2016年第35卷第4期CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS ·1167·
化工进展
酒精发酵中杀菌剂的研究进展
张强
（长春理工大学生命科学技术学院，吉林长春 130022）
摘要：酒精发酵是一个非常复杂的微生物反应过程。在这个过程中，除了生产菌外，还会从原料、空气、水等带入相当数量的杂菌，从而降低酒精得率，影响酒精的正常生产。因此如何有效控制杂菌的感染，对整个酒精生产至关重要。本文综述了酒精发酵中杀菌剂的研究进展，主要介绍了酒精发酵过程中染菌的原因、危害、检测方法以及常见的污染杂菌，重点介绍了漂白粉、青霉素、克菌灵、酒花及植物提取物等杀菌剂的使用。指出减少酒精发酵中的杂菌污染，加强细菌抗药性的研究，寻找安全天然杀菌剂替代品是未来研究的关键。
关键词：杀菌剂；酒精；克菌灵；发酵
中图分类号：TK 6 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2016）04–1167–06
DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2016.04.032
Research progress on fungicides during ethanol fermentation
ZHANG Qiang
（School of Life Science and Technology，Changchun University of Science and Technology，Changchun 130022，Jilin，
China ）
Abstract：Ethanol fermentation is a complex microbial process. During the process，a significant number of bacteria will be brought in from raw materials，air，water，etc.，which will reduce yield of ethanol and affect production of ethanol. Therefore，how to effectively control the bacteria infection is essential for the ethanol production. Research progress on fungicides during ethanol fermentation was reviewed in this paper. The source，contamination，testing methods of the common harmful bacteria during ethanol fermentation were introduced focusing on the application of bleaching powder，penicillin，“kejunling” and hops and plant extracts. Reducing the bacteria infection during ethanol fermentation，strengthening the study of bacteria resistance and finding safe and natural alternatives to fungicides are the keys to future research.
Key words：fungicide；ethanol；kejunling；fermentation
自从20世纪70年代石油危机爆发以来，燃料短缺以及日益恶化的环境问题，使燃料酒精作为可再生能源越来越受到人们的关注[1]。
酒精发酵是一个复杂的微生物反应过程，一般要求纯种培养。在酒精发酵过程中，除了生产菌外，还会从原料、空气、水等带入一定数量的杂菌，杂菌感染是影响酒精得率的主要因素。常见杂菌包括乙酸菌、乳酸菌、枯草芽孢菌等。少量杂菌不会对发酵过程产生明显的影响，但是杂菌如果大量繁殖，就会给酒精生产带来严重危害。杂菌的扩繁可造成可发酵糖减少，其代谢产物会影响酵母菌的数量、质量以及酶的活力。可以说杂菌污染轻者影响酒精产量和质量，重者导致倒罐，甚至停产。因此，如何有效控制生产中杂菌污染是酒精发酵工业的重点工作之一，对于提高酒精企业生产的稳定性以及经收稿日期：2015-08-31；修改稿日期：2015-10-25。
基金项目：吉林省教育厅科研项目（吉教科合字[2014]第34号）。
第一作者：张强（1969—），男，博士，副教授，主要从事生物质能源
研究。E-mail corn11@https://www.doczj.com/doc/2f16695778.html,。
木薯为原料的酒精酿造 工艺 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT
以木薯为原料的酒精酿造工艺木薯具有良好的加工性能，也不与粮食作物争地，是一种有很大发展潜力的酒精生产再生资源，将其应用到发酵工业，具有广阔的发展前景。据相关资料显示广西的木薯产量较大，全国60%的木薯淀粉是由广西生产，广西对于生产木薯酒精具有独特的优势。以木薯为原料进行酒精发酵的工艺较成熟。本文简述了木薯原料预处理、液化、酶糖化、发酵酒精生产工艺。木薯是热带和亚热带广泛种植的粮食和经济作物，适应性很强，耐旱、耐瘠、耐水，对土地的质量要求不高，是可在任何土质中生长的作物。我国南方盛产木薯，产量高，淀粉含量高。木薯的块根淀粉含量达25%-30%左右，木薯干淀粉含量达70%左右，是被誉为“淀粉之王”。木薯已被世界公认是具有很大发展潜力、很有前途的酒精生产的可再生资源。近年来，随着木薯原料用于生产酒精渐渐收到人民的重视，国内外学者都致力于木薯生产酒精工艺的研究。下面就木薯原料预处理、液化、酶糖化、发酵酒精生产工艺这四个方面进行简单的介绍。 一、原料的预处理 原料在进行正式生产之前，必须预处理，以保证生产的正常进行和提高生产的效益，预处理包括除杂和粉碎两个工序。木薯在收获和干燥过程中，经常会惨夹进泥土、沙石、粗纤维，金属杂质等杂质，这些杂质如果没有在正式投入生产之前清除，将严重影响生产的正常进行。石块和金属杂质会使粉碎机的筛板磨损或损坏，造成生产的中断；机械设备运转部位，会因泥沙的存在而加速磨损，泥沙等杂质也会影响正常的发酵过程。所以用木薯原料生产酒精前，必须进行除杂，以保证生产的正常进行和提高生产的效益。 2、原料的粉碎木薯原料粉碎可以使原料的颗粒变小，原料的细胞组织部分破坏，淀粉颗粒部分外泄，增加原理的表面积，在进行水热处理时，加快原料的吸水速度，降低水
