天然纤维素生产酒精的研究进展
秸杆的主要成分是木质纤维素。是纤维素、半纤维素和木质素混合在一起的材料。用木质纤维素作为糖源生产燃料酒精，目前糖的利用和转化率还很低，通常只有百分之十几。在秸秆中纤维素、半纤维素和木质素通过共价键或非共价键紧密结合而成的木质纤维，占秸杆总重量的约70-90％左右。植物中三者各占的比例随不同来源的植物或植物的不同部分而有所区别，大概的比例数字为：
纤维素30-50%
半纤维素 20-35%
木质素20-30%
灰份0-15%
其实纤维素的非结晶结构是很容易被打破的，它可以完全降解成葡萄糖，后者是发酵乙醇的原料。
目前遭遇的主要问题是，纤维素的结晶结构难以被破坏，致使人们无法完成后续处理。纤维素和半纤维素被难以降解的木质素包裹，使得纤维素酶和半纤维素酶无法接触底物，这构成了木质纤维素利用的重大障碍。只有经过有效的预处理方法，破坏了木质纤维素的高级结构，实现纤维素酶和半纤维素酶对纤维素的可及性，才能使木质纤维素作为自然界里最大宗的资源，像淀粉一样被人和动物完全利用。
纤维素被纤维素酶水解的反应通常又称为糖化反应，水解的主要产物是单糖。植物细胞壁中，纤维素被半纤维素和木质素通过物理和化学作用所包裹，不利于纤维素酶对纤维素的进攻。木质素是由苯基丙烷聚合而成的一种非多糖物质。由芳香烃的衍生物以-C-C-键、-O-键纵横交联在一起，其侧链又与半纤维素以共价键结合，形成一个十分致密的网络结构，将纤维素紧紧包裹在里面。所以，要彻底降解纤维素，必须首先降解木质素。未经预处理的植物纤维原料的天然结构存在许多物理和化学的屏障作用，纤维素酶水解得率低，仅为10%～20%。
禾本科植物秸秆含有的半纤维素一般为木聚糖，占干重的25－30％。半纤维素能被木聚糖酶( xylanase，EC3．2．1．8)——半纤维素酶，降解成木糖。
天然半纤维素水解产物的85-90%是木糖。以植物纤维素原料中的木糖发酵生产酒精，能使纤维素原料的酒精发酵的产量在原有的基础上增加25%。因此，木糖发酵生产酒精是决定植物纤维资源生产酒精经济可行的关键因素。酵母木糖代谢的途径比葡萄糖代谢的途径复杂得多。在代谢的过程中部分木糖转化为其它副产物。因此，酵母木糖代谢产生酒精的理论得率为0.46克酒精/克木糖，低于葡萄糖酒精发酵的理论得率为0.51克酒精/克葡萄糖。
代谢葡萄糖和木糖产生乙醇的总反应式如下：
Glucose ADP Pi->2Ethnanol 2Co2 ATP
3Xylose 3ADP 3Pi->5Ethnanol 5Co2 3ATP
理论上1吨葡萄糖可生产539公斤的酒精（180份C6H10O6在酶的作用下生成88份CO2和92份C2H5OH）
许多细菌、丝状真菌和酵母菌均可产生半纤维素酶。由于丝状真菌产生的胞外半纤维素酶便于分离和提取，产酶能力比一般酵母菌和细菌都高，并可以同时产生降解半纤维素支链所必需的多种辅助酶等优点，便于工业化推广应用。因此人们对丝状真菌的产酶研究较多，尤其是对木霉属和曲霉属的研究。同时，对这两种菌属产生的木聚糖酶的基本性质和降解产物特点也研究得较为透彻。里氏木霉（Trichoderma reesei）和黑曲霉（Aspergillus niger）具有稳定的生物学性状和高产半纤维素酶的能力，但由于同时含有纤维素酶基因，生长在含有纤维素的培养基中会同时产生较多的纤维素酶。
木糖一直被认为不能被微生物发酵转化成酒精。直到1980年科学家发现，一些微生物可通过发酵木糖产生酒精。如细菌、丝状真菌和酵母菌。至今已发现一百多种微生物能代谢木糖。细菌能发酵的糖类物质较多，除了单糖外还能发酵纤维素、生物高聚糖等，但细菌发酵的缺点是副产物多，酒精得率低，同时，高pH条件下的细菌发酵容易引起杂菌污染。与细菌一样，真菌不仅能发酵单糖，还能发酵二糖、纤维素和木聚糖等，真菌的这种特性特别适合于植物纤维原料的同步糖化发酵。有6个种的酵母菌能通过发酵木糖产生大量的酒精（嗜鞣管囊酵母 Pachysolen tannophilus、休哈塔假丝酵母 Candida shehatae、树干毕赤酵母 Pichia stipitis、季也蒙毕赤酵母、酒香酵母和产朊假丝酵母）。
与细菌的酒精发酵相比，酵母菌具有酒精耐受能力高，副产物少等优点。同时，经酵母菌发酵过的木质纤维素原料能直接用于饲料而不会产生毒性。酵母菌酒精发酵不易被细菌和病毒污染。
酿酒酵母是工业上生产酒精的优良菌种。但酿酒酵母不能发酵木糖，只能发酵木糖的异构体——木酮糖。因此，人们正在设法构建能共发酵木糖-葡萄糖产生酒精的工程菌。
瑞典科学家对酿酒酵母菌进行了基因工程重组，把参与木糖代谢的全套酶基因从不生产酒精的真菌中克隆出来，整合到酿酒酵母菌的染色体中，从而使它能够把木糖转化为酒精。
运动发酵单孢菌（Zymomonas mobilis）的研究较为引人注目。这种菌虽是原核生物，是厌氧菌。但它的功能与酿酒酵母一样，它的酶系统能将己糖高效转化为酒精。酒精产率、得率高(1 mol葡萄糖可生成1.9 mol酒精)，耐酒精能力、抗纤维素原料水解液中的抑制物能力强。菌体生成少，代谢产物少，发酵温度高，不必定期供氧，酒精生产强度高（能够在相同原料条件下，产出的乙醇比
酿酒酵母菌高出8倍多）等优点。但就是不能发酵木糖。美国的一个研究小组（Zhang.M)把大肠杆菌的戊糖代谢途径的基因组克隆到运动发酵单孢菌中，使之能将含25％一40％木糖的生物质发酵制成乙醇。正是由于这点差异，用运动发酵单胞菌来制取酒精能使生产成本降低。
工程微生物是利用基因移植技术构建的有特殊功能的微生物，也称其为转基因微生物。用这一方法生产酒精，不仅酒精纯度可达100％，而且生产效率也比酵母发酵法高出30％。美国佛罗里达大学构建的工程克氏杆菌，在将废纸转化为酒精时，产量达到了理论极限值的80％。
半纤维素发酵制酒精:我国半纤维素水解，不论酸法和酶法水解，均有成熟经验。半纤维素水解液制木糖、木糖醇，均有一定工业规模，但是没有半纤维素发酵制酒精。国外有报道，利用特殊的酿酒酵母菌可使木糖发酵成酒精，也可以使木糖转换成木酮糖再用普通酿酒酵母发酵成酒精。美国Purdue大学可再生能源实验室利用基因工程发现了可将五碳糖转化为乙醇的转基因酶,使技术难度极大的“五碳糖发酵制乙醇技术”获得重大突破, 为燃料乙醇生产成本的降低提供了技术上的保证。
据1996年报道，稻草半纤维素水解液，用假丝酵母发酵，每克水解液中的还原物，可获得0.37～0.45克的酒精，即对糖得率37％～45％。植物废料半纤维素水解得率一般为20％～25％，玉米心达35％，即每吨植物纤维废料半纤维素水解后，可获得对原料10％～15％的酒精。
植物纤维原料制取酒精包括4个过程：木质纤维素原料的预处理脱除木质素、纤维素和半纤维素糖化、糖液发酵和酒精蒸馏。由于戊聚糖占植物纤维原料干重的10%～40%，植物纤维原料水解液中含有戊糖和己糖，其中戊糖（主要是木糖）占30%左右。因此，戊糖、己糖同步转化成酒精是决定植物纤维原料制取酒精经济可行的关键。
