酒精生产技术 - 副本.doc

酒精生产技术1酒精饮料：凡酒精含量超过0.5%的饮品和饮料均称作酒精饮料2发酵酒：使用酵母进行酒精发酵后所得的发酵液，可直接饮用或过滤后可饮用的酒3蒸馏酒：将发酵酒进行蒸馏所制得的酒。4配制酒：以发酵原酒、蒸馏酒、食用酒精或纯化果汁为酒基调配以一定量的花香、果香、 药香和其他呈色呈味物质和食用添加剂经特定工艺和方法进行加工、调配而成的一种新酒。5汽油醇：无水酒精与汽油形成的稳定混合物。第一章一、酒精的性质（一）物理性质：酒精的化学名称是乙醇，分子式C2H5OH,相对分子量46.07，分析级纯的无水乙醇是无色透明、易挥发、具有特殊芳香好和强烈刺激气味的易燃液体，沸点78.3，密度0.79（二）化学性质氧化、酯化、脱水(三)生物学性质1杀菌剂机理：使蛋白质变性，乙醇作用于细胞首先起到脱水作用，乙醇分子进入到蛋白质贩子的肽链环节，使蛋白质发生变性沉淀，这种作用在70%的含量下显得更强。破坏细菌细胞壁，乙醇具有很强的渗透作用，60%85%的乙醇比较容易渗透到菌体内，是的细菌细胞壁破坏溶解对微生物酶系统破坏，乙醇通过抑制细菌酶系统，特别是脱氢酶和氧化酶等，阻碍了正常代谢抑制细菌生长繁殖。2对人的生化作用：（1）酒对人类影响最严重的是肝脏；（2）胰脏，分泌酵素；（3）脑部，喝酒会让人兴奋，大脑皮质有抑制作用，抑制底下的细胞不要太兴奋，而酒精可以抑制这种抑制；（4）嗜酒的人有过胖问题，1g酒精可产生七大卡热量；（5）喝酒对胃和食道也有不好的影响；（6）妨碍钙质好和维他命的吸收；葡萄酒有抗氧化作用，对身体有益。二、酒精的主要用途（食用、化工医药用、燃料（一）燃料酒精（可再生，经济效益和社会效益高）原料:谷类、薯类、糖料作物（二）配制蒸馏酒优势：（1）降低邪杂味;(2)降低浑浊度（三）医药化工方面的应用（1）酒精燃烧时呈淡蓝色的无烟火焰，并释放大量热量（29726kJ/kg）如酒精灯的应用，绿色无污染；（2）可与水以任意比互溶，并释放能量；（3）高浓度酒精吸水性很强，是供细胞生物学实验和研究使用的优良的固定剂和脱水剂，也是消毒剂，灭菌剂；（4）是生化制药中的酶提取剂；（5）在K2Cr2O7及H2SO4（浓）作用下氧化成乙酸，据此检验蒸馏塔排出的废糟液中。（6）优良的防冻、降温介质，应用于发酵罐夹层降温，比值（7）酒精生产乙醇；（8）生产食用乙酸（四）酒精工业的副产品优质颗粒饲料DDDGS、优质食用级CO2, 、玉米油、玉米胚芽油、玉米淀粉、葡萄糖浆、果葡糖浆、谷朊粉、玉米蛋白、杂醇油（食用香料的主要原料）三、世界酒精生产概况酒精增长部分全部来源于燃料酒精，前四：美国、巴西（两个国家占了90%）、中国、俄罗斯四、我国酒精行业起源于黑龙江省哈尔滨市五、我国酒精技术的应用与发展（一）谷物原料，全干燥法（二）酒精离心液的回流节约了搅拌用水和蒸汽，同时使得可发酵性的糖得以充分利用；（三）采用大罐连续发酵，螺旋板式换热器罐外冷却技术，提高了设备的利用率；（四）采用多次蒸馏技术；（五）设备优良；（六）自动化程度高，产量高，降低消耗；（七）在酒精与DDGS生产工艺中。六、酒精国家标准七。