第三章 酒精生产工艺学
酒精生产工艺学
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采用的方法。这方面的工艺也十分成熟。 燃料乙醇是优良的油品质量改良剂，或者说是增氧剂。它还是汽油的
高辛烷值调合组分。添加燃料乙醇的汽油，国际上称为“增氧汽油”或“含 氧汽油”。研究发现，加入10%的燃料乙醇后（称为E10)，油品的含氧量可 达到3.5%，汽油的辛烷值（我国的汽油标号）可提高近3个标号，又降低了 油品的芳烃含量，抗爆指数大约增加了2个单位，汽车尾气中碳氢化合物、 NOx和CO含量明显降低，降低幅度可以达到30~35%，使油品的燃烧性能、 动力性能和环保性能均得到了改善，具有明显的社会效益。
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四、酒精生产原料
从生产工艺的角度来看，凡是含有可发酵性糖或可变为发酵性糖的物料， 都可以作为酒精生产的原料。 常用的或具有潜在能力的原料有以下几大类： 第一大类为淀粉质原料(粮食原料)：包括薯类原料（甘薯、木薯和马铃薯等）、 谷物原料 （玉米、小麦、高梁、大米等）、野生植物（橡子仁、葛根、土茯 苓、蕨根、石蒜、金刚头、香符子等）以及农产品加工副产物（米糠、米糠、 麸皮、高粱糠、淀粉渣等）。 第二大类原料为糖质原料：这类原料中最常用的是废糖蜜，其次是东欧用甜菜、 巴西用甘蔗，具有潜在发展前途的是起源于美国的甜高梁（桔杆中含糖，结的 高梁米含淀粉）。 第三大类为纤维质原料，目前用于酒精生产或研究的有农作物桔杆，森林工业下 脚料，木材工业下脚料，城市废纤维垃圾，甘蔗渣、废甜菜丝等工业下脚料等 还有其他原料：主要是指亚硫酸纸浆废液，各种野生植等。野生植物虽然含有可 发酵性物质，但从经济的角度来看．不具备真正成为酒精工业化生产原料的条 件。不在非常时期，不应用它作为原料。
酒精的工艺技术
酒精的工艺技术
酒精，即乙醇，是一种常见的化学物质，在我们的日常生活中有着广泛的应用，如酒精饮料、工业溶剂等。而酒精的生产工艺技术就是指通过发酵、蒸馏等方式将含有淀粉、糖类等物质的原料转化为酒精的过程。下面就为大家介绍一下酒精的工艺技术。
首先，酒精的生产流程通常包括原料处理、发酵、蒸馏和矫正等环节。
原料处理是指将含有淀粉或糖类的物质进行处理，使其适合发酵的条件。常见的原料有谷物（如玉米、大米、小麦等）、水果（如葡萄、苹果等）和糖蜜等。原料处理主要包括研磨、糖化和过滤等步骤。研磨是将原料破碎成细粉，增加表面积，利于后续的酵母发酵。糖化是将淀粉转化为可被酵母发酵的糖类物质，常见的方法是通过加热和添加酶类催化反应。过滤则是将原料中的固体杂质过滤除去，保证发酵过程的顺利进行。
发酵是酒精生产过程中最重要的环节之一。发酵就是将糖类转化为酒精和二氧化碳的过程，需要用到酵母菌。常见的酵母菌有酿酒酵母和工业酵母等。发酵的条件包括温度、pH值和氧气的供应等。一般来说，较低的温度可以减缓发酵速度，但有利于提高酒精的质量和香味。而较高的温度则可以加快发酵速度。发酵时间一般需要几天至几周不等，具体时间根据原料和酵母菌的不同而异。
蒸馏是将发酵液中的酒精提取出来的过程。主要通过物质的沸
点差异来实现。蒸馏一般分为几次，首次蒸馏称为粗馏，主要目的是将发酵液中的酒精和水分离。粗馏产物称为原酒，一般酒精浓度在30%左右。在后续的几次蒸馏中，分别提取出酒精、水和其他杂质，逐步提高酒精的纯度和酒味的浓郁程度。
矫正是将酒精进行调整，以获得所需要的酒精浓度。主要通过添加水或者将酒精与不同浓度的酒精混合来实现。在矫正过程中，还会对酒精的质量进行检验，确保其达到国家或行业标准。
酒精工艺学
酒精生产原料：辅助原料、水
一、原料：
1、玉米淀粉、主要集中在胚乳细胞中（直链α，1,4-糖苷键支链α1，6-糖苷键）
2、含氮物几乎为蛋白质，醇溶蛋白为主，几乎不含水溶性蛋白
3、含5%-7%脂肪（玉米油），主要胚芽中，酒精生产中应将胚芽除去
4、综合利用：1.糖类：淀粉低聚糖，葡萄糖酸，果糖糖浆2.酒精：饮料酒精，燃料酒精3.食用油：饲料
二、辅助原料：酶制剂、尿素、纯碱、活性干酵母、硫酸
（1）酶制剂：
糖化剂：将淀粉转化为可发酵性糖的过程所用的催化剂
