酒精發(fā)酵工藝學(xué)0ppt課件

1、 我國酒精消費主要是采用微生物發(fā)酵法和化學(xué)合成法。由于微生物發(fā)酵法消費工藝成熟，能耗低，對消費設(shè)備要求不高， 且能就地取材，充分利用本地資源，因此，該法被廣泛采用?；瘜W(xué)合成法主要是利用煉焦炭、裂解石油的廢氣如乙烯等為原料，經(jīng)化學(xué)合成反響而生成酒精。 目前我國酒精工業(yè)開展迅速，各項消費目的已到達了國際先進程度。各地酒精廠積極挖潛。我國酒精產(chǎn)量已從解放初期的1萬t左右到目前的100萬t左右，消費量已有很大的提高。雖然我國酒精工業(yè)得到很快的開展，但在消費技術(shù)程度、工藝自動控制和勞動消費率等方面與先進國家相比還存在一定的差距。還需繼續(xù)開發(fā)和推行新技術(shù)，加強“三廢利用和工藝管理，努力實現(xiàn)消費延續(xù)化和自動

2、化，進一步提高酒精工業(yè)的消費程度。 由于世界范圍內(nèi)耕地面積都在不斷減少，以淀粉為原料消費酒精的比例也在減少，而以糖蜜以原料消費酒精的比例卻有明顯提高。據(jù)有關(guān)報導(dǎo)，全世界酒精消費所用原料的各種比例為：廢糖蜜占45%，石油裂解廢氣乙烯占20%，淀粉質(zhì)原料占16%，亞硫酸鹽紙漿廢液占7%，野生植物及 其它約占12%。這些數(shù)聽闡明，未來酒精消費原料能夠以含有可發(fā)酵性糖的工業(yè)廢棄物為主。 由于各個國家和地域的地理位置不同，酒精消費的原料亦有差別，普通都遵照因地制宜、就地取材的原那么，以減少不用要的消費本錢。如瑞典、挪威、芬蘭等北歐國家，由于森林面積大，造紙工業(yè)比較興隆，所以利用造紙工業(yè)的亞硫酸鹽紙漿廢液

3、來發(fā)酵消費酒精的比例較大。南美洲的巴西和古巴等國，由于盛產(chǎn)甘蔗，制糖工業(yè)比較興隆，所以酒精消費主要以制糖后的廢棄物甘蔗廢糖蜜為原料。隨著酶制劑工業(yè)的不斷開展，如今包括中國、美國、日本、俄羅斯、德國等國都已運用雙酶法液化、糖化的專注性比較強，副反響較少，所以大大提高了淀粉出酒率。目前淀粉出酒率可高達56.3%左右。 為了進一步提高酒精消費程度，各國的工程技術(shù)人員都在研討新型的酒精發(fā)酵方法，如現(xiàn)已在工業(yè)消費上運用的固定化細胞酒精發(fā)酵法、耐高溫活性干酵母AADY發(fā)酵法等新的發(fā)酵工藝。以設(shè)備方面也有不少新型生物反響器出現(xiàn)，如單罐延續(xù)攪拌反響器CSTR、酵母回用延續(xù)攪拌反響器、塔式反響器、細胞固定化反響

4、器等。在新原料利用方面，目前主要有亞硫酸鹽紙漿廢液、纖維素和半纖維素、乳清、城市廢纖維渣滓含廢報紙和衛(wèi)生紙等，這些原料經(jīng)適當(dāng)?shù)奶幹煤筮M展酒精消費。酒精蒸餾工藝也不斷改良和完善。由于酒精廠的蒸餾工藝是酒精廠的一項重要義務(wù)。除了在蒸餾塔的塔型和塔板構(gòu)造上進一步改造外，還應(yīng)在新的蒸餾工藝方面進展研討。目前研討較多的蒸餾工藝有高效節(jié)能的差壓式蒸餾、膜分別酒精等。 在我國習(xí)慣將乙醇稱為酒精。酒精的外觀是一種無色透明的液體，有很強的揮發(fā)性和特殊的刺激性氣味，極易熄滅變成二氧化碳和水，同時放出大量的熱能。酒精是一種用途較廣的有機溶劑，它能與水以任何比例混合，同時放出熱量，總體積減少。普通白酒的度數(shù)是以其含酒

5、精的體積分數(shù)來表示的。 酒精是一種飽和一元醇，它的化學(xué)特性主要表如今OH羥基上。其主要特性是能與水、醇類、乙醚、氯仿、苯、甘油等有機溶劑混溶，也能與多種金屬鹽類、碳氫化合物、脂肪酸等起化學(xué)反響。 酒精的一種飽和一元醇，它的化學(xué)特性主要表如今OH羥基上。其主要特性是能與水、醇類、乙醚、氯仿、苯、甘油等有機溶劑混溶，也能與多種金屬鹽類、碳氫化合物、脂肪酸等起化學(xué)反響。 1、熄滅時生成二氧化碳和水 C2H5OH+3O2 2CO2+3H2O這一性質(zhì)使酒精可成汽車工業(yè)和航空工業(yè)的動力燃料。 2、乙醇分子間的脫水反響生成乙醚 2C2H5OH CH3CH2OCH2CH3+3H2O 3、乙醇與堿金屬作用放出氫

