐漸上升，這時(shí)要注意降溫，發(fā)酵時(shí)間約需3040小時(shí)，成熟醪含酒精67(容量)。 開放式間歇發(fā)酵法的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單，容易上馬，

32、操作簡(jiǎn)便。缺點(diǎn)是直接與空氣接觸不利于嫌氣性發(fā)酵，容易感染雜菌，同時(shí)也容易導(dǎo)致酒精揮發(fā)損失及co無法回收，設(shè)備利用率低。密閉式間歇發(fā)酵 此法的特點(diǎn)是在密閉的容器內(nèi)進(jìn)入，嫌氣性發(fā)酵條件較好，能防止雜菌感染，發(fā)酵率穩(wěn)定，可以回收co，酒精損失較少。酒母罐預(yù)先以100空消1小時(shí)，送入1215的稀糖液后，再加熱到100，滅菌30分鐘，實(shí)消后加入濃硫酸調(diào)節(jié)ph4.55.0，然后冷卻到30時(shí)接入種母，培養(yǎng)濃度降至68時(shí)即為成熟酒母。 將已殺菌的濃度為20的稀糖液送入密閉式發(fā)酵槽，冷卻至80時(shí)接入10的酒母，保溫3035發(fā)酵，發(fā)酵時(shí)間為3040小時(shí)，成熟醪含酒精6.57(容量），發(fā)酵率8687%。分割式發(fā)酵法

33、 此法是利用發(fā)酵正常的主發(fā)酵醪，把它抽出一部分(13或12)送人第二發(fā)酵罐，作為第二發(fā)酵罐的酒母，兩個(gè)發(fā)酵罐各用稀糖液添加滿，第一個(gè)罐讓它發(fā)酵完畢，然后蒸餾，而第二個(gè)發(fā)酵罐在進(jìn)入主發(fā)酵期時(shí)，又分割出13或12的發(fā)酵醪送入第三個(gè)發(fā)酵罐，作為第三個(gè)發(fā)酵罐的酒母，再分別添加滿稀搪液，如此依次進(jìn)行下去，分割主發(fā)酵醪進(jìn)行發(fā)酵。此法優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省酒母的制備，分割主發(fā)酵醪作為酒母，接種量較大，可以縮短發(fā)酵時(shí)間，缺點(diǎn)是容易感染雜菌。為了減少雜菌感染的機(jī)會(huì)，每天更換新種兩次，或在重復(fù)分割時(shí)，將發(fā)酵醪酸化調(diào)整為ph4.0，或添加適量的氟化鈉或五氯代苯酚鈉等化學(xué)防腐劑。我國(guó)南方小型糖蜜酒精工廠采用此法較普通。稀糖液濃度

34、以全糖分為標(biāo)準(zhǔn)，冬季為1213，夏季為1112，酒母稀糖液的濃度一般比發(fā)酵所用的低23，發(fā)酵時(shí)間只需要3036小時(shí)，成熟醪含酒精夏季66.5(容量)，冬季6.57(容量)。分段添加發(fā)酵法 分段添加發(fā)酵法的特點(diǎn)是將酵母培養(yǎng)階段和發(fā)酵階段明顯地劃分開來，根據(jù)兩者不同的目的要求，采取不同的技術(shù)條件，在發(fā)酵過程中盡可能維持醪液中的糖分一致，使酵母在較穩(wěn)定的情況下發(fā)酵，由于采用分段添加糖液，保持了醒液中較低的糖分和較高的酒精分。 分段添加發(fā)酵法是在發(fā)酵罐中加入1020的成熟酒母，并且分三次或更多次加入基本稀糖液。第一、第二次添加發(fā)酵罐容積20的糖液，第三次加入發(fā)酵罐容積4050的糖液。為了使酵母很好地增

35、殖，在第一次及第二次添加時(shí)，通空氣一小時(shí)，而第三次添加時(shí)則通氣15-20分鐘，如果沒有通風(fēng)設(shè)備，添加速度應(yīng)盡量慢。 當(dāng)糖度降到5.56時(shí)，才開始添加基本稀糖液，稀糖液混入后的濃度應(yīng)在7.5左右，最后一次添加的稀糖液濃度應(yīng)該保證成熟醪的酒精含量為8.59(容量)，錘度為5.5-6.5，發(fā)酵溫度宜控制3035。發(fā)酵時(shí)間約3645小時(shí)。連續(xù)流加發(fā)酵法 連續(xù)流加發(fā)酵法的特點(diǎn)是把成熟的酒母一次加入發(fā)酵罐中，然后連續(xù)流加基本糖液，連續(xù)流加基本糖液的速度應(yīng)控制，使發(fā)酵糖液的濃度大致相同，這樣可使發(fā)酵時(shí)間大大縮短，發(fā)醪中酒精含增高。 連續(xù)流加發(fā)酵法是先將占發(fā)酵醪總?cè)萘考s30%的成熟酒母醪一次放入發(fā)酵罐中，然后