耐高温α-淀粉酶
作用：液化工序酶制剂，通常与液化喷射器协同完成工序过程
分类：液体型、固体型
性质：1.淀粉内切酶：可随机水解α1.4糖苷键，使糊化淀粉粘度迅速降低，2.耐高温105度以上3.最适pH5.5-7.0，可使酶稳定性提高
产生菌：枯草杆菌
糖化酶
作用：将液化的糊精及短链淀粉彻底水解为葡萄糖，生产上常用液体剂型
性质：1.淀粉外切酶：从淀粉分子还原糖末端逐渐水解α1.4，α1.3 α1.6糖苷键产生葡萄糖2.最适pH4.0-4.5，最适温度58-60C，多数重金属能抑制其活性
3.产生菌：黑曲霉
3.酸性蛋白酶
作用：1.能水解蛋白质，生成短肽蛋白质及氨基酸被酵母利用，促进其繁殖2.蛋白质水解，破坏淀粉颗粒间的细胞壁结构，对淀粉颗粒有溶解作用（降粘，提高酒精生产率），
性质：内肽酶，最适pH2.5-4.0，作用温度30-50
产生菌：黑曲霉
尿素
生产中作酵母菌的氮源；质量稳定，具有三高：含氮高，纯度高，溶解度高
纯碱：氢氧化钠和漂白料
用途：1.调节pH值，使醪液达到α-淀粉酶的最适pH 2.作清洁剂，消毒剂，对各种罐，换热罐进行清洗
酒精生产工艺
3. 纯碱（Na2CO3）、NaOH和漂白粉
纯碱（Na2CO3）、NaOH和漂白粉是发酵罐、 粉浆罐、液化罐、糖化罐、换热器、连通 管线等清洗除菌必不可少的化学清洗剂和 消毒剂。
对清洗剂和消毒剂的要求是：有清洗和杀 灭微生物的效果，对人体无害、无危险， 易溶于水，无腐蚀，贮存稳定。
NaOH: Na2CO3 :漂白粉:H2O为 1:7.5:10:100
木薯淀粉中一般直链淀粉占17%，支链淀 粉占83%。
3、糖质原料
糖蜜是甘蔗或甜菜糖厂制糖过程中的一种 副产物，又称废糖蜜
甘蔗糖蜜的成分 （%）
项目
锤度 /°B
x
全糖 分
蔗糖 纯度 胶体
非发酵性糖
磷酸 酸度 P2O
5
转化 糖
总氮 量
亚硫酸法 85.5 50.8 29.7 59.4 11.1
4.57
（2）高活性糖化酶 高活性糖化酶又称葡萄糖淀粉酶，学名
为α-1,4-葡萄糖水解酶。 糖化酶是一种淀粉外切酶，能使淀粉从
非还原末端逐一水解α-1,4葡萄糖苷键， 产生葡萄糖，也能缓慢水解α-1,6葡萄 糖苷键，转化成葡萄糖。最适pH范围为 4.0~4.5，糖化酶最适作用温度范围为 58~60℃。 工业上多用根霉和黑曲霉发酵生产。
2、木薯
木薯是我国生产酒精原料之一，主要 产地为广东、广西、海南岛，其它地方 也有种植，但产量不多。
乙醇提取工艺和方法
一、生物发酵法酿造酒精
1。1生物发酵法的地位
由于化学合成法酒精有含有较多杂质等缺陷，其应用受到限制，因此我国酒精生产以发酵法为主，尤其是随着石油储量的锐减，发酵法酒精工业将日趋重要。
我国酒精年产量为300万吨，仅次于巴西、美国，列为世界第3位.其中发酵法酒精占绝对优势，80％左右的酒精用淀粉质原料生产、约有10％的酒精用废糖蜜生产、以亚硫酸盐纸浆废液等纤维原料生产的酒精约占2％左右,合成酒精占酒精总产量的3.5％左右。
1.2生产原料
淀粉质原料是生产酒精的主要原料。用于发酵法生产酒精的原料主要有：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、黍等）;糖质原料(甘蔗、甜菜、糖蜜等）；野生植物(橡子仁，土茯苓、蕨根、石蒜等）；农产品加工副产品（米糠饼、麸皮、高粱糠、淀粉渣等)；纤维质原料（秸秆、甘蔗渣等）；亚硫酸造纸废液等。
我国大多数工厂是采用红薯和玉米为原料生产酒精。
玉米化学成分：
红薯化学成分：
1。3辅助物料
辅助物料包括：酵母培养和糖化剂制备所需营养盐，调PH所用酸类、洗涤剂、消毒剂、脱水剂等。酒母，就是将酵母菌扩大培养，获得足够数量酵母菌的酵母培养液，以供酒精发酵之用。
酒精生产用水，按水的用处不同，大体分为以下三种：
(1）酿造用水:或称工艺用水，凡制曲时拌料，微生物培养，制曲原料的浸泡、糊化、稀释、设备及工具的清洗等因其与原料、半成品、成品的直接接触，故统称为工艺用水。通常要求具有弱酸性，PH为4.0-5。0。
（2）冷却用水：蒸煮醪和糖化醪的冷却，发酵温度的控制，需大量的冷却用水。因其不与物料直接接触，故只需温度较低；硬度适中。为节约用水，冷却水应尽可能予以回收利用.
