天津科技大學酒精工藝學複習總結

2022-06-25 11:00:06 字數 4822 閱讀 7189

酒精 c2h5oh 澄清透明溶液有酒香可與水以任意比例互溶。

原料選擇的原則 1)原料資源豐富,**量大,能保證酒精生產所需的大量原料,並有一定的庫存。2)就近取材,原料產地離工廠或水陸運輸線要近,便於收集、運輸。3)原料含可發酵性物質多,蛋白質含量適中,影響發酵的雜質成分及對人體健康有害的成分含量盡可能少含或不含。

4) 考慮原料貯藏效能,最好是選擇乾燥原料,便於貯藏,不易霉爛。5)從產品的成本角度出發,綜合考慮原料**,加工成本,生產過程的經常性消耗等因素,並盡可能採用非糧食原料。

原料的種類: 1.澱粉質原料(糧食原料)(1)薯類原料甘薯、木薯、馬鈴薯、山藥等。 (2)穀物原料玉公尺、高粱、大公尺、穀子、大麥、小麥、燕麥等。

2.糖質原料最常用的是廢糖蜜,其次是甜菜、甘蔗、椰棗 3.纖維質原料森林、木材工業下腳料,農作物桔桿,城市廢纖維垃圾,甘蔗渣、廢甜菜絲等工業下腳料等。4其他原料

果膠是原果膠的降解產物,是由半乳糖醛酸甲酯殘基構成的一種多醣,相對分子質量比原果膠小,可溶於水,可溶性果膠在稀鹼、高溫或果膠酶的作用下,容易脫去甲氧基,形成甲醇和果膠酸。

玉公尺:含豐富澱粉,pro 好儲存運輸,酒糟好處理(ddg ddgs)缺點:大眾糧食使用太多與人爭糧。

甘薯的組織結構鬆脆,易於粉碎、糊化,加工比較容易。 甘薯原料的缺點在於膠體、果膠質等粘性物質較多,醪液粘度較大,甲醇的生成量較多。酒糟難處理

木薯澱粉含量較高,含粘性物質少,醪液粘度小,可濃醪發酵。主要缺點是含氫氰酸;收集運輸較困難。酒糟難處理含雜質較多。

常用的輔助原料有麩皮和公尺糠等

麩皮是麵粉生產過程中的副產品,它的澱粉、蛋白質含量適中,麩皮片的結構疏鬆,具有培養曲黴菌的良好效能,

酒精生產中常用輔助材料主要有:培養酵母菌和製備糖化劑所需的營養鹽;酸類;製造無水酒精用的脫水劑;洗滌劑和消毒劑,消泡劑等。

在酒精工廠裡水的主要用途是:工藝用水基本符合飲用水標準,冷卻用水溫度低,鍋爐用水需軟化,進水溫度盡量高些和各種洗滌用水不構成汙染即可。

澱粉質原料預處理主要包括除雜和粉碎兩個工序,糖蜜原料的預處理程式包括稀釋、酸化、滅菌、澄清和新增營養鹽等過程。

常用除雜方法: 磁選:出去鐵質風選振動篩

原料輸送方法有機械輸送,氣流輸送和混合輸送三種

常用的輸送機械裝置有:帶式輸送機、螺旋輸送器(俗稱絞龍)和斗式提公升機三種

氣流輸送密封作業無粉塵;輸送量大;安裝方便;輸送同時風選;利於物料過篩

粉碎的方法按其作用力的不同可分為:

①擠壓:適用於堅硬物料;②撞擊:適用於堅硬物料;③研磨:適於韌性物料;④劈裂:適用於脆性物料。

酒精工廠常用的原料粉碎方法有乾式粉碎和濕式粉碎兩種。

粉碎要求:粒度:1.2-1.5mm /1.0-2.5mm(篩網直徑)

玉公尺脫胚和提胚的工藝有多種:①乾法提胚;②半乾法提胚輸送中噴氣加熱;③濕法提胚亞硫酸鹽浸泡。

我國使用的糖化劑種類和生產方法的演變過程示意如下:麥芽→木盒曲→簾子曲→通風製麴→液體曲→糖化酶

常用糖化酶:α-澱粉酶:普通α-澱粉酶 75℃左右加ca2+可提高溫度耐高溫α-澱粉酶 105℃左右糖化酶

α-澱粉酶作用機理:從澱粉分子隨機切α-1,4鍵,不水解α-1.6鍵及α-1,3鍵。主要水解產物為糊精

耐高溫α-澱粉酶是一種內切澱粉酶,能隨機水解澱粉、可溶性糊精及低聚醣中的α-1,4-葡萄糖苷鍵。酶作用後可使糊化澱粉的粘度迅速降低,變成液化澱粉,水解生成糊精及少量葡萄糖和麥芽糖。

