木薯粉酒精发酵工艺流程
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木薯淀粉燃料乙醇的蒸馏车间的工艺设计要点木薯淀粉燃料乙醇的蒸馏车间是乙醇生产过程中的关键环节,该过程用于从发酵液中提取和纯化乙醇。
下面是木薯淀粉燃料乙醇蒸馏车间的工艺设计要点:一.发酵液准备:1.原料选择:选择高品质的木薯淀粉作为发酵的原料,确保其含量足够提供充足的淀粉供发酵使用。
2.预处理:对木薯淀粉进行破碎和糖化等预处理步骤,以便更好地释放淀粉并为后续的发酵提供适宜的条件。
二.发酵:1.选择合适的发酵菌株:选用高效的乙醇发酵菌株,使木薯淀粉充分转化为乙醇。
2.发酵条件控制:控制温度、pH值、氧气供应等参数,以提高发酵效率和产乙醇的质量。
三.蒸馏:1.酒精蒸馏塔设计:选择合适的蒸馏塔,通常采用多级塔设计,以实现高效分离和提纯。
塔的结构和材质应满足生产要求。
2.温度和压力控制:在蒸馏过程中,通过控制温度和压力,使得乙醇能够被有效分离并收集,确保产品的纯度。
3.蒸馏废热回收:设计废热回收系统,将蒸馏废热用于加热发酵液或提供车间其他能源,提高能源利用效率。
四.乙醇产品处理:1.水分控制:通过适当的分离和处理,控制乙醇产品中的水分含量,确保产品符合规定的标准。
2.杂质去除:设计合适的过滤和处理步骤,去除乙醇中的杂质,提高产品纯度。
3.乙醇质量检测:设置实时监测系统,对乙醇产品的关键质量指标进行在线监测和控制。
五.安全与环保:1.安全设施:设计安全系统,包括温度、压力、液位等监测和报警系统,确保操作人员和设备的安全。
2.废物处理:设计合适的废物处理系统,对生产过程中产生的废水、废热、废气等进行有效处理,确保符合环保标准。
六.自动化控制:1.PLC控制系统:引入先进的自动化控制系统,实现对整个生产过程的监控和调控,提高生产效率和质量一致性。
2.远程监测:实现远程监测和控制,方便及时处理异常情况,提高生产的可靠性和稳定性。
这些工艺设计要点应根据具体的生产规模、原料质量、市场需求以及环保要求等因素进行调整和优化,以确保木薯淀粉燃料乙醇的蒸馏车间的高效、安全、环保的运行。
酒精工艺流程酒精是一种广泛应用于医药、化工、能源等领域的化学品。
它可以通过多种方法生产,其中最常见的是酵母发酵法和石油化学法。
本文将介绍酵母发酵法的酒精工艺流程。
1. 原料准备酒精的原料主要是含糖物质,如玉米、蔗糖、木薯等。
在生产中,需要对原料进行处理,如洗涤、破碎、浸泡等,以提高其可溶性和发酵效率。
2. 水解将含糖物质加入水解罐中,加入酵母和一定量的水,加热至适宜的温度,进行水解。
水解过程中,酵母通过分解糖分产生酒精和二氧化碳。
3. 发酵将水解后的液体加入发酵罐中,控制温度和通气量,使酵母在适宜的环境下进行发酵。
发酵过程中,酵母不断分解糖分,产生酒精和二氧化碳,同时还会产生大量热能。
4. 蒸馏发酵后得到的液体含有大量的酒精和杂质,需要进行蒸馏。
在蒸馏过程中,将液体加热至沸点,使酒精汽化,随后通过冷凝器冷却得到纯度较高的酒精。
5. 精馏蒸馏后得到的酒精中仍然含有杂质,需要进行精馏。
在精馏过程中,将酒精加热至沸点,通过分馏塔分离纯酒精和其他杂质,得到高纯度的酒精。
6. 精制得到的高纯度酒精还需要进行精制,以去除残留的杂质和水分。
在精制过程中,可以使用分子筛、膜分离等技术,使酒精的纯度达到99.9%以上。
7. 包装和储存精制后的酒精可以直接用于各种用途,如医药、化工、能源等。
在使用前,需要将酒精进行包装和储存,以保证其质量和安全性。
总结酵母发酵法是生产酒精最常见的方法之一,其工艺流程包括原料准备、水解、发酵、蒸馏、精馏和精制等步骤。
通过严格控制每个步骤的参数和条件,可以得到高质量和高纯度的酒精产品。