36、加入相同數(shù)量的濃度為14的稀糖液，通入空氣，使其與酒母混勻，促使酒母很快增殖，約經(jīng)過兩小時(shí)，發(fā)酵度降低77.5，這時(shí)就連續(xù)地加入濃度3235的基本稀糖液，連續(xù)流加基本糖液的速度，主要是維持加入過程中發(fā)酵醪的濃度在10左右。采用連續(xù)流加發(fā)酵法，發(fā)酵最高溫度須控制在3334，發(fā)酵總時(shí)間只有1520小時(shí)，發(fā)酵醪的酒精含量可達(dá)9(容量)以上。2.3.2連續(xù)發(fā)酵法間歇式發(fā)酵是始終在一個(gè)容器內(nèi)進(jìn)行，酵母始終處在一個(gè)變動(dòng)的環(huán)境中，即酵母的繁殖與生命活動(dòng)是在糖分不斷下降，酒精含量逐步增加的變化過程中進(jìn)行的。連續(xù)發(fā)酵與此相反，發(fā)酵的每一個(gè)階段是在各個(gè)不同的容器中進(jìn)行，對(duì)每個(gè)容器來講，醪液的濃度，酒精的含量，ph

37、，溫度等因素是一定的，這樣，酵母由于適應(yīng)穩(wěn)定外界的環(huán)境，其發(fā)酵能力加強(qiáng)，發(fā)酵率也相應(yīng)提高，整個(gè)生產(chǎn)過程連續(xù)化，操作方便，生產(chǎn)管理穩(wěn)定，大大減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度和節(jié)省勞動(dòng)力，為實(shí)現(xiàn)儀表自動(dòng)控制提供了有利條件，同時(shí)由于連續(xù)發(fā)酵法，節(jié)約了非生產(chǎn)時(shí)間，提高了發(fā)酵設(shè)備利用率。我國(guó)南方利用甘蔗糖蜜與北方利用甜菜糖蜜生產(chǎn)酒精的工廠，大都采用連續(xù)發(fā)酵法。糖蜜酒精連續(xù)發(fā)酵的方法較多，現(xiàn)歸納如下： 多級(jí)連續(xù)發(fā)酵法多級(jí)連續(xù)發(fā)酵法又稱自流式連續(xù)流動(dòng)發(fā)酵法，是在一組串聯(lián)幾個(gè)發(fā)酵罐中進(jìn)行的，罐的數(shù)量及位置可以不同。通常采用910個(gè)罐串聯(lián)起來，它們的位置可以在高度相同的一個(gè)平面上或者高度不同的兩個(gè)平面上，呈梯級(jí)式。酒母和基本稀糖

38、液，以一定的速度連續(xù)地流入前兩個(gè)發(fā)酵罐，發(fā)酵時(shí)醪液從#1發(fā)酵罐上部沿連通管流入#2發(fā)酵罐底部，再經(jīng)#2發(fā)酵罐上部流入#3發(fā)酵罐底部，這樣順序連續(xù)流動(dòng)，經(jīng)過一組串聯(lián)的發(fā)酵設(shè)備所連接的空間，酵母完成增殖和發(fā)酵作用的全過程，成熟醪從最后的發(fā)酵罐中連續(xù)排出，送去蒸餾。多級(jí)連續(xù)發(fā)酵法的特點(diǎn)是：把前兩個(gè)發(fā)酵罐作為主體罐，在酒母與基本稀糖液連續(xù)流加的條件下，酵母處在對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期，保持旺盛的生命活動(dòng)能力，發(fā)酵一開始便達(dá)到主發(fā)酵期，發(fā)酵時(shí)間可以大大縮短。在間歇分批發(fā)酵過程中，酵母的萌發(fā)期較長(zhǎng)，然而在連續(xù)發(fā)酵過程中，酵母的萌發(fā)期的時(shí)間取決于主罐中醪液交換的速度和第一次加入酵母的數(shù)量。換句話說，如果交換速度過大，在營(yíng)

