糖蜜酒精生产技术共59页文档
酒精生产
对用于乙醇生产的糖类原料的一般要求：无异臭味，无发酵现象；糖蜜中不含沙土、浮渣等杂质；不含毒害酵母生长的化学物质。
虽然精蜜原料是生产乙醇的良好原料，但是由于其干物质浓度较大，糖分高，含产酸细菌及灰分和胶体物质较多，所以，必须进行预处理，这样才能被酵母利用进行发酵。
糖蜜原料处理的步骤一般包括稀释、酸化、灭菌、澄清和添加营养盐等。
（1）稀释稀释糖蜜的工艺一般分单浓度流程和双浓度流程。
单浓度流程是在整个生产过程中采用单一的稀糖液浓度，一般为22%～25%；双浓度流程是将糖蜜原料稀释成两种浓度，较稀的酒母稀糖液浓度为12%～14%，用于酵母培养；较浓的稀糖液浓度为33%～35%，用于乙醇发酵。
糖蜜的稀释方法可分为间歇稀释法和连续稀释法。
间歇稀释法是在稀释罐内分批进行操作的，稀释罐内装有搅拌器。
连续稀释是将糖蜜原料不断地流入连续稀释器，稀释水连续不断地加入，稀糖液连续不断地排出。
（2）酸化糖蜜酸化的目的是防止杂菌的污染，加速糖蜜中灰分和胶体物质沉淀，同时得到适合于酵母生长、发酵的糖液。
甘蔗糖蜜的pH 值为6.2，呈微酸性，甜菜糖蜜的pH 值是7.4，呈微碱性，而酵母发酵的最适pH 值为4.0～4.5，所以工艺上必须对糖蜜原料加酸酸化。
糖蜜的酸化通常使用硫酸，也可使用盐酸。
使用硫酸酸化易产生硫酸盐使设备结垢。
用盐酸酸化，具有回收酵母的色泽好、设备无结垢的优点，但盐酸的用量大，且对设备腐蚀严重。
甘蔗糖蜜稀释时可直接加入稀糖液量0.2%～0.3%的浓硫酸，混合均匀即可。
由于甜菜糖蜜呈微碱性，所以酸液用量较甘蔗糖蜜适当增多。
对于单浓度流程，最终加酸量应保证稀糖液pH 值为4.0～4.5；对于双流程而言，稀糖液基本不加酸，要求酒母稀糖液的pH 值为3．8～4.4。
甜菜糖蜜中的有机碱遇酸能放出棕黄色的NO2，对人和环境具有毒害污染作用，应当用NaOH 对其吸收，并保持酸化工段良好的通风。
（3）灭菌糖蜜原料常常被杂菌污染，为了保证稀糖液的正常发酵，除了通过加酸提高其酸度来抑制杂菌生长繁殖外，最好对糖液进行灭菌。
糖蜜原料优级酒精蒸馏及废液浓缩热耦合装置及工艺
糖蜜原料优级酒精蒸馏及废液浓缩热耦合装置及工艺摘要：本发明是一种糖蜜原料优级食用酒精蒸馏及废液浓缩热耦合装置及工艺，包括一套有粗馏塔、水洗塔、甲醇塔、精馏塔、回收塔的优级酒精蒸馏装置和两级多效真空蒸发浓缩装置。
通过发酵来的成熟醪经过粗馏塔、水洗塔、甲醇塔、回收塔和精馏塔浓缩提浓后可得到优级甚至特优级的食用酒精，粗馏塔废醪要按顺序经过两级多效真空蒸发浓缩，并将粗馏塔塔顶的酒汽引到第一级多效真空蒸发浓缩装置中，把它作为第一级一效蒸发用热源。
第二级多效真空蒸发浓缩装置中的蒸汽汽凝水引到醪液预热器，预热醪液进料。
实现蒸馏过程与废液蒸发浓缩过程的能量相互利用，从而降低糖蜜原料生产优级酒精的蒸馏和废液浓缩处理的蒸汽和冷却水的能量消耗，采用两级多效蒸发的方式，可以有效延长设备的解构周期，有益于检测维修。
一、糖蜜原料优级酒精蒸馏及废液浓缩热耦合装置及工艺的技术发展（一）技术领域本发明涉及蒸馏和浓缩领域等相关领域，特别是涉及到一种以糖蜜为原料生产优级酒精蒸馏及废液浓缩热耦合装置及工艺。