、我国酒精发展思路（一）因地制宜的消化吸收国外先进技术；（二）搞好企业的深加工与综合利用；（三）自控与微机控制；（四）搞好酒糟废液的处理；（五）建立酒精蒸馏中心第二章 原料、水、辅助原材料第一节、酒精生产原料一、 原料从生产工艺角度看，凡是含有可发酵性糖或可变为发酵性糖的物料二、 原料选择原则1资源丰富；2便于收集与运输；3少含杂质，富含糖、蛋白质、采用非粮食原料（成本低）三、 常用原料1淀粉质原料啊（粮食）如薯类、谷物；2糖制原料-糖蜜、甘蔗；3纤维质原料-农作物、森林木材、工厂纤维和半纤维下脚料、城市纤维；4其他原料-亚硫酸纸浆废四、 原料化学组成1碳水化合物；2蛋白质；3脂肪；4灰分；5果胶质；6其他有害成分（单宁-涩味，木薯-氢氰酸）五、 酒精生产中常用的谷物原料常用的有：玉米、小麦、大麦、高粱、燕麦（一） 玉米：营养丰富，脂肪、蛋白质、维生素B2（核黄素）含量高于其他谷类；黄玉米中含稻麦中所缺乏的维生素A原。玉米种型很多（1）硬粒型 扁圆形，顶部及四周胚乳为角质淀粉（颗粒小，半透明，富含蛋白质），中部为粉质淀粉（颗粒大，松散，蛋白质含量少，软，不透明），较早熟，产量稳定，适应性强。（2）马齿形，扁长，胚乳两侧为角质淀粉，顶部与中部的胚乳为粉质淀粉，出粒率高，世界上栽培最多。（3）半马齿型，介于两种之间，产量高，品质好（4）糯质型，坚硬平滑，粒小，不透明，蜡状，胚乳为角质淀粉，玉米胚芽含30%40%脂肪（干基），不饱和脂肪酸含量高达72%，还含有较丰富的蛋白质。玉米中不含色氨酸和赖氨酸，所以为不完全蛋白质玉米穗心有由35%的纤维素，57%的可溶物无氮物（16%为聚戊糖（水解可得G），35%为木质素）组成的(二)黑麦无皮克谷物类，形成胶粘的糖化醪，因为其中含有68%的多缩戊糖以及16%的蛋白质胶态物质含N总量为13%，其中80%为蛋白质，16%是非蛋白质蛋白质由麸朊和软阮组成，完全蛋白质(三)小麦无皮谷类，蛋白质含量达到11%14%，小麦中碳水化合物是由淀粉，少量糖，半纤维素及果胶组成，蛋白质就是面筋（四）大米种植历史久，产量高，播种面积大（五）高粱历史久，适应性强（抗旱，耐涝，耐碱），主要应用于酒精，淀粉工业主要是淀粉颗粒，外有一层蛋白质和脂肪构成的胶粒层种皮还含有单宁和色素，单宁3%， 产生不良影响，酸度上升注：东北高粱中的高粱红色素和高粱頴色素，会产生不良影响，所以要适当延长蒸煮时间，提高温度，采用真空来改善。（六）荞麦酒精生产缺点：含23%45%的。预处理复杂，成本高，碳水化合物丰富，包括淀粉（细小颗粒），纤维素，聚戊糖及一些可溶性糖类。第二节 水和辅助原料一 水用途：工艺工程用水-搅拌，蒸煮，稀糖，酒母制备 成品，半成品冷却用水-硬度不能过高 锅炉用水，洗涤用水-符合要求大规模酒精企业用水量大，对水质要求高酒精企业用水可分为：1锅炉用水（发电，供热）（软化水） 2换热器用水 3软化水（1） 水的硬度：水中Ca2+、Mg2+d等离子的浓度（2） 水的硬度分类：碳酸盐硬度（暂时硬度）、非碳酸盐硬度（永久硬度）软化水软水中硬水去离子水二 辅助原料酒精制造指制造糖化剂的原料（一） 麸皮(二)米糖（三）辅助原料1酵母培养和糖化剂制备所需的营养盐2无水酒精制备用的脱水剂3酸类4消毒和洗涤剂5消泡剂第三章淀粉质原料生产酒精糖化工艺第一节淀粉质原料生产酒精的特点和流程一 特点1原料要粉碎使淀粉游离2高压蒸煮，进行糊化，液化3生产和使用淀粉糖化剂二流程 水 蒸汽 糖化剂 酒母 蒸汽 （杂 醇 酒） （成品酒精）原料预处理蒸煮糖化发酵蒸馏（醛酯馏分） （酒 精） CO2(优质的，食用级的)第二节谷物原料的贮存一 谷物贮存的生理学基础谷物成熟度分为三个阶段：1乳熟阶段，绿色，含乳白色的液体，含水50%-55%2蜡熟阶段，黄色，含似蜡的柔软物质，含水40%-45%3完全成熟(可收获阶段)，符合工艺加工要求，谷类变硬，含水12%-20%14.5%-15.5%的水分为临界值，水分高，谷物开始强烈的生命活动。临界含水量相当于其中呈现游离水分时的含量。