【導(dǎo)讀】是人類(lèi)可再生能源的主要組成成分?；瘜W(xué)合成法是以石油工業(yè)中石油裂解產(chǎn)生的乙烯為原料加。發(fā)酵法酒精的原料可以是淀粉質(zhì)原料、糖蜜原料、纖維素。原料、野生植物和亞硫酸造紙廢液。目前我國(guó)酒精工業(yè)發(fā)展迅速，各項(xiàng)生。產(chǎn)指標(biāo)已達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平。為了進(jìn)一步提高酒精生產(chǎn)水平，各國(guó)工程技術(shù)。發(fā)酵生產(chǎn)酒精也存在一些問(wèn)題：生產(chǎn)所排放的酒精糟液對(duì)環(huán)。境的污染問(wèn)題；酒精生產(chǎn)原料問(wèn)題；酒精生產(chǎn)成本偏高問(wèn)題。

　　

【正文】 ，因此糖蜜酒精發(fā)酵多采用 雙濃度雙流加工藝以解決酵母生長(zhǎng)和酒精發(fā)酵最適條件不用的難題。 從 CO?回收酒精的依據(jù) 糖蜜酒精發(fā)酵過(guò)程中放出大量 CO?。發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生 CO?的主要來(lái)源是在酵母菌羧化酶及羧化輔酶的催化作用下，丙酮酸脫羧變?yōu)橐胰┎⒎懦鯟O?，乙醛在酵母的乙醇脫氫酶作用下還原為酒精。 根據(jù)糖蜜酒精發(fā)酵化學(xué)反應(yīng)式： C12H22O11 十 H2O → 2C6H12O6 2180 C6H12O6 → 2C2H5OH 十 2CO?↑ 246 244 100 公斤蔗糖可生成 公斤轉(zhuǎn)化糖。 理論上 1 噸蔗糖應(yīng)產(chǎn)生 公斤無(wú)水酒精，或 682 公升無(wú)水酒精 (以20℃ 計(jì)算 )，或 公升無(wú)水酒精 (以 15℃ 計(jì)算 )，同時(shí)產(chǎn) 公斤 CO?，可見(jiàn)糖蜜酒精發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生 CO?數(shù)量不少。一個(gè)年產(chǎn) 3000 噸糖蜜酒精工年產(chǎn) 2700 噸 無(wú)水 酒精工廠的初步設(shè)計(jì) 16 廠每小時(shí)排出 CO?400580 公斤，每年排出 CO? 2736 噸。目前國(guó)內(nèi)不少酒精工廠回收 CO?綜合利用生產(chǎn)液體 CO?、干冰等。 在酒精發(fā)酵過(guò)程中， CO?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， CO?排出的同時(shí)必然帶走醪液中的一部分酒精。另外，酒精發(fā)酵醪表面的蒸發(fā)也使部分酒精必然隨著 CO?氣體而排出。排出的 CO?所帶走的酒精數(shù)量與發(fā)酵醪的溫度、酒精濃度以及蒸發(fā)表面的狀態(tài)都有密切的關(guān)系。根據(jù)糖蜜酒精工廠實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)，發(fā)酵過(guò)程中 CO?帶出的酒精量按產(chǎn)量的 1— ％計(jì)，則一個(gè)年產(chǎn) 3000 噸的糖蜜酒精工廠每年由于 CO?所帶走的酒精即達(dá) 30000— 35000 公斤。因此，決不能讓這么多的酒精損失，必須設(shè)法回收。 2． 4 雙糖流加發(fā)酵工藝流程 工藝流程圖 年產(chǎn) 2700 噸 無(wú)水 酒精工廠的初步設(shè)計(jì) 17 酵母固體斜面菌種 營(yíng)養(yǎng)鹽 硫酸 水 糖蜜 糖蜜貯罐 液體試管 營(yíng)養(yǎng)液高位槽 硫酸高位槽 三角瓶 糖蜜高位槽 糖液酸化罐 1連續(xù)稀釋器 糖蜜磅秤 小酒母罐 2連續(xù)稀釋器 糖蜜供應(yīng)器 3連續(xù)稀釋器 酒母培養(yǎng)稀糖液 酒母罐 發(fā)酵基本糖液 酒母 1主發(fā)酵罐 連續(xù)發(fā)酵罐組 9后發(fā)酵罐 計(jì)量罐 成熟醪 無(wú)水酒精 分子篩 塔 精餾酒精 蒸餾車(chē)間 再生 酒精 蒸餾塔 工藝流程說(shuō)明 （ 1）糖蜜的處理 糖蜜自糖蜜貯池流出，經(jīng)除砂器除去部分砂土，然后用泵送到糖蜜磅，由電動(dòng)觸點(diǎn)自動(dòng)控制計(jì)量后，放至糖蜜池，然后用往復(fù)泵送到 4 樓的糖蜜高位箱暫貯。