（二）背景技术用糖蜜为原材料生产酒精所产生的废液中的有机污染物含量高，COD含量大约为80000-120000mg/L，如果直接排放会污染环境。
目前以糖蜜为原料生产优级精的生产工艺中，优级酒精蒸馏部分和废醪液处理部分各自独立，无能流间的相互匹配。
糖蜜原料优级酒精蒸馏部分通常是会采用常规的四塔、五塔、六塔等通过差压蒸馏的方法来生产出不同规格的优级和特优级酒精。
糖蜜原料优级酒精废液处理部分的主要方法有：原液农田灌溉法、厌氧处理+农田灌溉法、厌氧处理+好氧处理+物化法、浓缩燃烧法等。
其中：原液农田灌溉法对产生的废液不做任何处理，直接用于灌溉农田。
这种方法的成本低，方便直接，但是如果长期使用会使农田酸化。
厌氧处理+农田灌溉法是将酒精废醪液经过厌氧发酵后再用于灌溉农田。
这种方法对于能够大面积耕种的农田最为适宜，但需要建立灌溉网络，需要足够大的池塘用于储存熟料，因此投资较大。
糖蜜酒精生产工艺1
糖蜜酒精生产工艺一、糖蜜酒精发酵对酵母菌种的要求糖蜜洒精发酵过程中需要大量的酵母，因此，必须选择适应工业生产需要的优良酵母菌种进行纯种培养，由单一细胞出发，增殖多量酵母作为种子，然后利用纯粹的酵母种逐级扩大培养，直至酒母的酵母细胞数足够满足酒精发酵的需要。
近年来，由于制糖技术提高，糖蜜中可发酵性糖减少，非发酵性糖增加，灰分和胶体物质增加，过去适应于高纯度糖蜜发酵的酵母，现在对低纯度糖蜜或劣质糖蜜已不相适应，发酵率明显下降。
目前国内不少糖蜜酒精工厂，在生产实践中选育和驯养适于低纯度糖蜜的，耐高浓度、耐高温或耐高酸的酵母菌种，以适应生产要求。
糖蜜酒精酵母应具备条件：(1)耐渗透压性能强，选择吸收性能好，酵母细胞质膜具有强的半渗透性。
在含高浓度灰分和胶体物质的糖液中生长速度快并有强大的增殖能力，抗渗透压强的特性，是区别糖蜜酒精酵母与淀粉质原料酒精酵母最明显的界限。
(2)具有强的酒化酶活性。
发酵迅速且完全、发酵能力强、残糖少，酒精生产率高。
(3)耐酸能力较强，在酸度较高的糖液中增殖快。
(4)耐温度能力强。
特别是南方夏天气温炎热，水温较高，选育耐高温酵母菌种，可保证夏天气温高时仍能继续正常发酵生产。
(5)抵抗代谢产物反馈抑制作用能力强，即耐酒精能力高。
能在高浓度酒精的发酵醪中继续发酵。
这样不仅能提高生产率，同时可提高设备利用率。
(6)抵抗重金民的毒害作用强。
通过驯养的办法，可以逐步提高酵母抗毒能力。
(7)发酵时产生泡沫少，选育产泡沫少的菌种，可以进一步提高发酵设备有效装填系数和设备利用率。
(8)变异性小，生产稳定。
二、糖蜜酒精发酵的酵母菌种特性我国常用于甘蔗糖蜜酒精发酵的酵母菌种为台湾酵母396号；As·2·1189与As·2·1190；甘化I号；川345及川102等，常用于甜菜糖蜜发酵的酵母菌种为Rassя字。
1．适于甘蔗糖蜜酒精发酵的酵母菌种(1)台湾酵母396号(F—396)系酵母菌属，细胞呈球形、卵形或椭圆形，曲汁中呈球形，4.5—9.8微米，内容透明、空胞大，在糖蜜中多为椭圆形，孢子呈球形2.5—3.5微米，l—3个，孢子形成温度30℃，菌落淡黄色，中心部凹下，边缘呈放射状。
糖蜜原料酒精生产技术
5.3.1 糖蜜酒精发酵对酵母菌种的要求
