酒精生产中常用的物料计算

-.z.淀粉生产酒精物料衡算1纯淀粉生产酒精如何计算"淀粉水解发酵生成酒精的化学反响方程：

(C6H10O5)n十nH26H22O6—→n2C2HO—→nC5OH十n2CO2↑

淀粉

葡萄糖

酒精分子量：162.14

180.16

92.14(1)设100％的淀粉100kg，理论上产100％的酒精为*Kg：则有*＝92.14×100／162.14≈56.82kg即是100kgl00％的淀粉理论上产100％酒精约56.82kg。(2)100kg100％的淀粉理论上产96％(容量)的酒精为：56.82÷0.9385≈60.54Kg注：0.9385是96%(容量)的酒精换算成100%的酒精的折算系数，即是100kg96%(容量)的酒精中含纯酒精93.85Kg。(3)100kg100％的淀粉理论上产95％(容量)的酒精为56.82÷0.9241≈61.49kg其中0.9241也是95％(容量)的酒精折算系数。原理与上一样。2常用原料的理论产酒精量如何计算"常用原料，是指含有一定淀粉的干原料或鲜原料的理论产酒精的计算，它是先测得原料中含淀粉量，然后将换算成淀粉量后再计算其产酒精量。例1：含淀粉为63％的苕干100kg，求理论上能产100％的酒精多少kg？根据条件可知原料中共有淀粉100×63％＝63kg从上面的计算中已经知道100kg淀粉可产100％的酒精56.82kg，所以63kg淀粉可产酒精为*kg，则有*＝56.82×63／100≈35.8Kg同理可求得63kg淀粉，产96％(容量)的酒精为38.1kg，产95％(容量)的酒精力38.7kg。例2：*鲜苕含淀粉为18％，求生产1吨95％(容量)的酒精，理论上需要多少吨鲜苕？设生产1吨95％(容量)的酒精需淀粉为*kg，根据100kg淀粉可产95％(容量)的酒精61.49kg可得*＝100×1000／61.49≈1626.3kg所以需含淀粉为18％的鲜苕为：1626.3÷18％≈9035kg＝9.035吨即生产1吨95％(容量)的酒精，理论上需要含淀粉18％的鲜苕9.035吨。3糖蜜原料的理论产酒精量如何计算"糖蜜原料生产酒精，主要是利用糖蜜中所含蔗糖水解后，发酵产生酒精。其反响原理可用下式表示：

C12H22O11十H2O─→2C6H12O6─→4C2H5OH十4CO2↑

蔗糖

葡萄糖、果糖

酒精

分子量342.2

360.3

184.28(1)100kg纯蔗糖可产100％酒精：

184.28×100／342.2≈53.85kg

即100kg纯蔗糖，理论上可产100％的酒精53.85kg。(2)100kg纯蔗糖可产96％(容量)的酒精为：

53.85÷0.9385≈57.39kg可产95％(容量)的酒精为

53.85÷0.9241≈58.27kg(3)糖蜜原料产酒精的理论计算，是先求出糖蜜中的蔗糖含量，再根据蔗糖求得糖蜜原料的酒精理论产量。例如，有含蔗糖45％的糖蜜1000kg，求理论上应产100％的酒精多少kg。根据可得糖蜜中蔗糖量为：

1000×45％＝450kg100k8蔗糖可产100％的酒精53.85kg。所以450kg蔗糖可产100％的酒精为：

450×53.85／100≈243.2Kg即是1000kg含蔗糖为45％的糖蜜，可产100％的酒精242.3kg。同理可求得1000kg含蔗糖45％的糖蜜产96％(容量)的酒精258.1kg，产95％(容量)的酒精262.2kg。4如何计算制备稀糖液时糖蜜的添加量和加水量"根据题意，糖蜜糖度为B*1，稀释后的稀糖液糖度为B*2，制备稀糖液的体积为V2。求添加糖度为B*1的糖蜜为多少"需加多少水"设所需糖度为B*l的糖蜜重W1，根据糖度与比重的关系，查附表，求出在B*1时和B*2时的比重分别为d1和d2。由于稀释前后溶质的含量不变，从而可得方程：W1×B*1＝V2×d2×B*2(V2×d2为稀释后的重量W2)所以W1＝V2×d2×B*2／B*1则所需糖度为B*1的糖蜜的体积为V1。V1＝W1/d1=V2×d2×B*2/(B*1×d1)故稀释到B*2时的加水量为W3W3＝V2×d2-W1=W1〔B*1-B*2〕/B*2注：式中的B*都是以20℃为标准。例如，*酒精厂，要制备14B*的糖蜜酒母醪6m3，求所需80B*的糖蜜多少m3？应加水多少m3？设所需80B*的糖蜜w1吨，根据糖度与比重的关系查表可知，当为80B*时，比重d1＝1.417t／m3，当为14B*时；比重d2＝1.056t／m3。根据公式W1＝V2×d2×B*2／B*1，V2＝6m3则W1＝6×1.056×14／80=1.1088tV1＝W1／d1=1.1088／1.417=0.782m3。稀释时的加水量为W2W2=V2×d2-W1=6×1.056－1.1088=5.227t或者用