酒精的生产工艺流程
酒精的生产工艺流程
酒精是一种常见的化学物质，其生产工艺流程如下：
第一步：原料准备
酒精的原料主要是含有糖类物质的植物，常见的包括蔗糖、玉米、小麦、大米等。在生产酒精之前，需要将原料进行处理，包括去皮、研磨、破碎等，以便提高酒精产量。
第二步：糖化发酵
将处理后的原料加入水中并加热，使糖类物质溶解。然后加入酵母菌，开始进行发酵过程。酵母菌会将糖类物质转化为酒精和二氧化碳，这一过程在恒温下进行，一般需要几天到几周的时间。
第三步：蒸馏
发酵结束后，需要将发酵液进行蒸馏。蒸馏是将液体加热至沸点后，通过冷凝器使其重新凝结为液体的过程。在蒸馏过程中，酒精的沸点低于其他物质，因此酒精能够被分离出来。
第四步：精馏
蒸馏是一个粗糙的分离过程，酒精中仍然可能含有少量的杂质。因此，需要对酒精进行精馏，以去除杂质。精馏过程需要使用高温进行，以获得更纯净的酒精。
第五步：短时过滤
精馏后的酒精可能还存在微量的杂质，为了提高酒精的质量，需要进行短时过滤处理。这一步骤主要是通过过滤器使酒精与
杂质进行分离，以获得更纯净的酒精。
第六步：浓缩与调整
经过以上步骤，获得的酒精通常是96%的无水酒精。如果需要获得其他浓度的酒精，还需要进行进一步的处理，通常是通过加入适量的水进行稀释。
最后，生产出的酒精需要进行质量检验，包括酒精度、杂质含量等指标，以确保其符合相关标准。同时，还需要进行包装和储存，以便在销售和使用时保持酒精的质量稳定。总的来说，酒精的生产工艺流程相对简单，但对设备的要求较高，并需要严格控制各个环节，以确保酒精的质量和安全性。
酒精生产工艺
酒精生产工艺
酒精是一种广泛应用的有机化合物，其在医药、食品、化妆品、工业等领域都有重要的用途。酒精的主要来源是发酵或化学合成。本文主要介绍酒精的发酵生产工艺。
发酵生产工艺
酒精的发酵生产工艺主要包括原料处理、发酵、分离纯化等步骤。
原料处理
酒精的原料主要是含糖物质，如玉米、大米、小麦、甘蔗、甜菜等。这些原料经过破碎、磨粉、加水、糖化等处理后，得到可发酵的糖液。其中，糖化是将淀粉转化为糖的过程，常用的方法是加入酶或酸进行水解反应。
发酵
将糖液加入发酵罐中，接种酵母后进行发酵。酵母是一种单细胞真菌，能够将糖转化为酒精和二氧化碳。发酵过程中，需要控制温度、pH值、氧气供应等条件，以保证酵母的生长和代谢。
分离纯化
发酵结束后，需要将发酵液中的酒精分离纯化。常用的方法有蒸馏、
吸附、萃取等。其中，蒸馏是最常用的方法，可将酒精从水中分离出来。在蒸馏过程中，需要控制温度、压力等条件，以保证酒精的纯度和收率。
发酵生产工艺的优点是原料广泛、工艺简单、设备成本低、能耗少等。但也存在一些问题，如发酵废水的处理、酒精纯度的提高、废弃物的处理等。
总结
酒精的发酵生产工艺是一种重要的生物技术，具有广泛的应用前景。随着科技的进步和环保意识的提高，酒精生产工艺也在不断改进和创新，使得其更加高效、环保、可持续。
乙醇(酒精)工业生产方法课件
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二、淀粉质原料酒精生产工艺流程 原料→粉碎→蒸煮→糖化→发酵→蒸馏→产品
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各类燃料乙醇生产工艺技术特性 的对比
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乙烯水合法
• 乙烯水合法 工业上有两种方法，一种是以硫酸为 吸收剂的间接水合法；另一种是乙烯催化直接水 合法。
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②直接水合法 在一定条件下，乙烯通过固体酸催化剂直接与水反 应生成乙醇：
CH2=CH2＋H2O=CH3CH2OH
上述反应是放热、分子数减少的可逆反应。理论上低温、 高压有利于平衡向生成乙醇的方向移动，但实际上低温、高压 受到反应速率和水蒸气饱和蒸气压的限制。工业上采用负载于 硅藻土上的磷酸催化剂，反应温度260℃～290℃，压力约7MPa ，水和乙烯的物质的量比为0.6左右，此条件下乙烯的单程转化 率仅5％左右，乙醇的选择性约为95％，大量乙烯在系统中循环 。主要副产物是乙醚，此外尚有少量乙醛、丁烯、丁醇和乙烯 聚合物等。乙醚与水反应能生成乙醇，故将其返回反应器，以 提高乙醇的产率。
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Leabharlann Baidu
薯类原料生产酒精的特点(以甘薯为代表) 1) 薯类原料的淀粉含量、纯度较高； 2) 薯类原料的结构松脆，易于蒸煮糊化； 3) 薯类原料中脂肪及蛋白质较少； 4) 缺点就是果胶含量较高，产生的甲醇含量较高。
酒精提纯的工艺和方法(精制课件)
通常把酒精和其他挥发性杂质 从发酵成熟醪中分离出来的过 程，称为蒸馏，也称为粗馏。
蒸馏所得到的是含挥发性杂质 较多的粗酒精，所用的设备称 作醪塔，也称粗馏塔。从塔底 排出的废液称为酒糟，其主要 成分是水和少量不挥发性物质。
高级课件
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三、酒精提纯工艺
蒸馏的基本原理
除去混在粗酒精中的挥发 性杂质和一部分水，进一 步提高酒精浓度和纯度的 操作过程，称为精馏。
• x~y曲线上各点具有不 同的温度；
• 平衡线离对角线越远， 挥发性差异越大，物系 越易分离。
高级课件
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7.2.2 挥发度与相对挥发度