温度变高，呼吸强度也会升高，但没有水分对于呼吸强度影响更大。二 平衡含水量平衡含水量：与大气温度和湿度有关三 谷粒的自热生化反应释放热量谷物温度升高，其上面的微生物在表面繁殖，以其分泌物为营养的。微生物自认为分为三个阶段：1温度升高达2430度，不发汗 2温度升高达3438度，出汗，压紧粘在一起自身消化，生芽，有烤面包气味，颜色变暗，未成熟谷粒变软 3温度升高达50度，微生物强烈活动，释放出产物，散粒性激烈下降，谷粒变暗，有霉菌四 谷仓有害物及防治昆虫、老鼠防治：1建造老鼠不透过的地板和墙壁，门窗封闭，通风口的临时封闭 2熏谷仓是老鼠也会死亡。第三节 原料的清选一目的1 杂物破损机器，降低原料的粉碎度和过筛效果；在液化糖化工序中，导致淀粉不易被转化为可发酵性的糖，发酵中易产生泡沫，升酸幅度大，发酵不能正常进行。2杂质在蒸馏塔中沉积，易使塔板和溢流管堵塞，还会使醪泵、管路阀门等堵塞或损坏。3缩短管道的使用寿命，对连续发酵产生不利影响，易堵塞管道，影响发酵醪的冷却二原料请选的工艺1流程一： 吸风除尘 吸风除尘 玉米地井提升机振动筛埋刮板机提升机粮仓提升机振动筛吸风除尘 净化后入粮仓埋刮板机比重去石机比重去石机（1） 该工艺的主要优点 旋风出尘效果好，比较干净； 除尘机会多，杂质去除效果好；（2） 缺点 埋刮板输送机输送物料时易断，维修困难，对生产影响大； 玉米有干净粮仓和未除杂粮仓，建设费用大；2流程二玉米提升机贮箱自动秤分离杂物 磁力分离贮藏粉碎机 铁块、铁钉优点:流程简单，除杂较彻底；便于自动控制和自动操作；3流程三玉米皮带输送机旋转分离筛皮带输送机永久磁铁斗式提升机粮仓皮带输送机提升机比重去石机比重去石机皮带输送机斗式提升机永久磁铁风选风送粉碎机优点：除杂机会多，分工细，且除杂彻底； 二次除铁装置，不但可以出去原料中带进来的铁块、铁钉等，还可以出去运行设备脱落的螺丝，螺帽等； 二次比重去石机虽然去除杂质比较彻底，但仍有同玉米颗粒大小相当的石子、土块未去除，经过风选风送时容易去除 采用皮带输送机。原料清选的主要设备： 分离器：主要作用：分离粉尘、土块、石块及粗大杂质； 磁力分离器 分为永久性磁铁和电磁铁； 比重去石机第四节原料-水热处理一 目的1淀粉质原料：原料内淀粉颗粒由于吸水膨胀而被破坏，使淀粉由颗粒变成溶解状态的糊液，易受淀粉酶的作用水解或可发酵性糖2灭菌作用:二 理论基础（一）淀粉结构和理化性质1淀粉颗粒形状：不溶于水和有机溶剂，。2分子结构直链淀粉：易溶于温水，粘度较小，静止后有沉淀，遇碘变蓝支链淀粉：加热溶于水-粘滞糊精，蓝紫色；支链淀粉和直链淀粉的区别30G蓝色 2030G紫色 713G红 7G无色3淀粉的膨胀与溶解膨胀：淀粉分子遇水后，水分子在渗透压的作用下，渗入淀粉颗粒内部使淀粉分子的体积和质量增加。糊化：在适当温度下，淀粉粒在水中吸水膨胀，彼此接触，形成均匀半透明的淀粉糊，这个过程称为糊化。（吸热过程）淀粉发生糊化时的温度称为糊化温度。糊化过程中，有层状变为网状，支链的变为立体网状第一阶段：缓慢可逆的吸水第二阶段：不可逆的吸水膨胀 糊化：体积为原来的50100倍 ，均粘稠液，层状变为网状第三阶段：达到130度液化（无形空囊，可溶性淀粉浸出，形成透明的质胶体）液化的图（过程用氢键理论解释）4淀粉糊化胶的“反生”（老化）现象淀粉老化：糊化后放室温甚至更低，变得不透明甚至凝结。（二） 淀粉质原料各组成部分在蒸煮过程中的变化1淀粉的变化：吸水膨胀糊化-液化2糖的变化：高压蒸煮过程中，原料中糖会发生许多变化，影响出酒率（1） 焦糖化：碳水化合物。