乙醇的生物合成

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乙醇

乙醇一、简介（1）按生产使用的原料可分为淀粉质原料发酵酒精(一般有薯类、谷类和野生植物等含淀粉质的原料，在微生物作用下将淀粉水解为葡萄糖，再进一步由酵母发酵生成酒精)；糖蜜原料发酵酒精（直接利用糖蜜中的糖分，经过稀释杀菌并添加部分营养盐，借酵母的作用发酵生成酒精）；和亚硫酸盐纸浆废液发酵生产酒精（利用造纸废液中含有的六碳糖，在酵母作用下发酵成酒精，主要产品为工业用酒精。

也有用木屑稀酸水解制作的酒精)。

（2）按生产的方法来分，可分为发酵法酒精和合成法酒精两大类。

（3）按产品质量或性质来分，又分为高纯度酒精、无水酒精、普通酒精和变性酒精。

（4）按产品系列（BG384-81）分为优级、一级、二级、三级和四级。

其中一、二级相当于高纯度酒精及普通精馏酒精。

三级相当于医药酒精，四级相当于工业酒精。

新增二级标准是为了满足不同用户和生产的需要，减少生产与使用上的浪费，促进提高产品质量而制订的。

二、名称1、化学名称乙醇2、商品名称酒精、酒精；乙醇(发醇法)；无水酒精；无水乙醇；无水乙醇(药用)；绝对酒精；95%乙醇;酒精95%；食用酒精；食用乙醇；变性乙醇；调香级食用酒精三、系统编号CAS编号：64-17-5EINECS号：200-578-6InChI编码：InChI=1/C2H6O/c1-2-3/h3H，2H2，1H3危规编号：32061危险品运输编号：UN 1170/1986/1987四、物质颜色性状1、颜色在常温、常压下，易燃无色透明液体，2、性状3、相态液体4、臭味性有特殊香味，略带刺激性，5、挥发性易挥发五、化学结构1、化学组成乙醇分子是由是由C、H、O 三种原子构成（乙基和羟基两部分组成），可以看成是乙烷分子中的一个氢原子被羟基取代的产物，也可以看成是水分子中的一个氢原子被乙基取代的产物。