1. 挥发度
组分的挥发度: 是该物质挥发难易程度的标志，表示。
混合液某组分挥发度:
A
pA , xA
B
pB xB
pA、 pB——汽液平衡时，组分A,B在气相中的分压； xA、xB——汽液平衡时，组分A,B在液相中的摩尔分率。
间歇蒸馏 连续蒸馏
普通蒸馏 特殊蒸馏
高级课件
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第二节 双组分溶液的气液相平衡
7.2.1 气液相平衡 1. 拉乌尔定律（ Raoult’s Law）
对于理想溶液：
pA
p
0 A
x
A
pB
p
0 B
x
B
pA，pB —— 溶液上方A、B组分的分压，Pa；
酒精生产工艺
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6. 发酵罐的基本结构 6.1大型斜底发酵罐的基本结构
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发酵罐灭菌 大型发酵罐由于容积很大（500～4200 m3），用高压蒸气灭菌已不可能，化学 灭菌已很好地代替了高压蒸气灭菌 6.2 C.C.T 发酵罐 20世纪20年代由德国酿酒师L.Nathan发 明 Cylinder cone tank
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精馏塔 1）分类：
板式塔：泡罩塔、浮阀塔、筛板塔。
填料塔：塔内充填一定高度的填料。
2）塔板的作用：气液两相传质，传热的场所。
筛板塔中n层板上的操作情况
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目前运行的蒸馏系统中蒸馏塔内物流情况多 如图所示：
发酵成熟醪 ↓预热 醪塔（含粗辅塔）→水萃取塔 → 精馏塔 → 脱甲醇塔 → 成品酒精（95% v/v） ↓ ┆ ┆ ┆ 酒精糟液 ↓ ↓ ↓ 含 杂 馏 分 处 理 塔 → 工业酒精（95% v/v） 杂醇油 虚线表示非主物流
甜菜糖蜜的成分（%）
全糖 分 48.8 49.4 蔗 糖 纯 度 胶 体 非发酵性 糖 -
29.7 59.4 35.8 59
11.1 7.5
4.57 5.06
9.5 0.59 10.0 0.12
项目 辽宁 黑龙江
锤度 /°B x 81.6 79.6
PH 7.4 7.4
工业生产酒精工艺流程
工业生产酒精工艺流程
1.原料准备：一般情况下，酒精的原料主要是谷物，如玉米、小麦、大米等。原料需要经过清洗、破碎、糖化等处理，以便释放出淀粉。
2.糖化：将破碎的原料放入反应器中进行糖化反应。糖化是将淀粉转化为糖的过程，通常使用酶来加速反应。在糖化反应中，一般会加入一些酶来降解淀粉，将其转化为可发酵的糖。
3.发酵：糖化后得到的糖液，需要进行发酵过程。发酵是将糖转化为酒精的过程。通常会加入酵母菌来进行发酵，酵母菌通过代谢糖类产生酒精和二氧化碳。
4.蒸馏：经过发酵后，得到的发酵液中含有大量的酒精和其他杂质物质。蒸馏是将酒精从发酵液中提取出来并分离杂质的过程。蒸馏通常采用两个步骤，即初级蒸馏和二次蒸馏。初级蒸馏将发酵液加热，在分馏塔中将酒精和其他组分分离，得到含有较高浓度酒精的液体。二次蒸馏则将初级蒸馏所得的液体经过再次分离，以提高酒精的纯度。
5.洗涤：经过蒸馏，得到的酒精还可能含有一些杂质和水分。洗涤是将酒精与水混合，并通过不同的工艺，去除其中的杂质物质。洗涤通常会使用活性炭、分子筛等材料进行，以吸附并去除杂质。
6.调整浓度：经过洗涤后，酒精的浓度通常会很高。为了满足不同产品的需求，需要将酒精的浓度进行调整。通常可以通过加水或蒸馏的方式来调整酒精的浓度。
7.过滤：调整好浓度的酒精需要经过过滤过程，以去除残留的杂质和悬浮物。过滤通常会使用活性炭、滤纸等材料进行。
8.包装：经过以上步骤，生产出的酒精就可以进行包装和销售了。包
装通常会根据产品的需求，选择合适的包装材料和容器。
以上是一种基本的酒精生产工艺流程。不同的工厂和产品可能会有些
南农发酵食品学第三章酒精发酵与白酒
五粮液酿酒工艺
❖ 原料→配料→拌合→粉碎↘
❖ （五种粮食）
配料拌合、润料
❖
↗母糟↗ ↓
❖ 开窖→分层起窖→红糟→加糠拌合 ←出甑冷却←蒸糠←生糠
❖
↘面糟↗ ↓
❖
|
上甑
❖
|
↓↗ 酒头→存贮
❖
|
蒸馏→ 合格酒→入库→勾兑→包装
❖
|
↓ ↘ 酒尾 →回蒸
❖
|
出甑
❖
|
↓
❖ 窖池管理
打量水
❖
↑
↓
❖ 封窖←踩窖←入窖←收摊场←下曲
常用的酵母菌 主要将糖转化为酒精和二氧化碳。除参与酒精发酵 外，还有许多香、酯、酸等酵母形成的副产物，这 些副产物可使白酒风味趋向完善。
常见的细菌 它们的各种代谢产物对白酒的香型、风格，具有特 殊重要的作用。如乳酸菌、醋酸菌、丁酸菌、己酸 菌。
二、大曲和小曲
大曲
小曲
形状
大，似砖块
不定形小块，球状， 粉状
• 小麦
含有较多的面筋质，容易发粘，当发酵产热较大时， 物料散热困难，所以一般不单独用于酿酒，常用于制高温 曲，五粮液，剑南春酒在配料中也添加一局部小麦，由于 蛋白质含量高，在发酵中可以产生一定量的香味物质。茅 台酒的酱香味也和小麦的高温制曲相关
白酒原料
大米
酒精制作工艺流程
酒精制作工艺流程
酒精是一种常见的有机化合物，广泛应用于医药、化妆品、工业和消毒等领域。下面将介绍酒精的制作工艺流程。
1. 原料准备
酒精的主要原料是淀粉或糖类物质，如玉米、小麦、大米、甘蔗等。这些原料首先需要经过研磨、清洗和糖化等处理，将淀粉或糖类物质转化为发酵所需的可溶性糖。
2. 发酵