河南天冠30万吨燃料乙醇有限公司 后发酵罐和酒精发酵罐施工方案 编制： 审核： 批准： 中国化学工程第十一建设公司南阳项目部 2004年3月8日
审批栏 河南天冠30万吨燃料乙醇有限公司后发酵罐和酒精发酵罐施工方案
1编制说明 本方案仅适用于河南天冠30万吨燃料乙醇有限公司后发酵罐和酒精发酵罐及其附属内件的制作、安装、检验施工，不包括罐体防腐、保温的施工安排。 2编制依据 2.1 施工图纸 2.2 JB/T4735-1997《钢制焊接常压容器》 2.3 HG20584-1998《钢制化工容器制造技术要求》 3工程概况 本次现场制作安装的发酵罐共8台，其中后发酵罐2台，酒精发酵罐6台。全容积为2800m3。设计温度为100℃，设计压力为 Mpa，容器类别为常压。罐内介质为酒精。 发酵罐的主要组成有：罐底、罐壁、罐顶、加强圈、内件。 结构形式全为拱顶罐，罐体为Φ14.6m*16.5m,罐顶为球冠结构形式。罐体连接形式为对接，罐顶及罐底板连接形式为搭接。 工程量及技术参数 4 施方Array法与施 工程序 4.1.1这 次8台发 酵罐需 现场建 造，发酵罐的预制、安装工作集中在现场进行，内容包括壁板及型钢圈的号料、切割、卷圈、组装、焊接、无损检测、试验。 4.1.2现场安装 a．壁板的施工办法采用机械配合倒装法进行。 b．固定顶的施工采用在临时胎具上组装罐顶板。
4.1.3发酵罐的焊接采用手工电弧焊，壁板背面清根采用磨光机打磨。 4.1.4储罐安装之前除地下工程须完工外，其他土建工作诸如道路、管架等工作待罐安装完毕后再进行，保证车辆道路畅通。 4.2 施工程序 （以后发酵罐为例） 施工准备—→材料出库检验—→号料切割—→卷圈—→罐底敷设焊接—→罐底真空实验—→罐体最上层壁板组装焊立缝—→安装顶部连接固定顶加强角钢圈—→设置罐顶组装临时胎具—→安装罐顶板—→罐顶板之间搭接焊缝焊接—→罐顶接管及人孔安装—→上层壁板与包边角钢环向角缝焊接—→临时支架拆除—→吊装用临时抱杆设置—→组装焊接壁板直至最下层壁板—→最下层壁板与罐底角缝先内后外焊接—→内件安装—→罐壁上接管安装—→盘梯及顶部平台安装—→煤油试漏—→检查验收5 施工质量要求及保证措施 本工程的质量重点是焊接及焊接变形的控制，发酵罐内壁表面平齐。 5.1 材料验收 5.1.1建造储罐所用的材料和附件，应有制造厂出具的质量合格证明书。当无质量合格证明书或对材料有疑问是，应对材料和附件进行复检，合格后方可使用。 5.1.2建造发酵罐所用的钢板应逐张进行外观检查，表面质量不得有裂纹、拉裂、折叠、夹杂、结疤和压入氧化皮及分层等缺陷。 5.1.3钢板表面锈蚀减薄量、划痕深度与钢板实际负偏差之和应小于或等于-0.8mm。 5.1.4该储罐所用的焊接材料应具有质量合格书。 5.2 预制 5.2.1发酵罐在施工及检验过程中所使用的样板应符合下列要求： a. 弧形样板的长度为 2m b. 直线样板的长度为1m c. 测量焊缝角变形的弧形样板弦长为1m 5.2.2钢板切割及坡口加工应符合下列规定： 钢板的切割和焊接接头的坡口，宜采用半自动火焰切割加工，罐顶和罐底的弧形边缘加工用手工火焰切割加工。
木薯酒精污水处理工艺技术方案 投标书
前言 中国从九十年代开始使用木薯生产酒精，这几年木薯酒精已成为“主流”，但产生的废液主要借鉴玉米、小麦等酒精废液的处理技术。十多年来，木薯酒精废液处理取得了不少成绩，也走了不少的弯路。由于木薯酒精废液中木薯渣的特殊性，国内对于木薯酒精废液的处理投资大，成功率低，总体来说，处理效果并不理想。 我公司多年致力于木薯酒精废液处理的研究，在实验室进行了多次、多种小试实验，成功提出了对于木薯酒精废液处理的一些想法和建议，并将部分实验结果成功应用于工程实践，取得了较好的成果。 本方案在组合优化原有各段成功处理工艺的前提下，提出合理的处理工艺。首先对处理工艺的基本思路做如下介绍： 木薯经过发酵提取酒精后，排出废醪液进入污水处理系统。废醪液有以下特点： 1、泥砂含量大 会在后续的水处理构筑物中沉积，减小有效容积，降低构筑物的可利用容积；同时，对卧式螺旋离心机、水泵、换热器、管道也造成很大的磨损。 如果不去除，肯定会淤积在一级厌氧罐中，并且极难从厌氧罐中排出来。 2、木薯渣沉降速度快 木薯渣进入水处理构筑物内，会很快沉积在构筑物底部，靠单纯
的排泥和提高上流速度来排除构筑物内木薯渣，肯定会遇到重大问题。 并且，由于木薯渣特别容易沉淀，会造成带式压滤机、板框压滤机的脱水效果不好，损坏滤袋、滤布等。 3、木薯渣较难生物降解 通过反复试验，经过清洗烘干后的干木薯渣基本不能短时间产生沼气，而含木薯渣的废醪液能大量产气，其原因是木薯渣中夹带的高浓度有机废水在发生作用，废水中的COD Cr产生沼气。所以，想通过在构筑物内提高停留时间，让木薯渣自行降解，是不可行的。 4、造成反应器淤塞、混合困难、进水堵塞。 根据以上提出的木薯渣的特点，一旦木薯渣进入反应器内，会很难自动出来，会造成反应器有效容积逐步减小，泥水混合困难，进水压力增加，进水管堵塞，需要定期进行开罐、放空清理。 尽管，我们可以通过除渣机系统控制排出木薯渣的量（前提是要对泥砂、大块渣进行事先去除），但由于在外排木薯渣的同时，微生物也会大量外排，很难做成“高负荷”厌氧反应器。根据我们的工程经验，只可以控制负荷在６~８kgCOD/(m3.d)。 5、造成好氧池淤塞、曝气系统堵塞 颗粒较小的木薯渣容易随水流进入好氧系统，在好氧池内沉积，堵塞曝气系统。尤其是在停留曝气一段时间后，堵塞现象更加严重。 根据以上木薯酒精废水的特点及会造成的影响，我们对于新建系统有如下想法：