W2＝W1×〔B*1-B*2〕／B*2=1.1088×〔80-14〕／14=5.227t假设水的比重按1计算，则应加水5.227m3。5如何估算在正常情况下的酒母成熟时间"在估算酒母的成熟时间时，酒母醪的体积是巳知，设为V1，成熟酒母醪中的酵母细胞数工艺指标中已规定，设为*1亿／ml，接种量为V2，每毫升中酵母细胞数为*2亿，酵母菌繁殖的世代时间为120分钟，通风培养的情况下，一般需90一100分钟。成熟酒母醪中酵母细胞总数为V1×*1接种时的酵母细胞总数为V2×*2根据酵母菌的繁殖规律，则(V2×*2)×2n＝V1×*1式中n为繁殖代数。整理上式，取对数得：n＝lg〔V1×*1〕-lg〔V2×*2〕/lg2≈3.3lg×V1×*1／V2×*2由于酵母菌繁殖世代时间(即繁殖1代所用时间)为2小时，所以，酒母的成熟时间就是：2n＝6.6lg×V1·*1／〔V2*2〕〔小时〕例如，*酒精厂，酒母醪为10m3，成熟时要求酵母细胞数为1.2亿／ml，接种量为100ml，其中酵母细胞数为1.8亿／ml。采用通风培养，酵母菌繁殖世代时间为100分钟，求在正常培养条件下，至少需要多少小时，酒母才能成熟。假设酵母菌接入酒母醪中就开场繁殖。10m3的酒母醪成熟时，其中共有酵母细胞数为：10×106×1.2＝1.2×107亿100ml接种量中的酵母细胞数为：100×1.8＝1.8×102亿设酵母细胞从1.8×102亿增加到1.2×107亿时的繁殖代数为n，则根据公式n＝3.3lg×V1×*1／〔V2×*2〕得：n＝3.3lg×1.2×107／1.8×102=3.3×4.8239≈16代酒母至少需培养16×100／60＝27小时6如何估算成分的糖蜜发酵醪发酵后的含酒分和最低残糖分"例如：*糖蜜原料中，蔗糖含量为35％，复原糖含量为15％，不发酵性糖含量为5％，蔗糖理论产96％(容量)的酒精率为57.38％，复原糖理论产96％(容量)的酒精率为54.49％，设原糖蜜的糖度为85B*，采用20B*的单流加进入发酵罐，求发酵成熟时的含酒分和最低残糖分。当85B*的糖蜜稀释到20B*后，其中所含蔗糖分为：35%×20/85=8.24%从85B*稀释到20B*后，其中含复原糖分应为：15%×20/85=3.53%根据条件，蔗糖和复原糖理论产酒率分别为57.38％和54.49％，则此时发酵醪中成熟时含96％(容量)酒分为：(8．24％×57.38％十3.53％×54.49%)×100％＝(0.0472811十0.0192349)×100％=6.65％(重量)此时相对于发酵成熟醪中含纯酒精为：6.65％×0.9385=6.24％注：0.9385为96%(容量)的酒精与纯酒精的折算系数。发酵完毕后，发酵醪中最低残糖分假设就只有不发酵性糖未发酵，仍留在发酵醪中，所以最低残糖分应为：20×5%/85=1.18%7如何估算调整酿度的酸、醪的添加量"例如，*酒精厂，为了挽救被杂菌污染的酒母，在酒母醪中参加硫酸进展以酸治酸，将原酸度为3.5°的酒母醪调到酸度为5.5°时，需参加比重为1.84的浓硫酸多少"酒母醪体积为6m3。苦处理假设干小时后，再用酸度为3.0°的鲜糖化醪来降低酸度，需参加多少这样的糖化醪才能使酒母醪的酸度从5.5°降到4.5°？假设调酸中不受其它因素的影响。根据实验测得，要使每升酒母醪酸度上升10，需参加浓度为98％的浓硫酸0.49g或0.272ml，所以把6m3原酸度为3.5°的酒母醪调到酸度为5.5°时，需参加此种浓硫酸为：(5.5—3.5)*0.49×6×103＝5.88kg或(5.5—3.5)×0.272×6×103＝3264ml＝3.264l。设加酸处理假设干小时后，添加酸度为3.0°的糖化醪使酒母醪酸度从5.5°下降到4.5°的添加量为*m3，根据题意，添加糖化醪酸度上升量必须等于酒母醪中酸度下降量，则得如下方程：(5.5—4.5)×6＝(4.5—3.0)×*则*＝〔5.5-4.5〕×6/〔4.5-3.0〕=4m3所以，要使6m3的酒母醪酸度从3.5°上升到5.5°时，需加浓度为98％的浓硫酸5.88kg；要使此酒母醪酸度从5.5°下降到4.5°时，需参加酸度为3.0°的糖化醪4m3。8如何估算酒母醪中氮源的添加量"例如，*酒精厂，酒母培养时，酒母醪的体积为10m3，要求酒母成熟时，酵母细胞数到达1.5亿／ml，接种量为500ml，其中酵母细胞数为1.8亿／ml，采用1500kg含粗蛋白质为9％的玉米为酒母醪原料，试问配制培养酒母的酒母醪时，是否还需添加氮源？据题中条件，酒母成熟时的酵母细胞总数为：10×106×1.5亿接种时的酵母细胞总数为500×1.8亿因为l亿个鲜酵母细胞重约为7mg，鲜酵母细胞中含氮2％，所以培养过程中增加的酵母细胞中含氮量为：(10×106×1.5—500×1.8)×7×2％＝2099874mg≈2.1kg即是培养过程中增加10×106×1.5—500×1.8＝14999100亿个酵母细胞，需要100％能合成细胞的氮源2.1kg。原料中含粗蛋白9％，根据粗蛋白百分率与全氮百分率的关系式：粗蛋白％＝6.25×全氮％则全氮=粗蛋白%/6.25所以原料中全氮含量为9%/6.25＝1.44％1500kg玉米原料中共含氮量为：1500×1.14％＝21.6kg假设原料中的氮只有30％能被酵母合成细胞，即原料中的有效氮量为：21.6×30％=6.48g6.48kg＞2.1kg，即是原料中的有效氮量大于酵母合成细胞所需的氮量，则配制酒母培养的酒母醪时，就不需要再添加氮源。