将经过处理的原料与酵母菌混合，加入适量的水和营养物质，控制好温度和pH值，进行发酵过程。在发酵过程中，酵母菌会将可溶性糖转化为乙醇和二氧化碳。这个过程通常需要数天到数周的时间。
3. 蒸馏
发酵完成后，得到的液体含有乙醇和其他杂质。为了提高乙醇的浓度，需要进行蒸馏。蒸馏是利用酒精和水的沸点差异来分离它们的过程。将发酵液加热，在不同的沸点下，乙醇和水会以气体形式升腾，然后通过冷凝器冷却成液体。这样就可以得到相对纯净的酒精。
4. 精炼
蒸馏得到的酒精仍然可能含有一些杂质，需要进行进一步的精炼。常见的精炼方法包括活性炭过滤、分子筛吸附和冷冻结晶等。这些
方法可以去除酒精中的异味、色素和其他杂质，使其更加纯净。
5. 浓缩
精炼后的酒精还需要进行浓缩处理，提高其浓度。一种常见的浓缩方法是利用蒸馏，通过控制温度和压力，使酒精再次升腾并分离出来。这个过程可以多次进行，直到达到所需的酒精浓度。
6. 除水
在浓缩后，酒精中可能仍然含有一定量的水分。为了去除水分，可以采用分子筛吸附、膜分离或冷冻结晶等方法。这些方法可以有效地去除酒精中的水分，使其达到高纯度要求。
7. 储存和包装
经过以上工艺流程，得到的酒精可以储存在密封的容器中，以防止其与空气接触而受到污染。酒精通常以液体形式出售，并根据需要进行不同规格的包装。
乙醇提取工艺和方法
一、生物发酵法酿造酒精
1。1生物发酵法的地位
由于化学合成法酒精有含有较多杂质等缺陷,其应用受到限制，因此我国酒精生产以发酵法为主，尤其是随着石油储量的锐减，发酵法酒精工业将日趋重要。
我国酒精年产量为300万吨，仅次于巴西、美国，列为世界第3位.其中发酵法酒精占绝对优势,80％左右的酒精用淀粉质原料生产、约有10％的酒精用废糖蜜生产、以亚硫酸盐纸浆废液等纤维原料生产的酒精约占2%左右，合成酒精占酒精总产量的3.5%左右.
1。2生产原料
淀粉质原料是生产酒精的主要原料。用于发酵法生产酒精的原料主要有：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、黍等);糖质原料(甘蔗、甜菜、糖蜜等）；野生植物(橡子仁，土茯苓、蕨根、石蒜等)；农产品加工副产品(米糠饼、麸皮、高粱糠、淀粉渣等）；纤维质原料(秸秆、甘蔗渣等）；亚硫酸造纸废液等。
我国大多数工厂是采用红薯和玉米为原料生产酒精.
玉米化学成分：
红薯化学成分：
1.3辅助物料
辅助物料包括：酵母培养和糖化剂制备所需营养盐，调PH所用酸类、洗涤剂、消毒剂、脱水剂等。酒母，就是将酵母菌扩大培养,获得足够数量酵母菌的酵母培养液，以供酒精发酵之用.
酒精生产用水，按水的用处不同，大体分为以下三种:
（1）酿造用水：或称工艺用水，凡制曲时拌料，微生物培养,制曲原料的浸泡、糊化、稀释、设备及工具的清洗等因其与原料、半成品、成品的直接接触，故统称为工艺用水.通常要求具有弱酸性，PH为4。0—5。0.
(2）冷却用水：蒸煮醪和糖化醪的冷却，发酵温度的控制，需大量的冷却用水。因其不与物料直接接触,故只需温度较低；硬度适中。为节约用水，冷却水应尽可能予以回收利用。
《酒精生产工艺学》课件
酒精发酵是一种生物化学过程，通过酵母菌的无 氧呼吸将糖类物质转化为乙醇和二氧化碳。
酒精发酵反应式
C6H12O6 → 2CH3CH2OH + 2CO2
酒精发酵条件
适宜的温度、湿度、酸碱度以及厌氧环境。
酒精发酵微生物
酵母菌
酵母菌是酒精发酵的主要微生wk.baidu.com，具 有将糖类物质转化为乙醇和二氧化碳 的能力。
细菌
VS
废水排放
对处理后的废水进行监测，确保其符合国 家和地方污染物排放标准。
安全操作与防护措施
安全操作规程
制定严格的安全操作规程，确保生产过程中的安全。
防护措施
提供个人防护用品，如手套、口罩、防护眼镜等，以 减少操作过程中的危害。
应急预案
制定应急预案，对突发事故进行及时处理，确保人员 安全和环境安全。
原料的预处理方法
破碎与筛分
将大块原料破碎成小块， 然后通过筛分去除杂质和 过大的颗粒。
浸泡与蒸煮
对于淀粉质和纤维质原料 ，需进行浸泡，使淀粉颗 粒充分吸水膨胀，然后进 行蒸煮使淀粉糊化。
除杂与脱壳
去除原料中的石块、沙粒 等杂质，并脱去谷物类原 料的外壳，以减少后续工 艺中的堵塞和磨损。
原料的储存与运
《酒精生产工艺学》 ppt课件
目录
CONTENTS
• 酒精生产工艺学概述 • 酒精生产原料与预处理 • 酒精发酵工艺 • 蒸馏与精馏工艺 • 副产物的回收与利用 • 环境保护与安全措施
酒精工艺及设备概述
酒精工艺及设备概述
1. 引言
酒精是一种重要的工业化学品，广泛应用于制药、燃料和饮品等多个领域。在
酒精的生产过程中，工艺和设备是至关重要的因素。本文将概述酒精的生产工艺及相关设备的基本知识。
2. 酒精生产工艺
酒精的生产工艺主要分为发酵和蒸馏两个阶段。
2.1 发酵
发酵是酒精生产的初步步骤，主要通过微生物的作用将发酵原料转化为酒精。
常见的发酵原料包括谷物（如大米、小麦）、水果（如葡萄）、糖蜜等。发酵过程中，微生物（如酵母菌）会分解原料中的糖分，产生酒精和二氧化碳。
2.2 蒸馏
蒸馏是提炼发酵产生的酒精的过程，以提高酒精的纯度。通常使用蒸馏设备，
如蒸馏塔、蒸馏锅等。蒸馏的原理是根据不同物质的沸点差异，将酒精从其他物质中分离出来。通过连续蒸馏，可以得到高纯度的酒精。
3. 酒精生产设备
酒精生产设备的选择和设计对生产效率和酒精质量具有重要影响。
3.1 发酵罐
发酵罐是进行发酵的容器，通常由不锈钢制成，具有良好的耐腐蚀性和密封性。发酵罐通常配有搅拌器，以确保发酵原料充分接触微生物，促进发酵过程。
3.2 蒸馏塔
蒸馏塔是进行蒸馏的关键设备，主要由塔体和塔板组成。塔板上设有密封的孔，用于气体和液体的传输。蒸馏塔通过不同板层之间的温差和压差，使酒精被分离和纯化。