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河南天冠30 万吨燃料乙醇有限公司 后发酵罐和酒精发酵罐施工方案 1 编制说明 本方案仅适用于河南天冠30万吨燃料乙醇有限公司后发酵罐和酒精发酵罐及其附属内件的制作、安装、检验施工，不包括罐体防腐、保温的施工安排。 2 编制依据 2.1施工图纸 2.2 JB/T4735-1997《钢制焊接常压容器》 2.3 HG20584-1998《钢制化工容器制造技术要求》 3 工程概况 本次现场制作安装的发酵罐共8台，其中后发酵罐2台，酒精发酵罐6台。全容3 积为2800m 。设计温度为100℃，设计压力为 Mpa，容器类别为常压。罐内介质为酒精。 发酵罐的主要组成有：罐底、罐壁、罐顶、加强圈、内件。 结构形式全为拱顶罐，罐体为Φ14.6m*16.5m,罐顶为球冠结构形式。罐体连接形式为对接，罐顶及罐底板连接形式为搭接。 工程量及技术参数 4 施方法与施工程序 4.1.1 这次8台发酵罐需现场建造，发酵罐的预制、安装工作集中在现场进行，内容包括壁板及型钢圈的号料、切割、卷圈、组装、焊接、无损检测、试验。 4.1.2 现场安装 a．壁板的施工办法采用机械配合倒装法进行。 b．固定顶的施工采用在临时胎具上组装罐顶板。 4.1.3 发酵罐的焊接采用手工电弧焊，壁板背面清根采用磨光机打磨。 4.1.4 储罐安装之前除地下工程须完工外，其他土建工作诸如道路、管架等工作待罐安装完毕后再进行，保证车辆道路畅通。 4.2 施工程序 （以后发酵罐为例）
发酵染菌原因分析 第一部分：基础知识 1）杂菌的类型 空气中的微生物大多数是细菌和芽孢,还有一定数量的霉菌、酵母和病毒。细菌的大小有零点几微米至几个微米,见表5-3。 根据以上特点我们应得出如下结论： A：这些微生物在空气中极少单独游离存在,基本上是附着于灰尘、液滴等微粒的表面上。 B：介质过滤除菌就是把空气中的各种微粒和极少量的游离微生物捕集起来予以除掉。 因此我们通常所用的空气过滤器为什么0.3u可以保证无菌发酵生产的原因。 2）无菌检查与染菌的处理 在抗生素生产过程中,为了及早发现染菌并进行恰当处理,保证生产正常进行,对菌种制备、种子罐、发酵罐的接种前后和培养过程中,须要按工艺规程要求按时取样，进行无菌检验。A：无菌检查 培养液是否污染杂菌可从三个方面进行分析： a:无菌试验 b:培养液的显微镜拉查 c:培养液的生化指标变化情况。 其中无菌试验是判断染菌的主要依据。
无菌试验 现在采用的无菌试验方法有肉汤培养法、双碟培养法、斜面培养法。其中以酚红肉汤培养法和双碟培养法结合起来进行无菌检查用的较多。 (1)肉汤培养法直接用装有酚红肉汤的无菌试管取样,然后放入37℃恒温室(箱)内培养。定时观察试管内肉汤培养基的颜色变化,同时进行显微镜观察。 （2）斜面培养法先用空白无菌试管取样,然后在无菌条件下接种于斜面培养基上,置于37℃恒温室(箱)内培养。定时观察有无杂菌菌落生长。。 （3）双碟培养法种子罐样品先取入肉汤培养基中,然后在无茵条件下在双碟培养基上面划线,剩下的肉汤培养物在恒温室(箱)内培养6小时后复划线一次,发酵罐培养液直接取入空白无菌试管中,于37℃下培养6小时后在双碟培养基上划线。24小时内的双碟定时在灯光下检查有无杂菌生长。24小时~48小时的双碟1天检查一次,以防生长缓慢的杂菌漏检。正常生产过程中,种子罐和发酵罐每隔8小时取样一次,进行无菌检查。该方法经常用于单菌落挑选，可以从染有杂菌的培养液中经多次划线挑取单菌落进行分离培养，得到纯种的种子。 无菌试验的结果一般需要8~12小时才能作出判断。为了缩短判断时间,有时向培养基中加入赤霉素、对氨基苯甲酸等生长激素以促进杂菌的生长。 B:染菌的判断 培养基的染菌判断是错综复杂的工作,又是一种细微观察、认真分析的王作。 染菌罐的判断方法： 以无菌试验中的酚红肉汤培养和双碟培养的反应为主,以镜检为辅。每个无菌样品的无菌试验，至少用2只酚红肉汤或斜面同时取样培养。要定量或用接种环蘸取法取样，公司现阶段基本都直接从发酵罐直接取样。因取样量不同,影响颜色反应和浑浊程度的观察。如果连续3个时间的酚红肉汤无菌样发生颜色变化或产生浑浊,或斜面连续3个时间样品长出杂菌即判断为染菌。有时酚红肉汤反应不明显,要结合镜检确认连续3个时间样品染菌，即判为染菌。各级种子罐的染菌判断亦参照上述规定。 对肉汤和无菌斜面的观察及保存期的规定,发酵培养基灭菌后应取无菌样，以后每隔8小时取无菌样一次，直至放罐。无菌试验的肉汤和双碟应保存并观察至本罐批放罐后12小时，确认无杂菌污染后方可弃去。无菌检查时间应每6小时观察一次无菌试验样品，以便能及早发现染菌。 2、染茵率的统计 以发酵罐染菌罐批(次)为基准, 染菌罐批(次)应包括染菌重消后的重复染菌的灌（批）次在内。发酵总过程(全周期)无论前期或后期染菌,均作“染菌”论处。 发酵罐染菌罐批(次) 染菌率(％)＝一一一一一一一一－－－X100% 总投罐批(次) 3）染菌(包括染噬菌体)的处理 (一)污染杂菌的处理