乙醇分子中的羰键（碳氧键）和羟键（氢氧键）比较容易断裂。

C、O原子均以sp3杂化轨道成键、极性分子。

乙醇是乙烷一个氢原子被羟基替换后的产物，俗称酒精。

生物质合成气发酵生产乙醇的工艺分析

生物质合成气发酵生产乙醇的工艺分析生物质合成气（Biomass gasification）是一种将复杂的有机废弃物转化为可再生能源的技术。

这种技术能够将废弃物变成气体，通常是一种被称为合成气或者生物质合成气的混合气体。

该气体主要由一氧化碳、氢气、二氧化碳和甲烷等组成，这些气体可以用来产生能源。

生物质合成气发酵生产乙醇是一种以生物质合成气作为发酵原料，通过发酵过程将其转化为乙醇的生产工艺。

生产出来的乙醇可以作为化学品、燃料和溶剂。

生物质合成气发酵生产乙醇已经成为了一种被广泛应用的生产技术。

1.生物质合成气的制备生物质合成气的制备是将生物质通过热化学反应，将其分解成气体。

反应发生在一个密闭的容器内，该容器中储存的是无氧环境。

反应大致分为以下三个阶段：（1）压缩阶段：压缩过程会在容器内形成高压、高温和高密度的气体，这些气体在容器内占据了很小的空间。

（2）热解阶段：在高温和高压下，生物质内部的化学键被破坏。

其中的碳和氢可以和氧气化合，生成一氧化碳和氢气。

热解过程会产生太多的热量，这些热量可以用来支持后续的反应。

（3）效应阶段：在这个阶段，化学反应生成的气体会进行一系列的复杂化学反应，此过程被称为效应。

其结果是生成了一种复合气体，即生物质合成气。

生物质合成气主要由一氧化碳、氢气、二氧化碳和少量的甲烷等组成。

与其他生产气体相比，生物质合成气中的一氧化碳和氢气比例较高，约占70%。

这使得生物质合成气成为一种良好的发酵原料，可以生产出高浓度乙醇。

2.环境和设备对于生产乙醇的工艺而言，其生产过程会产生大量的热能和二氧化碳。

因此需要选择一个具有良好的环保设备的生产工艺。

发酵反应需要在特定的温度和压力下进行，在此之前，一定要对条件进行预先准备。

恒温箱是必要的设备之一。

由于发酵反应需要在恒定的温度下进行，恒温箱被用来维持反应温度。

操作人员需要根据反应过程中的变化来调整恒温箱中的温度设定。

多级恒压式氧气阀门的使用很重要，该阀门可以调节反应过程中的压力水平，以保证反应的顺利进行。

合成生物学构建复杂代谢途径的成功案例集锦

合成生物学构建复杂代谢途径的成功案例集锦合成生物学是一门迅速发展的交叉学科，旨在利用工程化的方法设计和构建新的生物系统，以满足特定的需求。

其中，构建复杂代谢途径是合成生物学的重要研究方向之一。

本文将为您介绍几个成功的合成生物学构建复杂代谢途径的实例。

1. 合成乙醇生产菌乙醇是一种重要的工业化学品和可再生能源。

合成乙醇生产菌的构建是合成生物学的一个典型案例。

科学家们利用合成生物学的方法，将酵母菌的代谢途径进行优化和改造，成功地将酵母菌转变为能够高效合成乙醇的生产菌。

通过改造非乙醇代谢途径，提高酵母菌对底物的利用效率，并增加乙醇产率，从而实现了乙醇生产的工业化。

2. 合成人胰岛素合成人胰岛素的研究也是合成生物学领域的一项重大突破。

胰岛素是一种重要的药物，用于治疗糖尿病。

科学家利用合成生物学的技术，通过改造大肠杆菌的代谢途径，成功合成了与人胰岛素相似的蛋白质。

这项研究的成功不仅使得合成胰岛素的生产更加便捷和经济，也为糖尿病患者提供了更好的治疗选择。

3. 生物柴油的合成生物柴油是一种环境友好型的燃料，可以有效减少温室气体的排放。

合成生物学的方法被用于构建合成生物柴油的代谢途径。

科学家们通过改造细菌和酵母菌的代谢途径，使其能够将植物油脂转化为生物柴油。

这种方法不仅可以减少对传统石油资源的依赖，还能够降低生产过程中的碳排放量。

4. 合成奎宁奎宁是一种重要的抗疟疾药物，传统的奎宁生产需要依赖于植物提取，存在产量低、工艺复杂等问题。

合成生物学的方法为奎宁的生产提供了新的途径。

科学家通过构建酵母菌的代谢途径，成功合成了奎宁的前体化合物。

这一研究成果为奎宁的大规模生产提供了新的思路和途径。

5. 合成人工维生素C维生素C是人体所需的一种重要维生素，但人体无法自主合成，必须从外部获得。

由于维生素C的生物合成途径复杂，合成维生素C成为了科学家们的研究热点。

利用合成生物学的方法，科学家们通过改造葡萄糖代谢途径，成功地合成了维生素C。

合成气生物发酵法一步制无水乙醇

合成气生物发酵法一步制无水乙醇English Answer:The one-step synthesis of anhydrous ethanol from syngas via biological fermentation is a promising approach for the production of renewable fuels and chemicals. This process involves the conversion of syngas, a mixture of carbon monoxide (CO) and hydrogen (H2), into ethanol using genetically engineered microorganisms. The key challengesin this process include the development of microorganisms with high ethanol production efficiency, metabolic engineering strategies to optimize ethanol synthesis, and the integration of fermentation and downstream processesfor efficient ethanol recovery and purification.Here are some specific research areas and strategies that can be pursued to address these challenges:1. Strain engineering for improved ethanol production: The development of robust and efficient microbial strainsis crucial for the successful implementation of this process. This involves metabolic engineering strategies to enhance the expression of key enzymes involved in ethanol synthesis, such as alcohol dehydrogenase and aldehyde dehydrogenase. Additionally, engineering the metabolic pathways to redirect carbon flux towards ethanol production can further improve the overall yield.2. Optimization of fermentation conditions: The fermentation conditions, including temperature, pH, and substrate concentration, play a significant role in ethanol production. Optimization of these parameters through high-throughput experimentation and modeling approaches can enhance the efficiency of the fermentation process.3. Integration of fermentation and downstream processes: Efficient ethanol recovery and purification are crucial for the economic viability of the process. The integration of fermentation with downstream processes, such asdistillation, extraction, and membrane separation, can improve the overall yield and purity of the final product.The successful implementation of this process has the potential to revolutionize the biofuel industry and contribute to the development of a sustainable and low-carbon economy.中文回答：合成气生物发酵法一步制无水乙醇是一项很有前景的可再生燃料和化学品生产方法。

生物质资源转化与利用第八章生物质燃料乙醇技术

物理法
化学法纤维素的预处理方法
物理-化学法生物法
物理法
物理法包括机械粉碎、蒸汽爆破、辐射、微波处理、冷冻、挤压热解等，这些处理的目的在于降低纤维素结晶度，破坏木质素、半纤维素结合层。机械粉碎是传统方法，经过粉碎，物料的结构发生变化，结晶度下降，表面积增大，有利于酶对纤维素的进攻。缺点是能耗大。蒸汽爆破法被认为是最有效的预处理方法之一，原理是水蒸气在高温高压下，渗入细胞壁内部，发生水解作用，使α-和 β-烯丙醚键断裂，破坏了结合层结构，然后突然降压，由此产生强大的爆破力，使物料破碎。经过蒸汽爆破后，再用碱性过氧化氢处理，纤维素的聚合度和结晶度显著降低。
纤维素原料纤维素原料是地球上最有潜力的乙醇生产原料，主要有农作物秸秆、森林采伐和木材加工剩余物、柴草等。
燃料乙醇的优点
可再生能源，资源丰富减少排放提高汽油的辛烷值和抗爆性积碳减少增加含氧量，使汽油充分燃烧
燃料乙醇的缺点
保质期短（一个月）
分层，打不着火
蒸发潜热大热值低
淀粉质原料主要有甘薯、木薯、玉米、马铃薯、大麦、大米、高粱等。
生物乙醇应用状况：燃料乙醇的糖质原料主生产工艺已经比较成熟，目前巴要是甘蔗、西、美国等国家的燃料乙醇生产甜菜等。已经实现规模化、产业化。
燃料乙醇主要原料
其它原料如造纸厂的硫酸盐纸浆废液、淀粉厂的甘薯淀粉渣和马铃薯淀粉渣等。
8.2.5 发酵
乙醇发酵是不需要氧气的过程，所以要求发酵在密闭条件下进行，如果有空气存在，酵母就不完全进行乙醇发酵，而是部分进行呼吸作用，使乙醇量减少。乙醇发酵主要经历4个阶段和12个反应第一阶段：葡萄糖到1,6-二磷酸果糖第二阶段：1,6-二磷酸果糖降解为3-磷酸甘油醛第三阶段： 3-磷酸甘油醛经5步反应生成丙酮酸第四阶段：乙醇的生成