3.3 蒸馏锅
蒸馏锅也是进行蒸馏的重要设备，通常由不锈钢制成。蒸馏锅通过加热发酵液体，使其中的酒精蒸发，并通过冷凝器冷却回收。
4. 酒精工艺改进和发展趋势
随着科学技术的不断发展，酒精生产工艺和设备也在不断改进和发展。
4.1 生物技术应用
生物技术的快速发展为酒精生产带来了新的机遇。通过利用基因工程等技术，
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(4)三角瓶培养：接种时，应先用酒精消毒瓶口， 在无菌条件下，将液体试管全部接入小三角瓶，
28-30℃条件下保温培养15-20小时，待液面冒
出大量CO2泡沫，即培养成熟。 （5）卡氏罐培养 卡氏罐培养基可使用酒母糖化 醪，以使酵母逐渐适应大生产培养条件。
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2．酒母罐培养
从卡氏罐以后酒母扩大培养属于酒母车间进行培
无氧呼吸，在此过程中，发生着复杂的生物化学变化， 既有糖化醪中淀粉和糊精继续被淀粉酶水解生成糖， 也有蛋白质在曲霉蛋白酶水解下生成肽和氨基酸。这 些物质一部分被酵母吸收合成菌体细胞，另一部分则 被发酵，生成酒精和CO2。
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5. 蒸馏提纯 经酵母菌把糖转变成酒精后，在成熟发酵醪内， 除含有酒精和大量水分外，还含有固形物和许多 杂质。蒸馏是把发酵醪液中含有的酒精提纯出来， 通过粗馏和精馏，最后取得合乎规格的酒精，同 时得到副产物杂醇油，还有大量的酒糟（也称废 醪）排除。
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3．培养温度
拉斯12号酵母繁殖适温为 30-33℃，
最低为5℃，最高为38℃。温度适宜，酵母繁殖
速度加快。温度过高或过低，都影响酵母细胞 的繁殖，甚至引起酵母的衰老或死亡。 4．pH值 酒精酵母可在pH4.0-6.0环境中进行繁
殖，如果醪液的pH值低于3，则酵母的活力大减。
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三、酵母所需营养物质及其数量
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第二节 酒母的制备
一、酒精生产对酵母菌的要求 二、酒精生产中常用酵母菌及其特性 三、酵母所需营养物质及其数量 四、酒母培养与扩大培养工艺 五、酒母培养设备结构的特点 六、影响酒母质量主要因素的讨论 七、液体曲酒母的特点 八、酒母培养异常现象与防治措施
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一、酒精生产对酵母菌的要求
(1)含有较强的酒化酶，发酵能力强，而且迅速；
(3)酵母死亡率
用美蓝对酵母细胞进行染色，如果酵母细胞被染成蓝色，说
明此细胞已死亡。正常培养的酒母不应有死亡现象，如果死亡率
在1%以上，应及时查找原因采取措施进行挽救。
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(4)耗糖率 酵母的耗糖率也是观察酒母成熟的指标之一。成熟的酒 母，耗糖率-般要求控制在40一50％。耗糖率太高，说明酵 母培养已经过“老”，反之则“嫩”。 (5)酒精分 成熟酒母醪中的酒精含量一方面反映酵母耗糖情况，也 反映酵母成熟程度。如果酒母醪中酒精含量高，说明营养消 耗大，酵母培养过于成熟。此时，应停止酒母培养，否则会 因营养缺乏或酒精含量高抑制酵母生长，造成酵母衰老。成 熟酒母醪中的酒精含量一股为3-4％(容量)。
在这一时期，醪液中的糊精继续被糖化酶作用，生成糖
分，但由于温度较低，故糖化作用较为缓慢。
从外观看，由于醪液中酵母数不多，发酵作用不强，酒 精分和CO2产生得很少，所以发酵醪的表面显得比较平静，
糖分消耗也比较馒。
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前发酵阶段时间的长短，与酵母的接种量有关。如果 接种量大，则前发酵期短，反之则长。前发酵延续时 间一般为l0小时左右。
母在生产条件下进行了驯养，有利于酵母菌的繁殖和 发酵。
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3．成熟酒母质量指标
(1)酵母细胞数
酵母细胞数是观察酵母繁殖能力的一项指标，也是反映酵母 培养成熟的指标。成熟的酒母醪其酵母细胞数一般为l亿／毫升 左右。
(2)出芽率
酵母出芽率是衡量繁殖旺盛与否的一项指标。出芽率高，说 明酵母处于旺盛的生长期。反之，则说明酵母衰老。成熟酒母出 芽率要求在15—30%。
再补加新鲜酒母糖化醪连续培养， 培养成熟后再分割，如此反复以上操作。 大酒母培养成熟则可全部送发酵车间做接种用。
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目前多数酒精厂均采用半连续培养酒母的方法。
利用这种方法培养酒母，可以7-10天换一次新种， 如果工厂卫生管理条件较好，可以1-2个月换一次新种， 这样不但省去了繁琐的试验室阶段培养，而且也使酵
(Rasse Ⅱ)、拉斯12号(Rasse Ⅻ)、K字、以及从我
国酒精生产实践中筛选的南阳五号(1300)、南阳混合 (1308)等酵母菌株。
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(二)酒精酵母的特性