利用可再生的植物纤维资源制取酒精目前存在的主要问题是成本偏高。选择性能优良的纤维素酶生产菌种和戊糖发酵菌种，以及进一步完善工艺达到降低生产成本的目的是未来该领域努力的方向。
目前国内外利用秸杆物质生产酒精的技术水平还是停留在先用纤维素酶产生菌株（或其产生的纤维素酶）分解秸杆物质产生戊糖和己糖，再由乙醇发酵菌把单糖转化为乙醇。不管是分步发酵还是混合发酵，人们都必须提供两种菌生长所需要的时间、原料和设备，其生产成本必定高于传统的淀粉发酵。因此，有必要使乙醇发酵菌获得分解秸杆物质的能力。人们多年来一直设法把一系列编码纤维素酶和半纤维素酶的基因重组进能利用单糖发酵生产酒精的工程菌中，使之能直接将秸秆分解成单糖，进而转化成酒精。近年来美国能源部鼓励采用具有分解纤维素、半纤维素的整套酶类、能发酵戊糖产生有机酸的某些极端嗜热细菌，设法引入乙醇发酵途径的基因，同时敲除细菌中的有机酸发酵途径，构建利用秸杆发酵乙醇代谢工程菌，这方面的前景非常诱人。
纤维素酶是降解纤维素生成葡萄糖的一类酶的总称。它不是单一组分的酶，而是多组分的复合酶系。纤维素酶主要包括3种组分：内切型葡萄聚糖酶（EC 3.2.1.4，EG），外切型葡萄聚糖酶（EC 3.2.1.91，CBH），纤维素二糖酶（EC 3.2.1.21，CB，或称β－葡萄糖苷酶，β－G），每一组分又由若干亚组分组成。纤维素水解生成葡萄糖的过程必须依靠这3种组分的协同作用才能完成。许多细菌、放线菌和真菌都能产生纤维素酶。目前应用于纤维素酶生产的菌种主要是木霉属（Trichoderma）、曲霉属（Aspergillus）、青霉属（Penicillium）、镰孢菌属（Fusarium）的菌种，其中最重要的是木霉属中的里氏木霉（Trichoderma reesei）。近几年来，采用原生质体融合技术来改良纤维素酶生产菌株的研究日益增多。美国Cetus公司用基因工程技术构建产纤维素酶的“工程酵母菌”获得了成功，该公司将里氏木霉的产酶基因移入酿酒酵母细胞中，通过这种“工程酵母”可由纤维素直接发酵获得乙醇和甘油。
用纤维素作原料时，酿酒酵母菌很难施展它的发酵本领。但是，微生物中的球菌、杆菌和一些真菌、放线菌等，能分泌出能分解纤维素的酶——纤维素酶。用纤维酶先把纤维素分解成单个葡萄糖分子，然后酿酒酵母菌再把单糖发酵成乙醇。日本和韩国等国微生物学家，利用木霉和酿酒酵母菌的联合作用，也成功地用纤维素生产出了乙醇。有一种叫嗜热梭菌的微生物，它能够直接以纤维素作碳源生产乙醇。日本曾从温泉中分离出1株高温型产酒精细菌，它能利用稻草和废木材的纤维生产乙醇，也能把半纤维素，木糖等五碳糖发酵为乙醇。
1996年，美国可再生资源实验室（NREL）研究开发出利用纤维素废料生产酒精的技术，由美国哈斯科尔工业集团公司建立了一个1MW稻壳发电示范工程：年处理稻壳12，000吨，年发电量800万度，年产酒精2，500吨，具有明显的经济效益。
加拿大的Iogen公司，利用从遗传工程真菌所制成的纤维素酶有效地使纤维素水解为葡萄糖和其它糖类。同时，采用常规的酿酒酵母使葡萄糖发酵为乙醇。专用的菌种还可使酵母发酵困难的其它糖类如戊糖进行发酵转化。Iogen能源公司拥有一套市值2230万美元的示范设备，用于以生物质原料生产乙醇的装置，该装置被认为是目前世界上同类装置中规模最大的。验证装置可使1.2万"1.5万吨/年麦秸转化为300万"400万升/年燃料级乙醇。采用这一新技术，可使生产费用减少到约0.23美分/公升。这是世界上第一个纤维素酒精示范设备（pre-commercial demonstration scale facility），日处理麦秸40吨（用酶来自于邻近的本公司的产酶厂）。该厂操控了涉及纤维素酒精生产的所有工序，包括接受和预处理每日达40吨的麦秸原料, 将纤维素转化成葡萄糖,发酵和蒸馏。雇员20人。燃料使用加工中的副产品--木质素。
迄今为止，全世界已有几十套植物纤维原料经纤维素酶水解成单糖的中试生产线或试生产线，大部分是以酒精为最终主产品。这些试验或试生产机构包括美国陆军Natick研究发展中心，美国加州大学劳伦斯伯克莱实验室，美国阿肯色大学生物量研究中心，美国宾夕法尼亚大学，加拿大Iogen公司，加拿大Forintek 公司，法国石油研究院，日本石油替代品发展研究协会，瑞典林产品研究实验室，瑞典隆德大学，奥地利格拉兹大学，芬兰技术研究中心，印度理工学院等。
根据荷兰政府2003年5月生物酒精研发概况的报告
2002年全世界生产了211Mhl(450PJ)生物酒精（bioethanol），巴西59%,美国36%,欧洲2%,中国，加拿大和澳大利亚各1%。这些生物酒精都来自于传统原料（甘蔗，玉米，甘蔗，甜菜，小麦）。成本价是0.34欧圆/l（=16.2欧圆/GJ），是汽油的两倍（7.3欧圆/GJ）。原料价格占总成本的50%以上。并且由于传统原料获取有限造成大规模实现以酒精作为运输燃料的障碍。用木质纤维素作原料生产酒精在技术上目前遵循着用甜菜和富含淀粉的原料相同的途径。两者主要的区别是1.原料的预处理，2.木糖发酵酒精。用木质纤维素作原料生产酒精当前技术应用的障碍是产生大量的无机废物（石膏，硫酸钙）和高成本（0.35欧圆/l）。主要是酶解成本过高，占总纯生产成本的40-55%。另一个大障碍是缺乏经济可行的木糖发酵技术。虽然在运动发酵单孢菌(Z.mobilis)和E.coli
研究上取得实质进展，但仍然还没有得到足够皮实的适合发酵五碳糖的微生物。上述过程改进后，预期将来的成本能降至0.23欧圆/l（=11欧圆/GJ）。预计用成熟技术从木质纤维素原料中制取酒精的商业化运作得到2010-2015年。
虽然生物酒精的原料和利用成本大大低于淀粉制备的酒精，低原料的成本被劳动成本，供应成本（包括水消耗）和投资减值所抵消。所以木质纤维素酒精的成本要超过淀粉制备的酒精达75-80%。这里有两个主要不同的因素，一是木质纤维素预处理成本高，二是以稀酸水解预处理木质纤维素技术水解和发酵的滞留时间要花7天时间，而淀粉制备的酒精只需2-3天。目前纤维素酶的价格是每吨6000欧圆。是纤维素酒精成本的大头。纤维素酒精成本是0.4美圆/l，淀粉酒精成本是0.23美圆/l。只有在酶的成本降低至1/10，投资成本降低30%，纤维素酒精才能与淀粉酒精竞争。
