乙醇提取工艺设计和方法.pdfVIP

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一、生物发酵法酿造酒精

1.1生物发酵法的地位

由于化学合成法酒精有含有较多杂质等缺陷，其应用受到限制，因此我国酒精生

产以发酵法为主，尤其是随着石油储量的锐减，发酵法酒精工业将日趋重要。

我国酒精年产量为300万吨，仅次于巴西、美国，列为世界第3位。其中发酵法

酒精占绝对优势，80%左右的酒精用淀粉质原料生产、约有10%的酒精用废糖蜜生产、

以亚硫酸盐纸浆废液等纤维原料生产的酒精约占2%左右，合成酒精占酒精总产量的

3.5%左右。

1.2生产原料

淀粉质原料是生产酒精的主要原料。用于发酵法生产酒精的原料主要有：薯类〔甘

薯、马铃薯、木薯、山药等〕；粮谷类〔高粱、玉米、大米、谷子、大麦、小麦、燕麦、

黍等〕；糖质原料〔甘蔗、甜菜、糖蜜等〕；野生植物〔橡子仁，土茯苓、蕨根、石蒜

等〕；农产品加工副产品〔米糠饼、麸皮、高粱糠、淀粉渣等〕；纤维质原料〔秸秆、

甘蔗渣等〕；亚硫酸造纸废液等。

我国大多数工厂是采用红薯和玉米为原料生产酒精。

玉米化学成分：

水分蛋白质脂肪淀粉粗纤维灰分

78-103.1-560-651.31.7

红薯化学成分：

水分蛋白质脂肪淀粉粗纤维灰分

149-150.5-315-301.10.9

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1.3辅助物料

辅助物料包括：酵母培养和糖化剂制备所需营养盐，调PH所用酸类、洗涤剂、消

毒剂、脱水剂等。酒母，就是将酵母菌扩大培养，获得足够数量酵母菌的酵母培养液，

以供酒精发酵之用。

酒精生产用水，按水的用处不同，大体分为以下三种：

〔1〕酿造用水：或称工艺用水，凡制曲时拌料，微生物培养，制曲原料的浸泡、

糊化、稀释、设备及工具的清洗等因其与原料、半成品、成品的直接接触，故统称为

工艺用水。通常要求具有弱酸性，PH为。

〔2〕冷却用水：蒸煮醪和糖化醪的冷却，发酵温度的控制，需大量的冷却用水。

因其不与物料直接接触，故只需温度较低；硬度适中。为节约用水，冷却水应尽可能

予以回收利用。

〔3〕锅炉用水：通常要求无固型悬浮物，总硬度和碱度应尽可能低，PH在25°

时高于7，含油量及溶解物等越少越好。

1.4淀粉性质

1.4.1淀粉颗粒的形状

淀粉颗粒呈白色，不溶于冷水和有机溶剂，颗粒部呈复杂的结晶组织。不同的淀

粉颗粒具有不同的形状和大小。同一淀粉的颗粒大小也不均匀。淀粉颗粒具有抵抗外

力作用较强的外膜，其化学组成与层淀粉一样，但由于水分较少，密度较大，故强度

较大。

1.4.2淀粉分子的构造

淀粉分子是由许多葡萄糖基团聚合而成的。根据淀粉分子链构造的不同，淀粉可

分成直链和支链淀粉两类。直链淀粉溶解于70-80℃的温水中。支链淀粉具有分支，它

不溶解于温水中。

1.4.3淀粉的膨胀和溶解

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淀粉在水中加热，即发生膨胀。这时淀粉颗粒好似是一个渗透系统，其中支链淀

粉起着半透膜的作用，而渗透压的大小及膨胀程度则随温度的增高而增高。从40℃开

场，膨胀的速度就明显加快。当温度升高到一定数值〔60-80℃〕时，淀粉颗粒的体积

膨胀至原来体积的50-100倍时，淀粉分子之间的联系削弱，引起淀粉颗粒的局部解体，

形成了均一的粘稠液体。这种无限膨化的现象为淀粉的糊化。与此相应的温度叫做糊

化温度。糊化现象发生后，如果温度继续上升，并到达130℃左右时，因为支链淀粉也

已几乎全部溶解，网