1．繁殖速度快 如在麦汁中培养24小时，一个拉斯12号酵母细胞，可
以产生55个子细胞。
2．醪液浓度 一般酒精酵母在含5％(容量)的酒精发酵醪中，其发 酵能力就减弱，当醪液中酒精浓度含量达到12％(容量)时， 则停止发酵。所以生产中常将糖化醪浓度控制在15-18 Bx 之间，发酵成熟醪的酒精含量约为8-9％(容量)。
1．试验室阶段培养基的制备
酵母菌在试验室培养阶段一般多采用米曲汁
或麦芽汁来做培养基。
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2．酒母糖化醪的制备
酒母扩大培养至卡氏罐和酒母罐后，采用淀粉质原料 来制做酒母糖化醪。 由于酒母糖化醪主要用来繁殖酵母细胞，所以酒母醪 中除含有一定量的糖分外，还要求含有一定量的氮和 无机盐等其它营养物质，以供酵母菌合成菌体细胞的 需要。
酒精生产工艺学
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1．酒精生产原料
(1)薯类原料
(2)谷物原料
甘薯、木薯和马铃薯等。
玉米、高梁、大米和小麦等。
(3)糖类原料
(4)纤维原料 (5)其他原料
废糖蜜、甘蔗、甜菜等。
森林工业和木材加工工业的下脚料、 亚硫酸纸浆废液、淀粉渣等。
农作物秸秆、甘蔗渣、废纤维垃圾和废纸浆等。
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2.淀粉质原料酒精生产的工艺流程
3
4
5
第一节 淀粉质原料生产酒精
1.
原料粉碎
2. 蒸煮糊化
3. 曲霉糖化 经蒸煮糊化后的醪液，通过曲霉
菌的淀粉酶进行糖化作用生成可发酵性糖， 供酵母菌利用。
曲霉菌是属于好气性的微生物，故在繁殖和生长过 程中要给以充分得空气，同时，淀粉酶的形成也取 决于所供给的空气量。
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4. 酵母发酵
酒精发酵是属于厌气性发酵，在发酵过程中进行
此外，为了确保酵母菌能够顺利的繁殖，还要调节酒 母糖化醪的pH值，以抑制杂菌生长。
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(二)酒母的扩大培养
扩大流程： 原菌→斜面试管→液体试管→三角瓶培
养→卡氏罐
这一阶段的培养，是扩大酒母种子的开始。生 产上希望在这一阶段培养得到细胞健壮，没有杂菌 的种子酵母。因此，无菌条件要求较严，酵母培养 基的营养成分要求也高。
四、酒精发酵醪成熟
五、酒精生产异常发酵、杂菌污染及防治办法 六、从CO2中回收酒精 七、淀粉出酒率和淀粉利用率
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一、酒精发酵机理
酒精发酵作用，是酵母菌把可发酵性的糖，
经过细胞内酒化酶的作用，生成了酒精与CO2，然
后通过细胞膜将这些产物排出体外 酒精是可以任何比例与水混合的，所以由酵 母体内排出的酒精便溶于周围的醪液中。
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5．关于通风培养
酒母糖化醪中含有充足的氧时，酵母菌在吸收营养 后，由于其酒化酶受抑制，主要进行菌体细胞合成， 繁殖酵母细胞。酒母培养的目的是要获得大量酵母 细胞，所以在酒母培养过程中通入适量的无菌空气， 对酵母繁殖是有利的。 酵母菌在无氧条件下培养，主要进行发酵作用，可 使糖分转变为酒精和CO2。酵母菌在有氧条件下进行 酒精发酵时，由于进行了呼吸作用，酒精产量大大 降低，糖的消耗速度在单位时间内也减慢。
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(1)原菌 生产中使用的原始菌种应当是经过纯种分离的优
良菌种。保藏时间较长的原菌，在投产前，应接入新鲜 斜面试管进行活化，使酵母菌处于旺盛的生活状态。
(2)斜面试管培养 将活化后的酵母菌在无菌条件下接入新 鲜斜面试管，于28-30℃保温培养2-3天，待斜面上长出 白色菌苔，即培养成熟。
(3)液体试管培养 在无菌条件下，用接种针自斜面试管挑 取一环酵母菌体，接入装有10毫升米曲汁的液体试管， 摇匀后，置28-30℃保温培养24小时左右，待液面冒出大 量CO2，即培养成熟。
过程中可分为适应期(也称迟缓期)、旺盛期、静止期
和衰退期四个阶段。 当达到旺盛期时，酵母的增殖能力特别强，酵母 生命活动处于旺盛阶段，醪液中酵母活细胞数也迅速 达最高峰。酒精生产中的酒母扩大培养接种就是控制 在这个时期。
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4．酒母培养温度的控制
酵母菌在适宜生长温度范围内，高温比低温繁殖 稍快。但高温培养酵母易于衰老。酒精生产中酒母培 养温度为28-30℃。由于酵母菌在生长代谢过程中还 要产生一定热量，故应注意加强冷却，以保证酵母菌 健壮生长。
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(6)酸度
测定酒母醪中的酸度是观察酒母是否被细菌污染 的一项指标。如果成熟酒母醪中酸度明显增高，说明 酒母被产酸细菌所污染。酸度增高太多，镜检时又发
现有很多杆状细菌，则不宜做种子用。
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五、影响酒母质量主要因素
1.接种量与成熟酒母细胞数的关系
酵母接种量的大小与成熟酒母醪中新增殖酵母 细胞数关系不大。