酒精发酵工艺流程酒精发酵工艺流程描述酒精作为一种重要的化工原料和工业原料,在很多行业都有广泛的应用。
酒精的主要生产方式是通过发酵来获得。
下面将介绍一下酒精发酵的工艺流程。
首先,酒精发酵的原料主要是含有淀粉、糖类和纤维素的植物。
常见的原料包括小麦、玉米、薯类、甘蔗等。
这些原料需要经过一系列的处理步骤,包括清洗、破碎、糖化等。
清洗是为了去除原料表面的杂质和污垢。
然后,将原料破碎成适当的大小,以便更好地释放内部的淀粉和糖类。
接下来是糖化过程,这是将淀粉转化为可被酵母菌使用的糖类的关键步骤。
常用的方法是在一定温度和压力下加入一定量的酶,酶能够分解淀粉,使之转化为葡萄糖。
糖化完成后,接下来是发酵过程。
发酵是将糖类转化为酒精的过程,需要使用到酵母菌。
将经过糖化的糖液加入发酵罐中,然后加入适量的酵母菌。
发酵罐内通入适当比例的空气,维持适宜的温度和湿度。
酵母菌会分解糖类,并产生酒精和二氧化碳。
发酵的时间一般在1至2周左右,过程中需要定期检测发酵液的含酒精量和pH值,以确保发酵的效果。
发酵完成后,需要进行蒸馏过程。
蒸馏是将发酵液中的酒精分离出来的过程。
通常采用的是连续蒸馏法,通过控制温度,将发酵液中的酒精和其他挥发性成分分离出来。
蒸馏的过程中,需要注意控制温度和压力,以避免挥发性成分的损失。
通过蒸馏,可以得到高浓度的酒精。
最后一步是精馏,这是对酒精进行纯化和提纯的过程。
通常采用的是碳过滤法,将酒精通过活性炭过滤,去除其中的杂质和不纯物质。
精馏后,得到的就是纯净的酒精。
综上所述,酒精的发酵工艺流程包括原料处理、糖化、发酵、蒸馏和精馏几个主要步骤。
通过这些步骤,可以将植物原料中的淀粉和糖类转化为纯净的酒精。
酒精发酵是一项复杂而精细的工艺,需要控制好各个环节,以保证酒精的质量和产量。
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。
酒精发酵工艺流程酒精发酵是一种常见的工艺流程,用于制备酒精产品。
本文将详细介绍酒精发酵的工艺流程,并对其中的各个环节进行解析。
一、原料准备酒精发酵的原料主要是含有淀粉或糖类物质的植物,如玉米、小麦、大米等。
在发酵过程中,这些物质会被酵母菌转化为酒精和二氧化碳。
在进行发酵之前,需要对原料进行处理,如清洗、研磨、糖化等。
这些步骤旨在使原料更易于被酵母菌分解和利用。
二、糖化糖化是将淀粉转化为可发酵糖的过程。
首先,将处理后的原料与一定比例的水混合,形成酒糟。
然后加入糖化酶,通过酶的作用,将淀粉分解成糖类物质。
这些糖类物质包括葡萄糖、麦芽糖等,它们是酵母菌发酵的主要营养来源。
三、发酵发酵是酒精发酵工艺的核心步骤。
首先,将经过糖化的酒糟转移到发酵罐中,加入适量的酵母菌。
酵母菌会利用糖类物质进行代谢,产生酒精和二氧化碳。
在发酵过程中,需要控制发酵罐内的温度、湿度和pH值等因素,以提供最适宜的环境条件,促进酵母菌的生长和代谢。
四、蒸馏蒸馏是将发酵产生的液体中的酒精和其他有机物分离的过程。
首先,将发酵液转移到蒸馏器中,通过加热使其中的酒精汽化。
然后,将酒精蒸汽冷凝,形成液体酒精。
蒸馏的目的是提高酒精的纯度,去除发酵液中的杂质和其他有机物。
五、精制精制是将蒸馏得到的原始酒精进行进一步处理的过程。
通过使用不同的方法和设备,可以去除酒精中的杂质,提高酒精的纯度和质量。
常见的精制方法包括活性炭吸附、过滤等。
精制后的酒精可用于制备各种酒类产品。
六、包装最后一步是将酒精产品进行包装。
根据不同的需求,可以选择不同的包装方式和容器,如玻璃瓶、塑料瓶等。
包装时需要注意卫生和密封性,以确保产品的质量和安全性。
总结起来,酒精发酵工艺流程包括原料准备、糖化、发酵、蒸馏、精制和包装等步骤。
每个环节都有其重要性和特点,需要严格控制和操作。
只有在合理的条件下,才能获得高质量的酒精产品。
工业酒精的生产过程是怎样的?