39、養(yǎng)物質(zhì)豐富的情況下，雖然酵母的生長(zhǎng)速度加大，但不利于酵母的積累，往往酵母來不及繁殖就有可能被流掉，酵母積累便在后面幾個(gè)罐內(nèi)進(jìn)行，并且速度緩慢。為了消除這一現(xiàn)象，主罐的發(fā)酵醪交換速度應(yīng)比其他發(fā)酵罐的進(jìn)度低一些，為此可加大主發(fā)酵罐的容量，或者利用一組罐的前兩罐作主罐，這種方法使酵母的積累在第一罐內(nèi)結(jié)束，而使第二、第三發(fā)酵罐酵母細(xì)胞含量變化不大，使連續(xù)發(fā)酵穩(wěn)定在一定的酵母數(shù)量。酵母在主罐中積累過程也取決于它的初始含量，在連續(xù)發(fā)酵過程中控制主發(fā)酵罐的酵母數(shù)量甚為重要，需要掌握好發(fā)酵醪的流加速度，使其交換速度與酵母的生長(zhǎng)速度達(dá)到相對(duì)平衡。另外，糖蜜連續(xù)發(fā)酵一些重要的因子，如糖濃度、ph、溫度、酵母數(shù)量和

40、酒精濃度在各個(gè)發(fā)酵罐內(nèi)雖不相同，但能控制保持相對(duì)穩(wěn)定性，因而可以避免和間歇發(fā)酵過程中由于代謝產(chǎn)物反饋抑制作用，酒精濃度增加，致使酵母出現(xiàn)過早衰亡的現(xiàn)象，使酵母連續(xù)發(fā)酵作用得到充分發(fā)揮，因此，發(fā)酵率可以相應(yīng)提高。多級(jí)連續(xù)發(fā)酵節(jié)約了非生產(chǎn)時(shí)間，所以設(shè)備利用率相應(yīng)提高。但應(yīng)該看到多級(jí)連續(xù)發(fā)酵經(jīng)常會(huì)因雜菌感染，不可能長(zhǎng)期維持下去，必須定期更換酵母種子，一般每隔幾天，必要時(shí)甚至每隔78天各發(fā)酵罐需要交替排空滅菌再重新接入酵母種子進(jìn)行發(fā)酵。循環(huán)(往復(fù))多級(jí)連續(xù)發(fā)酵法此法的特點(diǎn)是發(fā)酵設(shè)備與多級(jí)連續(xù)發(fā)酵法相同，但管道布置與換種操作則不同，共同點(diǎn)是發(fā)酵設(shè)備同樣由9至10個(gè)發(fā)酵罐一組串聯(lián)起來，酒母與基本稀糖液的流

41、加，由#1、#2發(fā)酵罐，依次經(jīng)過所有的發(fā)酵罐完成連續(xù)發(fā)酵的全過程，成熟醪從最終發(fā)酵罐排出，送去蒸餾。不同點(diǎn)是：最終發(fā)酵罐成熟醪蒸餾后，立即刷罐滅菌，接入酵母新種，連續(xù)流加基本糖液，其它各發(fā)酵罐依次滅菌接入發(fā)酵醪，以相反的方向連續(xù)流動(dòng)進(jìn)行連續(xù)發(fā)酵，這樣尾罐變?yōu)槭坠?，?shí)現(xiàn)了循環(huán)連續(xù)發(fā)酵法。該法的優(yōu)點(diǎn)是不需用泵轉(zhuǎn)換，可簡(jiǎn)化操作，節(jié)省電力消耗。 通氣攪拌多級(jí)連續(xù)發(fā)酵法為了使糖蜜酒精連續(xù)發(fā)酵在均勻相(或均質(zhì))情況下進(jìn)行，同時(shí)保證有足夠或較多的酵母數(shù)量。我國(guó)一些糖蜜酒精廠，在一組發(fā)酵罐串聯(lián)起來的發(fā)酵系統(tǒng)中第一個(gè)罐采用通氣攪拌或間歇通氣攪拌措施，保持足夠和較多量酵母的情況下，通過連續(xù)流加基本稀糖液，使酵母迅