6、氣生成乙醇鋼 2C2H5OH+2Na 2C2H5ONa+H2熄滅濃H2SO4，140 或AlO3，240260 4、乙醇分子內(nèi)的脫水反響生成乙烯或乙醚 C2H5OH CH3CH2OSO2OH+H2O CH3CH2OSO2OH CH2=CH2+H2SO4 5、乙醇可被高鏈錳酸鉀或重鉻酸鉀氧化成乙醛和乙酸 CH3CH2OH CH3CH=O+H2O CH3CH=O CH3COOH 6、乙醇與酸反響生成酯類物質(zhì) CH3CH2OH+HNO3 CH3CH2NO3+H2O濃H2SO4160180 乙醇酸性硫酸酯酸性硫酸酯乙烯160180 O重鉻酸鉀，稀H2SO4 乙醇乙醛O，稀H2SO4重鉻酸鉀乙醛乙酸乙醇

7、硝酸硝酸乙酯 6、食品工業(yè) 高純度的食用酒精可用來配制酒精飲料，如汽酒、果酒、普通白酒等。 7、酒精副產(chǎn)物的利用 在酒精消費過程中，會生成一些副產(chǎn)物，這些副產(chǎn)物在工業(yè)上有許多用途。酒精發(fā)酵過程中所生成的二氧化碳，可回收制成液體二氧化碳和干冰，廣泛運用于消防資料、清涼飲料、金屬冶煉、焊接工業(yè)、冷凍劑、醫(yī)學(xué)上冷凍療法等方面。二氧化碳還可作為純堿和小蘇打的消費原料。 酒精精餾過程中所提所的雜醇油，可作為油漆、香料的消費原料，也可作為測定牛乳中脂肪含量的試劉和工業(yè)選礦時所需的浮選劑等。 目前酒精工業(yè)的消費方法，歸結(jié)起來主要有兩種類型：一種是利用產(chǎn)酒酵母菌來發(fā)酵消費酒精，另一種是利用石油原料采用化學(xué)合成

8、的方法消費酒精。我國農(nóng)副產(chǎn)品資源豐富，所以主要采用微生物發(fā)酵法，該方法在我國運用已有四千多年的歷史，消費工藝比較成熟?；瘜W(xué)合成法主要是采用石油裂解產(chǎn)生的乙烯或天然氣來生酒精。其工業(yè)消費方法有直接水合法和間接水合法。它與微生物發(fā)酵法相比，具有本錢低、勞動消費率高和便于采用計算機控制等優(yōu)點。其主要缺陷是化學(xué)合成的酒精往往存在一些異構(gòu)化高級醇類，對人體有害，因此，不宜作為食用和醫(yī)用酒精，且一次性設(shè)備投資較大，需求許多耐高溫、高壓的設(shè)備。 化學(xué)合成法在石油化工業(yè)比較興隆的國家用得比較多，如美國約有80%的酒精產(chǎn)量是采用化學(xué)合成法消費的，日本、德國、前蘇聯(lián)等國家化學(xué)合成法消費的酒精產(chǎn)量也超越總產(chǎn)量的50

9、%。我國化學(xué)合成法消費的酒精產(chǎn)量較少，這與我國的自然條件有一定的關(guān)系。 一、微生物發(fā)酵法 主要分為淀粉質(zhì)原料酒料消費工藝、糖蜜原料酒料消費工藝、工廠廢液及纖維素原料酒精消費工藝等。這幾種消費工藝都備具特點。 (一)淀粉質(zhì)原料發(fā)酵法消費酒精 糖蜜原料在酒精發(fā)酵過程中，所采用的工藝流程主要有以下方式：常用的淀粉質(zhì)原料有薯類、谷物類和某些含淀粉較多的野生植物如土茯苓、橡子、石蒜等。其消費酒精的根本原理為： (C6H10O5)n+nH2O nC6H2O6 nC6H2O6 2CH3CH2OH+2CO2淀粉質(zhì)原料消費酒精所采用的根本工藝流程為：酶淀粉葡萄糖酵母菌3032原料粉碎調(diào)漿蒸煮糖化發(fā)酵蒸餾酒精a-

10、淀粉酶糖化酶回收CO2廢液雜醇油酵母培育液(二)糖蜜原料發(fā)酵生酒精酒精消費所采用的糖蜜是糖廠消費糖后的一種副產(chǎn)物，含有能被酵終吸收利用的可發(fā)酵性糖。在我國南方，由于盛產(chǎn)甘蔗，所以制糖業(yè)比較興隆，酒精消費主要采用甘蔗廢糖蜜為消費原料。在東北地域，那么以甜菜糖蜜為消費酒精的主要原料。其消費原理與淀粉質(zhì)原料消費酒精略有不同。糖蜜原料在酒精發(fā)酵過程中，所采用的工藝流程主要有以下方式： C12H22O11+H2O 2C6H12O6 C6H12O6 2CH3CH2OH+2CO2水解蔗糖葡萄糖酵母菌3032葡萄糖乙醇糖蜜原料延續(xù)稀釋發(fā)酵蒸餾酒精酵母培育液廢液雜醇油加營養(yǎng)鹽CO2(三)纖維素原料發(fā)酵消費酒精纖維素原料發(fā)酵消費酒精的工藝，主要包括纖維素的水解，在水解過程中要去掉木質(zhì)素和破壞纖維素的大分子構(gòu)造，使之變成可被酵母利用的可發(fā)酵性糖。其工藝流程普通可表示如下：原料預(yù)處置水解蒸餾酒精木質(zhì)纖維素五碳糖雜醇油酸或酶除去木質(zhì)素已糖水解液發(fā)酵(四)亞硫酸鹽紙漿廢液發(fā)酵消費酒精亞硫酸