工业酒精的生产一般使用发酵法或合成法,以下是两种生产工艺的简要介绍:
1. 发酵法生产工艺:
(1)原料准备:将含有淀粉、糖类、纤维素等碳水化合物的植物或动物原料,如玉米、小麦、甘蔗、木薯等,在加入适量的水和酸、碱等物质后,通过破碎、磨浆等处理,制成淀粉糊或糖液作为发酵原料。
(2)糖化:将淀粉糊或糖液加热至一定温度,加入酶类或酵母菌发酵剂,将淀粉或糖分解成葡萄糖等单糖,以便后续发酵。
(3)发酵:将葡萄糖等单糖与酵母菌或其他微生物菌种放入发酵罐中,进行发酵。
在一定温度、pH值和氧气供应条件下,微生物菌种代谢产生乙醇和二氧化碳等物质。
(4)蒸馏:将发酵得到的乙醇溶液进行蒸馏,分离出乙醇和其他杂质,如水、甲醇、醛类、酸类、酮类等。
(5)精制:对蒸馏得到的乙醇进行精制,去除残留的杂质,得到纯度较高的工业酒精。
2. 合成法生产工艺:
(1)原料准备:以石油、天然气等为原料,通过加氢、裂解等化学反应制备乙烯或乙烷等烃类物质作为合成工业酒精的原料。
(2)水合反应:将乙烯或乙烷等烃类物质与水在催化剂的作用下进行水合反应,生成乙醇和热量。
(3)分离:将水合反应得到的乙醇溶液进行蒸馏、吸附等分离处理,分离出乙醇和其他杂质。
(4)精制:对分离得到的乙醇进行精制,去除残留的杂质,得到纯度较高的工业酒精。
以上是工业酒精的生产过程的简要介绍,具体的生产工艺和流程可能会因生产厂家和产品要求的不同而有所差异。
木薯同步糖化发酵生产燃料乙醇的工艺优化-回复题目:木薯同步糖化发酵生产燃料乙醇的工艺优化引言:燃料乙醇是一种绿色、可再生的能源,被广泛应用于交通运输和工业领域。
木薯是一种潜力巨大的乙醇原料,其含有丰富的淀粉和纤维素,能够通过同步糖化发酵生产燃料乙醇。
本文基于这一背景,对木薯同步糖化发酵生产燃料乙醇的工艺进行优化,通过一步一步的回答,探究如何提高产量和降低成本。
一、木薯原料的预处理1. 为什么需要对木薯原料进行预处理?由于木薯含有较高的纤维素和淀粉,预处理可以将其纤维素和淀粉分离,提高发酵效率。
2. 如何进行木薯原料的预处理?首先,木薯需要经过清洗和切碎处理。
接着,利用蒸气爆破技术,将木薯颗粒暴露在高温高压的环境下,破坏木薯细胞壁结构,有利于后续的糖化。
二、同步糖化发酵工艺1. 什么是同步糖化发酵工艺?同步糖化发酵工艺是指将糖化和发酵两个工序同时进行,将淀粉转化为糖后立即发酵为乙醇的工艺。
2. 如何进行同步糖化发酵工艺?首先,将预处理后的木薯颗粒与酶混合,酶能将淀粉分解为糖。
然后,将混合物与发酵菌种接种到发酵罐中,经过适当的温度和pH控制,发酵菌能够将糖转化为乙醇。
三、工艺优化1. 如何提高糖化效率?可以采取以下措施提高糖化效率:- 选择高效的木薯酶,如优化发酵菌种的选用、发酵罐中维持适宜的温度和pH值等。
- 优化酶和木薯颗粒的接触时间,比如增加搅拌强度和时间,提高酶与淀粉的接触效果。
2. 如何提高发酵效率?可以采取以下措施提高发酵效率:- 选择高度耐受木薯糖浆的发酵菌种,如毛霉属等。
- 提高发酵罐中的温度和pH值。
- 优化发酵罐内的搅拌速度和氧含量,以提供充足的养分和氧气供给。
3. 如何降低生产成本?可以采取以下措施降低生产成本:- 选择高效的酶和发酵菌种,以提高产量。
- 优化工艺参数,如温度、pH值等,降低能耗。
- 开展废弃物的资源化利用,如将木薯纤维素用于发酵产生的生物质燃料的生产等。
结论:通过对木薯同步糖化发酵生产燃料乙醇工艺的优化,可以提高糖化和发酵效率,进而提高产量和降低成本。
