【正文】 脫氫酶催化下生成乙醛。所以，糖蜜酒精發(fā)酵要求發(fā)酵醪要有適當(dāng)?shù)臐B透壓，才有利于酵母半透性細(xì)胞質(zhì)膜對(duì)醪液中C、N源、生長(zhǎng)素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收利用，才能加速細(xì)胞內(nèi)酶系的催化反應(yīng)速度，從而使發(fā)酵率進(jìn)一步提高。根據(jù)藝和設(shè)備不同，間歇發(fā)酵法又可分為開(kāi)放式、密閉式、分割式、分段添加和連續(xù)流加等發(fā)酵方法。將已殺菌的濃度為20％的稀糖液送入密閉式發(fā)酵槽，冷卻至80℃時(shí)接入10％的酒母，保溫30—35℃發(fā)酵，發(fā)酵時(shí)間為30—40小時(shí)，—7％(容量），發(fā)酵率86—87%。第一、第二次添加發(fā)酵罐容積20％的糖液，第三次加入發(fā)酵罐容積40—50％的糖液。連續(xù)發(fā)酵與此相反，發(fā)酵的每一個(gè)階段是在各個(gè)不同的容器中進(jìn)行，對(duì)每個(gè)容器來(lái)講，醪液的濃度，酒精的含量，pH，溫度等因素是一定的，這樣，酵母由于適應(yīng)穩(wěn)定外界的環(huán)境，其發(fā)酵能力加強(qiáng)，發(fā)酵率也相應(yīng)提高，整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程連續(xù)化，操作方便，生產(chǎn)管理穩(wěn)定，大大減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度和節(jié)省勞動(dòng)力，為實(shí)現(xiàn)儀表自動(dòng)控制提供了有利條件，同時(shí)由于連續(xù)發(fā)酵法，節(jié)約了非生產(chǎn)時(shí)間，提高了發(fā)酵設(shè)備利用率。為了消除這一現(xiàn)象，主罐的發(fā)酵醪交換速度應(yīng)比其他發(fā)酵罐的進(jìn)度低一些，為此可加大主發(fā)酵罐的容量，或者利用一組罐的前兩罐作主罐，這種方法使酵母的積累在第一罐內(nèi)結(jié)束，而使第二、第三發(fā)酵罐酵母細(xì)胞含量變化不大，使連續(xù)發(fā)酵穩(wěn)定在一定的酵母數(shù)量。 ’③通氣攪拌多級(jí)連續(xù)發(fā)酵法為了使糖蜜酒精連續(xù)發(fā)酵在均勻相(或均質(zhì))情況下進(jìn)行，同時(shí)保證有足夠或較多的酵母數(shù)量。因此，酵母耗糖的損失相應(yīng)減少，酒精產(chǎn)率相應(yīng)可增加2％左右，連續(xù)發(fā)酵時(shí)間可縮短8—10小時(shí)，所以此法的優(yōu)點(diǎn)是發(fā)酵周期短，產(chǎn)率高，設(shè)備利用率高。連續(xù)發(fā)酵與間歇發(fā)酵相比，酵母菌發(fā)酵的各階段都是在不同的發(fā)酵罐內(nèi)進(jìn)行，發(fā)酵中控制的pH值、精度、溫度、酒精含量等都能相對(duì)穩(wěn)定在酵母菌發(fā)酵所需的范圍內(nèi)，即酵母菌的生長(zhǎng)、繁殖、代謝環(huán)境穩(wěn)定，其發(fā)酵能力強(qiáng)。Bx。一個(gè)年產(chǎn)3000噸糖蜜酒精工廠每小時(shí)排出CO2400580公斤，每年排出CO2 2736噸。