乙醇的制备pdf

技术概况第二代生物乙醇是指相对于玉米乙醇（第一代生物乙醇）而言，以生物质（农林作物废料，即木质纤维素）为原料生产的生物乙醇，包括纤维素乙醇和纤维乙醇的制备 ------第二代生物乙醇素生物汽油两种产品。

技术原理1. 纤维素乙醇目前已经建有示范装置和工业装置的纤维素乙醇生产技术有以下4种： a. 硫酸/酶-水解发酵技术首先把生物质原料用酸分解为半纤维素糖浆（木糖和其他5碳糖）和纤维渣（纤维素和木质素），二者分离以后糖浆用专用的酵母发酵为稀乙醇，纤维素用工业酶分解并发酵为稀乙醇，最后通过蒸馏得到燃料级纤维素乙醇。

生物质残渣用作锅炉燃料生产工艺用蒸汽。

b. 硫酸水解-发酵技术用浓硫酸作催化剂，把纤维素和半纤维素原料转化为葡萄糖和木糖，收率是用稀硫酸和酶水解的1.5-3.0倍。

首先把原料干燥到水分少于10%，然后与75%的浓硫酸接触，在85℃左右和常压下蒸煮30min，再把水解得到的6碳糖、5碳糖与酸和木质素及其他固体物分离。

木质素和其他固体物用作锅炉燃料生产工艺用蒸汽和工厂用电。

约98%的酸和100%的糖在模拟移动床色谱分离器中回收。

酸循环使用，糖通过酵母连续发酵转化为乙醇(6碳糖100%转化，5碳糖20%转化)。

该工艺的关键技术一是用浓硫酸进行水解，二是用色谱分离回收酸，而不是中和并处理废料。

c.酸水解-发酵-酯化-加氢技术1—生物质：硬木、软木、柳枝草、玉米秸秆；2—化学分级分离；3—糖液；4—发酵；5—乙酸；6—生产酯；7—乙酸乙酯；8—乙酸乙酯外销；9—加氢；10—乙醇外销；11—氢气；12—气化；13—残渣去气化以废木材等为原料，通过酸水解得到葡萄糖和木糖溶液，然后用乙酸菌发酵把糖转化为乙酸，接着再酯化得到乙酸乙酯，乙酸乙酯（全部或部分）加氢得到乙醇。

氢气由酸水解得到的木质素气化生产。

由于用乙酸菌发酵把所有糖都转化为乙酸，不产生CO和其他副产物，因此碳没有2损失。

常规工艺是通过酵母发酵生产乙醇，每生产1个分子乙醇放出1个分子CO。

生化问答题

请列举细胞内乙酰CoA的代谢去向。

答案要点：三羧酸循环；乙醛酸循环；从头合成脂肪酸；酮体代谢；合成胆固醇等。

酿酒业是我国传统轻工业的重要产业之一，其生化机制是在酿酒酵母等微生物的作用下从葡萄糖代谢为乙醇的过程。

请写出在细胞内葡萄糖转化为乙醇的代谢途径。

答案要点：在某些酵母和某些微生物中，丙酮酸可以由丙酮酸脱羧酶催化脱羧变成乙醛，该酶需要硫胺素焦磷酸为辅酶。

乙醛继而在乙醇脱氢酶的催化下被NADH还原形成乙醇。

葡萄糖+2Pi+2ADP+2H+ 生成2乙醇+2CO2+2ATP+2H2O（6分）脱氢反应的酶：3-磷酸甘油醛脱氢酶（NAD＋），醇脱氢酶（NADH+H+）（2分）底物水平磷酸化反应的酶：磷酸甘油酸激酶，丙酮酸激酶（Mg2+或K+）（2分）试述mRNA、tRNA和rRNA在蛋白质合成中的作用。

答案要点：①mRNA是遗传信息的传递者，是蛋白质生物合成过程中直接指令氨基酸掺入的模板。

（3分）②.tRNA在蛋白质合成中不但为每个三联体密码子译成氨基酸提供接合体，还为准确无误地将所需氨基酸运送到核糖体上提供运送载体。

(4分) ③. rRNA与蛋白质结合组成的核糖体是蛋白质生物合成的场所（3分）。

为什么说三羧酸循环是糖、脂、蛋白质三大物质代谢的共同通路！！！！！！！！！哪些化合物可以被认为是联系糖、脂、蛋白质和核酸代谢的重要环节！！！！！！！！！为什么答案要点：①三羧酸循环是糖、脂、蛋白质三大物质代谢的共同氧化分解途径（2分）；三羧酸循环为糖、脂、蛋白质三大物质合成代谢提供原料（1分），要举例（2分）。