糖化酶作用機理:以非還原端乙個個切α-1,4糖苷鍵,水解產物主要是葡萄糖和界限糊精,

用於澱粉質原料酒精生產的酵母菌株必需符合以下效能要求:1)應具有高的發酵能力,即能快速並完全地將糖分轉化為酒精;2)繁殖速度快,即具有高的比生長速度;3)具有高的耐酒精能力,即對本身代謝產物的穩定性高,因而可以進行濃醪發酵;4)抵抗雜菌能力強,即對雜菌代謝產物的穩定性高。耐有機酸酸能力強;5)對培養基的適應性強,耐溫、耐鹽和耐乾物質濃度的效能強。

能用於糖蜜原料酒精生產的酵母菌株來說,除上述特性外,還應具有以下附加效能:

1)要有強的耐滲透壓效能。2)要具有較高的耐酸和耐溫的能力。3)要用馴養的方法提高酵母菌對重金屬,特別是cu2+的耐性;4)要選育產泡沫少的菌株,以利於提高發酵罐的裝置利用率和減少損失

酒母成熟醪指標:耗糖35-45% 生成少量酸或者不生酸。酵母出芽率15-25%酵母死亡率<1% 酒分3.5-4%

酒母培養工藝:斜面→活化→液體試管→小三角瓶→大三角瓶(之前均是28-30℃)→小酒母→大酒母(採取自然純粹培養)

活性乾酵母的應用:可專業化生產提高穩定性直接活化投罐生產擴大培養,覆水活化。

活化控制條件:1溫度耐高溫:38-40℃ 2覆水劑水 2%糖水稀糖化醪 3時間 15-20min 4用量 1:5-1:20

活性乾酵母優點:1節省投資、提高效率2保證酒精發酵生產的穩定3酒精發酵殘糖低,增酸少,澱粉出酒率提高4降低成本5)縮短發酵週期裝置利用率提高6貯運方便,可用作補救。

蛋白酶作用:1能將原料中的組蛋白水解為酵母菌可吸收的n ,n能促進酵母菌的生長繁殖,提高其酒精發酵能力。2有利於原料中澱粉的水解,提高出酒率 3有利於降低糖化醪濃度,利於co2釋放利於物料傳遞。

雙酶法液化糖化工藝中常用的酶製劑有耐高溫α-澱粉酶(最適ph範圍5.5~7.0;最適作用溫度為90℃(連續噴射液化中,溫度可至100~105℃),該酶作用時所需鈣離子濃度為50~70mg/kg 4-8u/g原料)和高效糖化酶(作用於澱粉非還原性末端,切下乙個個葡萄糖分子,並將葡萄糖分子由α-型轉變為β-型。

高效糖化酶不僅能分解為α-1,4鍵,而且可分解為α-1,6和α-1,3糖苷鍵,但速度較慢)

雙酶法液化工藝流程:澱粉質原料→粉碎→調漿(加水、加蒸汽加耐高溫α-澱粉酶)→粉漿幫浦→噴射加熱器(100~105℃)→液化罐→汽液分離器(加水力噴射真空幫浦)→糖化幫浦→糖化罐(加高效糖化酶)→螺旋板換熱器→發酵罐

工藝操作要點:原料經粉碎(通過直徑1.5mm篩孔)進入配料罐,按加水比1:

2.5~3.0調漿,清液回用比例控制在30%~50%,按每克原料新增4~8單位的耐高溫α-澱粉酶,用蒸汽加熱,控制配料罐溫度在(85土1)℃,時間30min。

用粉漿幫浦經液化噴射器(100~105℃)進入液化罐。液化罐溫度控制在95℃左右,然後經汽液分離器後進入糖化罐,溫度為(60土1)℃,按每克原料新增80~120單位的高效糖化酶進行糖化,根據工藝要求維持90~120min,在用螺旋板換熱器將糖化醪冷卻至(30土1)℃,打入發酵罐進行酒精發酵

雙酶法優點:專一性強、副產物少、可提高澱粉出酒率。

酒精發酵有關的酶主要是兩類:一類為水解酶,蔗糖酶麥芽糖酶肝醣酶另—類是酒化酶與酒精發酵有關的各種酶的總稱。

副產物生成:甘油:醪液的0.3-0.5% 改善條件:新增nahso3 鹼性 ph7.6

雜醇油是—類高沸點化合物的混合物,主要是由戊醇、異戊醇、異丁醇和正丙醇等高階醇組成的黃色或棕色,具有特殊氣味的油狀液。其中以戊醇和異戊醇含量最多,生成量為酒精產量的0.3%~0.