酒精生产工艺知识题纲 一、酒精的主要用途和加工方法 酒精作为一种重要的基础化工原料，广泛地应用国民经济的许多部门。在食品工业中，酒精是配制各类白酒、果酒等酒类饮品的原料；在化工行业，利用酒精可以加工乙醛、乙醇、冰醋酸、乙醚等化工产品；在医药工业中，用酒精配制消毒剂和提取医药制剂；酒精是一种很好的有机溶剂，可应用在油漆和化妆品生产行业中。 随着世界范围的能源危机和环境状况的日益恶化，酒精作为燃料替代品，其潜在的价值不可限量。以发酵法生产的燃料乙醇，具有和矿物燃料相似的燃料性能，但其生产原料为生物源，是一种可再生的能源。燃料酒精具有环保效应（相对于其它汽油合成物，加10%酒精的乙醇汽油，可减少污染微粒、一氧化碳和氮化物的排放量，减少温室效应），形成一个稳定的粮食转化市场（能利用不能食用的粮食作原料），可解决能源安全问题。 目前酒精生产工艺主要有化学合成法和发酵法两大类。发酵法是世界上酒精生产的主要方法。我们讲的酒精生产工艺就是指发酵法酒精生产工艺。 所谓发酵法，就是利用微生物--酵母菌在无氧条件下将糖转化为酒精的生产方法。 发酵法又分为固体发酵法、半固体发酵法和液体发酵法三种。目前，固体发酵法和半固体发酵法在我国主要是用于生产白酒。一般产量较小，生产工艺较古老，劳动强度大。而在现代大生产中，都采用液体发酵法生产酒精，它与固体发酵法相比，具有生产成本低、生产周期短、连续化、设备能自动化，大大减轻劳动强度等优点。 不论是固体、半固体、液体发酵法，都是利用淀粉作原料，经过微生物发酵转化为糖。再由糖转化为酒精。在转化过程中发生一系列极其复杂的生化反应。 在转化时原料中的可溶性淀粉。在糖化酶的作用下，将可溶性淀粉转化为可发酵的糖，再在酒化酶作用下，将糖水解成酒精并放出二氧化碳。 发酵法酒精生产的主要化学反应式 （C5H10O6）n+n H2O 水解 n C6H12O6 n C6H12O6发酵 2C2H5O H+2C O2+热量 二、酒精生产的主要原料 糖质原料：糖蜜、甜菜、甘蔗等 淀粉质原料： (1)、谷物原料：玉米、高粱、小麦、大米、黑麦等。 (2)、薯类原料：甘薯、木薯、马铃薯等。 纤维质原料：农作物秸秆及下脚料、木材加工下脚料、城市生活垃圾。 其它原料：亚硫酸盐废液、乳清等。 三、玉米主要化学成分、加工利用及其酒精生产工艺概述 在世界人类作物中，玉米的种植面积和总产量仅次于小麦和水稻而居第三位，平均单产则居首位。以北美洲最多，我国玉米的栽种面积和总产量均世界第二位（美国为玉米第一生产大国，年产2亿多吨，占世界总产量的40%多）。 玉米子粒就干玉米而言，含淀粉60～65%、蛋白质8～10%、水份14%、脂肪3.5～4.5%、灰分1.5%、纤维素2.5%、半纤维素5%、糖分2.5%。 玉米的深加工产品主要为：(1)、利用玉米中的淀粉糖化可生产麦芽糖、变性淀粉、
醋酸工艺流程 文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]
1．1 公司生产工艺、装置、储存设施等基本情况： 醋酸工艺流程图及简述： 醋酸生产流程简述： 酒精氧化：95%原料酒精和本车间回收的76%酒精在配料槽内混合配比成84±%稀酒精，配料酒精经蒸发锅加热送入氧化炉，在555±5℃高温和电解银催化剂作用下反应生成乙醛气体，反应混合气体经冷凝后进入吸收塔，被一次水吸收后得到8-10%左右的稀乙醛。 乙醛精制与酒精回收：稀乙醛经泵加压进入乙醛精馏塔精馏，控制塔顶温度在45±2℃，压力，塔顶采出得纯乙醛。塔釜温度控制在121±3℃，物料自行压入酒精回收塔精馏，塔顶温度控制在90±5℃塔顶采出约76%酒精供酒精氧化工序配料使用，塔釜温度控制在110±3℃范围内，废水经塔釜排出。 乙醛氧化：乙醛经计量泵加压后进入氧化塔，与来自空压的压缩空气在温度50~80℃、压力~和一定量醋酸锰催化作用条件下反应生成粗醋酸。粗醋酸由氧化
塔上部出料口排至粗醋酸贮槽，未反应的乙醛由塔顶经冷凝器冷凝分离后，液体回流至氧化塔塔底，尾气经进入鼓泡吸收器进一步吸收后排入大气。 醋酸精制：粗醋酸经高沸锅蒸发将重组份醋酸锰分离，高沸蒸发锅温度控制在120±2℃，高沸锅底部醋酸锰排入乙醛氧化工序的锰循环槽循环使用。顶部轻组份进入浓缩精馏塔，塔釜温度控制在123±3℃，塔釜醋酸连续定量的排入成品蒸发锅，在120±2℃条件下蒸馏冷凝后得醋酸进入成品计量槽，经分析合格后放入成品大罐。塔顶温度控制在100±2℃，塔顶采出的稀酸进入计量槽，经计量后放入稀酸大罐。
纤维素制取乙醇技术 1引言 能源和环境问题是实现可持续发展所必须解决的问题。从长远看液体燃料短缺将是困扰人类发展的大问题。在此背景下，生物质作为唯一可转化为液体燃料的可再生资源，正日益受到重视。所以生物质制液体燃料的技术很有发展前途，这中间又以生物质制燃料乙醇技术备受关注。 现有工业化燃料乙醇生产均以糖或粮食为原料[1，2]，其优点是工艺成熟，但是产量受原料的限制，难以长期满足能源需求；从长远考虑，以纤维素(包括农作物秸秆、林业加工废料、甘蔗渣及城市垃圾等)为原料生产燃料乙醇，可能是解决原料来源和进行规模化生产的主要途径之一。 我国有发展纤维素制乙醇的有利条件，每年仅农作物秸秆就有7亿多吨(干重)[3]，而我国粮食资源并不丰富，因此将农林废弃物转化为燃料乙醇，形成产业化利用，非常适合我国的国情，从能源安全角度上看也是十分有利的，而且可消除由焚烧秸秆造成的环境问题。 2纤维素制取乙醇基本原理[4] 纤维素废弃物的主要有机成分包括半纤维素、纤维素和木质素3部分。前二者都能被水解为单糖，单糖再经发酵生成乙醇，而木质素不能被水解，且在纤维素周围形成保护层，影响纤维素水解。 半纤维素是由不同多聚糖构成的混合物，聚合度较低，也无晶体结构，故较易水解。半纤维素水解产物主要是木糖，还包括少量的阿拉伯糖、葡萄糖、半乳糖和甘露糖，含量因原料不同而不同。普通酵母不能将木糖发酵成乙醇，因此五碳糖的发酵成为研究的热点。 纤维素的性质很稳定，只有在催化剂存在下，纤维素的水解反应才能显著地进行。常用的催化剂是无机酸和纤维素酶，由此分别形成了酸水解和酶水解工艺，其中的酸水解又可分为浓酸水解工艺和稀酸水解工艺。纤维素经水解可生成葡萄糖，易于发酵成乙醇。 木质素含有丰富的酚羟基、醇羟基、甲氧基和羰基等活性基团，可以发生氧化、还原、磺甲基化、烷氧化和烷基化等改性反应。通过木质素改性和综合利用，可提取许多高附加值的化学产品，为提高木质纤维素生产燃料乙醇的经济性开辟了新的途径，日益受到科技工作者的重视[5，6]。 3纤维素生产乙醇工艺 3.1水解工艺 3.1.1浓酸水解 浓酸水解在19世纪即已提出[7]，它的原理是结晶纤维素在较低温度下可完全溶解在硫酸中，转化成含几个葡萄糖单元的低聚糖。把此溶液加水稀释并加热，经一定时间后就可把低聚糖水解为葡萄糖。 浓酸水解的优点是糖的回收率高(可达90%以上)，可以处理不同的原料，相对迅速(总共10-12h)，并极少降解[8]，但对设备要求高，且酸必须回收。 图1为Arkenol公司的浓酸水解流程[9]。该流程中对生物质原料采用两级浓酸水解工艺，水解中得到的酸糖混合液经离子排斥法[10]分为净化糖液和酸液。糖液中还含有少量酸，可用石灰中和，生成的石膏在沉淀槽和离心机里分离。分离得到的稀硫酸经过脱水浓缩后可回到水解工段中再利用。华东理工大学开发了双极膜电渗析法分离水解液中的糖和酸，同时对水解液的无机酸和有机酸进行回收。 通过实验验证了使用双极性膜电渗析法进行生物质水解液的糖酸分离在技术上是可行的[11]。 据Arkenol公司中试装置的实验结果[9]，该水解工艺可得12%-15%浓度的糖液，纤维素的转化率稳定在70%，最佳条件下可达到80%，酸回收率也可达到97%。