（2） 氨基糖反应：美拉德反应是一种普通的非酶褐变现象，（甘氨酸与葡萄糖混合加热时形成褐色物质）五碳糖是六碳糖的十倍，五碳糖褐变速度：核糖阿拉伯糖半乳糖甘露糖葡萄糖3纤维素与半纤维素稳定性高，高温高压催化下才能发生反应纤维素160度，PH5.86.3，化学结构不变，吸水软化半纤维素，部分溶解和水解，生成木糖、糊精、阿拉伯糖4果胶质细胞壁5含氮物、脂肪和其他物质变化（1） 蛋白质，100度，蛋白质凝固，可溶性氮降低；140150度，蛋白质溶解，可溶性氮升高（2） 脂肪-变化不大（3） 正常胶液-酸性（4） 得出物含量增加第五节 淀粉糖化原理与工艺一 淀粉的液化淀粉液化：是在淀粉酶作用下完成的。淀粉酶能水解淀粉分子内部的1-4葡萄糖苷键，生成糊精及低聚糖。链越短，黏性越高，流动性越高（1） 。淀粉酶及其水解作用。淀粉酶能水解淀粉及其产物分子中的1-4葡萄糖苷键，生成产物的还原末端葡萄糖 从淀粉分子内部开始水解，随机水解C-O水解 。淀粉酶水解直链淀粉，产物：葡萄糖、麦芽糖、麦芽三糖 加酶加时，麦芽三糖变成麦芽糖和葡萄糖 。淀粉酶水解支链，除了有直链中的产物外，还有异麦芽糖和含。1-6糖苷键的低聚糖，水解1-6糖苷键的速度比较慢（2）淀粉液化条件除与淀粉结构有关，采用较高温度酶作用底物，淀粉和糊化精能提高酶的最适作用温度，某些金属离子如Ca2+,有利于提高酶对热的稳定性（3） 液化程度的控制目的：淀粉经过液化，长链变短，大分子量的淀粉逐渐减少，黏性下降，流动性增强，经糖化酶作用提供有利条件 消耗能量糖化酶难以作用，葡萄糖产率下降； 经验值，控制葡萄糖在10-20间较好 液化温度降低，程度高；高温，程度低 液化到终点，需要对液化液进行灭酶处理，一般升温至100度，十分钟即可，再降温。（4） 液化方法升温液化法（操作简单，液化效果差）、高温液化法（调好PH，Ca2+，加酶；缺点：受热时间不同，液化后，尚需热处理）、喷射液化法（）、分段液化法2 糖化：利用糖化酶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。3蒸煮（液化）糖化工艺中拌料要求（1） 料浆的浓度醪液越稀，废槽越多；浓的话，有利于投料，对酒母生长不利，因此料液的浓度确定应以能保证酒母正常发酵，糖分充分利用时，醪液越浓对生产越有利。（2） 料浆温度对于高浓度拌浆，温度不宜超过60度，温度高会使粘度急剧增加，并出现结团现象，造成拌料不均匀，输送困难，一般拌料比（1:（3-4）；高温双酶法1:2拌料用水来源：酒糟离心液的回流；蒸发浓缩工段的二次蒸汽冷凝液； 蒸馏塔底部余馏水；成品冷却器用后的冷却水；补充少量的工艺水还原糖越少越好，不超过2.5%第六节糖化剂一 发展史二 液化力：1g曲在30度每小时能液化淀粉的克数，单位：g淀粉|g曲*h三 糖化力：1g曲在30度每小时能糖化淀粉生成葡萄糖的毫克数，单位：mg淀粉|g曲*h四 液体曲生产工艺深层通风培养：将曲霉菌在液体培养基中进行通风培养使它长菌体和产酶的过程；含酶培养液称为液体曲生产工艺：种子制备、液体曲发酵、无菌空气制备 1液体曲生产用的菌种，曲霉； 2保藏菌种 砂土，冷冻干燥； 3生产用斜面菌种 4孢子悬浮液的制备 5 6五 酒精常用酶制剂（一）液化酶 1淀粉酶的状态，有固状和液状两种保藏：Ca2+-稳定剂，NaCl-保护剂，低温2液化酶的影响因素：a PH，耐高温淀粉酶通常PH在。