木薯酒精产业的社会效益和经济效益分析 1 前言 当矿物质能源日益枯竭的时候，人们把目光转向了可再生能源；当以粮食为主要原料的可再生能源影响国家粮食安全的时候，人们把目光转向以非粮的薯类原料制造酒精的王牌→木薯 2 以木薯为原料生产酒精的优势 生产酒精的原料主要有粮食类、薯类和糖蜜。其中用木薯生产酒精与其它作物相比，有着不可比拟的优势： （1）木薯是非粮食农产品，且对土质的要求低，耐旱、耐瘠薄，符合“不争粮，不争（食）油，不争糖，充分利用边际性土地（指基本不适合种植粮、棉、油等作物的土地）”的国家粮食发展战略，同时用于发展燃料乙醇也很符合当前国家生物质能源发展战略，有利于保障国家粮食安全和能源安全。 （2）用木薯生产酒精最具有经济性，详见下表： 占全国产量的70%；广西属北回归线以南，是木薯产品适宜种植区，种植木薯有利于改善本地农村贫困人口的生产生活状况；木薯酒精在广西的产业化可形成农业产业化和生态经济、循环经济的模式，促进区域经济发展。 3 制约木薯酒精发展的因素 制约木薯酒精发展的因素，关键在于没有把它作为一个产业来对待，上缺统一规划、行业指导，下缺农工协调、各自为政，结果是：资本集中度低，产业集中度低，技术水平低，环保措施投入小，经济效益差，主要表现在： 3.1 布局不合理 工厂远离原料主产区，缺乏资源优势，运输生产成本偏高。 3.2 工厂规模小 到目前为止，约有木薯酒精生产企业30余家，年产木薯酒精70多万吨，平均每
个生产企业日产133吨，难获规模经济效益。 3.3 技术水平 整体技术水平低，存在料耗高、能耗高、成本高及废渣处理难、废液处理达标排放难的问题，难显经济效益。 3.4 原料情况 原料市场不稳定，木薯种植缺乏组织性，种植粗放，且品种单一、单产低。4 提高木薯酒精效益的途径 提高木薯酒精的效益，关键在于从木薯酒精产业化和发展生态经济、循环经济的高度，统筹规划、合理布局；典型示范、正确引导；提升产业技术水平、形成循环经济规模。 木薯生态产业示意图 4.1 实现木薯种植的规模化、科学化 （1）推广木薯地套种西瓜、花生、南瓜技术，增加农民收入，提高农民种植积极性，稳定原料来源。以西瓜为例：套种西瓜每亩可收获3000斤，按0.6元/斤计算（现行价），农民可收入1800元。 （2）延长生木薯生产周期，降低原料成本。建立木薯原料基地，引进、繁育早、中、晚熟期木薯品种，延长鲜薯收获期，同时推广高产、高含淀粉木薯良种，提高木薯质量，确保以鲜木薯为原料占生产用料的70%以上。 （3）选择最佳种植优势区域。北回归线以南，属亚热带季风气候区，光照充足，气温适宜，是木薯最佳种植区域，该区域10℃以上年积温达6500℃以上，年10℃以上气温天数在280天以上，该区域木薯具有单产达到3吨的潜力，木薯质量较好，木薯平均含粉量比其他区域高1-2%，广西的木薯种植面积四分之三以上都在这些区域。 4.2 实现制造过程的现代化、高效化 （1）采用低温双酶快速糖化，可提高20-30%的设备利用率，比传统的单酶法节约5—10%的加工成本，约45元。 （2）采用浓醪生产工艺，木薯干片或鲜木薯发酵成熟醪酒精浓度可达到12%（V/V）以上，比传统的生产工艺提高1—2个酒份，可减少煤耗10-20%，降低加工成本80元/吨。 （3）采用大罐连续发酵，发酵速度快，发酵周期比运行状态良好的间歇发酵工艺要缩短8—10小时，特别是无需空罐灭菌，也无空罐时间，节约了间歇发酵的刷罐用水、灭菌用汽和人工等消耗，设备的利用率可提高15—20%。 （4）生产食用酒精可采用二塔、三塔或多塔蒸馏设备，按目前的技术水平，采用二塔常压蒸馏，比多塔蒸馏节约用汽，且技术线路较为简单，操作较容易。若采用自动化控制，效果会更好。 （5）采用CIP（Clean In Place）在线清洗，酸水、碱水可循环使用，达到清洗灭菌的目的。
安徽工程大学课程设计任务书 班级：课题名称：生物反应器设计（啤酒露天发酵罐设计） 学生姓名： 指定参数： 1．全容：50m3 2．容积系数：75% 3．径高比：1：2 4．锥角：900 5．工作介质：啤酒 设计内容： 纸打印） 1．完成生物反应器设计说明书一份（要求用A 4 1)封面 2)设计任务书 3)生物反应器设计化工计算 4)完成生物反应器设计热工计算 5)完成生物反应器设计数据一览表 纸打印） 2．完成生物反应器总装图一份（用CAD绘图A 4 设计主要参考书： 1．生物反应器课程设计指导书 2．化学工艺设计手册 3．机械设计手册 4．化工设备 5．化工制图 接受学生承诺： 本人承诺接受任务后，在规定的时间内，独立完成任务书中规定任务 接受学生签字：生物工程教研室 2010-11-15
啤酒露天发酵罐设计 第一节 发酵罐的化工设计计算 一、发酵罐的容积确定 在选用时V 全=50m 3的发酵罐 则V 有效=Ｖ全×?=50×75%= 37.5m 3（?为容积系数） 二、基础参数选择 1．D:H: 选用D:H=1:2 2．锥角： 取锥角为900 3．封头：选用标准椭圆形封头 4．冷却方式：选取槽钢盘绕罐体的三段间接冷却（罐体两段，锥体一段，槽钢材料为A 3钢，冷却介质采用20%、-4℃的酒精溶液 5．罐体所承受最大内压：2.5㎏/㎝3 外压：0.3㎏/㎝3 6．锥形罐材质：A3钢外加涂料，接管均用不锈钢 7．保温材料：硬质聚氨酯泡沫塑料，厚度200㎜ 8．内壁涂料：环氧树脂 三、D 、H 的确定 由D:H=1：2，则锥体高度H 1=D/2tan450=D/2(450为锥角的一半) 封头高度H 2=D/4=0.25D 圆柱部分高度H 3=（2-0.5-0.25）D=1.25D 又因为V 全=V 锥+V 封+V 柱 =3π×D 2/4×H 1+24π×D 3+ 4 π ×D 2×H 3 =50 m 3 得D=3.43m 查JB-T4746-2002《椭圆形封头和尺寸》取发酵直径D=3400mm 再由V 全=50m 3，D=3.4m