42、速處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)階段，保持其旺盛的生命力，和提高酵母的比生長(zhǎng)速度，是獲得高發(fā)酵率的關(guān)鍵。在隨后的各級(jí)發(fā)酵罐中，隨著糖液濃度降低，酵母比生長(zhǎng)速度也逐漸緩慢降低。所以，設(shè)計(jì)糖蜜酒精連續(xù)發(fā)酵方案時(shí)，宜采用雙流和多流系統(tǒng)，即糖液同時(shí)流入前23個(gè)發(fā)酵罐，以便保持酵母一定的比生長(zhǎng)速度。間歇通氣攪拌對(duì)穩(wěn)定和保證較高的比生長(zhǎng)速度更為有利?；厥战湍付嗉?jí)連續(xù)發(fā)酵法此法的特點(diǎn)是將發(fā)酵醪的酵母，用高速離心機(jī)回收再用。由于回收大量的酵母，在發(fā)酵過程中一開始便有足夠多量的酵母，發(fā)酵特別旺盛，代謝產(chǎn)物酒精立即大量積聚。由于代謝產(chǎn)物的反饋抑制作用，發(fā)酵過程中隨著酒精濃度迅速增高，抑制了酵母的增殖，使酵母迅速衰亡。因此，酵母耗糖

43、的損失相應(yīng)減少，酒精產(chǎn)率相應(yīng)可增加2左右，連續(xù)發(fā)酵時(shí)間可縮短810小時(shí)，所以此法的優(yōu)點(diǎn)是發(fā)酵周期短，產(chǎn)率高，設(shè)備利用率高?；厥战湍付嗉?jí)連續(xù)發(fā)酵是在四個(gè)一組串聯(lián)的發(fā)酵罐中進(jìn)行，連續(xù)發(fā)酵用糖液濃度為3034，來自活化罐的成熟酒母及發(fā)酵濃糖液送入第一個(gè)發(fā)酵罐的底部，發(fā)酵醪向上升起，沿導(dǎo)管流入第二發(fā)酵罐的底部，依次流入第三個(gè)發(fā)酵罐。這樣的輸送方向保證了酵母在整個(gè)發(fā)酵期間都處于懸浮狀態(tài)。由于發(fā)酵作用產(chǎn)生代謝產(chǎn)物酒精和二氧化碳，醪液比重沿罐高度而逐漸降低，這樣能防止發(fā)酵醪把剛送來的糖液帶走。第三與第四兩個(gè)發(fā)酵罐之間上部用導(dǎo)管相連，發(fā)酵醪由第四發(fā)酵罐的下部放出，使酵母沉降，便于回收。發(fā)酵醪的流動(dòng)速度需調(diào)節(jié)到

44、第一罐發(fā)酵度14，第二罐發(fā)酵度10，第三罐發(fā)酵度6.5，第四罐6.1，成熟醪酒精濃度約為8.8(容量)。從發(fā)酵醪分離回收的酵母漿，約為發(fā)酵醪容積的15，此酵母漿送至酒母罐，添加濃度1112稀糖液并添加硫酸，位酸度達(dá)11.3°，再加過磷酸鈣，而不加氮源養(yǎng)料，當(dāng)濃度降低至4.55時(shí)，即將酒母醪送至發(fā)酵罐，在發(fā)酵過程所釋出的二氧化碳，通過捕集器，而洗水則用來稀釋糖蜜，發(fā)酵醪用泵送入沉降槽，通過高速離心分離器將醪液和酵母分離，醪液送去蒸餾，酵母重回至活化罐中，如此反復(fù)使用15次左右。連續(xù)發(fā)酵與間歇發(fā)酵相比，酵母菌發(fā)酵的各階段都是在不同的發(fā)酵罐內(nèi)進(jìn)行，發(fā)酵中控制的ph值、精度、溫度、酒精含量等

45、都能相對(duì)穩(wěn)定在酵母菌發(fā)酵所需的范圍內(nèi)，即酵母菌的生長(zhǎng)、繁殖、代謝環(huán)境穩(wěn)定，其發(fā)酵能力強(qiáng)。并且酵母菌的發(fā)酵幾乎不存在適應(yīng)期，糖化醪或糖密一進(jìn)發(fā)酵罐就能進(jìn)行發(fā)酵，使整個(gè)生產(chǎn)周期縮短1020小時(shí)，能提高設(shè)備利用率2025。糖蜜酒精連續(xù)發(fā)酵采用多級(jí)比單級(jí)有利，因?yàn)槎嗉?jí)連續(xù)發(fā)酵可以比較充分地利用基質(zhì)，而第一級(jí)發(fā)酵罐流出的發(fā)酵醪中未利用的基質(zhì)，可以在以后的各級(jí)發(fā)酵罐內(nèi)被繼續(xù)消耗，因而多級(jí)連續(xù)發(fā)酵效率較高。其次是第一級(jí)發(fā)酵罐的酵母細(xì)胞數(shù)量立即達(dá)到對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的數(shù)量，取消酵母繁殖中的遲滯期，使多級(jí)連續(xù)發(fā)酵一開始便進(jìn)入主發(fā)酵階段，從而取消了前發(fā)酵階段，縮短了連續(xù)發(fā)酵過程的總時(shí)間，提高了設(shè)備利用率。多級(jí)連續(xù)發(fā)酵法可