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
木薯生产酒精工艺流程 1、原料除杂：对木薯进行初步除杂，除去泥块、石子、绳线等杂物及金属体。 2、原料粉碎：是为了减少蒸煮时间、便于机械化和连续化生产及提高淀粉出酒率等。木薯干的水分较低，淀粉含量高，容易破碎。采用一级粉碎，负压送料。 3、拌料预煮：拌料水用蒸馏室冷却余水，水温控制在70℃左右，温度过低，加热时震动大，对原料的均匀糊化不利，温度过高，料液粘稠。料水比控制在1：2.5～3。拌料完成后，加ɑ-淀粉酶（加入量为0.2L/T淀粉原料）液化15min，主要目的是降低预煮醪的粘度，对浓醪发酵有利。 4、蒸煮：液化完成后，迅速将醪液升温至92℃，蒸煮时间应在90min 以上。蒸煮醪要呈微黄色，不含颗粒，定时检测化验。 5、糖化：先准备好20倍糖化酶的稀释液，再将蒸煮液经由真空冷却器进入已彻底冷却并杀菌的糖化罐内，控制温度为58～60℃，同时按100u/g 原料流加糖化酶进行糖化，时间应保持30min。糖化指标为：总糖10-13；总还原糖5-6；糖化率45%；酸度4.3。 6、发酵：将糖化醪液冷却后泵入发酵罐内，同时加入10％酒母醪进行发酵，发酵温度30～34℃，发酵时间控制在50h左右。发酵成熟醪检测指标为：酸度≤6.2，残糖≤1%，残余还原糖≤0.3%，酒精份10～12%（v/v）。 7、蒸馏工序：发酵成熟醪液经预热器加热后，从粗馏塔顶部进入，粗馏塔塔底通入蒸汽，控制粗塔塔底温度为108℃-111℃，顶温为96～98℃，酒精糟液从粗馏塔底部排出进入污水处理场进行处理。酒精含量约50%的粗酒精蒸气从粗馏塔顶部进入精馏塔中部，精塔底温为108～109℃，中温为84～85℃，进行精馏，精塔底部废水排入污水处理场，然后再经水洗、脱醇等工序制成成品，成品酒精和杂醇油分别经冷却进入成品储罐。
生物能源新突破——纤维素乙醇技术 作者：康泰斯 关键字：纤维素乙醇，康泰斯，生物能源 纤维素生物质是由纤维素（30-50%），半纤维素 （20-40%），和木质素（15-30%）组成的复杂材 料。纤维质生物质中的糖以纤维素和半纤维素的 形式存在。纤维素中的六碳糖和和玉米淀粉中含 有的葡萄糖一样，可以用传统的酵母发酵成乙 醇。而半纤维素中含有的糖主要为五碳糖，传统 的酵母无法经济地将其转化为乙醇每一种植物 的确切成分都不尽相同。纤维素存在于几乎所有 的植物生命体中，是地球上最丰富的分子。一直 以来，将纤维质生物质转化成乙醇是科学家们面对的巨大挑战。酸、高温等苛刻的条件都曾经被用来尝试将纤维素分子打断、水解成单一的糖。 随着石油资源的逐渐枯竭和环境的日益恶化，大力推广使用可再生能源技术已成为许多国家能源发展战略的重要组成部分，以减少对化石能源的依赖和温室气体的排放。 被纤维素乙醇技术，是一种高端的清洁能源技术，因为它可以被用来替代传统的粮食乙醇技术，利用地球上广泛存在的纤维素质生物原料生产清洁的乙醇燃料，被寄予了很高的期望。 作为纤维素乙醇领域研发的领头羊之一，M&G (Gruppo Mossi and Ghisolfi)集团在过去几年中，对包括生物质原材料的收集和运输，能源作物的选择和种植、预处理，水解或酶解，混合糖的发酵等纤维素乙醇生产的各主要技术环节进行了广泛而且深入的研究，取得了巨大的进展，已经开发了专有的一体化纤维素乙醇生产技术PROESATM，并于去年开始在欧洲建设年产四万吨的纤维素制乙醇的工业化示范装置。与其它现有和正在开发中的工艺相比，M&G技术的独特的预处理工艺和酶解工艺，可以显著降低投资和生产成本，同时可以适用包括农业废弃物、林业废弃物、糖业废弃物以及能源作物等等来源广泛的多种生物质原料，应用地域没有限制，具有非常好的经济性和地域适应性。 M&G集团的年产4万吨纤维素乙醇工业示范项目，位于意大利北部城市CRESCENTINO，将利用当地的农业废弃物（麦草、秸秆等）以及能源作物作为原料。目前项目进展顺利，预计将于2011年底投入运行。整个装置由M&G集团的全资子公司康泰斯CHEMTEX全球工程有限公司负责设计和建设。装置建成后，将对从原料供应、生产到产品应用的整个产业链进行示范，并为将该技术进一步放大到年产15万吨到20万吨年做准备。
酒精发酵工艺学复习题 一、填空题（请把答案填写到空格处） 1．酒精生产常用的淀粉质原料有玉米、甘薯、木薯等。 2. 酒精生产常用的谷物原料有玉米、高粱、大麦等。 3. 酒精生产常用的薯类原料有甘薯、木薯、马铃薯等。 4．木质纤维素的主要组成成分是纤维素、半纤维素、木质素。 5．常用的原料粉碎方法有湿式粉碎、干式粉碎两种。 6．常用的原料除杂方法有筛选、风选、磁力除铁三种。 7．常用的原料输送方式有机械输送、气流输送、混合输送三种。 8. 酒精厂常用的粉碎设备是滚筒式粉碎机、锤式粉碎机。 9．酒精厂常用的输送机械有皮带输送机、螺旋输送器、斗式提升机三种。 10．玉米淀粉和甘薯淀粉的糊化温度分别是（65~75）℃、（53~64）℃。 11．双酶法糖化工艺中使用的两种酶制剂是耐高温α-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶。 12．淀粉质原料连续糖化工艺分成混合前冷却糖化工艺、真空冷却糖化工艺、二级真空冷却糖化工艺三种。 13. 酒精发酵过程中产生的副产物主要有甘油、杂醇油、琥珀酸等。 14．酒精发酵常污染的细菌有醋酸菌、乳酸菌、丁酸菌。 15．酒精蒸馏塔按作用原理可分为鼓泡塔、膜式塔。 16．从精馏塔提取杂醇油的方式可以是液相取油，也可以是气相取油。 17．酒精蒸馏塔按其塔板结构可分为泡罩塔、浮阀塔、筛板塔。 18．酒精的化学处理是提高酒精质量的一种辅助措施，常用的化学试剂是高锰酸钾、氢氧化钠。19．无水酒精的制备方法有氧化钙吸水法、离子交换树脂法、共沸法、分子筛法等。 20. 共沸法制备无水酒精常用的共沸剂是苯、环己烷。 21. 连续发酵可分为_全混（均相）连续发酵、梯级连续发酵两大类。 二、判断题（正确打√，错误打×） 1．酒母培养罐和酒精发酵罐的构造是一样的。× 2. 酒化酶是参与淀粉水解和酒精发酵的各种酶和辅酶的总称。（×） 3. 薯干的果胶质含量较多，使发酵醪中甲醇含量较高。（√） 4. 减少发酵过程中二氧化碳的产生量就能提高酒精生成量。（×） 5．采用高细胞密度酒精发酵时，必须定期向发酵罐中供应氧气。（√） 6．异戊醇在酒精中的挥发系数随着酒精浓度的增大而减小，但始终大于1。（×） 7．只要酒精发酵正常，发酵醪中就不会有甘油生成。（×） 8. 玉米中蛋白质含量较多，使发酵醪中杂醇油含量较高。（×） 9. 甲醇不是由酵母菌代谢活动产生的，而是由原料中的果胶质分解而来。（√） 10. 甲醇是由酵母菌代谢活动产生的。（×）