；b温度，耐高温淀粉酶通常在95度较好；c淀粉浓度，固形物在30%-45%无影响，33%最好；d钙含量，只要有20mg/L钙质，就能高效发挥作用；（二）糖化酶1糖化酶的来源及其水解作用，主要是来源于曲霉、根霉、拟内孢霉2酸碱度、温度、底物浓度对于糖化酶的的影响（1） 酸碱度，60%时PH4.24.6,最适的是4.3（2） 温度，PH4.3，有效温度5862度，最适温度为60度（3） 底物浓度影响 24%-31%的底物浓度，产96%以上的葡萄糖（三） 酸性蛋白酶 其水解作用可增加醪液中的。氨基酸的含量，为酵母的生长、繁殖提供能量；常采用黑曲霉菌株，发酵精制而成，属于内肽酶；最适温度：40度（30-50度），PH：40度时，PH3.0左右，PH2.04.0下稳定，超过50度，失活；金属离子：Mn2+、Ca2+、Mg2+激活剂，Cu2+、Hg2+、Al3+抑制剂液态酶制剂的安全使用1避免液态酶枯干，粉末尘埃危险，引发气管炎和枯草热病症；2避免液态酶形成喷雾；3避免皮肤、眼直接接触液态酶；（沾到立即用清水洗去）第七节双酶法液化糖化工艺一 高温双酶法液化工艺流程：粉碎颗粒过大易使醪液夹生，不利于液化；操作要点：拌料，6065度拌料水； 料水比1:（2.02.5），60度巴氏杀菌 Ca2+的加入，酸碱值的控制二 双酶法液化、糖化工艺（单步液化）的流程 工艺特点：通过回收热量有效的利用能源；压缩罐的散热使基建费用降低；全自动生产减少用工量；换热器的合理使用使停缩时间最短。三 淀粉转化工艺图四 双酶法中的无糖化工艺 工艺特点：1路线简单，死角少，染杂机会多； 2整个工艺过程中不需要加入酸、碱调整PH,节省辅料，降低酒精生产成本；五 液化、糖化的主要工艺特点 1设备简单，占地面积小，便于连续操作； 2节约了拌料用水，还节约了了大量蒸汽。 3可减少液化糖化工序前半部分的设备投资（酒精离心液及部分工艺水的加入） 4减少了污染的可能性 5使原料浆中的可发酵唐得以充分利用 6保证进入发酵工序中的糖化醪的质量 7螺旋板换热器的使用，节约了大量冷却水，同时减少了占地面面积，也减少了糖化罐的死角，使刷罐彻底、方便第八节酒精离心液回流(一) 优点：1节约拌料用清水还节约加热用蒸汽（离心液温度变化为80度） 2减少了DDGS生产设备的投资,改善DDGS外观质量 3降低了干燥器进料的粘度，减少了干燥器内结垢机会 4稳定和平衡了生产（二） 回流量不同，发酵结果不同目前酒精离心液的处理方案：1全部浓缩，制取沼气；（投资大，处理难度大，经济效益高）2 部分循环（50%左右）使用，另一部分浓缩制取沼气第九节 开机停机操作及故障排除（一） 开机操作1检查蒸汽系统阀门的开启状况2检查工艺水系统阀门3检查冷却水系统的开启及供应能否正常4检查电动仪表或气动仪表的电源或气源能否正常5按工艺要求检查各电器、仪表、机械（二） 开机操作1拌料水+CaO水溶液+耐高温淀粉酶（计量泵加）+NaCl（调整PH）2启动液化部分，打开加热蒸汽，使之循环到工艺需求的热度；3加入适量H2SO4，调整醪液的PH,使PH由6.5降到4.5；4冷却酸化后的醪液，由80度降到5860度；5加糖化酶；6抑制糖化醪的液位，保证糖化时间；7开启螺旋换热器，使液化醪温度由58度降到30度，将糖化醪送入发酵液二 液化、糖化常见问题1醪液黏，液化醪液位升高，输送困难； 解决方法:a醪液的配水比是否正常 b检查液化酶质量及计量泵的工作情况； c检查醪液的PH; d检查CaO计量泵工作情况； e检查醪液温度； f检查醪液位置控制器及相应的仪表的工作情况； g检查送料泵的打液量是否正常； 2真空闪蒸罐的真空度达不到要求 解决方法：a检查醪液液化质量； b检查闪蒸罐冷凝器的工作情况； c检查真空泵的工作状态 