②列举出糖、脂、蛋白质、核酸代谢相互转化的一些化合物（3分），糖、脂、蛋白质、核酸代谢相互转化相互转化途径（2分）写出天冬氨酸在体内彻底氧化成CO2和H20的反应历程，注明其中催化脱氢反应的酶及其辅助因子，并计算1mol天冬氨酸彻底氧化分解所净生成的ATP 的摩尔数。

答案及要点：天冬氨酸+α酮戊二酸--→（谷草转氨酶）草酰乙酸+谷氨酸谷氨酸+NAD+H2O→(L谷氨酸脱氢酶）α酮戊二酸+NH3+NADH 草酰乙酸+GTP→(Mg、PEP羧激酶）PEP+GDP+CO2PEP+ADP→(丙酮酸激酶）丙酮酸+ATP 丙酮酸+NAD+COASH→(丙酮酸脱氢酶系）乙酰COA+NADH+H+CO2 乙酰COA+3NAD+FAD+GDP+Pi+2H2O→(TCA循环）2CO2+COASH+3NADH+3H+FADH2+GTP ①耗1ATP 生2ATP5NADH+1FADH2+1GTP=1ATP净生成1+2+2.5×5+1.5×1=15ATP②耗1ATP生成2ATP+3NADH+1FADH+1NADPH净生成1+2+2.5×4+1•5×1=12.5ATP 脱氢反应的酶：L-谷氨酸脱氢酶（NAD+），丙酮酸脱氢酶系（CoA，TPP，硫辛酸，FAD，Mg2+），异柠檬酸脱氢酶（NAD+，Mg2+），a-酮戊二酸脱氢酶系（CoA，TPP，硫辛酸，NAD+，Mg2+），琥珀酸脱氢酶（FAD，Fe3+），苹果酸脱氢酶（NAD+）。

有机化学中的醇与醚的合成

有机化学中的醇与醚的合成有机化学作为化学的一个重要分支，研究的是碳氢化合物及其衍生物的结构、性质和反应。

其中，醇和醚是有机化合物中常见的两类官能团，它们在生物、药物、农药等领域具有重要的应用价值。

本文将重点讨论有机化学中醇与醚的合成方法。

一、醇的合成
醇是含有羟基(-OH)官能团的有机化合物，在合成中使用广泛。

下面介绍几种常见的醇合成方法：
1. 烷烃氧化法：烷烃氧化是醇的一种重要合成途径，其中最常见的是烷烃的氧化裂解反应。

例如，乙烷氧化可生成乙醇。

2. 烯烃水化法：烯烃通过水合反应可以生成醇。

例如，乙烯经过水合反应可以制备乙醇。

3. 羧酸还原法：羧酸的还原反应也是醇的常见合成方法。

例如，乙酸经过还原反应可以生成乙醇。

二、醚的合成
醚是含有氧桥(-O-)官能团的有机化合物，通常可以由醇和卤代烷基的缩合反应来合成。

下面介绍几种常见的醚合成方法：
1. 醇缩合法：醇和卤代烷基经过缩合反应可以生成醚。

例如，甲醇和溴乙烷经过缩合反应可以制备甲基乙基醚。

2. 醇脱水法：醇经过脱水反应也可以生成醚。

例如，乙醇在酸性条件下脱水反应可以生成乙醚。

3. 醇与醚之间转化法：醇可以通过醚化反应转化为醚。

例如，在酸催化条件下，乙醇可以与甲醇发生醚化反应生成乙基甲醚。

综上所述，有机化学中的醇与醚是重要的有机化合物，在实际合成中有着广泛的应用。

通过实验室合成或生物合成等方法，我们可以合成出各种类型的醇和醚化合物，为化学领域的发展和应用提供了有力支持。

希望本文对读者有所帮助，欢迎交流讨论。

生物质合成气发酵生产乙醇技术的研究进展

生物质合成气发酵生产乙醇技术的研究进展1李东1，2 王忠铭1，2 袁振宏1 吴创之1 廖翠萍11中国科学院广州能源研究所,广州，(510640)2中国科学院研究生院，北京，(100039)lidong@摘要：七十年代以来，开发低成本、可持续和可再生能源已成为各国的研究热点。

以生物质为原料生产的燃料乙醇是一种很有应用潜力的能源。

本文简要讨论了生物质合成气发酵生产乙醇的技术途径，分析了该技术的优点、工艺过程、生产成本和市场化进程，特别介绍了美国BRI公司和密西西比乙醇公司（ME）在生物质合成气发酵生产乙醇方面所做的工作；同时，指出了对我国发展生物质合成气发酵技术的必要性和应用前景。