固体酒精配方生产制作方法酒精膏制备配制 产品名称：固体酒精增稠剂FR400 固体酒精也被称为“酒精块”或固体燃料块。固体酒精是将工业酒精（乙醇,CH3CH2OH）中加入凝固剂使之成为固体型态。使用时用一根火柴即可点燃，燃烧时无烟尘，火焰温度均匀，温度可达到600 ℃左右。每250 g可以燃烧1.5小时以上。固体酒精，因使用、运输和携带方便，燃烧时对环境的污染较少，与液体酒精比较安全性较高，作为一种固体燃料，广泛应用于餐饮业、旅游业和野外作业等场合。 用固体酒精增稠剂FR400的优势： 环保型膏状固体酒精，是固体酒精中一种性能超群的新品种,FR400用于固体酒精生产，可完美代替传统的硝化棉，让你的固体酒精更晶莹剔透外观为形似水晶般晶莹透明的凝胶状物质,也可为其染色.捏,挤,取用,均无液体渗出. 丙烯酸树脂性能：FR400是丙烯酸与烯丙基蔗糖交联的高分子聚合物，常规用量0.5-1.0%就能产生高效的增稠作用.是非常理想的酒精增稠剂.飞瑞化工可为您提供样品及配方技术。 甲醇乙醇增稠剂增稠机理:成盐增稠：最通常的办法是将酸性的树脂变成适当的盐,使卷曲的树脂分子被张开而导致增稠.在水及其它极性溶剂中,用NaOH、KOH、NH40H之类中和,容易生成盐；在极性较弱或非极性溶剂中就要用有机胺进行中和。当树脂用作乳化剂时，为使油/水乳化剂取得最佳稳定性，需对树脂采用水溶性无机碱和油溶性有机胺进行双重中和，使生成在水中和油中都可溶的盐，在油相和水相中起桥梁作用。 b.轻键增稠，在树脂中加入一种羟基给予体，树脂分子作为羧基给予体能与一个或两个以上羟基结合形成氢健而增稠，此方法需要时间，可能从5分钟以至几个小时，稠度才能达到最高值。 固体酒精配方 序号原料编码配比(%) 1 水 30.00 2 酒精 70.00 3 酒精增稠剂FR400 0.50 4 碱性中和剂 0.50 5 火焰赋色剂 0.3 固体酒精的生产工艺及制备方法 1.将0.5份的FR400加到30份水和70份酒精中，适当搅拌然后放置6个小时（放置的过程注意要密封，防止酒精挥发），等到粉末均匀溶解为透明液体，切记不允许有小疙瘩出现。（另一种溶解方法：用均质机打均质10分钟，消泡即可使用）。 2.将上述溶液边搅拌边滴加TEA，滴加原则为少量多次（切记滴加的过程必须搅拌充分），确保FR400可以均匀中和，直到产品为无色透明凝胶状为止。 3.如果希望产品增加色彩，可以添加少量甘油搅拌，然后密封保存即可。 制作固体酒精的注意事项 1.水质因素：硬水中含有2价阳离子，比如Cu，Mg，Ca等阳离子的存在，会破坏FR400
1 酒精生产常用的淀粉质原料有玉米、甘薯、木薯等。 1 酒精生产常用的谷物原料有玉米、高粱、大麦等。 2 酒精厂常用的输送机械有皮带输送机、螺旋输送器、斗式提升机三种。 3 酒精发酵过程中产生的副产物主要有甘油、杂醇油、琉拍酸等。 3 从精馏塔提取杂醇油的方式可以是液相取油，也可以是气相取油。 4 双酶法糖化工艺中使用的两种酶制剂是耐高温、a-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶。 2 常用的原料粉碎方法有湿式粉碎、干式粉碎两种。 3 常用的原料输送方式有机械输送、气流输送、混合输送三种。 4 连续发酵可分为全混(均相)连续发酵、梯级连续发酵两大类。 1 美拉德反应:是一种非酶促褐变反应，由单糖(羰基)与氨基酸(氨基)在高温或升温时间较长的情况下发生反应生成一种褐色有焦糖味的物质。 2 常用的原料除杂方法有筛选、风选、磁力除铁三种。 1 a-淀粉酶主要水解淀粉分子的a-1,4糖苷键。 2 杂醇油中含量最多的是异戊醇。 5 木质纤维素的主要组成成分是纤维素、半纤维素、木质素。 1 汽油醇中无水酒精的含量一般为B A 、25% B、10%-25% C 、<10% 2 在淀粉质原料酒精发酵中用来调节醒液pH的是 B A、醋酸 B、硫酷 C、乳酸 3 精馏塔上成品酒精的抽取口一般设在B A、塔顶 B、塔顶下2-6块塔板上 C、塔釜 4 一淀粉酶主要水解淀粉分子的B A、a-1,3糖营键 B、a-1,4糖昔键 C、a-1,6糖苷键 5 杂醇油中含量最多的是A A、异戊醇 B、异丁醇 C、正丙醇 1活性干酵母复水活化条件。 ①复水活化液:水、2%糖水、稀糖化醪 ②添加量： 1：20 ③温度：起始温度为3 8-40 ℃，再降至3 3-34 ℃，保温活化 ④根据复水活化液的营养情况控制在10-30min，30-60min，2h或6-8h 1 活性干酵母复水活化时间怎么控制? 根据复水活化液的营养情况控制复水活化时间，采用水时为10}30min, 2%糖水时 为30-60min、稀糖化醪时为2h或6-8h 2 生产无水酒精的可能方法 无水酒精的制备方法有氧化钙吸水法、离子交换树脂法、共沸法、分子筛法等。 4 玉米原料酒精糟处理的常用方法。 ①厌氧--曝气处理 ②生产高蛋白饲料 ③生产饲用酵母 ④糟液回用 ⑤提取功效成分
重庆能源职业学院 专业实习报告 论文（设计）题目：酒精的生产流程设计 班级：2011级2511班 姓名：刘兴李德静 廖军梁炯 学号：20112511006 20112511032 20112511018 20112511034 指导教师：邓启辉 时间：2013 年7 月5 日
计划表： 内容组员学号备注前言、绪论全部6、18、32、34 汇编 生物发酵法刘兴、李德静6、32 汇编 化学合成法廖军、梁炯18、34 汇编酒精的用途及总结展望全部6、18、32、34 汇编CAD 李德静、廖军32、18 I
前言 一、设计要求： 1、根据设计题目，进行生产实际调研或查阅有关资料，选定合理的流程方案和设备类型，并进行简要论述。 2、设计说明书内容：封面、目录、设计题目、概述与设计方案简介、工艺方案的选择与论证、工艺流程说明、专题论述等。 二、设计目的： 1、把课本的知识运用到社会实践当中去，才是我们学习专业理论知识的最终目的 2、通过本次专业实习设计可以看出现有的生产工艺存在哪些不足，学会自主查找资料进行更加科学有效的改进。 三、设计意义： 酒精工业是在酿酒业的基础上发展起来的,有很悠久的历史。近年来，我国酒精生产技术和生产水平又有了新的提高，新工艺新设备新菌种不断涌现，酒精产量有了较大增长，质量稳定提高；在节约代用，降低消耗，降低成本，提高劳动生产率，提高淀粉出酒率及开展综合利用与消除环境污染等各个方面，都取得了很大成绩。目前，我国大多数酒精采用生物发酵和化学合成法工艺流程，逐步实现了淀粉质原料和化学原料的连续化和自动化。 四、设计原理： 生物发酵主要是利用谷物类、薯类植物中的淀粉，其余的部分仍可综合利用，生产出专用饲料和农业复合肥等产品。在综合利用方面以二氧化碳的回收利用最为普遍，有的厂利用二氧化碳制造干冰、纯碱和小苏打。在自动控制仪表方面也有进展，有的厂已采用电脑实现了主要工序集中控制，目前，我国一些酒精厂正在朝着生产过程全面实行自动化方向发展。 化学合成法主要是利用石油工业，石油化学工业、天然气开发和加工工业产生的乙烯气为原料，使得乙烯水合法的原料得到充分保证。 II
