酒精技术问答

1.10生产中需要的辅助原料主要有哪些？生产酒精除了需要大量的淀粉质和糖质原料外，通常还需要一定的辅助原料。例如浓硫酸（H2SO4浓度98%、比重1.84）、浓磷酸（H3PO4浓度85%、比重1.69）、尿素［CO（NH2）2］或硫酸铵［（NH4）2SO4］、麸皮、豆饼粉、米糠、玉米浆等。这些物质的作用虽各不相同，但目的一致，下面分别叙述。（一）硫酸、磷酸硫酸系主要用于调节各种培养液、糖化醪、发酵醪的pH值，使pH值控制在酵母菌、曲霉菌生长、繁殖、代谢所需的范围内，保持适宜的酸度，促使生产用菌种的良好生长和发酵，抑制生产中有害微生物一细菌的生长和繁殖。一般情况下，硫酸的添加量大约为原料量的0.05一0.3%。也可根据“调原料的pH值实验”和估算求得硫酸的添加量（估算方法见后面工艺计算题）。但主要是以控制醪液中的pH值在4.0一5.0之间来确定硫酸的添加量。磷酸中的磷元素，是酵母菌、曲霉菌的菌体细胞组成物之一，特别是对腺嘌吟核苷酸的组成，在细胞中起着传递电子和能量的作用。同时磷酸在醪液中与其它物质结合的磷酸盐，又是重要的pH值缓冲剂。当酵母和曲霉细胞中缺少磷时，就可能影响细胞的出芽和酶的形成，对原料的糖化和发酵将产生影响。所以，磷酸也可归纳为生产用菌种的营养料之一，各种培养液、发酵醪中必须具有一定的含磷化合物或添加磷酸。一般酵母、曲霉菌对磷的需要量大约在0.005一0.01M（克分子浓度）之间。生产中其添加量一般控制为醪液体积的0.03一0.06%。对于含磷较多的原料，可以不另添加。（二）尿素、硫酸铵尿素和硫酸铵都是为酵母、曲霉菌在合成菌体时提供氮源，以组成细胞中的蛋白质。其中尿素中含氮占46%，硫酸铵含氮占21%，生产中一般只需添加一种就可以了，通常是使用硫酸铵，其用量大约为原料量的0.1—0.16%，也可根据原料中的含氮量与所需量的关系求得近似的添加量。（计算方法参考后面常用工艺计算习题）使用尿素时的用量约为硫酸铵用量的1/2。尿素、硫酸铵含氮量计算：尿素含氮量=2NX100%/CO（NH2）2=14X2X100%/60=46%硫酸铵含氮量=2NX100%/（NH4）2SO4=2X14X100%/132=21%麸皮、豆饼粉、米糠、玉米浆因为在麸皮、豆饼粉、米糠、玉米浆中，含有较丰富的蛋白质、氨基酸和维生素(包括生长素)，而酵母、曲霉菌在培养的过程中又需要足够的蛋白质、氨基酸和维生素来合成菌体细胞和促进生长。所以，这些原料中的有用成分是生产用菌种的营养物质，加入这些物质培养菌种，有利于它们的生长。另外，麸皮、米糠还具有结构疏松，通风性能较好，有利于培养酒母和液体曲。所以它们也是生产中不可缺少的物质。酒精生产技术问答1.15用玉米原料生产酒精有什么特点？玉米。四川叫苞谷，它是一种高产的农作物。干玉米，籽粒结实，硬度较高。玉米籽粒中含4—5%的脂肪，在其胚体中高达14—40%。用玉米生产酒精有以下四个特点。原料的粉碎由于玉米籽粒结构比较坚实，在粉碎时对筛网和锤刀片磨损较大，耗电较多。可采用一级粉碎或二级粉碎，但用一级粉碎较多，筛网孔径可比其它原料略小或相同。拌桨和蒸煮粉碎后的玉米粉末原料在加水拌浆时，为了尽量减少原料在加热蒸煮时，可溶碳水化合物的损失，保持适宜的发酵浓度，通常采用原料：水=1：3.0—4.0，拌浆时根据玉米淀粉结构紧密、质地坚硬、较难糊化的特点，可用50°C以下的温水进行拌浆，拌匀后升温至70—8O°C，预煮20—40分钟，然后再蒸煮。蒸煮温度比薯十原料高10—15C，蒸煮压力比苕十高0.3—0.5kg/cm2(表压，以下同)。例如某厂用玉米生产酒精时，其蒸煮工艺条件如下：1*蒸煮锅温度141-145C，压力3.2—3.5kg/cm2。2*蒸煮锅温度136-140C，压力3.0—3.2kg/cm2。3*蒸煮锅温度132-135C，压力2.8—3.0kg/cm2。整个蒸煮时间不少于90分钟，糊化率为85—92%。糖化和发酵玉米原料的糖化和发酵与其它淀粉质原料相比，有突出的两个特点：玉米原料含有较丰富的蛋白质，在发酵时不须加入更多的无机氮就能满足酵母发酵中的需要量。由于玉米颗粒中含有较高的脂肪，在进行糖化时，特别是间歇糖化易使糖化醪表面形成一油层，影响散热并使醪液的酸度上升，易引起杂菌的污染。在发酵时，如果前工序中没有取油，也易在发酵醪表面形成油层，使CO2气体不易及时排除，影响酵母的正常发酵，同时也易引起杂菌污染。