酒精工艺学

第一章

酒精的主要用途：1.燃料酒精

2调制蒸馏酒（降低邪杂味.降低浑浊度）

3.医药化工方面的用途

酒精工业的副产品：DDGS，高纯度食用级CO2，还在保护焊接、药物萃取、制冷、温室生产，玉米油，玉米胚芽油是优质保健食品；生产玉米淀粉、葡萄糖浆、果葡糖浆、谷朊粉、玉米蛋白等；杂醇油是某些食用香料的主要原料。

原料选择的原则

1)原料资源丰富，供应量大，能保证酒精生产所需的大量原料，并有一定的库。

2)就近取材，原料产地离工厂或水陆运输线要近，便于收集、运输。

3)原料含可发酵性物质多，蛋白质含量适中，影响发酵的杂质成分及对人体健康

有害的成分含量尽可能少含或不含。

4) 考虑原料贮藏性能，最好是选择干燥原料，便于贮藏，不易霉烂。

5)从产品的成本角度出发，综合考虑原料价格，加工成本，生产过程的经常性耗等因素，并尽可能采用非粮食原料。

第二章

淀粉质原料：

原料的种类：1．淀粉质原料（玉米，水稻，木薯（苦中木薯。甜种木薯））

(1）薯类原料甘薯、木薯、马铃薯、山药等。

（2）谷物原料玉米、高粱、大米、谷子、大麦、小麦、燕麦等。

2．糖质原料最常用的是废糖蜜，其次是甜菜、甘蔗、椰枣

3．纤维质原料森林、木材工业下脚料，农作物桔杆，城市废纤维垃圾，甘蔗渣、废甜菜丝等工业下脚料等。4其他原料

玉米作为酒精生产原料优势何在？

1、由于品种和栽培技术的进步，我国玉米栽培面积、亩产和总产量逐年增长，这对发展酒精产业是有利的条件。

2、籽粒结构特殊。玉米胚主要由脂肪和蛋白质组成，利于酒精发酵的原料处理

3．玉米酒精糟液经脱水后，加工成DDGS，全干燥酒精糟，有较高经济效益

4、将玉米酒精糟液制成蛋白饲料的同时还可彻底解决糟液的环境污染问题

糖质原料最常用的是废糖蜜，其次是甜菜、甘蔗、椰枣

原料的除杂：

不彻底除杂引发的损耗：粉碎机筛底被打坏，泵机磨损，管路堵塞，发酵罐中沉积大量泥沙影响正常发酵过程，螺旋板换热器内的定距柱上缠绕纤维状物，粗馏塔板和溢流管堵塞

除杂工作流程为“二筛、一去石、一磁选

常用除杂方法：磁选：出去铁质风选振动筛

常用的输送机械设备有：带式输送机、螺旋输送器（俗称绞龙）和斗式提升机三种气流输送密封作业无粉尘；输送量大；安装方便；输送同时风选；利于物料过筛

辅助原料：酶制剂、尿素、纯碱、活性干酵母、硫酸等。

1.酶制剂:α-耐高温淀粉酶（液化）高活性糖化酶（水解淀粉变成葡萄糖）

酸性蛋白酶（溶解淀粉质原料颗粒）

2.尿素（酵母菌氮源）

3. 纯碱（Na2CO3）、NaOH和漂白粉（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，

4.、活性干酵母（酵母近代扩培技术思想）

5、硫酸（调整醪液的pH ）

工艺水：酒精生产的许多工序需要用水，直接参与发酵这些水叫工艺水。

水的硬度：指水中的钙镁离子等阳离子的浓度。

软化水：除去钙镁离子后的水.

去离子水定义：已除去悬浮物和胶体物质的水，用氢型阳离子交换树脂和羟型（氢氧型）阴离子交换树脂的组合除去水中绝大部分离子的水。

去离子水的设备：原水贮水罐、过滤器、离子交换柱、水质纯度仪、无离子水贮水箱、盐箱、不锈钢泵组成

原料输送方法有机械输送，气流输送和混合输送三种

第三章淀粉质原料糖化工艺

淀粉质原料糖化：淀粉在淀粉酶、糖化酶的作用下，使淀粉水解成葡萄糖的过程直链淀粉：由许多Ｄ–葡萄糖残基通过α–1，4葡萄糖苷键连接的无分支的长链组成。

支链淀粉：通过α–1，4葡萄糖苷键连接的直链部分和由分枝点α–1，6键连接的分枝组成。糊化：淀粉分子间的结合削弱，引起淀粉颗粒的部分解体，形成均一的粘稠液体，这种无限膨胀的现象称为淀粉的糊化，对应的温度称为糊化温度。