目录 第1章酒精生产过程中蒸煮流程简介 (2) 1.1 酒精生产及蒸煮工艺 (2) 1.2 CAD流程图 (4) 第2章标准节流装置设计及计算程序设计 (5) 2.1 标准节流装置设计概述 (5) 2.2 原始数据 (5) 2.3 标准节流装置计算 (6) 第3章调节阀选型及计算 (10) 3.1 调节阀选型 (10) 3.2 调节阀口径计算 (10) 第4章课程设计心得 (13) 参考文献 (14)
第1章酒精生产过程中蒸煮流程简介 1.1 酒精生产及蒸煮工艺 用淀粉质原料生产酒精的工厂，多数采用连续蒸煮工艺，只有少部分小型酒精厂和白酒厂，还采用间歇蒸煮工艺，下面分别加以介绍。 （一）间歇蒸煮法 间歇蒸煮法常用的蒸煮设备是立式锥形蒸煮锅，其外形和结构简单。 1.间歇蒸煮工艺流程 目前我国酒精厂间歇蒸煮的方法基本上有两种，一种是加压间歇蒸煮，一种是添加细菌淀粉酶液化后低压或常压间歇蒸煮、 加压间歇蒸煮是原料经人工或运输机械送到蒸煮车间，经除杂后进入拌料罐，加温水拌料，并维持一定时间，然后送入蒸煮锅中，通入直接蒸汽将醪液加热到预定蒸煮压力，维持一定的蒸煮时间，蒸煮时间结束后，进行吹醪。操作工艺流程如下： 温水蒸汽 ↓↓ 原料→除杂→粉碎→拌料→泵→蒸煮→成熟蒸煮醪送入糖化锅 （1）加水蒸煮整粒原粒时，水温要求在80~90℃，尤其是蒸煮含有淀粉酶的甘薯干，更不能用低温水。蒸煮粉状原料时，水温不宜过高，一般要求在50~55℃。原料加水比因原料不同和粉碎度不同而不同，一般为：粉状原料为1:3.4至1:4.0；薯干为1：3.0 至1:4.0；谷物原料为1:2.8至1：3.0 （2）投料。蒸煮整粒原料时，投完粒即加盖进汽，或者在投料过程中同时通入少量蒸汽，起搅拌作用。蒸煮粉状原料时，可先在拌料桶内将粉料加水调成粉浆后在送入蒸煮罐；或向罐内直接投料，边投料，边通入压缩空气搅拌，以防结块，影响蒸煮质量。投料时间因罐的容量大小和投料方法不同而有差异，通常在15~20min。 （3）升温（生压)。投料毕，即关闭加料盖，通入蒸汽，同时打开排气阀，驱除罐内冷空气，以防罐内冷空气存在而产生“冷压”，影响压力表所指示的数值，不能反反映罐内的真实温度，造成原料蒸煮不透。正确排出“冷压”的方法是：通入蒸汽加热时，打开排气阀，直到排出的气体发白（水蒸气），并保持2~3min，而后再关闭排气阀，升温时间一般40~50min。 （4）蒸煮（定压）。料液升到规定压力后，保持此压力维持一定的时间。使原料达到彻底糊化的操作，工厂常称之为定压。 定压后，通入锅内的蒸汽已经很少，锅内热力分布不均匀，易造成下部原料局部受热而焦化，上部原料受热不足而蒸煮不透。另外，料液翻动不好，原料与罐壁及其相互之间撞击摩擦轻缓，则导致原料的植物组织和淀粉粒不易破裂。为了使原料受热均匀和彻底糊化，采用循环汽的办法来搅拌罐内的料液。一般每隔10~15min循环换汽一次，每次维持3~5min，直至蒸煮完毕为止。循环换气后使罐内达到原规定压力。循环换汽和稳压操作，是保证蒸煮醪液质量的两个重要条件。 （5）吹醪。蒸煮完毕的醪液，利用蒸煮罐内的压力从蒸煮锅排出，并送入糖化锅内。吹醪时间视蒸煮罐容量的大小而定，不得少于10~15min。
吉林工商学院 毕业论文 题目名称：年产10万吨食用酒精工厂设计院系：生物工程分院 专业：生物工程 学生：红 学号：26号 指导教师：颖 2012 年5 月26日
毕业论文原创性声明 本人重声明：所呈交毕业论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的容外，本论文不包含任何其他人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 论文作者签名：年月日
目录 1绪论 0 1.1 产品介绍 0 1.2 设计意义 0 1.3 设计原则 (1) 2 设计概论 (2) 2.1 生产方案的确定和产品方案 (2) 2.2 厂址选择 (2) 2.3 原料来源、规格及标准 (3) 2.4 主要辅料的质量标准 (3) 2.5 水的质量标准 (4) 2.6 主要工艺技术参数 (5) 3 淀粉质原料酒精生产工艺......................................... 错误!未定义书签。 3.1 淀粉质原料酒精生产的流程 (5) 3.2 原料的水-热处理 (6) 3.3 糖化工艺 (6) 3.3.1 糖化的目的 (6) 3.3.2糖化过程中物质的变化 (6) 3.3.3 糖化方法 (7) 3.4酒精生产对酵母的要求 (7) 4 酒精生产过程中的物料和热量衡算 (7) 4.1酒精生产工艺技术指标 (7) 4.2 工艺流程图见具体图纸 (8)
4.3.1 原料计算 (8) 4.3.2 辅料计算 (9) 4.3.3 糖化醪与发酵醪量计算 (11) 4.4 根据要际原料耗算一览表 (11) 4.5 生产设备相关计算 (11) 4.5.1 粉浆罐 (12) 4.5.2 酒母罐 (13) 4.5.3 糖化罐 (13) 4.5.4 发酵罐 (13) 4.5.5 搅拌器 (14) 4.5.6 其他设备 (14) 4.6 动力设施的计算 (15) 4.6.1 耗水量的计算 (15) 4.6.2 蒸汽消耗量的计算 (15) 4.6.3 供电设施估算 (15) 5 重点设备——粗馏塔 (16) 5.1 粗馏塔概况 (16) 5.2 粗馏塔的计算 (16) 6 环境保护和安全生产 (21) 6.1 CO2回收利用 (21) 6.2 液体、固体CO2 (干冰) 的制备和贮运 (21)