46、分為單濃度連續(xù)發(fā)醉法和雙濃度連續(xù)發(fā)酵法兩種。單濃度連續(xù)發(fā)酵法是酒母培養(yǎng)與連續(xù)發(fā)酵醪的糖液均采用同一種濃度：2225ºbx；雙濃度連續(xù)發(fā)酵法酒母的培養(yǎng)液采用低濃度糖液，濃度為1418ºbx；連續(xù)發(fā)酵法添加基本稀糖液采用高濃度糖液，濃度為3240ºbx。由于糖蜜濃度高、黏度大、灰分多，因此糖蜜酒精發(fā)酵多采用雙濃度雙流加工藝以解決酵母生長(zhǎng)和酒精發(fā)酵最適條件不用的難題。2.3.3從co回收酒精的依據(jù) 糖蜜酒精發(fā)酵過程中放出大量co。發(fā)酵過程中產(chǎn)生co的主要來源是在酵母菌羧化酶及羧化輔酶的催化作用下，丙酮酸脫羧變?yōu)橐胰┎⒎懦鯿o，乙醛在酵母的乙醇脫氫酶作用下還原為酒精。根據(jù)

47、糖蜜酒精發(fā)酵化學(xué)反應(yīng)式：c12h22o11十h2o 2c6h12o6342.2                2×180c6h12o6 2c2h5oh十2co                       

48、60;  2×46  2×44 100公斤蔗糖可生成105.26公斤轉(zhuǎn)化糖。 理論上1噸蔗糖應(yīng)產(chǎn)生538.1公斤無水酒精，或682公升無水酒精(以20計(jì)算)，或677.6公升無水酒精(以15計(jì)算)，同時(shí)產(chǎn)461.9公斤co，可見糖蜜酒精發(fā)酵過程中產(chǎn)生co數(shù)量不少。一個(gè)年產(chǎn)3000噸糖蜜酒精工廠每小時(shí)排出co400-580公斤，每年排出co 2736噸。目前國(guó)內(nèi)不少酒精工廠回收co綜合利用生產(chǎn)液體co、干冰等。 在酒精發(fā)酵過程中，co的排出需要通過含有酒精的發(fā)酵醪層，于是就被酒精蒸汽所飽和，因此，co排出的同時(shí)必然帶走醪液中的一部分酒精。另外，酒

49、精發(fā)酵醪表面的蒸發(fā)也使部分酒精必然隨著co氣體而排出。排出的co所帶走的酒精數(shù)量與發(fā)酵醪的溫度、酒精濃度以及蒸發(fā)表面的狀態(tài)都有密切的關(guān)系。根據(jù)糖蜜酒精工廠實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)，發(fā)酵過程中co帶出的酒精量按產(chǎn)量的11.169計(jì)，則一個(gè)年產(chǎn)3000噸的糖蜜酒精工廠每年由于co所帶走的酒精即達(dá)3000035000公斤。因此，決不能讓這么多的酒精損失，必須設(shè)法回收。24雙糖流加發(fā)酵工藝流程2.4.1工藝流程圖酵母固體斜面菌種 營(yíng)養(yǎng)鹽 硫酸 水 糖蜜糖蜜貯罐液體試管 營(yíng)養(yǎng)液高位槽 硫酸高位槽 泵三角瓶 糖蜜高位槽 糖液酸化罐 1#連續(xù)稀釋器糖蜜磅秤小酒母罐 2#連續(xù)稀釋器糖蜜供應(yīng)器3#連續(xù)稀釋器酒母培養(yǎng)稀糖液