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，再酒精回收液 泡沫捕集器 泵 年產(chǎn) 2700 噸 無(wú)水 酒精工廠的初步設(shè)計(jì) 18 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)。而供主發(fā)酵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 3 號(hào)連續(xù)稀釋器內(nèi)，加水一次 稀釋至所需的濃度后，連續(xù)地送入 1 號(hào)主發(fā)酵 罐內(nèi)。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。 營(yíng)養(yǎng)鹽、硫酸 銨 及過(guò)磷酸鈣用 70℃ 熱水溶解并浸出成澄清溶液后， 用營(yíng)養(yǎng)液泵送入四樓的硫酸高位箱內(nèi)。生產(chǎn)時(shí)，濃硫酸與磷酸、銨鹽溶液匯同一起送入 1 號(hào)連續(xù)稀釋器內(nèi)，稀釋用的冷水來(lái)自蒸餾車(chē)間冷水高位箱，經(jīng)液位調(diào)節(jié)器維持恒壓送入連續(xù)稀釋器內(nèi)。為了調(diào)節(jié)糖液的出口溫度，稀釋器還裝有熱水箱，所用熱水由蒸餾車(chē)間的冷卻器來(lái)，同樣經(jīng)位壓調(diào)節(jié)器維持恒壓送入連 續(xù)稀釋器內(nèi)，冷熱水的加水比，根據(jù)工藝要求，由閥門(mén)控制。 （ 2）糖液的發(fā)酵 糖液進(jìn)行酒精發(fā)酵所需的酒母，經(jīng)各階段擴(kuò)大培養(yǎng)后，進(jìn)入 酒母 罐，并連續(xù)流進(jìn)稀糖液，開(kāi)始連續(xù)培養(yǎng)，而成熟的酒母醪則自 酒母 罐底部連續(xù)送入 1 號(hào) 主 發(fā)酵罐內(nèi)。 酵母擴(kuò)大培養(yǎng)采用間歇通風(fēng)培養(yǎng)，所需的空氣，由空氣壓縮機(jī)供給，經(jīng)空氣凈化器和空氣過(guò)濾器處理后入酒母罐和 1 號(hào) 主 發(fā)酵罐。 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。 發(fā)酵過(guò)程產(chǎn)生大量的二氧化碳和泡沫，引入泡抹捕集罐內(nèi)消除泡沫，積聚沫液， CO?氣體再導(dǎo)入 CO?洗滌器內(nèi)，用水洗出其中夾帶的酒精，收集得到的沫液用泵送回后發(fā)酵罐再行發(fā)酵， CO?洗水 (淡 酒液 )則送入最末一個(gè)成熟醪計(jì)量罐內(nèi)連同成熟醪一起送去蒸餾， CO?則導(dǎo)入液體 CO?車(chē)間，經(jīng)壓縮冷卻制成商品液體二氧化碳 和固體干冰 。 2． 5 雙糖流加發(fā)酵工藝流程選擇及 論證 年產(chǎn) 2700 噸 無(wú)水 酒精工廠的初步設(shè)計(jì) 19 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。糖蜜中可發(fā)酵糖占 50%左右，在連續(xù)發(fā)酵時(shí)為了保證酵母的繁殖速率，連續(xù)酒精發(fā)酵多采用雙流加工藝，其特色是在酒母罐流加 14~18186。Bx的低濃度稀糖液，在發(fā)酵罐罐流加 32~40186。Bx 的高濃度稀糖液。為了提高 1主發(fā)酵罐的抗雜菌污染能力， 1主發(fā)酵罐的酒分多控制在 4%~6%（體積分?jǐn)?shù)），因此 1主發(fā)酵罐具有酒母罐和發(fā)酵罐雙重功能。在發(fā)酵罐流入高濃稀糖液是為了提高流加糖的平均糖分，保證連續(xù)發(fā)酵效率。 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。 