木薯酒精发酵实验生物工程091姬跃莹200900606030一、实验目的1.掌握酒精发酵的基本原理。
2.掌握酒精发酵过程的相关技术操作及调控。
二、实验原理酒精发酵是在厌氧条件下,己糖分解为乙醇并释放出二氧化碳。
酒精发酵的类型有3种:即通过EMP途径的酵母菌酒精发酵、通过HMP途径的细菌酒精发酵和通过ED途径的细菌酒精发酵酵母菌通过EMP途径分解己糖生成丙酮酸,在厌氧条件和微酸性条件下,丙酮酸则继续分解为乙醇。
而如果在碱性条件或者培养基中加有亚硫酸盐时,则发酵的主要产物是甘油,这也是工业的甘油发酵。
因此,如果要用酵母进行酒精发酵,就必须控制发酵液的微酸性条件。
三、实验材料1. 菌种酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)GGSF162. 培养基YPD(Yeast extract Peptone Dextrose,酵母浸出物)斜面培养基:葡萄糖20 g/L,酵母膏10 g/L,蛋白胨10 g/L,琼脂15 g/L,,自然pH,115℃灭菌20min。
木薯粉一级种子培养基:料水比1:4的木薯粉,经液化糖化,调节pH为4.5,115℃灭菌20min,冷却,添加尿素母液至灭菌醪液中。
木薯粉二级种子培养基:料水比1:3的木薯粉,经液化糖化,调节pH为4.5,115℃灭菌20min,冷却,添加尿素母液至灭菌醪液中。
木薯粉发酵培养基:料水比1:2.3的木薯粉,经液化糖化,调节pH至4.5,添加相应营养盐至终浓度为MgSO4·7H2O 0.45g/L,KH2PO4 1.5g/L,CaCl2 0.2g/L,115℃灭菌20min,冷却,添加尿素母液至灭菌醪液中。
3. 溶液及试剂*2.5g/L的标准葡萄糖溶液:称取105℃左右烘干至恒重的葡萄糖2.5g,加水溶解,加浓盐酸5mL,蒸馏水定容至1000mL容量瓶。
3mol/L尿素母液:尿素18.02g定容至100mL,以微孔滤膜过滤备用。
使用时按每100g木薯粉0.25g尿素量添加。
木薯酒精发酵实验姓名:班级:生 E-mail:8@一、实验目的掌握酒精发酵的基本原理。
二、实验原理酒精发酵是在厌氧条件下,己糖分解为乙醇并释放出二氧化碳。
酒精发酵的类型有3种:即通过EMP途径的酵母菌酒精发酵、通过HMP途径的细菌酒精发酵和通过ED途径的细菌酒精发酵酵母菌通过EMP途径分解己糖生成丙酮酸,在厌氧条件和微酸性条件下,丙酮酸则继续分解为乙醇。
而如果在碱性条件或者培养基中加有亚硫酸盐时,则发酵的主要产物是甘油,这也是工业的甘油发酵。
因此,如果要用酵母进行酒精发酵,就必须控制发酵液的微酸性条件。
三、实验材料1. 菌种酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)GGSF162. 培养基YPD(Yeast extract Peptone Dextrose,酵母浸出物)斜面培养基:葡萄糖20 g/L,酵母膏10 g/L,蛋白胨10 g/L,自然pH,115℃灭菌20min。
木薯粉发酵培养基:料水比1:2.3的木薯粉,经液化糖化,调节pH至4.5,添加相应营养盐至终浓度为MgSO4·7H2O 0.45g/L,KH2PO4 1.5g/L,CaCl2 0.2g/L,115℃灭菌20min,冷却,添加NH4Cl 0.6g/L至灭菌醪液中。
3. 溶液及试剂*2.5g/L的标准葡萄糖溶液:称取105℃左右烘干至恒重的葡萄糖2.5g,加水溶解,加浓盐酸5mL,蒸馏水定容至1000mL容量瓶。
