酒精发酵工艺过程.ppt

1 淀粉原料酒精发酵 AlcoholFermentation 课程设计产品实例介绍 2 酒精制造过程 原料 淀粉 纤维素 单糖 发酵产物 酒精 水解 发酵 蒸馏 Yeast Saccharomycescerevisae 酸解酶解 3 一 生化机制 C6H12O6 2CH3CH2OH 2CO2 H2O 4 5 有氧呼吸指细胞彻底氧化分解有机物 产生CO2和水 释放大量能量的过程 主要在线粒体内 需要分子氧参加 有氧呼吸公式 C6H12O6 6H2O 6O2 酶 6CO2 12H2O 38ATP 6 无氧呼吸指细胞对有机物进行的不完全的氧化 产物是酒精或乳酸 主要在线粒体内 不需要分子氧参与 无氧呼吸公式 酒精发酵 C6H12O62C2H5OH 2CO2 能量 少 乳酸发酵 C6H12O62C3H6O3 能量 少 无氧呼吸最终使生物受到危害 原因是不完全氧化产物的毒性能量少巴斯德效应加速了对糖的消耗 7 巴斯德效应 Pasteureffect 巴斯德在研究酵母的酒精发酵时发现 厌氧条件下酵母菌进行酒精发酵 葡萄糖的消耗速度很快 而在有氧条件下 酵母菌进行呼吸作用 糖的消耗速度较低 酒精产量也降低 呼吸抑制发酵作用的现象 巴斯德效应的本质是能荷调节 8 能荷 Energycharge 细胞中的能量状态 系统中只有ATP时 EC值为1 只有AMP时 EC值等于0 细胞通过改变三者的比例调节其代谢活动 能荷调节 9 二 酒精生产原料 1 淀粉质原料 1 薯类原料 甘薯 木薯和马铃薯等 2 谷物原料 玉米 高梁 大米和小麦等2 糖类原料废糖蜜 甘蔗 甜菜等3 纤维质原料农作物秸秆 甘蔗渣 废纤维垃圾4 其他原料亚硫酸纸浆废液 淀粉渣等 10 11 纤维素生产酒精工艺 12 13 三 酒精发酵微生物1 糖化菌 将淀粉 纤维素转化为糖 曲霉 Aspergillusspp 根霉 Rhizopusspp 2 酒母 将糖转化为乙醇 啤酒酵母 Saccharomycescerevisiae 及其变种 14 四 酒精发酵工艺淀粉质原料酒精生产的特点以薯类和谷类等为原料原料需要蒸煮淀粉质原料需要进行糖化 15 淀粉质原料酒精生产工艺流程 大米曲霉菌麸皮淀粉质原料酵母 米曲霉 米曲固体试管酵母 米曲汁米曲汁 试管培养 三角瓶培养粉碎三角瓶液体酵母 曲种蒸煮卡式罐酒母 糖化曲液糖化 酒母糖化醪 小酒母 发酵大酒母 蒸馏 酒糟废液酒精杂醇油 16 淀粉颗粒 淀粉分子 可发酵性糖 酒精 95 乙醇 C6H10O5 n nH2O nC6H12O6 2nC2H6O 2nCO2 2nATP 主要步骤 1 原料粉碎2 蒸煮糊化3 曲霉糖化4 酵母发酵5 蒸馏提纯 17 原料预处理 1 除杂 筛选 风选 磁力除铁 2 粉碎 干法 湿法 18 2 蒸煮作用 打破植物细胞壁的保护作用 使淀粉颗粒从细胞中游离出来 并转化为溶解状态 便于糖化 对原料灭菌 方法 连续蒸煮 粉碎机 分离器 风机 拌料罐 泵 蒸煮罐1 蒸煮罐2 蒸煮罐3 汽液分离器 原料 二次蒸汽 糖化 蒸汽 粉尘 水洗 20 3 糖化曲的制备 1 菌种木霉 Trichodermaspp 曲霉 Aspergillusspp 根霉 Rhizopusspp 芽孢杆菌 Bacillusspp 2 方法固体曲液体曲 21 4 糖化 1 纤维素的水解 2 淀粉的水解 22 淀粉酶 液化型淀粉酶 特点 从淀粉分子内部作用 1 4糖苷键不作用 1 6糖苷键及其周围的 1 4糖苷键结果 产生麦芽糖 寡糖 使淀粉溶液的粘度下降 23 淀粉酶特点 从非还原性末端按双糖为单位作用于 1 4糖苷键不能作用 1 6糖苷键 遇则止结果 产生麦芽糖与极限糊精 24 淀粉1 4葡萄糖苷酶 糖化酶 特点 从非还原性末端以葡萄糖为单位作用 1 4糖苷键能跃过 1 6糖苷键继续作用 1 4糖苷键结果 直链淀粉 葡萄糖支链淀粉 葡萄糖 1 6糖苷键的寡糖 25 淀粉 1 6葡萄糖苷酶 异淀粉酶 特点 作用 1 6糖苷键 葡萄糖能水解 淀粉酶和 淀粉酶作用后的产物 26 5 酒母制备 1 实验室 营养和无菌要求较高 原菌 斜面试管 液体试管 三角瓶培养 卡氏罐 2 酒母车间卡氏罐 小酒母罐 大酒母罐 送发酵车间 27 菌种储存 酵母菌分离 接种 扩大培养 28 菌种培养 卡氏罐接种 29 6 发酵工艺 1 方式 间歇式 半连续式 连续式 2 过程 前发酵期 酒母迅速繁殖 10h主发酵期 乙醇发酵 12h后发酵期 发酵作用弱 40h总时间 60 72h 30 发酵的生化过程 1 糖被酵母发酵生成酒精和二氧化碳 2 糖化作用在继续进行 3 糖化醪中的蛋白质被蛋白酶进一步水解 供酵母菌合成菌体细胞 31 32 7 蒸馏与精馏 1 蒸馏塔 粗馏塔 醪塔 粗酒精 酒糟 2 精馏塔 成品酒精 杂醇油头级杂质 乙醛 甲醇等 工业酒精 中间级杂质 异丁酸乙酯 异戊酸乙酯等尾级杂质 杂醇油 33 34 固体发酵蒸馏器 液体发酵蒸馏器 乙醇精馏器 35 8 综合利用 1 酒糟 沼气发酵 提取核苷酸 饲料 2 CO2 液体 清凉饮料 灭火 固体 冷冻剂 人工降雨 3 酒精酵母 饲料 4 杂醇油 香料工业 36 酿造酒的分类按酿造工艺分类 酿造酒 蒸馏酒 配制酒世界六大蒸馏酒 白兰地 威士忌 金酒 伏特加