关键词：生物质合成气厌氧发酵乙醇1. 引言能源是现代社会赖以生存和发展的基础，液体燃料的供给能力与国民经济可持续发展密切相关，是国家战略安全保障的基础之一。

液体燃料的不足已严重威胁到我国的能源与经济安全,为此我国提出了大力开发新能源和可再生能源、优化能源结构的战略发展规划[1,2]。

生物质是惟一可以转化为液体燃料的可再生能源,将生物质转化为液体燃料不仅能够弥补化石燃料的不足,而且有助于保护生态环境。

生物质包括各种速生的能源植物、农业废弃物、林业废弃物、水生植物以及各种有机垃圾等。

我国生物质资源丰富,理论年产量为50亿吨左右,发展生物质液化替代化石燃料有巨大的资源潜力[3]。

乙醇是一种优质的液体燃料，每千克乙醇完全燃烧时约能放出30 000kJ的热量。

乙醇燃料具有很多优点，它是一种不含硫及灰分的清洁能源，可以单独作为燃料使用；同时，一定量燃料乙醇加入汽油后，混合燃料的含氧量增加，辛烷值提高，降低了汽车尾气中有害气体的排放量。

事实上，纯乙醇或与汽油混合物作为车用燃料，最易工业化，并与先进工业应用及交通设施接轨，是最具发展潜力的石油替代燃料[4]。

乙醇的生产方法可概况为两大类：发酵法和化学合成法。

化学合成法是用石油裂解产出乙烯气体来合成乙醇，有乙烯直接水合法，硫酸吸附法和乙炔法等，其中乙烯直接水合法应用比较多。

乙醇的生产工艺总结

第二章乙醇生产工艺总结按原料分类，乙醇的生产工艺可分为生物法和化学合成法两类，各生产工艺分析如下。

2.1 生物法制乙醇技术生物法制乙醇，俗称酿酒，以淀粉质或糖质为原料，经发酵、蒸馏及脱水等工序后制得乙醇。

此技术由最初提倡消化陈化粮（以玉米、小麦等陈粮为原料生产乙醇）的第1代技术，由于国家政策的影响，新增粮食制乙醇项目被叫停，逐步发展至以木薯为原料的第1.5代技术，目前已发展至以纤维素（秸秆、玉米芯等）为原料的第2代技术。

国家乙醇汽油全部采用生物法乙醇，并且由10家企业定点生产燃料乙醇。

2.2化学合成制乙醇技术化学合成乙醇技术主要分为六种技术路线，分别是①合成气直接催化法、②甲醇羰基化法、③醋酸加氢、④醋酸酯加氢、⑤二甲醚羰基化、⑥微生物发酵，如下图所示。

煤（合成气）制乙醇不同艺路线图2.2.1 直接催化法以煤气化制取合成气（CO+H2），再由合成气通过催化作用一步直接合成乙醇。

此工艺工艺流程短，原子利用率高，是一种最为简单的乙醇合成工艺，采用铑基、Cu-Co基、Zn-Cr基或者MoS2基催化剂都不能得到单独的甚至以乙醇为主的产物，产物中存在大量的烷烃、醛、酮、酯等副产物，乙醇收率低，设备容易腐蚀，一直难以实现大型工业化。

国内在这方面主要的研究机构有中科院大连化物所和中科院山西煤化所。

大连物化所研发的贵金属铑基催化剂对C2+醇的选择性只有50%，工业化运行不理想。

目前大化所与江苏索普集团正在进行1万吨/年中试项目。

2.2.2甲醇羰基化法合成气通过净化和变换合成甲醇，然后与CO羰基化制得醋酸甲酯，醋酸甲酯加氢制乙醇。

此工艺流程短、反应温和、对设备腐蚀小、投资低、部分采用贵金属催化剂，成本有所降低。

2.2.3醋酸加氢路线合成气通过净化和变换合成甲醇，然后与CO羰基化制得醋酸，醋酸通过催化剂直接加氢制乙醇。

此工艺流程短、能耗低，但需要采用钌基贵金属催化剂，碘甲烷与醋酸对设备的腐蚀等问题，投资较大。

目前塞拉尼斯27.5万吨/年乙醇项目投产，大化所与江苏索普集团进行3万吨/年中试。

利用生物质生产乙醇的方法及其工艺流程

利用生物质生产乙醇的方法及其工艺流程下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。

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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.（3）锅炉用水：通常要求无固型悬浮物，总硬度和碱度应尽可能低，PH在25°时高于7,含油量及溶解物等越少越好。