3糖化醪质量如温度、工艺指标达不到要求 解决方法：a检查醪液PH； b检查螺旋板换热器的工作是否正常（有无结垢或两端垫片是否腐蚀）； c检查糖化醪质量，细菌数是否超标； d糖化酶质量，糖化酶计量泵的工作情况，糖化酶加入量是否正常；三 液化糖化工序的停机操作 1首先停止向液化糖化工序提供原料； 2 停止供应液化酶（二步法液化应该先停前段），同时停止供应NaOH或氨水，停止供应CaO溶液； 3使该工段的仪表处于手动状态，醪液罐从前到后排空； 4停止供应糖化酶和H2SO4等辅料； 5停止蒸汽的供应； 6排空各设备后用工艺水清理； 7用5%NaOH清洗设备；（包括罐、加热器、螺旋板换热器和盘等） 8用清水清洗该工段各设备地面； 9处理好该工段所有工作第十节 喷射器第十一节压缩气体在大型酒精生产中的应用 1益处：a搅拌效果好； b中后期，可增加糖化醪液中的溶解氧，有利于酵母增值阶段对氧的需求 c中后期可带走部分热量，减少冷却降温的压力并有利于酵母细胞中酒精的溢出，有利于发酵醪液酒精浓度的提高； d大罐发酵中，可解决因发酵罐过大造成醪液沉积形成的滞留物，这些滞留物易聚集而染菌，节能且发酵效果好； e改善和提高。 f 酒母罐中可加快酵母菌的增值速度，消除机械搅拌和易然杂菌的状况2应用3压缩空气的除菌技术 通入酒母罐、发酵罐的压缩空气必须是无菌的；传统的。4压缩空气技术要点第四章酒精酵母一 酵母的一般性质酒精酵母-酒母：单细胞微生物，以出芽繁殖为主，形状。二对酵母的要求 1高的发酵能力，能快速将糖转化为酒精； 2繁殖速度快； 3据有高的耐酒精能力，浓醪发酵、糖化醪发酵浓度控制在15-18%，生成酒精89%（体积分数） 4抵抗杂菌能力强，耐有机碳能力强 5对培养基适应性强，耐温、耐盐、耐干；三 我国酒精生产中用过的酵母菌株1拉斯2号酵母 可发酵葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、不发酵乳糖；2拉斯12号酵母 可发酵葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、半乳糖、1/3棉籽糖，不发酵乳糖；3 K字酵母 适用于高粱、水稻、薯类原料生产酒精；4南阳5号酵母 可发酵麦芽糖、葡萄糖、蔗糖、1/3棉籽糖，不发酵乳糖、菊糖、蜜二糖，耐酒精浓度达到13%；5南阳混合酵母 可发酵葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、1/3棉籽糖，不发酵。6日本研发1号 7卡尔斯伯酵母四 酵母所需营养物质 外部（培养基中得到）和内部（C、N、P，其中磷占到8090%）五影响酵母生长的其他因素 1糖化醪的浓度：压差越大，生长的速度越快， 2无机有机酸的影响：浓度低时会抑制酵母菌正常生长； 3糠醛、氨基糖的影响：糠醛在时，出芽酵母少，细胞变小，酶活降低；酵母菌带负点，氨基糖带正电，互相吸引酵母菌的实验室培养 酒母的培养 流程：原菌斜面试管液体试管三角瓶培养卡氏罐 酒母罐的培养：卡氏罐小酒母罐大酒母罐成熟酵母送车间六成熟酒母质量指标 好酒母形态整齐，健壮，无杂菌，芽孢多，降糖快（1） 酵母细胞数 1*10（2） 出芽率，高的话则处于生长旺盛的对数生长期，15-30%（3） 酵母死亡率，美蓝染色，变成蓝色，则死亡；若死亡率在1%以上，则应挽救；（4） 耗糖率，控制在40%-50%间，过高，则过老；耗糖率=（醪液原始糖度-醪液成熟时糖度）*100%/醪液原始糖度（5） 酒精含量3%-4%（体积分数），营养消耗大过于成熟（6） 酸度，检查是否染菌七 影响酒母质量的主要因素（一）接种量与成熟酒母细胞数的关系 酵母菌总数取决于培养基的成分，不是接种量，一般接种量10%左右；（二）接种量与培养时间的关系 接种量大，培养时间缩短，接种量在10%左右的话，培养时间在10小时左右（三） 接种时间生长繁殖旺盛期接种（四） 酒母培养温度适宜温度范围内，高温低温，繁殖，发酵快，衰老也快。