所以在糖化、发酵前，最好先把玉米中脂肪除去一部分，再进行糖化和发酵，或者在糖化锅、发酵罐的上表面安装采油器，使醒液表面的油层充分分离出来。由于上述因素的影响，在生产中往往化验出玉米含淀粉比高梁等原料含量高。而实际出酒率较低，就是由于这些因素所导致的。成熟醪的蒸馏由于玉米原料含有较丰富的蛋白质，蛋白质水解后，经酵母的发酵作用，在发酵醪中要产生较多的杂醇油，其含量约为酒精产量的0.5—0.7%，所以在蒸馏中要加强取油，以防止成品中杂醇油含量超过国标的规定。酒精生产技术问答1.17利用木薯原料生产酒精应注意些什么？木薯由于含有很高的淀粉，是生产酒精的好原料，利用木薯原料生产酒精时，为确保酒精质量合符国家标准，生产中应注意两个方面。木薯分苦味木薯和甜味木著两种。在苦味木薯中含有较多的果胶质和氤化物，它们都是发酵中的有害物，也是有毒物，影响酒精的质量，因此在利用木薯时，应加强蒸煮后废气的排放，使这些低沸点的有害物多数从排气管中排出，除了加强原料的蒸煮外，还应加强蒸馏工段的管理，防止酒精中甲醇、氤化物含量超过国家卫生标准的限量。在使用甜味木薯时，由于甜味木薯中含有1.3—4%蔗糖，所以，在蒸煮时应注意蒸煮的压力、温度和拌浆时的加水量，防止蒸煮的过程中产生大虽的焦搪，影响酵母的发酵和损失原料中的有效成分。1.5单糖、双糖、多糖在生产中的作用怎样？从酒精生产工艺理论上讲，必须对单糖、双糖、多糖的性质有所了解，单糖中主要包括葡萄糖和果糖。葡萄糖、果糖(C6H12O6)是酵母发酵生产酒精的碳素营养和能量的来源，它含量的多少，决定着酒精产量的高低。纯的葡萄糖、果糖是一种白色或黄白色品体，易溶于水，具有甜味。葡萄糖被广泛用于医疗方面。果糖有和蔗糖相类似的甜味，甜度相当于蔗糖的1.7倍左右。在生产酒精过程中，葡萄糖或果糖经酵解后，通过酵母细胞内的酒化酶作用被转化为酒精和二氧化碳。1mol的葡萄糖或果糖水解发酵后，理论上可得到2mol的酒精和2mol的二氧化碳。蔗糖、麦芽糖同样是生产酒精的主要中间原料，是一种易溶解于温水、具有甜味的品体物质。蔗糖主要存在于甘蔗和甜菜中，是生产白砂糖和酒精的主要原料。利用生产白砂糖后的糖蜜生产酒精，也就是利用糖蜜中含有占全糖分25-45%的蔗糖进行水解，生成葡萄糖和果糖后，再被酵母发酵产生酒精。1mol的蔗糖水解后，可生成1mol葡萄糖和1mol的果糖。最后生成4mol的酒精和4mol的二氧化碳。麦芽糖是我国最早的食用糖。在酒精生产中，主要是淀粉质原料中的淀粉，在稀酸或a-淀粉酶的作用下，将淀粉水解成为麦芽糖，再在麦芽糖酶的作用下，发生水解，生成葡萄糖，最后被酵母中的酒化酶作用，就产生酒精和二氧化碳。即1mol的麦芽糖水解后能生成2mo1的葡萄糖。淀粉和纤维素，它们广泛存在于植物的块茎中，也是生产酒精的主要原料，当它们在淀粉水解酶和纤维水解酶的作用下，发生水解后，同样可以被酵母吸收、利用，排出代谢产物一酒精。由于酵母对纤维素分解力较差，酵解前若不对其进行水解，纤维素对发酵是无利的，所以选择原料时，要求纤维含量要适当，否则就会影响发酵的进行。总之，酒精生产中，单糖、双糖、多糖是发酵法生产酒精的必具物质，没有这些物质，就不可能发酵出酒精。原料中含量越丰富，单位酒精的粮耗就越少，成本就越低.1.6什么是蛋白质、氨基酸？蛋白质是酵母、曲霉菌和一切微生物、生物合成菌体、生物细胞的重要组成物之一，是构成生物体细胞的一类最重要的有机化合物。它主要由碳、氢、氧、氮及少量的硫、铁、磷等元素组成，是由多种氨基酸结合的生物大分子。它的分子量非常巨大，从几万到几十万不等，有些蛋白质的分子量其至能达到几百万至几千万。组成蛋白质的氨基酸。据目前所知，约有20多种，这些氨基酸，按照不同的比例和不同的排列顺序连结在一起，构成了种类繁多的蛋白质，不同的蛋白质具有不同的理化性质、生化功能。原料中所含的蛋白质是生产用菌种氮源的供给之一。一般说来，蛋白质的平均含氮量在16%左右，所以用凯氏法测定原料所含蛋白质时，将所得氮含量乘以6.25（100/16=6.25），就可得到蛋白质的含量。蛋白质中主要元素的百分含量：元素CHONSP含量％50723160-30-3其它元素铁、锌、铜等含量非常少。氨基酸是蛋白质受到酸、碱、加热作用或在蛋白酶的水解下的产物。氨基酸也是一种含氮的有机物质，是生产用菌种、酵母和曲霉菌营养物和细胞组成物之一。它的分