(2)具有强的酒化酶活性。发酵迅速且完全、发酵能 力强、残糖少，酒精生产率高。
(3)耐酸能力较强，在酸度较高的糖液中增殖快。 (4)耐温度能力强。
5.3.1 糖蜜酒精发酵对酵母菌种的要求
(5)抵抗代谢产物反馈抑制作用能力强，即耐酒精能 力高。
(6)抵抗重金属的毒害作用强。 (7)发酵时产生泡沫少。 (8)变异性小，生产稳定。
2、糖蜜酒精发酵的特点
(5)糖蜜中胶体物质（果胶质、焦糖和黑色素） 含量多， 5～12％。
(6)糖蜜中的灰分含量很大，纯度低。 (7)糖蜜中重金属离子含量较少，但是微量的重金属离子，
特别是铜离子（CU++）5～10ppm，就能使酵母受 抑制。 (8) 需要选用强壮且能耐高温、耐高酸、耐高浓度的酵母 菌种。
9.5 11.06
四川 碳酸法 82.00 54.80
35.80
19.00
59.00
5.06 9.23
7.5
10.0 11.1
（2）甜菜糖蜜
甜菜糖蜜为甜菜糖厂的一种副产物。 产量约为甜菜的3～4％ 甜菜的生产在我国以东北、西北、华北地区为主。
甜菜糖蜜的成分
项目 锤度 （Bx） 全糖分 % 蔗糖 % 转化糖 % 纯度 % PH 胶体 % 硫酸灰分 % 总氮量 % 磷酸（P2O5）%
c1——稀糖液的浓度(Bx)
所需的糖蜜量：P＝V·d·C1/C
稀释时所需添加水的量为w，则 W＝Vd－p 又∵ V·d＝pC/C1， W=PC/C1－P
∴ W＝P（C－C1）/C1
5.2.2 糖蜜的酸化
1、目的
防止杂菌的繁殖，加速糖蜜中灰分与胶体物 质沉淀，同时调整稀糖液的酸度，使适于酵 母的生长。
糖蜜酒精生产工艺1
糖蜜酒精生产工艺一、糖蜜酒精发酵对酵母菌种的要求糖蜜洒精发酵过程中需要大量的酵母，因此，必须选择适应工业生产需要的优良酵母菌种进行纯种培养，由单一细胞出发，增殖多量酵母作为种子，然后利用纯粹的酵母种逐级扩大培养，直至酒母的酵母细胞数足够满足酒精发酵的需要。
近年来，由于制糖技术提高，糖蜜中可发酵性糖减少，非发酵性糖增加，灰分和胶体物质增加，过去适应于高纯度糖蜜发酵的酵母，现在对低纯度糖蜜或劣质糖蜜已不相适应，发酵率明显下降。
目前国内不少糖蜜酒精工厂，在生产实践中选育和驯养适于低纯度糖蜜的，耐高浓度、耐高温或耐高酸的酵母菌种，以适应生产要求。
糖蜜酒精酵母应具备条件：(1)耐渗透压性能强，选择吸收性能好，酵母细胞质膜具有强的半渗透性。
在含高浓度灰分和胶体物质的糖液中生长速度快并有强大的增殖能力，抗渗透压强的特性，是区别糖蜜酒精酵母与淀粉质原料酒精酵母最明显的界限。
(2)具有强的酒化酶活性。
发酵迅速且完全、发酵能力强、残糖少，酒精生产率高。
(3)耐酸能力较强，在酸度较高的糖液中增殖快。
(4)耐温度能力强。
特别是南方夏天气温炎热，水温较高，选育耐高温酵母菌种，可保证夏天气温高时仍能继续正常发酵生产。
(5)抵抗代谢产物反馈抑制作用能力强，即耐酒精能力高。
能在高浓度酒精的发酵醪中继续发酵。
这样不仅能提高生产率，同时可提高设备利用率。
(6)抵抗重金民的毒害作用强。
通过驯养的办法，可以逐步提高酵母抗毒能力。
(7)发酵时产生泡沫少，选育产泡沫少的菌种，可以进一步提高发酵设备有效装填系数和设备利用率。