天然纤维素生产酒精的研究进展 秸杆的主要成分是木质纤维素。是纤维素、半纤维素和木质素混合在一起的材料。用木质纤维素作为糖源生产燃料酒精，目前糖的利用和转化率还很低，通常只有百分之十几。在秸秆中纤维素、半纤维素和木质素通过共价键或非共价键紧密结合而成的木质纤维，占秸杆总重量的约70-90％左右。植物中三者各占的比例随不同来源的植物或植物的不同部分而有所区别，大概的比例数字为： 纤维素30-50% 半纤维素 20-35% 木质素20-30% 灰份0-15% 其实纤维素的非结晶结构是很容易被打破的，它可以完全降解成葡萄糖，后者是发酵乙醇的原料。 目前遭遇的主要问题是，纤维素的结晶结构难以被破坏，致使人们无法完成后续处理。纤维素和半纤维素被难以降解的木质素包裹，使得纤维素酶和半纤维素酶无法接触底物，这构成了木质纤维素利用的重大障碍。只有经过有效的预处理方法，破坏了木质纤维素的高级结构，实现纤维素酶和半纤维素酶对纤维素的可及性，才能使木质纤维素作为自然界里最大宗的资源，像淀粉一样被人和动物完全利用。 纤维素被纤维素酶水解的反应通常又称为糖化反应，水解的主要产物是单糖。植物细胞壁中，纤维素被半纤维素和木质素通过物理和化学作用所包裹，不利于纤维素酶对纤维素的进攻。木质素是由苯基丙烷聚合而成的一种非多糖物质。由芳香烃的衍生物以-C-C-键、-O-键纵横交联在一起，其侧链又与半纤维素以共价键结合，形成一个十分致密的网络结构，将纤维素紧紧包裹在里面。所以，要彻底降解纤维素，必须首先降解木质素。未经预处理的植物纤维原料的天然结构存在许多物理和化学的屏障作用，纤维素酶水解得率低，仅为10%～20%。 禾本科植物秸秆含有的半纤维素一般为木聚糖，占干重的25－30％。半纤维素能被木聚糖酶( xylanase，EC3．2．1．8)——半纤维素酶，降解成木糖。 天然半纤维素水解产物的85-90%是木糖。以植物纤维素原料中的木糖发酵生产酒精，能使纤维素原料的酒精发酵的产量在原有的基础上增加25%。因此，木糖发酵生产酒精是决定植物纤维资源生产酒精经济可行的关键因素。酵母木糖代谢的途径比葡萄糖代谢的途径复杂得多。在代谢的过程中部分木糖转化为其它副产物。因此，酵母木糖代谢产生酒精的理论得率为0.46克酒精/克木糖，低于葡萄糖酒精发酵的理论得率为0.51克酒精/克葡萄糖。
第一章 酒精的主要用途：1.燃料酒精 2调制蒸馏酒（降低邪杂味.降低浑浊度） 3.医药化工方面的用途 酒精工业的副产品：DDGS，高纯度食用级CO2，还在保护焊接、药物萃取、制冷、温室生产，玉米油，玉米胚芽油是优质保健食品；生产玉米淀粉、葡萄糖浆、果葡糖浆、谷朊粉、玉米蛋白等；杂醇油是某些食用香料的主要原料。 原料选择的原则 1)原料资源丰富，供应量大，能保证酒精生产所需的大量原料，并有一定的库。 2)就近取材，原料产地离工厂或水陆运输线要近，便于收集、运输。 3)原料含可发酵性物质多，蛋白质含量适中，影响发酵的杂质成分及对人体健康 有害的成分含量尽可能少含或不含。 4) 考虑原料贮藏性能，最好是选择干燥原料，便于贮藏，不易霉烂。 5)从产品的成本角度出发，综合考虑原料价格，加工成本，生产过程的经常性耗等因素，并尽可能采用非粮食原料。 第二章 淀粉质原料： 原料的种类：1．淀粉质原料（玉米，水稻，木薯（苦中木薯。甜种木薯）） (1）薯类原料甘薯、木薯、马铃薯、山药等。 （2）谷物原料玉米、高粱、大米、谷子、大麦、小麦、燕麦等。 2．糖质原料最常用的是废糖蜜，其次是甜菜、甘蔗、椰枣 3．纤维质原料森林、木材工业下脚料，农作物桔杆，城市废纤维垃圾，甘蔗渣、废甜菜丝等工业下脚料等。4其他原料 玉米作为酒精生产原料优势何在？ 1、由于品种和栽培技术的进步，我国玉米栽培面积、亩产和总产量逐年增长，这对发展酒精产业是有利的条件。 2、籽粒结构特殊。玉米胚主要由脂肪和蛋白质组成，利于酒精发酵的原料处理 3．玉米酒精糟液经脱水后，加工成DDGS，全干燥酒精糟，有较高经济效益 4、将玉米酒精糟液制成蛋白饲料的同时还可彻底解决糟液的环境污染问题 糖质原料最常用的是废糖蜜，其次是甜菜、甘蔗、椰枣 原料的除杂： 不彻底除杂引发的损耗：粉碎机筛底被打坏，泵机磨损，管路堵塞，发酵罐中沉积大量泥沙影响正常发酵过程，螺旋板换热器内的定距柱上缠绕纤维状物，粗馏塔板和溢流管堵塞 除杂工作流程为“二筛、一去石、一磁选 常用除杂方法：磁选：出去铁质风选振动筛 常用的输送机械设备有：带式输送机、螺旋输送器（俗称绞龙）和斗式提升机三种气流输送密封作业无粉尘；输送量大；安装方便；输送同时风选；利于物料过筛 辅助原料：酶制剂、尿素、纯碱、活性干酵母、硫酸等。 1.酶制剂:α-耐高温淀粉酶（液化）高活性糖化酶（水解淀粉变成葡萄糖） 酸性蛋白酶（溶解淀粉质原料颗粒）
摘要 葡萄酒是低度营养酒,清晰透明,醇香可口,其维生素含量丰富,并含有锰、锌、钼、硒等微量元素。在酿制的过程中，适时适量添加亚硫酸，接种酿酒酵母，控制好前发酵及后发酵的温度和时间，进行蒸馏勾兑等，可以酿制出具有宝石红色、有令人愉悦葡萄酒香、口感丰满醇厚的优质葡萄酒。 不同的品种的葡萄,香味不同，粒小的品种酿制的葡萄酒香气较好。酿酒用葡萄,希望柔软多汁,且种核外不包肉质,以使葡萄出汁率高。 真正好的红葡萄酒，如用成熟的赤霞珠、蛇龙珠、美乐葡萄酿造的红葡萄酒，色泽鲜艳，深红宝石色，是不需要调色的。大众化消费的葡萄酒，混合品种酿造的红葡萄酒，往往需要用染色葡萄品色调色。 关键词：发酵、酿制、亚硫酸、勾兑。
目录 葡萄的构造及其成分 (3) 葡萄酒的分类 (3) 2-1 以酒的颜色分类 (3) 2-2以含糖量分类 (4) 2-3以含不含二氧化碳分类 (4) 2-4按酿造方法分类 (5) 2-5按饮用顺序分类 (5) 酿酒用主要葡萄品种 (6) 白葡萄酒酿造工艺流程 (7) 一、工艺设计 (7) 二、工艺要点 (8) 三工艺流程 (9) 四发酵前的准备 (9) 五白葡萄汁的发酵 (12) 六苹果酸-乳酸发酵 (14) 第六章干白葡萄原酒储藏管理工艺 (15) 第八章灌装生产工艺 (16) 第九章小结 (17) 致谢 (18) 参考文献 (19)
葡萄的构造及其成分 一穗葡萄包括果梗和果粒两个部分, 其中果梗占4% - 6%果粒占94%- 96%。果梗富含木质素、单宁、苦味树脂及 鞣酸等物质,常使酒产生过重的涩味,一般在葡萄破碎时除去; 葡萄果粒包括果皮、果核、果肉及浆液,其中果皮占6% - 12% ,果核占2% - 5% ,果肉和浆液占83% - 92%。 葡萄酒的分类 葡萄酒的品种很多, 因葡萄的品种, 工艺条件, 产品风格, 饮用顺序等, 有不同的分 类法。 2-1 以酒的颜色分类 1. 白葡萄酒 用白葡萄或红皮白肉的葡萄酿成。颜色近似无色或禾黄色、金黄等, 酒度9～13°, 以突出果香为主。 2. 红葡萄酒 用红葡萄酿制。颜色有红、棕红、宝石红、紫红等 , 酒度为9～13°, 以突出酒香为主。