7%。酒精發酵3個不同的階段:前發酵 8-10h 主要進行酵母菌生長和後糖化作用指標:液面較平靜,co2生成少;有少量酒精和糖的消耗主發酵酵母利用葡萄糖生成酒精 10h 耐高溫酵母 36-38℃ 普通 33-34℃ 指標液面程沸騰狀,酒精大量生成,糖大量消耗;控制溫度後發酵糖化酶水解少量糊精生成糖酵母將少量糖發酵成酒精。

指標:液面恢復平靜,醪液顏色變綠,關冷卻水。>34℃ >30h。

酒精發酵工藝:間歇酒精發酵、連續酒精發酵、半連續酒精發酵

連續發酵優點:1減少雜菌汙染,提高出酒率,條件控制嚴格2減少酒母的用量(活性乾酵母)3提高生產效率(無前酵)4利於自動控制。

發酵過程的條件與控制:耐溫酵母:前期 30-33℃(前酵)後期36-38℃(主酵)普通酵母:前 30-32℃ 後 34℃ 連續發酵:用耐溫酵母。

雜菌控制:乳酸菌g+ 產乳酸乙酸g- 乙酸菌產乙酸丁酸菌產丁酸其他。。

雜菌危害:降低原料出酒率影響高質量酒精的生產控制:減少裝置死角強化殺菌效率控制合適的溫度,新增殺菌劑(最常用青黴素1μ/mg醪液 )

濃醪發酵的意義:提高酒精成產效率降低能耗和成產成本。

實現濃醪發酵的條件:1原料粉碎粒度: 1.2-1.5mm 篩網直徑 2糊糖化工藝邊糖化邊發酵、徹底糖化,補料發酵、發酵酵母菌數和質量第一罐出芽率>15% 最後乙個>30%

發酵成熟醪的指標:酸度:揮發酸<0.

1% 總酸1.5x 控制在4-5% 殘還原糖<0.1% 最好0.

02% 殘總糖木薯:0.4-0.

5% 玉公尺<0.5% 甘薯0.4% 酒精度10-12% 最好13-14% 外觀糖玉公尺<0 木薯0.

5%以內。

酒精糟清液回用發酵:調漿←水←生水、清液(30%)、冷卻水、蒸餾塔底水。

酒精發酵工藝流程:原料→預處理(輸送。除雜、粉碎、調漿)→糊糖化(加α-澱粉酶和糖化酶)(傳統蒸煮糖化或雙酶法液化)→發酵(加酒母放出co2)→蒸餾→1成品酒精(95%v)……無水酒精 2雜醇油 3工業酒精 4酒糟→處理→排放

蒸餾的目的:蒸得高濃度酒精,去除酒精中雜質。

發酵成熟醪的組成:水、幹物質(3~7%,w或7-10% v),酒精(10-14%)及揮發性雜質(6~10%,v或5~8%,w)。

用a%表示氣相中酒精含量,而用α%表示液相中酒精含量,則兩者之比稱為揮發係數,通常用k表示,即:a/α=k

酒精-水恆飛混合物溫度:78.15℃

粗酒精中主要雜質:揮發性雜質,通常將它們分成醇類、醛類、酯類和酸類等四大類從乙醇提純的觀點出發,可將這些雜質分為四類:即頭級雜質、中級雜質、端級雜質和尾級雜質。

精餾原理:雜質揮發係數:ka=α/β 精餾悉數:k』=ka/k

1. 頭級雜質 ka>1 k』>1 在塔頂聚集 (乙醛、醋酸乙酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯)2. 中級雜質在精餾塔的分布與酒精濃度有關。

酒精濃度低時ka>1 k』>1 該物質沿塔向上高時 ka<1 k』<1 …向下當酒精濃度在55%左右時 ka=1 k』=1 雜醇油在此聚集3. 端級雜質甲醇分布於酒精濃度有關 [低] k』<1 沿塔向下 [高] k』>1 沿塔向上 4. 尾級雜質 ka<1 k』<1 在底部聚集, 甘油。

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