(8)变异性小，生产稳定。
二、糖蜜酒精发酵的酵母菌种特性我国常用于甘蔗糖蜜酒精发酵的酵母菌种为台湾酵母396号；As·2·1189与As·2·1190；甘化I号；川345及川102等，常用于甜菜糖蜜发酵的酵母菌种为Rassя字。
1．适于甘蔗糖蜜酒精发酵的酵母菌种(1)台湾酵母396号(F—396)系酵母菌属，细胞呈球形、卵形或椭圆形，曲汁中呈球形，4.5—9.8微米，内容透明、空胞大，在糖蜜中多为椭圆形，孢子呈球形2.5—3.5微米，l—3个，孢子形成温度30℃，菌落淡黄色，中心部凹下，边缘呈放射状。
糖蜜酒精生产技术
三、制备稀糖液
原糖蜜不能直接用来发酵，稀释后才可使用。 制备稀糖液旳环节：
稀释 酸化 添加营养盐 灭菌 澄清
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（一）稀释
• 1.稀释旳目旳： 降低糖蜜旳浓度，减轻无机盐对酵母旳影响 ，使其适于酵母生长。
• 2.稀释旳措施： 间歇稀释 连续稀释——连续稀释器
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• 3.稀释旳原则 单浓度流程，浓度为22%～25% 双浓度流程，酒母稀糖液12%～14% 基本稀糖液33%～35%
第五章.糖蜜酒精生产
5.1 糖质原料 5.2 糖蜜酒精生产工艺
1
5.1 糖质原料
学习内容 一、常用旳糖质原料 二、糖蜜旳质量分析 三、糖质原料生产酒精旳一般特点
学习目的
1.对常用旳糖质原料有所了解； 2.掌握糖质原料生产酒精旳一般特点。
2
一、常用旳糖质原料
甘蔗
甜菜
3
糖蜜
• 糖蜜——是甘蔗或甜菜糖厂制糖过程 中旳一种副产物，又称废糖蜜。
• 适栽培比较寒冷旳地域，如欧盟、美国、 中国、俄罗斯、乌克兰等。
• 中国甜菜主产区：新疆、黑龙江、内蒙古 等。
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• 甜菜有4个变种：糖用甜菜、叶用甜菜、根 用甜菜、饲用甜菜。
• 糖用甜菜——制糖旳原料，两年生作物。 其块根水分占75%，固形物占25%。
• 固形物中蔗糖占16%～18%，非糖物质占 7%～9%。
6
中国
• 蔗区范围较广泛，涉及广东、台湾、广西 、福建、四川、云南、江西、贵州、湖南 、浙江、湖北、海南等南方12个省。
• 广西、云南是主产区（产量占全国70%以 上）。
7
2.甘蔗旳成份分析
8
（二）甜菜
1.甜菜旳种植情况
• 甜菜原产于地中海，后传入中国。分布在 北纬65°到南纬45°之间旳冷凉地域。是 仅次于甘蔗旳第二大糖料作物。
糖蜜原料酒精生产技术
C、带搅拌桨的连续稀释器
4、稀释时糖蜜加水量的计算
P·c＝V·d·c1
式中 p——糖蜜量(kg)； c——糖蜜浓度(Bx)； V——稀释后糖液的体积(kg) d——稀糖液的比重；
c1——稀糖液的浓度(Bx)
所需的糖蜜量：P＝V·d·C1/C
稀释时所需添加水的量为w，则 W＝Vd－p 又∵ V·d＝pC/C1， W=PC/C1－P ∴ W＝P（C－C1）/C1
②甘蔗糖蜜呈微酸性，pH6.2， 而甜菜糖蜜 则呈微碱性，pH 7.4。