液化：随着淀粉糖苷键的断裂，淀粉链逐渐变短，淀粉浆粘度不断下降，流动性增强

膨胀：：淀粉遇水后，水分子在渗透压作用下，渗入淀粉颗粒内部使淀粉分子的体积和重量增加，

淀粉酶解：液化，糖化

α–淀粉酶能够水解淀粉分子内部的α–1，4葡萄糖苷键

淀粉液化条件：作用底物淀粉结构，Ph 温度方法：高温液化法升温液化法喷射液化法糖化：将淀粉液化产物糊精及低聚糖进一步水解成葡萄糖的过程

酶制剂：1.耐高温α–淀粉酶：淀粉内切酶，随机水解淀粉、可溶性糊精及低聚糖中的α–1，4葡萄糖苷键

2．糖化酶：淀粉外切酶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，（Ph,温度，抑制剂对酶的稳定性都有影响）

3.酸性蛋白酶：

液化喷射器结构：料液进口，蒸汽进口，气液混合室，扩散管，缓冲管。

粉碎的方法按其作用力的不同可分为：①挤压：适用于坚硬物料；②撞击：适用于坚硬物料；③研磨：适于韧性物料；④劈裂：适用于脆性物料。

原料粉碎方法：干式粉碎和湿式粉碎两种。

玉米脱胚和提胚的工艺有多种:①干法提胚；②半干法提胚输送中喷输送中喷气加热；③湿法提胚亚硫酸盐浸泡。

我国使用的糖化剂种类和生产方法的演变过程示意如下：麦芽→木盒曲→帘子曲→通风制曲→液体曲→糖化酶

合理处理酒糟：部分酒糟清液回用，部分清液蒸发浓缩与酒精糟渣做饲料。

全部回用

美拉德反应：是一种非酶促褐变反应，由单糖（羰基）与氨基酸（氨基）在高温或升温时间较长的情况下发生反应生成一种褐色有焦糖味的物质。

第四章酒精酵母扩培工艺5

酵母菌：多以单个细胞状态存在;多数营出芽繁殖，也有的裂殖：能发酵糖类产能：细胞壁常含甘露聚糖：喜在含糖量高，酸度打的水生环境中生长。

无性繁殖：芽殖，裂殖，产生孢子或等无性孢子有性繁殖

生长条件：生活和繁殖温度为29~30℃酵母发育的最高温度为38℃，最低温度为–5℃，在50℃时酵母死亡。原料酒精发酵时，温度应保持在30~32℃酵母生长的最适pH值为4.8~5；当pH降到4.2以下时，酵母仍能继续繁殖，但此时，乳酸菌已停止生长。

酵母生长的营养来源：碳源氮源磷源

影响生长的其他因素：糖化醪的浓度，无机酸和有机酸的影响糠醛、氨基糖等的影响，钙、镁、铁离子的作用

活性干酵母的应用：可专业化生产提高稳定性直接活化投罐生产扩大培养，复水活化。

第五章发酵罐和相关设备

连续发酵的优点：最大限度的减少了杂菌污染，发酵速度快，发酵彻底，残总糖量低减少了酒精挥发损失，也一直了酵母的巴斯德效应。减少了乙醇和杂醇油的生成，减少工艺损失

第六章糖化醪发酵

酒精发酵动力学：酵母菌酒精发酵可用数字度量的全过程。（发酵前期，主发酵期，后发酵期）

酒精发酵的酵母菌每系

1．水解每系：蔗糖酶，麦芽糖酶，肝糖酶

2．糖酒精转化酶类

酒精发酵的主要副产物：甘油，琥珀酸，乳酸，乙酸，丁酸

杂醇油：是以异戊醇为代表的许多高级一元醇的混合物，是一种淡黄色到红褐色的透明液体生成机理:蛋白质降解代谢机理，酮酸代谢机理

发酵工艺：1.间歇发酵（优点:操作简单，周期短，染菌机会少，生产过程和产品质量容易掌握.缺点产率低，不适于测定动力学数据）

2.连续性发酵(优点控制稀释速率可以使发酵过程最优化。通过改变稀释速率可

比较容易的研究菌生长的动力学缺点菌种不稳定的话，长期连续培养会引起菌

种退化，降低产量。长时间补料染菌机会大大增加)

连续发酵优势：1.设备运行稳定并提高其利用率。2提高淀粉的酒精产率3不需要连续酵母扩培工序，4有利于实现自动化

影响酒精发酵过程的重要因素：温度降温设备

浓糟高酒精浓度发酵的意义：1提高发酵强度2能源消耗和用水量大幅降低

基本措施：1玉米的粉碎机糖化2发酵罐的降温和增氧均质措施3控制杂菌4保证酵母菌