9如何计算任意浓度(容量)酒精中纯酒精含量"例如，在20℃时，有90％(容量)的酒精1000kg，试问其中含纯酒精多少kg"巳知90％(容量)的酒精，查附表可得比重为0.82925，纯酒精的比重为0.78934，设90％(容量)的酒精的重量百分含量为W％，则有：90%=W%×0.82925/0.78934W%=90%×0.78934/0.82925≈85.6685%=0.856685即是90％(容量)的酒精换算为纯酒精的折算系数为0.856685。故1000kg90％(容量)的酒精中含纯酒精为：1000×0.856685＝856.685≈856．7kg从上面的计算中可以看出，在任意容量百分率下的酒精重量，换算为纯酒精的重量时，先应求出该容量百分率下的重量百分率，再求得其纯酒精的重量。即可用如下公式表示：W％＝V%×0.78934/dW2＝Wl×W％式中：V%——容量百分率；d——容量百分率为V％的比重；W％——在V％的重量百分率；0.78934——纯酒精在20／4℃时的比重；W1——在V％时的酒精重量；W2——换算为纯酒精的重量。10怎样根据日产量计算用曲量？例如，*酒精厂日产纯酒精10吨，酒精生产原料为淀粉质原料。在糖化时，采用糖化力为1000单位的液体曲作为糖化剂，求每小时至少需要这种液体曲多少？要求每克淀粉在糖化过程中，液体曲添加量为250—300单位。根据淀粉转化为酒精的反响，可知每天生产纯酒精10吨，每小时理论上需耗淀粉量为：162×10×1000/24×92=733.7kg／h式中162、92分别为淀粉和酒精参与反响时的分子。假设实际生产中淀粉利用率为90％，则实际需要淀粉量为：733.7/90%=815.2kg／h又根据糖化力定义可知，每小时1ml液体曲能转化淀粉的量为：162/180×1000=900mg/1ml注：162／180为淀粉与葡萄糖的换算系数。在糖化过程中，假设要求糖化25分钟使糖化效率到达45％，按此推算每小时应加液体曲量为：815.2×106×25/60×45%÷900=169833.2ml/h≈0.1698m3/h实际生产中，为了保证有足够的后糖化作用，把整个糖化中(前、后糖化作用)糖化力的损失按30％计算，则实际添加量为：0.1698十0.1698×30％＝0.22074m3／h即日产纯酒精10吨，每小时需耗糖化力为1000单位的液体曲0.22074m3。这时每克淀粉的加曲量为：0.22074×1000×1000×1000÷〔815.2×1000〕=271单位所以，每克淀粉的加曲量为271单位，在250一300单位之间，故合符题意。注：有的厂加曲量计算并不是按糖化力原理来推导．而是从小型实验或经历中获得，对生产来说，最好是采用小型实验获得比拟确切的加曲量。现在很多厂均采用每g淀粉添加200——230单位的加曲量，这个数据是否可行，应根据各地的生产原料、生产工艺、生产条件来加以验证，从而获得准确、可行的加曲量。11如何计算连续发酵中的物料添加量"*酒精厂采用连续发酵，其发酵罐的有效容积都是60m3，根据工艺规定，1*发酵罐保持精度为8B*，2*发酵罐保持糖度为6B*，添加糖化醪的糖度为16B*，设发酵罐中不参加糖化醪时，每小时糖度下降1B*，求连续发酵中建立物料平衡后，采用l*、2*发酵罐分别连续添加糖化醪时，1*发酵罐每小时需添加16B*的糖化醪多少m3，2*发酵罐需添加多少16B*的糖化醪，才能使发酵罐内保持物料平衡"根据连续发酵物料平衡理论，1*发酵罐中物料平衡公式为：流加量＝消耗量+流出量设每小时流参加1*发酵罐中16B*糖化醪体积为*1m3，则其中流加量为16B*×*1；发酵罐中每小时糖度下降1B*，所以每小时发酵罐中消耗量为1B*×60；1*发酵罐流出的物量，根据连续发酵理论则为8B*×*1。代入物料平衡公式得：16B*×*1＝1B*×60十8B*×*1解此方程得：*1=7.5m3即1*发酵罐建立物料平衡后，每小时应参加16B*的糖化醪7.5m3，才能使1*发酵罐中物料保持平衡。2*发酵罐根据连续发酵理论，其中的物料平衡公式为：流加量+流入量＝消耗量+流出量设2*发酵罐每小时流加16B*的糖化醪体积为*2m3，则其流加量为16B*×*2，流入量为8B*×7.5，消耗量为1B*×60，流出量为(7.5+*2)×6B*，将它们代入公式得：16B*×*2十8B*×7.5＝1B*×60+(7.5十*2)×6B*将上式整理得：*2＝4.5m3即2*发酵罐建立物料平衡后，每小时应参加16B*的糖化醪4.5m3，才能使2*发酵罐中保持物料平衡。12不同原科在主发酵期的CO2产生量如何计算"设有150m3的淀粉发酵醪，发酵醪中的糖含量相当于含淀粉18％，其比重为1.074kg／l，主发酵的真正发酵度为50％，求此发酵醪在主发酵期，最多能产生多少公斤CO2？根据题意可知，主发酵期中被发酵的淀粉量为：150×1000×1.0741×18％×50％＝14500.35kg再根据淀粉发酵产生二氧化碳的反响式。(C6H10O5)n十nH2O—→2nC2H5OH十2nCO2↑162