(2)繁殖速度快，具有很强的增殖能力；
(3)耐酒精能力强，能在较高浓度的酒精发酵醪中进行发酵； (4)耐温性能好，能在较高温度下进行繁殖和发酵；
(5)抵抗杂ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ能力强；
(6)耐酸能力强； (7)生产性能稳定，变异性小； (8)发酵时产生泡沫少。
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二、酒精生产中常用酵母菌及其特性
酵母菌是一类单细胞微生物，繁殖方式以出芽繁 殖为主。细胞形态以圆形、卵圆形或椭圆形较多。 从分类系统来讲，淀粉质原料酒精发酵常用的菌 种为酵母属中的啤酒酵母及其变种，如拉斯2号
由于前发酵期间酵母数量不多，发酵作用不强，所以 醪液温度上升不快。醪液温度控制，在接种时为26— 28℃，前发酵期温度一般不超过30℃。如果温度太高， 会造成酵母早期衰老，如果温度过低，又会使酵母生 长缓慢。 前发酵期间应十分注意防止杂菌污染，因为此时期酵
母数量少，易被杂菌抑制，故应加强卫生管理。
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3．无机盐
酵母繁殖过程中需要的无机盐可从原料中获得，一 般不需另加。 4．维生素 酵母在生长繁殖过程中所需的维生素主要由糖化醪 中获得。维生素易被高温所破坏，因此，在制备酒母糖 化醪时，不宜采用高温长时间的杀菌。
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四、酒母培养与扩大培养工艺
(一)酒母培养基的制备 (二)酒母的扩大培养
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(一)酒母培养基的制备
养，其流程为：
卡氏罐-→小酒母罐-→大酒母罐-→成熟酒母
送发酵车间
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(1)间歇培养法 此法是分小酒母罐与大酒母罐两个阶段进行培养。 接入已培养成熟的卡氏罐酒母。通无菌空气或用机械搅拌。 控制醪温在28～30℃进行培养．待醪液糖分降低40～45%，
其酒精分含量在3～4%(容量)左右，并且液面有大量CO2冒出，即 培养成熟。
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2．主发酵期
酵母细胞已大量形成，醪液中酵母细胞数可达1亿／ 毫升以上。 由于发酵醪中的氧气也已消耗完毕，酵 母菌基本上停止繁殖而主要进行酒精发酵作用。 醪液中糖分迅速下降，酒精分逐渐增多。
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二、酒精发酵工艺
酒精发酵过程从外观现象可以将其分为如
下三个发酵不同阶段：
1.前发酵期
2.主发酵期
3.后发酵期
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1.前发酵期
在酒母与糖化醪加入发酵罐后，醪液中的酵母细胞数还 不多，由于醪液中含有少量的溶解氧和充足的营养物质， 所以酵母菌仍能迅速地进行繁殖，使发酵醪中酵母细胞 繁殖到一定数量。
1．碳源
酵母菌在繁殖过程中，吸收的糖分，一方面 用于合成菌体蛋白中的碳架，另一部分转变为酵
母菌的贮藏物质，还释出一定能量，以供合成菌
体物质时的能量消耗。
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2．氮源
酵母菌所需的含氮物质主要也是从淀粉质原
料中获得。但原料中含氮物质往往是大分子的蛋
白质，因此也必须经过蒸煮和曲霉菌中的蛋白酶
水解，生成小分子量的蛋白胨、肽或氨基酸后才 能被酵母所向化。 如果原料中含氮量少时，也可补加无机氮， 供给酵母生长。生产上多采用(NH4)2SO4为补充氮 源。
将此培养成熟的小酒母再按入已装好糖化醪的大酒母罐中， 同法于28～30℃继续培养，待大酒母罐中糖分消耗45～50%，液 面冒出大量CO2时，培养即成熟，即可送往发酵车间，做发酵接 种用。
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(2)半连续培养法 半连续培养法也叫循环培养法。
将卡氏罐酒母接入小酒母罐，培养成熟后，分割
出三分之二接入大酒母罐进行培养，余下的三分之一
2．接种量与培养时间的关系
接种量大，则培养时间可以缩短，酒母成熟快;但 接种量不宜太大。
在酒母培养中，酒母接种量多控制在1:5-l0。接种后的 醪液，经过l0-12小时培养成熟的酒母醪细胞数可达 0.8-1.2亿／毫升以上，此时将成熟的酒母接到下一工 序的醪中。
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3．接种时间的掌握
从酵母茵繁殖规律曲线可以知道，酵母菌在增殖
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6.关于防止杂菌污染
酒精生产除了对原始菌种进行定期分离纯化外，
在培养过程中加强无菌管理操作也是十分重要的。
(1) 注意车间环境卫生。
(2) 在使用前，对罐体、管道杀菌，尤其应当注意 对某些管道死角加强杀菌操作。
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第七节
酒精发酵工艺
一、酒精发酵机理 二、酒精发酵工艺 三、影响酒精发酵因素的讨论