生物工程毕业论文--年产10万吨的木薯酒精发酵工厂 设计 摘要 酒精在人们日常生活以及科学研究等诸多领域都有很广泛的应用世界行业以及我国酒精行业都快速发展趋势Alcohol has very extensive application in a great deal of fields such as peoples daily life and scientific research The trades and alcohol trades of our country have fast development trends on earth in the world The output is increased progressively year by year The ability for producing alcohol of the fermented law will become the sign of a national economic strength The fermented law is mainly to utilize microorganism to have no oxygen to ferment it suck candy material likesugarcane sweet potato carbohydrate in the material such as the maize are turned into ethanol turn into alcohol This law raw material sources are abundant the environmental protection of the production process is worth popularizing in a more cost-effective manner Originally design the fermented workshop produced to alcohol to calculate with the selecting type of the apparatus strive to make the theory combine with practice Keyword Alcohol Fermented law Fermented workshop 一酒精的主要性质
木薯酒精发酵 王国东 201311805115 随着中国经济的快速发展，能源的过度消耗与利用，造成石油、天然气、煤等不可再生化石能源的严重短缺，寻找替代能源迫在眉睫，可再生的生物能源具有广阔的市场前景。在我国，玉米、小麦、水稻、马铃薯、红薯等作物中的淀粉是传统的酒精生产原料，不仅生产成本昂贵又会影响国家粮食安全，为此酒精生产原料“非粮化”是发展趋势。因此，来源广泛、成本低廉的生物燃料酒精生产原料成为国内外研究与开发的重点。木薯粗生快长，适应性好，耐瘠、耐旱，能在边际土壤中生长，广泛种植于广西、云南、海南、广东、福建等省区，是我国南方一种非常重要的经济作物。同时，木薯淀粉(25％～35％)含量高又不与粮食争地，符合国家大力发展生物质能源的规划要求，作为可替代生物质能源，极具应用与发展前景，是一种极好的酒精生产原料 目前，我国在木薯淀粉发酵生产酒精的研究与开发方面，莫丽春、赵江、陆雁、易弋等采用木薯粉和干片在低温水解和浓醪发酵等方面进行过较为详尽的研究，而在高温水解和稀醪发酵等方面研究报道还相对较少。木薯淀粉发酵生产酒精的最佳工艺条件为时间84 h、温度40℃、硫酸铵用量1.2％和酵母用量15％，在此工艺条件下生产酒精，酒精值高达11.16％(V／V)，出酒率为52.19％，比玉米、小麦、水稻、马铃薯、红薯等淀粉质为原料的出酒率都高，说明木薯淀粉是一种生产酒精的极好原料。木薯已被世界公认具有很大发展潜力、很有前途的酒精生产的可再生资源。近年来，随着木薯原料用于生产酒精逐渐受到人们的重视，国内外学者都致力于木薯生产酒精工艺的研究。 1木薯的预处理 木薯原料在进行正式生产之前，必须预处理，以保证生产的正常进行和提高生产的效益，预处理包括除杂和粉碎两个工序。 1.1原料除杂 木薯在收获和干燥过程中，经常会掺夹泥土、沙石、粗纤维、金属杂质等杂质，这些杂质如果没有在正式投入生产之前清除，将严重影响生产的正常进行。石块和金属杂质会使粉碎机的筛板磨损或者损坏，造成生产的中断；机械设备运
酒精发酵工艺 李洋41116115 摘要 酒精是一种可再生能源，酒精发酵原料来源广泛，供应充足，推行乙醇汽油清洁燃料，可以解决国家石油短缺，粮食过剩及环境恶化三大热点问题。 正文 一．背景（全球能源短缺） 能源是人类社会发展的重要基础资源。特别是随着世界经济的发展、世界人口的剧增和人民生活水平的不断提高，世界能源需求量持续增大，由此导致对能源资源的争夺日趋激烈、环境污染加重和环保压力加大。促使我们更加关注世界能源的供需现状和趋势，也更加关注中国的能源供应安全问题。 根据美国能源信息署（EIA）最新预测结果，随着世界经济、社会的发展，未来世界能源需求量将继续增加。预计，2010年世界能源需求量将达到105.99亿吨油当量，2020年达到128.89亿吨油当量，2025年达到136.50亿吨油当量，年均增长率为1.2%。欧洲和北美洲两个发达地区能源消费占世界总量的比例将继续呈下降的趋势，而亚洲、中东、中南美洲等地区将保持增长态势。伴随着世界能源储量分布集中度的日益
增大，对能源资源的争夺将日趋激烈，争夺的方式也更加复杂，由能源争夺而引发冲突或战争的可能性依然存在。 未来世界能源供应和消费将向多元化、清洁化、高效化、全球化和市场向发展。酒精就是一种良好的清洁能源。 近年来，世界酒精产量一直处在高速攀升中，2006年产量达4063万t，较2005年的3655万t，增加了408万t，增幅达11.16%。2006年世界酒精产量最大的三个国家，美国.巴西.中国，分别占世界份额38.37%. 33.55%. 13.54%。2007年中国酒精产量达到620万t，2008年超过700万t。（最新数据无法获取） 二．发展意义 酒精化学名称为乙醇，分子式为C2H5OH,相对分子质量为46.07。无水乙醇是无色透明，易挥发，具有特殊芳香和强烈刺激味的易燃液体。酒精的用途主要有三个方面：燃料酒精，食用品酒精，化工医药用酒精，而前者是酒精的主要用途。 燃料酒精作为一种清洁能源，是指向汽油或柴油中加入一定比例的无水乙醇作为燃料使用。酒精作为一种新能源，其优势在于发酵酒精是源于太阳能的一种生物质能转化能源，属于可再生能源。燃料酒精被认