2×4414500.35kg

*kg得CO2的生成量*=2×44×14500.35/162≈7877kg所以，150m3相当于含淀粉18％的发酵醪，在主发酵期最多能产生7877KgCO2又如：在主发酵期完全发酵14500.35kg蔗糖时，最多能产生多少公斤CO2"根据蔗糖发酵产生CO2的反响式：C12H22O11十H2O—→4C2H5OH十4CO2↑342

4×4414500.35kg

*kg得CO2的产生量*＝4×44×14500.35/342=7462kg即在主发酵期中发酵14500.35kg蔗糖，最多能产生7462kgCO2。假设主发酵期完全发酵葡萄糖14500.35kg，最多能产生CO2量应根据：C6H12O—→2C2H5OH十2CO2↑180

2×4414500.35kg

*kg得*＝2×44×14500.35/180=7089kg故完全发酵14500.35kg葡萄糖最多能产生CO27089kg。另外还可根据发酵中CO2产生量来计算发酵中酒精生成量和剩余糖量。例如：有含复原糖为12％的发酵醪1500g，通过酵母发酵后重量减轻到1420g(即产生CO280g)，求此发酵醪发酵完毕时其中酒精浓度及残糖量。假设繁殖酵母和其它耗糖为2％。解：此发酵醪在发酵前共含复原糖为：12％×1500＝180g由题中可知产生CO2为80g，则产生80gCO2需耗复原糖为*g：根据C6H12O6—→2C2H5OH十2CO2↑

180

92

88

*

80∴2＝180×80／88＝163.64g又根据上面反响式得到所产纯酒精量为：92×163.64／180=83.64g则此发酵醪发