培养温度：2830度，发酵温度：30-34度（五） 通风培养酵母通风培养：呼吸型酵母；嫌气酵母：发酵型酵母 八 优良酒精酒母选育方向及方法 （1）耐高温酵母； （2）耐酒精酵母；节省酒精蒸馏的损耗 A从自然界直接分离； B连续培养； C诱变； D原生质体融合； E 2-DOG抗性突变株的分离； F热冲击处理；（3）直接利用淀粉的酵母； （4）呼吸缺陷型突变株； （5）耐高温活性干酵母；九 细菌酒精发酵十 活性干酵母：优越性：a节约了水汽；b控制温度提高24度；c使用方便，灵活；d真空包装，能长期保存，使用方便；e耐高温，耐酒精13%；fPH在3.0左右；G总糖、蛋白质含量增加；h发酵速度快，周期短，提高设备利用率，提高生产能力；I酒精产率提高；j适合原料广十一 活性干酵母制备原理（一） 活性干酵母的质量分析（1） 水分（2） 活细胞数（二） 耐高温活性酵母的方法（1） 分割主发酵法（2） 驯化法（3） 直接投入法； 第五章 酒精的发酵第一节 酒精发酵的基本理论一 基本概念 酒精发酵作用：酵母菌把可发酵性糖，经过细胞内酒化酶的作用生成酒精与CO2，再通过细胞膜将产物排出二 酒精发酵中酵母体内的酶 1水解酶：蔗糖酶、麦芽糖酶、肝糖酶（胞内酶，类似支链淀粉而分子量小） 2酒化酶：也是胞内酶，参与酒精发酵的各种酶及辅酶的总称，主要包括己糖磷酸化酶。 3酒精发酵机理（1） 葡萄糖磷酸化，生成1,6-二磷酸果糖 葡萄糖己糖激酶、Mg+、ADPATP6-磷酸葡萄糖磷酸己糖异构酶6-磷酸果糖磷酸果糖激酶、Mg+、ADPATP1,6-二磷酸果糖（2）1,6-二磷酸果糖分裂为两分子的磷酸丙醛 1,6-二磷酸果糖醛缩酶磷酸二羟丙酮+3-磷酸甘油醛（4%-5%） 磷酸二羟丙酮（95%-96%）磷酸丙酮异构酶3-磷酸甘油醛（3）3-磷酸甘油醛1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2,3-二磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸2-磷酸烯酮式丙酮酸（+ADP）烯醇式丙酮酸丙酮酸（4）酵母菌无氧条件下 丙酮酸丙酸脱羧酶、Mg+乙醛+CO2 乙醛乙醇脱氢酶、NADHNAD乙醇总反应：C6H12O6+2ADP+2H3PO4CH3CH2OH+2CO2+2ATP三 酒精发酵中的副产物 醛、醇、酸、酯（1）甘油 生成过程： 决定甘油产量的主要因素：a菌种；b酵母细胞；c发酵液性质；d特殊物质；e发酵条件（2） 杂醇油（生成量为酒精的0.5%-0.8%）不同菌体，发酵醪中氮含量不同，发酵温度不同，则杂醇油的产量不一样，例如，氮含量越高，杂醇油产量越低；发酵温度越高，杂醇油产量越高；添加氨基酸，杂醇油产量升高；通入空气，杂醇油产量增高。（3） 琥珀酸（4） 乳酸（5） 醋酸 （生产中影响酒精发酵的最严重的现象）生成原因：1乙酸胺的水解；2氨基醋酸被还原；3醛类氧化；4酒精氧化（醪液被醋酸菌污染）（6） 丁酸（7） 酯 第二节 传统的酒精发酵 一 发酵工艺（3种，分为间歇发酵、连续发酵、办连续发酵） 1间歇发酵（分批发酵） 指上一发酵过程与下一发酵过程有一个间隔有关名词：1填充系数，指发酵罐填装糖化醪和酵母菌菌种的总体积与发酵罐容积之比，一般为0.8左右。 