50、酒母罐發(fā)酵基本糖液酒母泡沫捕集器酒精回收液1#主發(fā)酵罐連續(xù)發(fā)酵罐組9#后發(fā)酵罐計(jì)量罐 成熟醪 無水酒精 分子篩塔 精餾酒精 蒸餾車間再生酒精 蒸餾塔 2.4.2 工藝流程說明（1）糖蜜的處理糖蜜自糖蜜貯池流出，經(jīng)除砂器除去部分砂土，然后用泵送到糖蜜磅，由電動(dòng)觸點(diǎn)自動(dòng)控制計(jì)量后，放至糖蜜池，然后用往復(fù)泵送到4樓的糖蜜高位箱暫貯。酒母擴(kuò)大培養(yǎng)所用的糖蜜自糖蜜高位箱經(jīng)液位調(diào)節(jié)器維持恒壓流入1號(hào)連續(xù)稀釋器內(nèi)，加入硫酸、磷酸及銨鹽溶液，使糖液達(dá)到一定的酸度和濃度后，送入一組串聯(lián)的酸化罐中進(jìn)行相當(dāng)時(shí)間酸化處理后，再流入2號(hào)連續(xù)稀釋器內(nèi)，加水進(jìn)行第二次稀釋至所需的濃度后，進(jìn)入酒母罐內(nèi)。而供主發(fā)酵用的糖蜜自糖

51、蜜高位箱經(jīng)液位調(diào)節(jié)器維持恒壓流入3號(hào)連續(xù)稀釋器內(nèi)，加水一次稀釋至所需的濃度后，連續(xù)地送入1號(hào)主發(fā)酵罐內(nèi)。糖液的稀釋箱流量窺測(cè)器及檢驗(yàn)器控制其錘度及流量，同時(shí)在2號(hào)、3號(hào)兩稀釋器流入一定量的甲醛溶液，其量根據(jù)工藝要求，由閥門控制。 營(yíng)養(yǎng)鹽、硫酸銨及過磷酸鈣用70熱水溶解并浸出成澄清溶液后，用營(yíng)養(yǎng)液泵送入四樓的硫酸高位箱內(nèi)。生產(chǎn)時(shí)，濃硫酸與磷酸、銨鹽溶液匯同一起送入1號(hào)連續(xù)稀釋器內(nèi)，稀釋用的冷水來自蒸餾車間冷水高位箱，經(jīng)液位調(diào)節(jié)器維持恒壓送入連續(xù)稀釋器內(nèi)。為了調(diào)節(jié)糖液的出口溫度，稀釋器還裝有熱水箱，所用熱水由蒸餾車間的冷卻器來，同樣經(jīng)位壓調(diào)節(jié)器維持恒壓送入連續(xù)稀釋器內(nèi)，冷熱水的加水比，根據(jù)工藝要求

52、，由閥門控制。（2）糖液的發(fā)酵糖液進(jìn)行酒精發(fā)酵所需的酒母，經(jīng)各階段擴(kuò)大培養(yǎng)后，進(jìn)入酒母罐，并連續(xù)流進(jìn)稀糖液，開始連續(xù)培養(yǎng)，而成熟的酒母醪則自酒母罐底部連續(xù)送入1號(hào)主發(fā)酵罐內(nèi)。 酵母擴(kuò)大培養(yǎng)采用間歇通風(fēng)培養(yǎng)，所需的空氣，由空氣壓縮機(jī)供給，經(jīng)空氣凈化器和空氣過濾器處理后入酒母罐和1號(hào)主發(fā)酵罐。 糖蜜酒精連續(xù)發(fā)酵是在一組串聯(lián)的發(fā)酵罐與后發(fā)酵罐內(nèi)完成，擴(kuò)大培養(yǎng)酒母所用稀糖液不斷地定量流入1號(hào)主發(fā)酵罐，主發(fā)酵用的濃糖液也是不斷地定量流入1號(hào)主發(fā)酵罐，與酒母罐送來的酒母醪混合開始發(fā)酵，然后逐個(gè)地、自上而下地通過所有的發(fā)酵罐和后發(fā)酵罐，約36小時(shí)左右，發(fā)酵即告成熟，成熟醪自最后一個(gè)后發(fā)酵罐底部排出，用成熟醪泵送去蒸餾。 發(fā)酵過程產(chǎn)生大量的二氧化碳和泡沫，引入泡抹捕集罐內(nèi)消除泡沫，積聚沫液，co氣體再導(dǎo)入co洗滌器內(nèi)，用水洗出其中夾帶的酒精，收集得到的沫液用泵送回后發(fā)酵罐再行發(fā)酵，co洗水(淡酒液)則送入最末一個(gè)成熟醪計(jì)量罐內(nèi)連同成熟醪一起送去蒸餾，co則導(dǎo)入液體co車間，經(jīng)壓縮冷卻制成商品液體二氧化碳和固體干冰。25雙糖流加發(fā)酵工藝流程選擇及論證酒母培養(yǎng)與酒精發(fā)酵