糖蜜 原料及其貯存 糖蜜種類(lèi) 糖蜜是甘蔗或甜菜糖廠的一種副產(chǎn)品，又稱廢糖蜜，俗稱 橘 水。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。隨著我國(guó)制糖工業(yè)的發(fā)展， 糖蜜 的產(chǎn)量日益增加，我國(guó)不少糖廠都附設(shè)酒精車(chē)間，作為綜合利用糖蜜生產(chǎn)酒精。 （糖蜜的主要成分見(jiàn)表 21） 從制糖原料來(lái)分，糖蜜可分為甘蔗糖蜜和甜菜糖蜜。 ① 甘蔗糖蜜 甘蔗糖蜜是以甘蔗為原料糖廠的一種副產(chǎn)物。我國(guó)南方各省，如 廣東、廣西、福建、四川和臺(tái)灣等省均盛產(chǎn)甘蔗，甘蔗糖廠較多。因此，甘蔗糖蜜的產(chǎn)量也較大，產(chǎn)量約為原料甘蔗的 ％。甘蔗糖蜜中含有較大量的蔗糖和轉(zhuǎn)化糖。 （甘蔗糖蜜的主要成分見(jiàn)表 22） ② 甜菜 糖蜜 甜菜糖蜜為甜菜糖廠的一種副產(chǎn)物，它的產(chǎn)量約為甜菜的34％，甜菜的生產(chǎn)在我國(guó)以東北、西北、華北地區(qū)為主。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。 （甜菜糖蜜的主要成分見(jiàn)表 23） 甜菜糖蜜與甘蔗糖蜜的主要區(qū)別是甜菜糖蜜中轉(zhuǎn)化糖含量極少，而蔗糖含量 較多， 占絕大部分， 甘蔗糖蜜成微酸性， ， 而甜菜糖蜜則呈微堿性， pH ，甜菜糖蜜中氮素含量 %，甘蔗糖蜜中氮素含量%，雖然甜菜糖蜜的氮素含量比甘蔗糖蜜多，但是占甜菜糖蜜含氮量 50%年產(chǎn) 2700 噸 無(wú)水 酒精工廠的初步設(shè)計(jì) 20 的甜菜堿很少被酵母消化（在強(qiáng)烈通風(fēng)下僅消化 50%）。 糖蜜成分 糖蜜是蔗糖結(jié)晶的母液，含有蔗汁中天然成分和在蔗汁處理和煮糖時(shí)的添加物質(zhì)以及蔗汁處理和煮糖時(shí)的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物，如焦糖、黑色素等。因此糖蜜成分與原料品種、產(chǎn)地和加工方法有關(guān)，一般甘蔗糖蜜錘度為80~90186。Bx，微酸性，酸度在 10186。左 右，總還原物（全糖分）為 48%~56%，蔗糖為 30%~35%，還原糖為 15%~20%，非發(fā)酵性糖為 2%~4%，硫酸灰分為 10%~15%，膠體為 4%~7%，含磷 %~%，蛋白質(zhì)為 2%~3%及少量的烏頭酸、檸檬酸、蘋(píng)果酸、琥珀酸等。甜菜糖蜜錘度一般為 75~84186。Bx，微堿性，總還原物在 48%左右，其中主要是蔗糖，還有少量棉籽糖。 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 甘蔗糖蜜的 主要 成分 產(chǎn) 地 廣 東 四 川 項(xiàng) 目 碳酸法 亞硫酸法 碳酸法 錘度 /（ 186。Bx） 全糖分 /% 蔗糖 /% 轉(zhuǎn)化糖 /% 純度 /% 非法 酵性糖分 /% 非法酵性糖 /全糖 /% 膠體 /% 酸度 /（ mmol/100g） 硫酸灰分 /% 總氮量 /% 磷酸（ P2O5） / % 年產(chǎn) 2700 噸 無(wú)水 酒精工廠的初步設(shè)計(jì) 21 表 23 甜菜糖蜜的 主要 成分 產(chǎn)地 項(xiàng) 目 遼 寧 黑龍江 錘度 /（ 186。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。 ②為保證生產(chǎn)正常進(jìn)行，常備有 2030d 生產(chǎn)用糖蜜貯存量。 ③貯存罐的位置應(yīng)兼顧運(yùn)輸和生產(chǎn)兩方面，以有利于使用方便。 ④貯存罐放料口口徑宜大，在南方地區(qū)貯存罐應(yīng)設(shè)糖蜜降溫裝置。 ⑤稀糖蜜和受 到污染的糖蜜不宜過(guò)久貯存，以免造成糖分的過(guò)多損失。 （ 2） 糖蜜貯存設(shè)備 ： 糖蜜貯存設(shè)備主要是貯罐。貯罐因制造材質(zhì)不同分為：水泥貯存罐和鋼板貯存罐。 由于水泥貯存罐建造和維修費(fèi)用等方面存在很多缺點(diǎn)，因此現(xiàn)在