1。

4淀粉性质1。

4。

1淀粉颗粒的形状淀粉颗粒呈白色，不溶于冷水和有机溶剂，颗粒内部呈复杂的结晶组织。

生物燃料乙醇

5.2.1.3 酵母的生长条件
1
温度。酵母生存和繁殖的温度范围很宽，但是，其
正常的生活和繁殖温度是29—30℃。在很高或很低的温度
下，酵母的生命活动消弱或停止。酵母发育的最高温度是
38℃，最低为-5℃；在50℃时酵母死亡。
2 pH。酵母的生长pH范围较广，为3—8，但最适生长 pH为3.8—5.0。当pH降到4.0以下时，酵母仍能继续繁殖，而此时乳酸菌已停止生长，酵母的这种耐酸性能被用来压制和消除污染基质中细菌的生长，即将该培养料加酸调至 pH3.8—4.0，并保持一段时间，在此期间酵母生长占绝对优势，细菌污染即可消除。
√ 酿酒酵母最大的局限是不能直接利用生淀粉和寡糖，不能利用戊糖。
√ 自1990年以来，有许多文献报道在酵母中表达不同来源
的α-淀粉酶和糖化酶。
√ 2004年Shigechi等报道利用细胞表面工程构建表达α-淀粉
酶和糖化酶的酵母，利用生淀粉发酵产生乙醇。该酵母能在 72h内产生61.8g/L乙醇，是生玉米淀粉理论收率的86.5%。
转化
微生物发酵
提取
原料
糖
乙醇醪液
乙醇
• 我国乙醇年产量为300多万吨，近年有逐渐增加的趋势，仅次于巴西、美国，列世界第三位。其中，发酵法占绝对优势，80%左右的乙醇用淀粉质原料生产，约10%的乙醇用废糖蜜生产，以亚硫酸盐纸浆废液等纤维原料生产的乙醇占2%左右，化学合成法生产的乙醇仅占3.5%左右。随着生物技术的发展及现实需求，以纤维素为原料的大规模乙醇发酵生产已经提上议事日程，目前国内已达到中试生产阶段。
糖，不发酵乳糖、菊糖、蜜二糖。
2
南阳混合酵母（1308）。菌落特征和利用糖的情况
和南阳五号酵母相同。细胞呈圆形，少数卵圆形。该酵母在含

生物乙醇生产机理ppt

（2）降低了炭烟生成的可能性。作为微粒核心的炭烟，其生成条件是高温和缺氧，在均匀可燃混合气中，缺氧不多则更多生成CO 很少生成炭烟，而汽油醇中含有氧，C/O比较纯汽油小，所以生成炭烟的可能性就小。
（3）测量结果显示，烷烃和醇类生成臭氧的活性（单位质量有机物生成臭氧的质量）较低。
（4）由于乙醇的加入，使组分中的C/O减小，也减少了CO排放量。
一、乙醇汽油介绍
E90#
E93#
E95#
种类
E97#
乙醇汽油概述
一、乙醇汽油介绍性质：（1）增加辛烷值（2）增加雷德蒸汽压（RVP）
乙醇汽油概述
二、燃料乙醇生产技术合成法(即乙烯水合法) 生物法
需要增加浓缩脱水后处理工艺，使其水的体积分数降到1%以下。较新的脱水工艺有：渗透汽化、吸附蒸馏、特殊蒸馏、加盐萃取蒸馏、变压吸附和超临界萃取分
引起损害神经系统贫血等
我国发展乙醇汽油的必要性
二、面临环境保护的巨大压力
乙醇汽油与普通汽油燃烧结果比较
汽油的辛烷值增加１～２个单位抗爆指数增加２个单位 co排放量减少２５％～３０％挥发性物质排放量减少１０％碳氢化合物下降１０％
加入１０％的燃料乙醇
我国发展乙醇汽油的必要性
三、有利于解决当前面临的一些农业问题
我国发展乙醇汽油的必要性
一、面临巨大的能源压力（2）能源安全之需
石油战略储备平抑国内油价石油安全问题
我国发展乙醇汽油的必要性
一、面临巨大的能源压力
（3）我国的能源结构不能适应我国经济高速
发展的要求
50.00% 40.00% 30.00% 20.00% 10.00% 0.00%
80.00% 60.00% 40.00% 20.00% 0.00%

丙酮酸发酵生成乙醇的原理

丙酮酸发酵生成乙醇的原理丙酮酸发酵生成乙醇是一种常见的微生物发酵过程。

这个过程中，首先通过一系列反应将丙酮酸转化为丙酮或丙醛，然后再经过还原反应将丙酮或丙醛转化为乙醇。

丙酮酸（CH3COCOOH）又称为α-酮丙酸，是一种含有酮基（二氧代双键）和羧酸基（一氧代双键）的有机酸。

在自然界中，丙酮酸是一种广泛存在的代谢产物，可以通过多种途径合成。

其中，最常见的途径是在生物体内由酮氧化酶或酸解酶催化丙酮（CH3COCH3）氧化生成。

丙酮酸发酵生成乙醇的完整反应方程式可以表示为：CH3COCOOH →CH3COCH3（丙酮）/ CH3CHO（丙醛）→CH3CH2OH （乙醇）这个发酵过程主要依赖于发酵菌群，常用的菌种包括酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）、大肠杆菌（Escherichia coli）等。

第一步，丙酮酸脱羧酶将丙酮酸转化为丙酮或丙醛。

这个酶能够催化丙酮酸中羧酸基的脱离，生成相应的酮或醛。

例如，对于丙酮酸脱羧酶催化的丙酮酸，反应可以表示为：CH3COCOOH →CH3COCH3 + CO2 或CH3COCOOH →CH3CHO + CO2第二步，乙醇还原酶将丙酮/丙醛转化为乙醇。

这个酶能够催化酮或醛的还原反应，将酮或醛中的羰基（碳氧双键）还原为羟基（一氧代单键）。

例如，对于丙酮的还原反应，可以表示为：CH3COCH3 + NADH →CH3CHO + NAD+ 或CH3COCH3 + NADH →CH3CH2OH + NAD+发酵过程中，这些酶的活性与微生物的生长状态、环境条件（如温度、pH值和营养物质）等因素密切相关。