安徽工程大学课程设计任务书 课题名称：生物反应器设计（啤酒露天发酵罐设计） 姓名：吕超绍 指定参数： 1．全容：40m3 2．容积系数：75% 3．径高比：1：3 4．锥角：700 5．工作介质：啤酒 设计内容： 1．完成生物反应器设计说明书一份（要求用A4纸打印） 1)封面 2)设计任务书 3)生物反应器设计化工计算 4)完成生物反应器设计热工计算 5)完成生物反应器设计数据一览表 2．完成生物反应器总装图一份（用CAD绘图A4纸打印）设计主要参考书： 1．生物反应器课程设计指导书
2．化学工艺设计手册 3．机械设计手册 4．化工设备 5. 化工制图 露天发酵罐设计计算步骤 第一节发酵罐的化工设计计算 一、发酵罐的容积确定 在选用时V全=40m3的发酵罐 则V有效=Ｖ全×?=40×75%= 30m3（?为容积系数） 二、基础参数选择 1．D:H: 选用D:H=1:3 2．锥角：取锥角为700 3．封头：选用标准椭圆形封头 4．冷却方式：选取槽钢盘绕罐体的三段间接冷却（罐体两段，锥体一段，槽钢材料为A3钢，冷却介质采用20%、-4℃的酒精溶液 5．罐体所承受最大内压：2.5㎏/㎝3 外压：0.3㎏/㎝3 6．锥形罐材质：A3钢外加涂料，接管均用不锈钢 7．保温材料：硬质聚氨酯泡沫塑料，厚度200㎜ 8．内壁涂料：环氧树脂 三、D、H的确定 由D:H=1：3，则锥体高度H1=D/2tan350=0.714D(350为锥角
的一半) 封头高度H 2=D/4=0.25D 圆柱部分高度H 3=（3.0-0.714-0.25）D=2.04D 又因为V 全=V 锥+V 封+V 柱 =3π×D 2 /4×H 1+24 π×D 3 + 4 π×D 2 ×H 3 =0.187D 3+0.13D 3 +1.60D 3 =40 得D=2.75m 查JB-T4746-2002《椭圆形封头和尺寸》取发酵直径D=2800mm 再由V 全=40m 3 ，D=2.8m 得径高比为： D: H=1:2.9 由D=2800mm 查表得 椭圆封头几何尺寸为： h 1=700mm h 0=40mm F=8.85m 2 V=3.12m 3 筒体几何尺寸为： H=5712mm F=50.24m 2 V=35.17m 3 锥体的几何尺寸为： h 0=40mm r=420mm H=2169mm F=()220.70.3cos 0.644 sin d a a ππ ?? -++? ??? =0.619m 2
木薯燃料乙醇 链接：https://www.doczj.com/doc/2f16695778.html,/baike/1321.html 木薯燃料乙醇 木薯燃料乙醇 木薯系淀粉质原料，用途比较广泛，近年来随着我国乙醇产能迅速增长，木薯需求量也大增，每年均需从国外大量进口，2004年以来，连续3年进口量均超过300万t，价格也在逐年攀升。2006年11月广西木薯干收购价格已涨至1200元/ t。 制作工艺 同为淀粉质原料，除原料前处理工段有所不同外，制糖和发酵等工段与玉米乙醇是相同的。根据上述工艺要求，年产6万t燃料乙醇的生产厂，按2006年中期市场价格计，固定资产总投资1.25亿元，包括配套热电站一座。年销售收入2. 74亿元，其中主产品6万t燃料乙醇销售收入2.52亿元。5500t饲料酵母销售收入2200万元，年利税1166.8万元。燃料乙醇单位成本核算结果为：总成本4612.2元，副产品抵扣为366.6元，单位成本为4245.6元。 木薯乙醇主要存在问题 一是原料的可靠供应问题，即国内木薯生产难以满足发展燃料乙醇需要。 二是原料价格上扬问题，由于木薯的综合利用价值较低，副产品收益少，因此原料价格对生产成本的影响更明显；如上述工厂若按同期泰国市场木薯干价格（合人民币800元/t）进原料，则上述项目年利税可达7886.8万元。但2006年以来木薯干进口到岸价在120～140美元/t。因此木薯乙醇的成本更难以明显下降。每吨木薯燃料酒精成本较以玉米为原料的燃料酒精每吨成本高500元左右。 三是环保问题，木薯乙醇废液治理难度大是环保界公认的。目前绝大多数木薯乙醇厂排放的废液未经有效处理即排放，对当地及下游环境造成严重影响。上述问题严重制约了木薯燃料乙醇的发展。 原文地址：https://www.doczj.com/doc/2f16695778.html,/baike/1321.html 页面 1 / 1
发酵过程中染菌的有效控制及预防 邢攀科 摘要：针对微生物发酵过程中的染菌现象，分析了导致发酵染菌的几种主要原因，并提出了有效控制方法，以预防为主，及时观察分析，杜绝发酵染菌的隐患。 关键词：发酵染菌微生物发酵 前言：杂菌感染，简称染菌，普遍存在于微生物发酵工业生产中。特别是夏季，随着气温的不断升高．在丙酮、醇粮食发酵法工业生产中尤其突出[5]。发酵过程是利用某种特定的微生物在一定的环境中进行新陈代谢，从而获得某种产品。现代发酵工业要求纯种培养，不仅斜面、种子和培养基以及发酵罐、管道等须经严格灭菌除去各种杂菌，而且在需氧发酵中通入的空气也需经过除菌处理。只有这样，才能确保生产不受杂菌污染，从而保证生产菌的旺盛生长。染菌的结果，轻者影响产量或产品质量，重者导致倒罐，甚至停产。工业发酵中污染杂菌造成的损失是十分惊人的，所以必须认真对待除菌。 1 发酵过程对设备的要求 1.1发酵罐 发酵罐在使用之前，需要进行认真检查，以消除染菌隐患，如搅拌系统转动有无异常;机械密封是否严密:罐内的螺丝是否松动;罐内的管道有无堵塞;夹层或罐内盘管是否泄漏;罐体连接阀门严密度等等。机械密封目前在发酵罐上得到广泛应用，取代了以前搅拌轴采用的填料密封形式，但是由于安装精度不高或选用的机械密封不合适，仍然会由于轴封泄露造成染菌，因此在安装搅拌轴时要注意对中，为了便于观察罐内发酵情况，在人型发酵罐内一般设置有冲洗视镜的蒸汽管道，但是蒸汽一旦冷凝在管道中，冷凝水并不能完全保证无菌，因此冲洗视镜的蒸汽管道要去除，杜绝染菌隐患。如果罐内雾气大看小清楚，可以采用更高亮度的视镜灯[6]。 1.2发酵罐附属设备 发酵罐附属设备有空气净化系统，温度、压力流量等控制系统及相应的管道阀门。哪一个环节出问题都会造成发酵失败[3]。 1.2.1空气净化系统 传统的空气净化使用活性炭、棉花、超细玻璃纤维纸做过滤器Ul，过滤效果差，操作复杂。目前国内的膜过滤技术比较成熟，用偏二氟乙烯((PVDF)制成的折叠微孔滤膜滤芯，过滤精度高，流量大。使用时只要注意过滤器前压缩空气除湿脱油，并按规范对过滤器灭菌，空气保证无菌还足没有问题的。而且PVDF膜对压缩空气中的水分不敏感，膜本身的疏水性强，使用中注意过滤器排水，解决了以前当空气湿度过大导致棉花过滤器不能使用的问题[3]。 1.2.2温度、压力流量等控制系统 发酵罐实消是对发酵培养基进行彻底的灭菌处理，利用高温过饱和蒸汽的强穿透能力使