酒母擴(kuò)大培養(yǎng)所用的糖蜜自糖蜜高位箱經(jīng)液位調(diào)節(jié)器維持恒壓流入1號(hào)連續(xù)稀釋器內(nèi)，加入硫酸、磷酸及銨鹽溶液，使糖液達(dá)到一定的酸度和濃度后，送入一組串聯(lián)的酸化罐中進(jìn)行相當(dāng)時(shí)間酸化處理后，再流入2號(hào)連續(xù)稀釋器內(nèi)，加水進(jìn)行第二次稀釋至所需的濃度后，進(jìn)入酒母罐內(nèi)。 糖蜜酒精連續(xù)發(fā)酵是在一組串聯(lián)的發(fā)酵罐與后發(fā)酵罐內(nèi)完成，擴(kuò)大培養(yǎng)酒母所用稀糖液不斷地定量流入1號(hào)主發(fā)酵罐，主發(fā)酵用的濃糖液也是不斷地定量流入1號(hào)主發(fā)酵罐，與酒母罐送來(lái)的酒母醪混合開(kāi)始發(fā)酵，然后逐個(gè)地、自上而下地通過(guò)所有的發(fā)酵罐和后發(fā)酵罐，約36小時(shí)左右，發(fā)酵即告成熟，成熟醪自最后一個(gè)后發(fā)酵罐底部排出，用成熟醪泵送去蒸餾。整個(gè)工藝流程包括糖蜜原料及其貯存、稀糖液的制備和處理、糖蜜酒精酵母及其培養(yǎng)和糖蜜酒精發(fā)酵四個(gè)過(guò)程。甘蔗糖蜜中含有較大量的蔗糖和轉(zhuǎn)化糖。甜菜糖蜜錘度一般為75~84186。甘蔗糖蜜的主要成分 貯罐因制造材質(zhì)不同分為：水泥貯存罐和鋼板貯存罐。Bx。氮素的需要量可根據(jù)酵母細(xì)胞數(shù)和糖蜜中氮的含量計(jì)算得到。表24 常用的糖蜜殺菌防腐劑及其用量 名稱 用量 備注漂白粉 每噸糖蜜用200~500g 有效氯30%甲醛 每噸糖蜜用600ml 濃度40%氟化鈉 % 毒性較大五氯苯酚鈉 %~% 殘留多，于環(huán)境有害滅菌靈 % 于環(huán)境無(wú)毒無(wú)害 （2）物理滅菌法物理滅菌法是將糖液加熱至80~90℃，保持40min的滅菌方法。稀糖液的澄清糖蜜中含有很多膠體物質(zhì)、色素、灰分和其他懸浮物質(zhì)，它們的存在對(duì)酵母的正常生長(zhǎng)、繁殖和發(fā)酵有害，應(yīng)盡量予以去除。通風(fēng)可驅(qū)走SONO2等有害氣體和其他揮發(fā)性酸，增加糖液中的溶解氧，有利于酵母的繁殖。糖蜜酒精酵母我國(guó)常用于甘蔗糖蜜酒精發(fā)酵的酵母菌種為臺(tái)灣酵母396號(hào)；；甘化I號(hào)；川345及川102等。 它們的最適發(fā)育溫度25—28℃，—，最適發(fā)酵溫度31—38℃，—，耐酒精能力強(qiáng)，成熟醪最高含酒分達(dá)10—11%。最適發(fā)酵溫度為32—34℃，—。 川102酵母形態(tài)多呈圓形及卵圓形，增殖快，數(shù)量多，最適發(fā)育溫度28——30℃，最適發(fā)酵溫度31—34℃，最高不超過(guò)36℃，抗酒精能力強(qiáng)，能耐12——14％(容量)的酒精，耐酸能力強(qiáng)，發(fā)酵產(chǎn)酒精特別高，雜醇油產(chǎn)量極少。在13層左右進(jìn)料，塔頂溫度控制在79℃，%~96%，%~3%。通常多采用氣相提取雜醇油，在精餾塔進(jìn)料層板上第4層塔板上提取。因粗酒精由醪塔進(jìn)入排醛塔是氣體，而由排醛塔進(jìn)入精餾塔是液體，在熱能方面較直接式消耗大些，但可以得到質(zhì)量比較優(yōu)良的成品。（1）生石灰法生產(chǎn)無(wú)水酒精 利用CaO + H2O = Ca(OH)2脫去酒精中水分生產(chǎn)無(wú)水酒精，理論上脫除1kg水需生石灰3kg，但是由于CaO + CH3COOH =（CH3COO）2Ca + H2O及CaO吸水反應(yīng)不像理論一樣徹底，因此：①實(shí)際生產(chǎn)中石灰用量要多一些；②無(wú)水酒精的收率僅為理論產(chǎn)量的75%左右，尚有25%左右的酒精在石灰中，這些酒精隨可以通過(guò)加水蒸餾回收，但損失也多達(dá)5%~8%。