较高的温度和适宜的pH通常有利于这些酶的活性和微生物的生长。

此外，较高的浓度和较长的培养时间一般也会有助于产醇反应。

丙酮酸发酵生成乙醇的应用广泛，尤其是乙醇生产领域。

乙醇是一种重要的工业化学品，可以用于制备酒精饮料、溶剂、燃料等。

通过利用丙酮酸发酵技术，可以将廉价的丙酮酸转化为高价值的乙醇，提高资源利用效率。

乙醇生物合成途径

乙醇是一种重要的有机化合物，在生物体内通常通过特定的途径进行合成。

以下是乙醇的生物合成途径：
1. 糖分解：葡萄糖在酶的作用下分解为丙酮酸和二氧化碳。

这个过程称为糖分解。

2. 乙醇酸生成：丙酮酸在乳酸脱氢酶的催化下，接受一个NADH+H+的氢原子，并生成乙醇酸。

这个过程称为丙酮酸转化为乙醇酸。

3. 乙醇生成：乙醇酸在乙醇脱氢酶的催化下，接受一个NAD+的氢原子，并生成乙醇。

这个过程称为乙醇酸的还原。

这个过程需要一系列酶的参与，这些酶通常存在于微生物、植物和某些动物中。

这些酶将葡萄糖等糖分解为乙醇，以满足生物体对能源和代谢物的需求。

此外，植物和一些微生物还可以通过发酵过程从有机物中直接合成乙醇。

需要注意的是，乙醇的生物合成途径在不同的生物和不同的生长条件下可能有所不同。

此外，乙醇的合成还受到许多因素的影响，如环境条件、营养供应等。

总的来说，乙醇的生物合成是一种复杂的过程，涉及到糖分解、乙醇酸生成和乙醇生成等多个步骤。

这个过程需要一系列酶的参与，这些酶通常存在于微生物、植物和某些动物中。

乙醇的合成对于生物体的生长和代谢至关重要，可以满足生物体对能源和代谢物的需求。

在不同的生物和不同的生长条件下，乙醇的合成途径可能有所不同，受到许多因素的影响。

大肠杆菌中乙醇生物合成途径的构建

大肠杆菌中乙醇生物合成途径的构建乙醇是一种重要的化学物质，它通常用于制造汽油和柴油等汽车燃料，也用于制造工业级的化学产品，如溶剂、医药、涂料和清洁剂。

然而，由于传统的化学方法产生的乙醇对环境造成破坏，研究人员正在寻求更加安全、可持续的乙醇合成方法。

直到近年来，生物乙醇产生的技术才逐渐实现。

近年来，生物乙醇的研究层出不穷，其中一个重要的技术是通过大肠杆菌的乙醇生物合成途径实现生物乙醇的合成。

在大肠杆菌中，有一种酶叫做乙醇脱氢酶（ADH），它可以将乙醇和氢气转化为乙醛和水。

使用这种酶，可以从碳源（如淀粉和糖）中制造乙醇。

国内外许多科学家们正在努力研究如何构建这种乙醇生物合成途径，以及如何提高乙醇合成效率。

首先，研究人员试图对现有的乙醇脱氢酶进行优化和改造，以提高其乙醇合成效率。

其中一种方法是改变乙醇脱氢酶的活性环境，比如改变水的pH值、添加化学促进剂、添加抑制剂等。

研究发现，这些环境改变可以显著地影响乙醇脱氢酶的活性，从而提高乙醇生物合成途径的效率。

另外，研究人员还利用基因工程技术对乙醇脱氢酶进行改造，以建立更加高效的乙醇生物合成途径。

通过此方法，研究人员可以根据自己的要求调节乙醇脱氢酶的表达，从而提高其合成效率。

例如，一些科学家已经通过编码小分子抑制剂来调节乙醇脱氢酶的表达，从而提高乙醇合成的效率。

另一方面，乙醇生物合成途径也可以通过基因变异和突变来实现。

这方法利用了一种叫做质粒改造（plasmid engineering）的技术，可以通过调节基因表达来改变乙醇脱氢酶的活性。

通过这一方法，研究人员可以改变乙醇生物合成的水平，从而提高乙醇合成的效率。

此外，科学家们还可以利用全基因组技术来构建乙醇生物合成途径，也就是将多个基因组织到一起，以构建一个完整的乙醇生物合成系统。

这种技术为乙醇生物合成提供了新的可能性，可以大大提高乙醇合成的效率。

综上所述，大肠杆菌中乙醇生物合成途径的构建是一个重要课题。

当前研究人员发现，在乙醇脱氢酶的优化和改造、基因变异和突变、质粒改造和全基因组技术等方面取得了很大进展，从而可以提高乙醇生物合成的效率。

葡萄糖变乙醇的化学方程式

葡萄糖变乙醇的化学方程式葡萄糖变乙醇的化学方程式是C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2。

