第四章酒精生产工艺
第一节概述
酒精生产技术发展史
酒精生产是在酿酒的基础上发展起来的，我国劳动人民早在4000多年前就会酿酒。但是由于当时的生产技术水平和认识水平的局限性，使酒精生产受到限制。直到1902年，我国酒精工业才开始起步。当时在福建省建立了一间以甘薯干为原料的生产酒精工厂。到了1934年。中国酒精厂在上海建成，该厂主要以甘蔗糖蜜和甘薯干为原料生产酒精。
新中国成立后，我国酒精工业不论产量，质量以及生产技术均有突飞猛进的发展。淀粉岀酒率提高了50%以上，在生产上大力推广新工艺，新技术和新设备，并培养了大批酒精生产的专业人才。目前国内大型酒精厂酒精年产量均在万吨以上。许多厂家生产的优质酒精已远销国外，经济效益十分显著。
二．酒精工业的发展趋势
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。
第二节原料及其处理
一原料选择
（一）选择原料的依据
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℃）。
（二）原料的种类
用于生产酒精的淀粉原料主要有：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）等。
常用原料的化学组成
原料中所含的化学成分，直接影响着酒精生产率的高低，也关系到生产工艺流程和工艺条件的确定。常用原料的几种主要化学成分及其对酒精生产的影响大致如下。
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。而糖化酶和酵母细胞的主要成分是蛋白质，遇到单宁会凝固硬化。
目前我国各酒精厂常用的原料，约有如下几种。
（一）薯类原料
1.甘薯甘薯又名红薯、甜薯、山芋、地瓜、番薯、红苕等。在江苏、浙江和安徽一带叫山芋，在河北、山东叫地瓜，在四川、湖北则叫红苕。甘薯在我国分布较广，除西藏和东北的部分地区以外，其他各省均有种植。
在酒精生产中，甘薯原料的岀酒率较高。优点是原料来源广，成本较低，淀粉质含量高，淀粉颗粒结构疏松，易于蒸煮糊化，为糖化发酵创造条件；脂肪、蛋白质较少，发酵过程中生酸幅度小，减少对淀粉酶的破坏。
2.马铃薯马铃薯是培养微生物的较理想的天然培养基，原因是它含有丰富的无机盐及维生素等营养成分。
3.木薯木薯是多年生植物，呈灌木状，根粗而长，盛产于我国南方的广东、广西、福建、台湾等地。酒精生产用的是木薯的块根。木薯块根的主要化学成分是碳水化合物，其他成分如蛋白质、脂肪等含量都较少。
（二）谷类原料
1.玉米又名玉蜀黍苞、米、珍珠米、苞谷、棒子等。
2.高粱又名红粱、芦粟、蜀黍等。高粱在我国酿造工业中主要用于酿造白酒，很少用于生产酒精。
此外，还有大麦、大米、粟谷等。
（三）糖质原料
糖蜜是甘蔗或甜菜糖厂制糖过程中的一种副产品，又称废糖蜜。根据制糖原料，可将糖蜜分为甘蔗糖蜜和甜菜糖蜜。
1.甘蔗糖蜜甘蔗糖蜜是甘蔗糖厂的副产物，产于我国南方地区。甘蔗糖蜜外观为棕黄至黑褐色的浓稠液体，微酸性，pH在6.2左右。甘蔗糖蜜的产量约为原料甘蔗的
2.5%~3%。甘蔗糖蜜用于生产酒精时应无夹杂物，无异味，无发酵现象。
2.甜菜糖蜜甜菜糖蜜为甜菜糖厂的一种副产物，产量为甜菜的3%~4%，甜菜的生产在我国以东北、西北、华北地区为主。
甜菜糖蜜与甘蔗糖蜜的主要区别：一是甜菜糖蜜中转化糖含量极少，而蔗糖含量较多，而甘蔗糖蜜中蔗糖和转化糖均较多，全糖两者较接近；二是甘蔗糖蜜呈微酸性，而甜菜糖蜜则成微碱性；三是甜菜糖蜜中氮素含量比甘蔗糖蜜多，达1.68%~2.3%，但甜菜糖蜜中占3总含氮量50%左右的甜菜碱很难被酵母消化。
（四）辅助原料
辅助原料是指糖化剂时用来补充氮源所需的原料，主要有麸皮、米糠、玉米粉等富含碳源和氮源的物质。
三原料处理
（一）原料的的除杂
淀粉原料中最常见的杂质有泥沙、石块和金属杂质三大类。常用的除杂方法有筛选、风送除杂和电磁除铁三种。
（二）原料的粉碎
（三）在酒精生产过程中，淀粉原料都应进行粉碎处理。投产前先把