③甜菜糖蜜中氮素含量1.68～2.3%，甘蔗 糖蜜中氮素含量0.5%。
2、糖蜜酒精发酵的特点
糖蜜原料的共同特点是它所含的可发酵性 物质是可以直接供酵母进行酒精发酵的各 种糖，为此，在工艺过程中不需考虑原料 的酶水解或酸水解。这样就大为简化了生 产过程，成本也相应降低。
作用能放出剧毒的黄棕色气体NO2，为了避 免中毒，酸化槽必须要有排气孔，酸化工段 应有良好的通风设备！
5.2.3 营养盐的添加
1、甘蔗糖蜜所需添加的营养成分和生长素： 氮源 镁盐
生长素
① 氮源
氮的需要量的计算： 例如每1mL成熟酒母醪含有1.5亿酵母细胞，即一公升
中含有1500亿，每1亿酵母重0.07g克，则每kg酒母醪 中酵母细胞的重量为1500×0.07＝10.5g。 已知鲜酵母含氮量为2.1％，则每kg酒母醪含氮量为 10.5×2.1%＝0.21g，而制备1kg酒母醪用糖蜜150g。 甘蔗糖蜜含氮约0.5％，其中能被酵母利用的氨基态氮 及其它氮素仅为20—25％，即150g糖蜜中含有能被利 用的氮0.15g。
对单浓度流程来说，加酸量应保证稀糖液 的酸度是3～3.5°。
加酸量的计算
糖蜜酒精发酵液形成的工艺流程
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洗涤糖蜜，去除杂质。
第二章 糖蜜发酵生产酒精
5、酒精的分类：
按国标（GB394-93）可分为四个等级： P8表1-2-1 优等品、一等品、合格品、粗酒精
按用途分类： 工业酒精：用作燃料，原料、溶剂 医药酒精：用作防腐，消毒、制药 高纯酒精：勾脱各种饮料酒 精馏酒精：勾脱各种饮料酒 无水酒精：化工原料，含量要求达 99.95%以上。
第二节
上述酒精发酵机理的几点说明： （1）葡萄糖在无氧条件下通过酵母菌进行酒精发酵 的全过程必须经过酵母菌体细胞内酶系中的十二 种酶分别顺次作用才能完成。 （2）整个酒精发酵过程是放能反应过程。 在酒精发酵过程中，所放出的能量，部分用 于合成ATP（ ATP的主要用途是使葡萄糖磷酸化 以促进发酵作用），其余的能量则发散为热，导 致发酵液温度逐渐升高。因此在发酵工艺管理上 必须严格控制温升和调节温度。
目前我国常用于甘蔗糖蜜酒精发酵 的酵母菌种有AS.2.1189，AS.2.1190， 台湾396号，甘化I号。川345及川102 等。
这些酵母菌种一般用10°Bx麦芽汁 固体斜面培养基，接种后，于30～32℃ 培养48h，然后置于冰箱，在3～5℃下 冷藏保存。
二、糖蜜酒精发酵机理
研究以糖蜜为原料的酒精发酵过程， 则是研究酵母菌如何首先利用菌体内的蔗 糖酶，先将蔗糖水解为可发酵性单糖，然 后如何经过酵母菌体活细胞内的酒化酶 （参与酒精发酵的各种酶及辅酶的总称） 的作用，生成乙醇和二氧化碳，最后通过 细胞质膜将这些产物排泄出来的反应过程。
二、酒母的制备
糖蜜酒精发酵的微生物是酵母菌。 酒母——指具有一定酵母细胞数量的酵母菌菌种。 成熟酒母的要求：健壮饱满、纯粹无杂菌、繁殖速 度快、酶的活力高、 发酵能力强。 酒母制备：分为两个阶段的培养 1、酵母种子纯粹扩大培养（实验室阶段） 2、酒母扩大培养（车间阶段）