这个过程被称为酒精发酵，是一种最古老的生物制药技术之一。

在进行发酵过程中，微生物利用碳源转化成能量和有机产物。

简单来说，是把一个葡萄糖分子分解成乙醇和二氧化碳两种分子。

其实，这个过程是一种无氧代谢，在缺氧环境下进行。

酵母菌是最常用的微生物体，因为它们具有一定的酒精耐受性和生长速度。

当葡萄糖进入酵母细胞时，酵母会将葡萄糖分子氧化，产生能量和一些代谢产物。

这些代谢产物可以供应酵母的其他生物学需求。

其中还有一种代谢产物是乙醛，乙醛随后会被还原成乙醇。

同时，另一部分葡萄糖分子经过糖酵解获得ATP的能量，而这也是一种无氧代谢。

最终，酵母消化葡萄糖后，会产生大量的乙醇和二氧化碳。

值得注意的是，酵母细胞只会在缺氧情况下产生乙醇。

如果酵母细胞处于富氧的环境中，它们会运用不同的代谢途径来把葡萄糖分解成更多的ATP和二氧化碳，而不是产生乙醇。

正是因为缺氧环境和葡萄糖的存在，酒精发酵才会在制酒、制药等领域有广泛的应用。

酒精发酵在某些情况下也有一定的缺陷，其中比较重要的是产物分离和酒精浓度的控制。

产生大量乙醇会降低酵母的活性，并限制乙醇浓度达到一定的上限。

处理发酵产物也是一个问题，因为二氧化碳的脱离会很困难，这会使得一个规模化的发酵过程变得低效。

这也是为什么在一些工业制造酒精的过程中，采用化学合成路线而不是生物合成路线的原因。

总的来说，葡萄糖变乙醇是一个经典的生物化学过程，它使我们感受到化学和生物学之间的联系。

通过深入了解酵母细胞内的代谢途径和酵母生长条件，我们可以开发出更有效率和更环保的制药和生产乙醇的过程。

专题实验5——乙醇的生物合成及其应用

专题实验5——乙醇的生物合成及其应用乙醇是无色、透明、易挥发的液体，与水可以混溶，也是非常好的有机溶剂，在染料，香料，医药等工业中应用广泛，可用作溶剂、防腐剂、消毒剂（70%～75%的乙醇）、燃料等。

乙醇是酒的主要成分，可以饮用。

少量乙醇有兴奋神经的作用，大量乙醇有麻醉作用，可使人体中毒，甚至死亡。

早在我国古代就已发明了从淀粉发酵制酒的方法，直到现在仍然是生产乙醇的重要方法。

淀粉发酵后的发酵液经蒸馏可制得白酒；经分馏可得到95.5%的工业乙醇；经简单加工可制成固体酒精；无水乙醇可以用其它方法连续处理得到；无水乙醇的纯度可用测折光率鉴定；以无水乙醇为原料可合成乙酸乙酯；进一步可合成乙酰乙酸乙酯。

实验72 白酒的酿造和工业酒精的制备一、实验目的1. 了解酿酒的原理，学习酿酒的方法，掌握白酒酒精度的测定方法；2. 掌握用白酒制工业酒精的原理和方法；3. 巩固蒸馏、分馏、测密度和酒精度等多种基本操作。

二、实验原理1. 酿酒原理主反应淀粉（米）曲或酒饼nC 6H 12O 6（糖化）nC 6H 12O 6酵母菌2C 2H 5OH CO 22+(发酵）发酵最适宜温度为28-30℃.主要副反应 C 6H 12O 6酵母菌有氧时+6O 26CO 26H 2O+酒药，也称（曲，酒饼），是一种保存微生物的固体培养基。

在干燥条件下微生物处于休眠状态，活性可保持不变，制曲酿酒技术是我国独特的创举和发明。

我国的曲药是糖化和发酵同时进行的，曲药中富含曲霉、酵母菌和少量细菌等多种微生物。

曲霉能分泌大量淀粉酶，使淀粉糖化和液化，为下一步的发酵作好物质准备；酵母菌产生酒化酶，使糖发酵产酒；发酵条件控制得好、消毒严格，可避免细菌的大量繁殖，防止酒酸败。

造成酸败的主要菌是乳酸菌和醋酸菌。

由于酵母菌在高浓度酒精下不能继续发酵，所得到的酒醪或酒液酒精浓度一般不会超过20%。

发酵成熟的酒醅经蒸馏，把酒醅中的酒精、水、高级醇、酸类等有效成分蒸发为酒汽，酒汽经冷凝，收集即得一定浓度的白酒（实际中酒头部分往往单独贮存，用于勾兑）。

乙醇的制取

乙醇的制取
乙醇的制取
乙醇的制取可分为有机合成法和自然微生物法。

一、有机合成法
1.硫酸法：主要使用硫酸与碳氢化合物反应，将得到的碳氢醇进行还原制得乙醇。

2.甲醇改性法：甲醇改性法是一种比较常见的乙醇制备方法，使用甲醇为原料，加入改性剂，经反应，即可得到乙醇。

3.催化工艺法：将一些芳烃（如乙烷，丙烷等）加入适当的催化剂，经反应，即可得到乙醇。

二、自然微生物法
1.发酵制备法：将一些微生物含氧过程中，可将糖类分解为乙醇。

2.聚糖制备法：将聚糖（如淀粉或糖原）中的葡萄糖或半乳糖被发酵转化为乙醇。

3.乙醛水解法：将乙醛在特定条件下加热，分解为乙醇和水。