但是由于技術(shù)條件所限，此方法尚不能工業(yè)化。其路程如下圖： 鈉型樹(shù)脂 5%~6%HCl處理 處理氫型樹(shù)脂 KCl處理 鉀型樹(shù)脂 水洗 烘干備用無(wú)水乙醇鉀型樹(shù)脂95%乙醇 進(jìn)一步處理 試劑無(wú)水乙醇樹(shù)脂加熱再生 淡酒 樹(shù)脂重復(fù)使用 本設(shè)計(jì)選用分子篩法生產(chǎn)無(wú)水酒精。Bx~≥%30~32℃1%表34 粗餾塔操作條件醪液入塔溫度塔底壓力塔底溫度塔頂溫度廢液含酒量塔底加熱蒸氣70~75℃~105~110℃92~95℃%（v） MPa表35 排醛塔操作條件塔底溫度塔底壓力塔頂溫度第二冷凝器酒溫脫醛酒體積分?jǐn)?shù)酯醛酒體積分?jǐn)?shù)84~86℃78~79℃40℃36%~38%95%~96% 表36 精餾塔操作條件塔底壓力塔底溫度塔頂溫度雜醇油抽出區(qū)溫度~102~104℃~℃85~90℃表37 分子篩再生條件塔內(nèi)進(jìn)口溫度出口溫度再生時(shí)間250~320℃≥150℃34小時(shí) 工藝技術(shù)指標(biāo)設(shè)計(jì)表38 工藝技術(shù)指標(biāo)項(xiàng)目指標(biāo)備注蒸餾率97%出酒率%總回收率% 工藝技術(shù)指標(biāo)設(shè)計(jì)說(shuō)明Ph：5~6186。精餾塔精餾塔的塔頂溫度一般應(yīng)控制在79℃，塔底溫度應(yīng)控制在105107℃，塔中溫度在取酒正常的情況下，在8892℃之間。260= 247。= m3/d 247。= 247。= 247。= 247。= 247。= 247。= 247。= 247。= m3/d 247。241000= 2750247。分子篩為得到無(wú)水酒精，酒汽須加熱至250320℃，從頂部通入，穿過(guò)3A分子篩床時(shí)，因分子篩微孔對(duì)誰(shuí)有很強(qiáng)的親和力，就將水分子吸附在微孔內(nèi)。雙濃稀釋稀糖適用于酵母繁殖；濃糖適用于糖蜜發(fā)酵。Bx5~6186。常用的鹽類有：氯化鈣、乙酸甲等。（2）分子篩法生產(chǎn)無(wú)水酒精該方法是采用可以吸附普通酒精中的水分的沸石為分子篩，分子篩裝入塔中，當(dāng)95%~96%（體積分?jǐn)?shù)）酒精通過(guò)塔時(shí)，水分被吸附（吸附的3/4是水，1/4為酒精），當(dāng)分子篩塔被液流飽和后，轉(zhuǎn)入另一新塔，同時(shí)將飽和塔再生，回收排出液流的酒精。間接三塔式連續(xù)蒸餾流程的成品質(zhì)量比半直接式高，還可以生產(chǎn)高純度的酒精。雜醇油的分離是自精餾塔氣相提取，經(jīng)冷卻器冷卻后，再加水稀釋至含酒精25—30％時(shí)，雜醇油分層浮在上面，送至貯存罐中，而下層的淡酒精則送至成熟醪貯箱中。糖蜜酒精廠由于酯醛餾出物數(shù)量較大，則將其返回發(fā)酵罐中再次發(fā)酵，以增加酒精得率。糖蜜酒精酵母的純種擴(kuò)大培養(yǎng)糖蜜酒精酵母純種擴(kuò)培流程：固體斜面 液體試管 三角瓶 卡式罐 小酒母2．6蒸餾生產(chǎn)流程設(shè)計(jì)半直接式三塔蒸餾流程圖：冷凝器冷凝器冷凝器預(yù)熱器成熟 來(lái)自醪池冷凝器冷凝器醪 工業(yè)酒精精餾塔排醛塔 醛酯酒粗餾塔 成品 雜醇油蒸汽 (5)川345 該酵母菌種是1952年四川省糖酒工業(yè)研究所選育出來(lái)的，適于甘蔗糖蜜酒精的發(fā)酵，在發(fā)酵溫度40℃時(shí)，發(fā)酵率仍很好，是目前內(nèi)江糖廠酒精車(chē)間等常用的酵母菌種。 