2接种量，酵母菌菌种数量与发酵用糖化醪（包括其他营养源）数量之比，一般为1:10 3发酵周期，从发酵罐开始加入酵母菌至发酵完毕，开始排放发酵成熟醪的时间，一般为3天 4发酵间隔时间，指发酵罐开始排放发酵成熟醪至排空的时间、发酵罐清洗时间、加糖化醪时间、灭菌时间和降温时间总和。间歇工艺中分为以下几种方法：1一次加满法（操作简单，酒母用量大）；2分次添加法；3连续添加法；4分割主发酵醪法（无菌要求高；优点：省去了酒母的制作，减少了酵母生长的前发酵期）2半连续发酵法在主发酵阶段采用连续发酵，而后发酵则采用间歇发酵的方法；特点：使前三罐处于连续发酵状态，而后面则采用后发酵状态；优点：省去了酒母制作，但无菌操作要求比较高3连续发酵法（PH4.04.5左右）（1） 酒精连续发酵的基本原理醪液浓度、酒精的含量、温度、PH等因素是一定的微生物连续培养的分类：恒流速培养（培养醪液的进出速度恒定，通过底物浓度控制生长）、恒浊培养（微生物浓度恒定，细胞浓度恒定）连续发酵的优点：a提高了设备利用率；b提高了淀粉利用率（无菌要求高）；c省去了酒母阶段；d便于实现自动化 二 酒精大罐发酵技术 （一）影响酒精发酵的因素：a稀释速度，稀释速度太快，营养条件好，繁殖快，但是易被冲走，不积累；b发酵醪PH；c发酵温度 酵母生长2732度，预发酵罐3032度,主发酵罐3235度；d发酵醪的滞留和滑漏（间歇的不存在该问题）f连续发酵中罐的数量；g醪液的浓度，稀，利于酵母的代谢活动，提高出酒率；稠，提高设备利用率，降低成本，但浓度不能任意提高；g缩短发酵时间，选用优良酶，水解1,6-糖苷键，提高糖化醪DE值，通入无菌空气、营养盐等；h螺旋板换热器的应用：特点：传热系数高，不易堵塞，结构紧凑，加工简单等；优点:a无死角，便于清洗，杀菌；b节水明显；c便于自动化操作控制；d便于维修检查，易操作；e增加罐的有效容积，提高设备利用率；（二）酒精浓醪发酵1意义：a提高发酵强度；b大幅度降低能源消耗和用水量2实现酒精浓醪发酵的基本措施：原料粉碎、糖化，发酵罐中发酵过程的控制 A玉米的粉碎及糖化 酒精浓醪发酵（发酵成熟醪酒精浓度超过18%），葡萄糖浓度可达18% B发酵罐的降温和增氧均质； C控制杂菌 D保证酵母的数量和质量 E向高酒精浓度发酵努力的技术方向； 糖与酒精的浓度的变化对酵母菌生长影响大，发酵成熟醪酒精浓度高，需要较高的糖分，但糖分过高又会超过酵母菌的耐受能力，发生底物抑制而降低生产能力。 三 细菌污染对酒精生产的影响 1主要的污染来源 原料，低效清洁程序（糖化罐、液化发酵罐、管道、换热器） 酵母（超过）储存器，高于冷藏温度的鲜酵母或活酵母 2常见细菌 革兰氏阳性菌、阴性菌 四 大罐连续发酵的工艺设备流程 （1）工艺流程 干酵母 糖化醪 营养盐预发酵罐1号发酵罐。5号发酵罐尾罐蒸馏（2） 设备流程 营养盐在酒精发酵中的作用：a酵母具有良好的发酵能力，能迅速将发酵性糖转变为酒精；b有严格的嫌气性的呼吸方式；c对其本身及外界微生物的代谢产物以及对介质成分的变化具有较强的抵抗力，稳定的保持物质代谢的类型 玉米酒精中常添加的无机盐：（NH4）2SO4 NH4H2PO4 NH3.H2O 干酵母复水活化在38-40度，时间不超过1小时优点第三节 固定化酵母的应用 一 大生产试验工艺路线及方法1工艺流程 玉米或薯干 酵母菌种 粉碎 菌悬液 蒸煮 PVA复合液 包埋 糖化 固定化细胞固定化细胞发酵蒸馏2方法（1）