啤酒发酵罐设计：一罐法发酵，即包括主、后发酵和贮酒成熟全部生产过程在一个罐内完成。 1）发酵罐容积的确定： 根据设计，每个锥形发酵罐装四锅麦汁， 则每个发酵罐装麦汁总量V＝59.35×4＝237.4 m3 锥形发酵罐的留空容积至少应为锥形罐中麦汁量的25%， 则发酵罐体积至少应为237.4(1＋25%)＝296.75 m3, 为300 m3。 取发酵罐体积V 全 2）发酵罐个数和结构尺寸的确定： 发酵罐个数N＝nt/Z＝8×17/4＝34 个 式中n—每日糖化次数 t—一次发酵周期所需时间 Z—在一个发酵罐内容纳一次糖化麦汁量的整数倍 锥形发酵罐为锥底圆柱形器身，顶上为椭圆形封头。 设H﹕D＝2.5﹕1，取锥角为70°，则锥高h＝0.714D V全＝лD2H/4＋лD2h/12＋лD3/24 得D＝5.1 m H＝2.5D＝12.8 m h＝3.6 m 查表知封头高h封＝h a＋h b＝1275＋50＝1325 mm 罐体总高H总= h封＋H＋h＝1325＋12800＋3600＝17725 mm 3）冷却面积和冷却装置主要结构尺寸确定： 因双乙酰还原后的降温耗冷量最大，故冷却面积应按其计算。 已知Q＝862913 kJ/h 发酵液温度14℃3℃ 冷却介质（稀酒精）-3℃2℃ △t1＝t1－t2′＝14－2＝12℃ △t2＝t2－t1′＝3－（-3）＝6℃ 平均温差△t m＝(△t1－△t2)/㏑(△t1/△t2) ＝(12－6)/ ㏑(12/6) ＝8.66℃ 其传热系数K取经验值为4.18×200 kJ/(m2﹒h﹒℃) 则冷却面积F＝Q1/K△t m ＝862913/（4.18×200×8.66） ＝119.2 m2 工艺要求冷却面积为0.45～0.72 m2/ m3发酵液 实际设计为119.2/237.4＝0.50 m2/ m3发酵液
年产5万吨木薯酒精工艺设计主要参数 一、物料、热能衡算 1 鲜木薯1085吨／日（淀粉含量按29%） 2 干木薯450吨/日（淀粉含量按68%） 3 硫酸2000公斤/日（浓度为98%） 4 淀粉酶250公斤/日（酶活力为2万单位） 5 糖化酶500公斤/日（酶活力为10万单位） 6 烧碱250公斤/日（固体） 7 水20000M3/日回收利用按50%计算10000M3/日 8 蒸汽670吨/日 9电33200千瓦/日 二、主要设备 1 干式粉碎机25～30吨/小时110千瓦电动机(二台) 2 风机90千瓦电动机(一台) 3螺旋输送机Ф1.2米一个 4旋风分离器Ф1.4米一个 5洗涤塔 4.5M3 Ф1500×2500 一个 6预煮锅35M3/个二个Ф3000×5000 7搅拌器3档Ф1米轴功率11千瓦2套 8料泵流量100M3/小时不锈钢(2台) （型号100IND-30 ）
9 蒸煮锅40M3/个4个Ф1300×10000 10 液化喷射器(智能型) 1台45M3/小时 11汽液分离器30M3/个1个Ф2000×10000 12 真空罐1个Ф3500×4500 13 膜冷 1个Ф1400×4500 14 水力喷射器 1台 3000升/小时 13糖化锅40M3/个Ф3200×48002个 14搅拌器3档Ф1米轴功11千瓦 15料泵流量100M3/小时2台（型号：100IND-30 ）16螺旋板冷却器150㎡ 1台 17酒母罐 50M3/个 1个 18 蛇管冷却 30㎡/组 19 发酵罐 500M3/个 14个 20螺旋板冷却器 100㎡/个 2台 80㎡/个 4台 60㎡/个 2台 21发酵料泵流量 50M3/小时 24台（型号：80IND-30） 22 成熟醪泵流量 100M3/小时 2台（型号：100IND-40） 23 硫酸贮罐 20M3/个 2个 24硫酸计量罐 2M3/个 1个 25 耐酸泵功率 2～3千瓦 2台（型号：25FB-25 ） 26粗馏塔Ф2.8米 24～26层塔板板距 450～500㎜
2016年第35卷第4期CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS ·1167· 化工进展 酒精发酵中杀菌剂的研究进展 张强 （长春理工大学生命科学技术学院，吉林长春 130022） 摘要：酒精发酵是一个非常复杂的微生物反应过程。在这个过程中，除了生产菌外，还会从原料、空气、水等带入相当数量的杂菌，从而降低酒精得率，影响酒精的正常生产。因此如何有效控制杂菌的感染，对整个酒精生产至关重要。本文综述了酒精发酵中杀菌剂的研究进展，主要介绍了酒精发酵过程中染菌的原因、危害、检测方法以及常见的污染杂菌，重点介绍了漂白粉、青霉素、克菌灵、酒花及植物提取物等杀菌剂的使用。指出减少酒精发酵中的杂菌污染，加强细菌抗药性的研究，寻找安全天然杀菌剂替代品是未来研究的关键。 关键词：杀菌剂；酒精；克菌灵；发酵 中图分类号：TK 6 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2016）04–1167–06 DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2016.04.032 Research progress on fungicides during ethanol fermentation ZHANG Qiang （School of Life Science and Technology，Changchun University of Science and Technology，Changchun 130022，Jilin， China ） Abstract：Ethanol fermentation is a complex microbial process. During the process，a significant number of bacteria will be brought in from raw materials，air，water，etc.