3mol/L尿素母液:尿素18.02g定容至100mL,以微孔滤膜过滤备用。
使用时按每100g木薯粉0.25g尿素量添加。
*用NH4Cl代替尿素,使用时终浓度为0.6g/L。
*菲林甲液:34.65g硫酸铜加蒸馏水定容至500mL。
*菲林乙液:173g酒石酸钾钠加50g氢氧化钠,加蒸馏水定容至500mL。
2mol/L HCl溶液:浓盐酸5.6mL,定容至100mL容量瓶中。
质量分数为20%的HCl溶液:浓盐酸257mL,定容至500mL容量瓶中。
实验原理
酒精发酵是在厌氧条件下,己糖分解为乙醇并释放出二氧化碳。酒精发酵的
类型有3种:即通过EMP途径的酵母菌酒精发酵、通过HMP途径的细菌酒精发酵
和通过ED途径的细菌酒精发酵酵母菌通过EMP途径分解己糖生成丙酮酸,在厌
氧条件和微酸性下,丙酮酸则继续分解为乙醇。
淀粉类原料的酒精发酵主要有先糖化后发酵工艺和边糖化变发酵工艺(即同
步糖化发酵工艺)2种,前者发酵时间长、酒精浓度低;后者发酵时间短,酒精
浓度高,而且由于没有终产物抑制,糖化酶用量也较少,因此该工艺是酒精发酵
研究的重要方向之一。本实验即采用的是同步糖化发酵工艺。
液化酶即ɑ-淀粉酶,可将淀粉液化成糊精及少量麦芽糖和葡萄糖。
糖化酶是一种淀粉外切酶,能把淀粉从非还原性未端水解a-1.4葡萄糖苷键
产生葡萄糖,也能缓慢水解a-1.6葡萄糖苷键,转化为葡萄糖。同时也能水解糊
精,糖原的非还原末端释放β-D-葡萄糖。
实验步骤
称取过40目筛或80目筛干燥的木薯粉1453g,以料水比1:2的比例加入
2906g60℃的蒸馏水,按10U/g木薯粉的量加入40000U/ml液化酶400uL,搅拌
混匀后于60℃下保温30min并不停搅拌。转入灭菌锅中迅速升温到95℃,保温
液化1h,期间不停搅拌,尽量不要让木薯粉浓醪中的固体颗粒粘连于容器壁上。
然后降温至50-60℃,取10ml全渣液备用测总糖,将液化后的全渣液过滤,制
的滤液测总糖。根据测得滤液的总糖浓度调滤液的总糖浓度至270g/L,于121℃
下灭菌30min,然后冷却至33℃左右。按250U/g木薯粉的量加入100000U的糖
化酶。按接种量为10%接种酿酒酵母GGSF16至液化糖化后的醪液中,同时加
入3g/L尿素,分别取样10mL置于两个三角瓶中用于测定初总糖和初还原糖。
余下的分装到10三角瓶,每瓶约300ml,分别接上发酵栓,并于33℃发酵,转
速为160r/min,摇床培养72h,期间每隔6h取样分析。发酵结束后,测定细胞
数、OD值、总糖含量、还原糖含量、酒精度、葡萄糖含量。木薯粉酒精发酵工
艺流程图如下
图4-1木薯粉酒精发酵工艺流程图
Fig.4-1 the process flow diagram of cassawa starch ethanol fermentati
木薯粉 过筛 称重 调浆
升温液化
降温
全渣液化液
滤液 过滤
测总糖
调总糖 灭菌 降温 接种10%
摇瓶发酵 过程取样分总糖 还原糖 酒精
葡萄糖
OD值
1453g
液化酶
400ul
加水
2906g
95℃ 1h >270g/L 121℃ 30min 33℃ 尿素3g/L 糖化酶250u/mL 300ml/瓶(5-6)瓶 33℃ 160r/min 细胞数 50-60℃
0 6 12 18 24
30 36 36 42 46
52 56 60 66 72
单位:h