酒精工艺学复习资料 1、酒精生产常用的原料有哪些？ 淀粉质原料：玉米、甘薯干、木薯、其他（小麦、高粱、大麦） 糖质原料：甘蔗，甜菜，糖蜜? 纤维素原料：农作物：秸秆、麦草、稻草、玉米杆、玉米芯、高粱杆、花生壳 工厂纤维：半纤维下脚料、甘蔗渣、造纸行业下脚料 辅助材料：酶制剂、活性干酵母、尿素、纯碱、硫酸等。麸皮米糠 2、常用的原料除杂的方法及设备有哪些？（3种以上） 方法：筛选，风选，磁力除铁 设备：平面回旋筛，TCXT系列强力永磁筒、去石机、 5 —48 —H型除尘风网 3、常用的粉碎设备有哪些？（3个以上） 方法：干式粉碎、湿式粉碎 设备：滚筒式粉碎机、机械冲击式粉碎机、锤式粉碎机、气流粉碎机、圆盘钢磨、对辊粉碎机 4、酒精厂常用的输送设备有哪些？ 机械输送：皮带输送机、螺旋输送器、斗式提升机 气流输送、混合输送 5、淀粉糊化、液化、糖化、老化的定义 淀粉糊化：当粉碎的原料与一定温度、一定比例的水混合后，淀粉颗粒会吸水、膨胀， 随着醪液温度上升，从40 C开始，淀粉颗粒膨胀速度明显加快，当温度升高至60~80C开始， 淀粉颗粒体积膨胀到原来的50—100倍，淀粉分子间的结 合削弱，引起淀粉颗粒部分解体，形成均一的黏稠液体，这样无限膨胀的现象称为淀粉的糊化。 液化：醪液中a—淀粉酶水解淀粉分子内部的 a —1,4糖苷键，生成糊精和低聚糖，随着 淀粉糖苷键的断裂，淀粉链逐渐变短，淀粉浆黏度下降、流动性增强的现象。 糖化：利用糖化酶将淀粉液化产物糊精及低聚糖进一步分解成葡萄糖的过程。 老化：经过糊化的淀粉在较低温度下放置后，会变得不透明甚至凝结而沉淀的现象。 6、简述双酶法糖化工艺（？） 包括淀粉的液化和糖化两个步骤，液化是利用液化酶使淀粉糊化。粘度降低，并水解到糊精和低聚糖的程度，然后利用糖化酶将液化产物进一步水解成葡萄糖的过程。 7、酒精发酵过程中产生的副产物有哪些？怎样尽量减少副产物的产生。 主要有甘油、杂糖油、琥珀酸，还有乳酸、乙酸、丁酸、杂醇油、糖醛、双乙酰与乙偶姻、焦糖色素，醇、醛、酸、脂四大类化学物质。 （1）减少甘油产生的方法：（加入NAF作为防腐剂） 亚硫酸盐法甘油发醇：在酵母酒精发酵时，往醪液中加亚硫酸氢钠 碱法甘油发酵：将酵母酒精发酵的发酵醪PH调至碱性，保持PH7.6以上 （2）控制杂菌污染 （3）提供足够数量的优质酵母菌及相应营养（防止醛、酸、脂类的过量生成） （4）温度不宜过高，酒精发酵在酸性条件下进行，PH不宜过高，且选择原料时蛋白质不宜过高（防止高级醇的产生） （5）防止其他糖分过量消耗，不能过量通风。 8、酒精发酵常污染的微生物有哪些？可采取哪些方法进行防治。 微生物：革兰氏阴性菌：乳酸菌、乳酸杆菌、明串珠菌、小球菌、双歧杆菌、链球菌 革兰氏阳性菌：乙酸杆菌、运动发酵单胞菌和肠杆菌科的细菌
纤维素乙醇的研究进展 燃料乙醇作为可再生的生物能源之一，其发展前景是十分广阔的。然而，纵观世界各国燃料乙醇发展的历程和现状，可以看出燃料乙醇生产过程的经济性始终是突出问题，其生产成本一直难以同成品油的价格相竞争，其中原料成本和能耗成本占燃料乙醇生产总成本的比例高达90%。因此使用木质纤维素类物质作为燃料乙醇的生产原料，逐步替代日益减少的石油资源，是各国政府的战略发展目标[77]。国内外纤维素乙醇的进展 早在20世纪70年代的第一次石油危机时，美国就开始了用秸秆等木质纤维素类物质生产乙醇的研究。在政府大力倡导下，酒精燃料在美国燃料市场上份额已达8%。第一家商业性转化纤维质为酒精工厂1998年l0月由B C International在路易斯安那Jennings破土动工，该厂以蔗渣和稻壳为原料，年产酒精20×106加仑。2006年1月，布什总统提出“先进能源计划”，为美国能源部的清洁能源研究增加22%的投入。因此2007年2月28日美国能源部部长宣布：在今后4年中，能源部将投资3．85亿美元，用于支持包括上述两家加拿大和西班牙公司在内的6个非传统原料(木片、秸秆、柳枝稷等)生物精炼化工厂项目[77]。 在巴西在生产纤维素乙醇方面也走在了世界前列，政府一方面制定政策限制石油消费，一方面开辟大量土地种植糖蔗，利用榨汁后蔗渣发酵生产燃料酒精[78]。在巴西，3/4新车既可以使用乙醇又可以使用汽油作燃料。2003年巴西的双燃料汽车还只占市场总销量的6％，2005年就高达73％。此外，加拿大艾欧基(Iogen)公司和西班牙的Abengoa生物能源公司都在积极尝试大规模工业化生产纤维素乙醇。 我国国内很早关注纤维素乙醇的生产研究，中国科学院早在1980年在广州召开“全国纤维素化学学术会议”，把开发利用纤维素资源作为动力燃料提到议事日程[79]。进入“九五”、“十五”期间，秸秆转化乙醇技术再次受到国家重视。华东理工大学能源化工系颜涌捷教授及其课题组开发的纤维素废弃物稀盐酸水解法制取乙醇技术，被列为国家863重点科研项目。进行了该技术项目的工业性试验，现已在上海郊区集贤建成了年产燃料乙醇600t的实验装置。中国科学院过程工程研究所已在山东泽生生物科技有限公司建立了年产3000t秸秆酶解发酵燃料乙醇产业化示范工程。河南天冠集团用秸秆生产乙醇的年产300t乙醇的中试
新疆农业大学 《酶与酶工程》 专题讨论综述 题目: 酒精生产工艺 姓名: 学院: 班级: 学号: 成绩：
2013 年4月 酒精生产工艺 摘要我国酒精生产以发酵法为主，大多数工厂是采用薯干和玉米为原料。为了进一步提高酒精生产水平，各国的工程技术人员都在研究新型的酒精发酵方法，如目前已在工业生产上应用的固定化细胞酒精发酵法，耐高温活性干酵母发酵法等新的发酵工艺。在设备方面也有不少新型生物反应器出现，如单罐连续搅拌反应器、酵母回用连续搅拌反应器、塔式反应器、细胞固定化反应器等。酒精蒸馏工艺也在不断改进和完善。进一步改造了蒸馏塔板结构，并研究新的蒸馏工艺。目前研究较多的蒸馏工艺有高效节能的差压式蒸馏，膜分离酒精等。随着乙醇传感器和微机控制系统的应用，酒精工业的生产水平将有新的突破。 关键词：霉菌，废糖蜜，糊化，醪液。 原料及其处理 1.淀粉质原料的选择 （1）原料资源要丰富，容易收集。酒精生产需要大量原料，要有一定的库存量。（2）原料要容易贮藏。水分高的原料不易贮藏，含水量低于13%为宜。 （3）原料含杂质要少，并在生产中不产生有害、有毒物质。 （4）原料价格低廉，可降低产品成本。尽量采用野生植物原料。 2.糖质原料的选择 糖质原料主要指糖蜜。根据糖蜜的含糖糖量分为三个等级：一级糖蜜：含全糖(总糖）高于50%，不溶物和胶体物质等杂质含量较少；二级糖蜜：含全糖45%~50%;三级糖蜜：含全糖低于45%。所有等级糖蜜浓度均不得低于80`~900 ,相对密度为1.41~1.50（20℃）。 原料的种类 用于生产酒精的淀粉原料主要有：薯类；粮谷类；糖质原料；野生植物；农产品加工副产品；纤维质原料。 常用原料的化学组成 1.糖类葡萄糖、果糖、麦芽糖、蔗糖等，这些物质都可以发酵生成酒精，同时也是霉菌和酵母的营养及能源，原料中含这些物质越多，生成酒精也就越多，所以它和产量有着密切的关系。 2.蛋白质在酒精生产中，原料所含的蛋白质的主要作用是经蛋白酶降解后作为生产菌种所必需的氮源，而参与菌体细胞的合成，因此其含量以满足菌体正常生长繁殖为宜。 3.无机盐及生长素其功能是作为酶活性基的组成部分或调解酶的活性。生产原料中无机盐和生长素的含量均足够满足微生物的生长和代谢。 4.脂肪脂肪对发酵有影响，如玉米、高粱糠、米糠等油脂较多，则生酸较快。一些酒精厂如采用玉米作为原料，总是先把玉米胚芽除去。 5.单宁单宁具有涩味和收敛性，遇铁呈蓝黑色，有凝固蛋白质的作用。而糖