，which will reduce yield of ethanol and affect production of ethanol. Therefore，how to effectively control the bacteria infection is essential for the ethanol production. Research progress on fungicides during ethanol fermentation was reviewed in this paper. The source，contamination，testing methods of the common harmful bacteria during ethanol fermentation were introduced focusing on the application of bleaching powder，penicillin，“kejunling” and hops and plant extracts. Reducing the bacteria infection during ethanol fermentation，strengthening the study of bacteria resistance and finding safe and natural alternatives to fungicides are the keys to future research. Key words：fungicide；ethanol；kejunling；fermentation 自从20世纪70年代石油危机爆发以来，燃料短缺以及日益恶化的环境问题，使燃料酒精作为可再生能源越来越受到人们的关注[1]。 酒精发酵是一个复杂的微生物反应过程，一般要求纯种培养。在酒精发酵过程中，除了生产菌外，还会从原料、空气、水等带入一定数量的杂菌，杂菌感染是影响酒精得率的主要因素。常见杂菌包括乙酸菌、乳酸菌、枯草芽孢菌等。少量杂菌不会对发酵过程产生明显的影响，但是杂菌如果大量繁殖，就会给酒精生产带来严重危害。杂菌的扩繁可造成可发酵糖减少，其代谢产物会影响酵母菌的数量、质量以及酶的活力。可以说杂菌污染轻者影响酒精产量和质量，重者导致倒罐，甚至停产。因此，如何有效控制生产中杂菌污染是酒精发酵工业的重点工作之一，对于提高酒精企业生产的稳定性以及经收稿日期：2015-08-31；修改稿日期：2015-10-25。 基金项目：吉林省教育厅科研项目（吉教科合字[2014]第34号）。 第一作者：张强（1969—），男，博士，副教授，主要从事生物质能源 研究。E-mail corn11@https://www.doczj.com/doc/2f16695778.html,。
生物工程专业综合（设计）性大实验 报告书 (酒精发酵实验) 学生姓名：吴丁柱 学号：3102106216 班级：生工2102 专业：生物工程 指导教师：魏胜华
生物工程专业设计（综合）实验 安徽工程大学实验报告书 学生姓名：吴丁柱学号：3102106216 专业班级：生工2102 实验类型：□验证■综合□设计□创新实验日期：2013.12.17 实验成绩： 一、当前酒精生产工艺的技术进展及现状 1.1现状 酒精是广泛应用在食品、化工、医药、国防和科研等各个领域的重要有机工业原料。 中国工业化生产酒精始于1900年俄国人在哈尔滨建的酒精厂，但发展非常缓慢，新中国成立时，我国酒精产量不到1万吨，专业性酒精厂生产规模大都是千吨小厂，基础十分薄弱。 五十多年来，特别是改革开放以来，随着国民经济的发展，我国酒精生产取得了巨大的发展。现有酒精生产企业450多家，产量在3万吨以上的共26家，其中30万吨以上的3家、10～20万吨7家、3～5万吨9家。2005年酒精产量达368.13万千升（按年销售收入500万元以上的企业计）（不包括自产自用的酒精），比2004年增长33.6%，居世界第三位。 2004年出口酒精74.44万吨比2003年增2.28倍，每吨酒精创汇418.73美元。进口3433吨，其中变性酒精1802.18吨，用汇686.03美元/吨。酒精生产实现了连续化、使用专用酶制作和商品酒精酵母，固定化酒精酵母，淀粉利用率达到90%以上，淀粉出酒率好的企业可以达到55~56%，（96°V/V）原料出酒率可到40~40.88%。随着食用酒精和工业酒精国家标准的4次制订、修订和实施，高纯度特级酒精企业的日益增多，标志着我国酒精生产技术和产品质量水平得到了很大的提高。但是，国外酒精生产技术自石油危机和美国大力发展汽油醇以来，有了更快的进步，特别是在节能、综合利用和自动化等方面，与我国拉开了差距。我国每吨酒精平均能耗酒精800公斤以上，世界水平为300~400公斤。随着我国燃料乙醇的发展，引进、消化、吸收、创新，我国酒精生产技术正在得到飞跃发展和提高，深信21世纪初期一定可以赶上世界先进水平。 1.2国内酒精蒸馏流程的进展 淀粉质原料→ 蒸煮→ 发酵→ 蒸馏→ 酒精 （糖质含糖蜜）（糖质原料无需蒸煮） 1.2.1两塔 （1）50年代初，天津、地方国营哈尔滨（顾乡屯）等酒精厂采用的两塔间断蒸馏流程。 （2）50年代初间歇流程生产能力低、消耗大，相继改为连续蒸馏。上海新亚酒精厂采用的两塔液相过塔流程。 （3）山东黄台酒精厂采用的两塔半液相过塔流程。 （4）1953年南阳酒精厂为降低煤耗采用了两塔气相过塔蒸馏流程生产95%（V）酒精。 （5）1956年部颁医药用酒精标准实施后，上海酒精厂、资中糖厂采用的两塔气相 1