它們適于甘蔗糖蜜酒精發(fā)酵，適應(yīng)性強(qiáng)，對(duì)營(yíng)養(yǎng)分的要求不象臺(tái)灣396，在營(yíng)養(yǎng)條件較差的低純度糖蜜培養(yǎng)液中，亦能保持正?；顒?dòng)，酵母細(xì)胞數(shù)和發(fā)酵速度不受影響。 它的發(fā)育最適溫度33℃，—5，發(fā)酵最適溫度33—35℃，發(fā)酵最適pH2—5，死滅溫度60℃，對(duì)酒精的抵抗能力在10％約為48小時(shí)。Bx左右，同時(shí)添加濃H2SO4，~，通入無(wú)菌空氣并酸化56h，取上清液稀釋至培養(yǎng)酒母所需的濃度。糖蜜澄清方法分為機(jī)械澄清法、加酸澄清法和絮凝劑澄清法。該方法要消耗大量的蒸汽，工廠一般不采用，只有糖蜜被嚴(yán)重污染時(shí)，才采用此法予以滅菌。補(bǔ)充氮通常是以硫酸銨作氮源，用量為每噸糖蜜使用含氮21%的硫酸銨1~，%~%。如果工廠原有糖化鍋設(shè)備，一般都利用糖化鍋?zhàn)飨♂屧O(shè)備。糖蜜原料制作稀糖液及處理的流程為：糖蜜 稀釋 酸化 添加營(yíng)養(yǎng)鹽 滅菌 澄清 稀糖液糖蜜的稀釋（1）糖蜜稀釋的目的目的是為了降低糖液中糖的濃度和無(wú)機(jī)鹽的濃度，使其適合于酵母的生長(zhǎng)，繁殖和發(fā)酵。Bx） 全糖分/% 蔗糖/% 轉(zhuǎn)化糖/% — 純度/% pH 膠體/% 硫酸灰分/% 總氮量/% 磷酸（P2O5）/% 糖蜜貯存（1）糖蜜貯存的要求：①為防止塵沙、污水、雜菌的污染，保持糖蜜的純凈，要求采用密閉容器。Bx） 全糖分/% 蔗糖表21 糖蜜的主要成分 糖蜜成分及質(zhì)量百分比 甘蔗糖蜜 甜菜糖蜜 煉糖糖蜜水分/% 總還原物（全糖分）/% 蔗糖/% 轉(zhuǎn)化糖/% 灰分/% 含氮/% 0 .54~ ~ 表22目前我國(guó)黑龍江、遼寧、吉林、內(nèi)蒙古等省區(qū)，都興建了不少利用甜菜制糖的工廠，許多糖廠都附設(shè)酒精車(chē)間。糖蜜含糖量較高，因其本身就含有相當(dāng)數(shù)量的可發(fā)酵性糖，只須添加酵母便可直接發(fā)酵生產(chǎn)酒精，是大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)制造酒精的良好原料。2．5雙糖流加發(fā)酵工藝流程選擇及論證酒母培養(yǎng)與酒精發(fā)酵采用不用的濃度，分別流加到相應(yīng)的設(shè)備上。糖液的稀釋箱流量窺測(cè)器及檢驗(yàn)器控制其錘度及流量，同時(shí)在2號(hào)、3號(hào)兩稀釋器流入一定量的甲醛溶液，其量根據(jù)工藝要求，由閥門(mén)控制。 在酒精發(fā)酵過(guò)程中，CO2的排出需要通過(guò)含有酒精的發(fā)酵醪層，于是就被酒精蒸汽所飽和，因此，CO2排出的同時(shí)必然帶走醪液中的一部分酒精。?回收酒精的依據(jù) 糖蜜酒精發(fā)酵過(guò)程中放出大量CO2。糖蜜酒精連續(xù)發(fā)酵采用多級(jí)比單級(jí)有利，因?yàn)槎嗉?jí)連續(xù)發(fā)酵可以比較充分地利用基質(zhì)，而第一級(jí)發(fā)酵罐流出的發(fā)酵醪中未利用的基質(zhì)，可以在以后的各級(jí)發(fā)酵罐內(nèi)被繼續(xù)消耗，因而多級(jí)連續(xù)發(fā)酵效率較高。這樣的輸送方向保證了酵母在整個(gè)發(fā)酵期間都處于懸浮狀態(tài)。在隨后的各級(jí)發(fā)酵罐中，隨著糖液濃度降低，酵母比生長(zhǎng)速度也逐漸緩慢降