【導讀】是人類可再生能源的主要組成成分?；瘜W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。目前我國酒精工業(yè)發(fā)展迅速，各項生。產(chǎn)指標已達國際先進水平。為了進一步提高酒精生產(chǎn)水平，各國工程技術。發(fā)酵生產(chǎn)酒精也存在一些問題：生產(chǎn)所排放的酒精糟液對環(huán)。境的污染問題；酒精生產(chǎn)原料問題；酒精生產(chǎn)成本偏高問題。

　　

【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)酵過程中放出大量 CO?。發(fā)酵過程中產(chǎn)生 CO?的主要來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)酵化學反應式： C12H22O11 十 H2O → 2C6H12O6 2180 C6H12O6 → 2C2H5OH 十 2CO?↑ 246 244 100 公斤蔗糖可生成 公斤轉化糖。 理論上 1 噸蔗糖應產(chǎn)生 公斤無水酒精，或 682 公升無水酒精 (以20℃ 計算 )，或 公升無水酒精 (以 15℃ 計算 )，同時產(chǎn) 公斤 CO?，可見糖蜜酒精發(fā)酵過程中產(chǎn)生 CO?數(shù)量不少。一個年產(chǎn) 3000 噸糖蜜酒精工年產(chǎn) 2700 噸 無水 酒精工廠的初步設計 16 廠每小時排出 CO?400580 公斤，每年排出 CO? 2736 噸。目前國內不少酒精工廠回收 CO?綜合利用生產(chǎn)液體 CO?、干冰等。 在酒精發(fā)酵過程中， CO?的排出需要通過含有酒精的發(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)都有密切的關系。根據(jù)糖蜜酒精工廠實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)，發(fā)酵過程中 CO?帶出的酒精量按產(chǎn)量的 1— ％計，則一個年產(chǎn) 3000 噸的糖蜜酒精工廠每年由于 CO?所帶走的酒精即達 30000— 35000 公斤。因此，決不能讓這么多的酒精損失，必須設法回收。 2． 4 雙糖流加發(fā)酵工藝流程 工藝流程圖 年產(chǎn) 2700 噸 無水 酒精工廠的初步設計 17 酵母固體斜面菌種 營養(yǎng)鹽 硫酸 水 糖蜜 糖蜜貯罐 液體試管 營養(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 計量罐 成熟醪 無水酒精 分子篩 塔 精餾酒精 蒸餾車間 再生 酒精 蒸餾塔 工藝流程說明 （ 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，由電動觸點自動控制計量后，放至糖蜜池，然后用往復泵送到 4 樓的糖蜜高位箱暫貯。酒母擴大培養(yǎng)所用的糖蜜自糖蜜高位箱經(jīng)液位調節(jié)器維持恒壓流入 1 號連續(xù)稀釋器內，加入硫酸、磷酸及銨鹽溶液，使糖液達到一定的酸度和濃度后，送入一組串聯(lián)的酸化罐中進行相當時間酸化處理后，再酒精回收液 泡沫捕集器 泵 年產(chǎn) 2700 噸 無水 酒精工廠的初步設計 18 流入 2 號連續(xù)稀釋器內，加水進行第二次稀釋至所需的濃度后，進入 酒母罐內。而供主發(fā)酵用的糖蜜自糖蜜高位箱經(jīng)液位調節(jié)器維持恒壓流入 3 號連續(xù)稀釋器內，加水一次 稀釋至所需的濃度后，連續(xù)地送入 1 號主發(fā)酵 罐內。糖液的稀釋箱流量窺測器及檢驗器控制其錘度及流量，同時在 2 號、 3號兩稀釋器流入一定量的甲醛溶液，其量根據(jù)工藝要求，由閥門控制。 營養(yǎng)鹽、硫酸 銨 及過磷酸鈣用 70℃ 熱水溶解并浸出成澄清溶液后， 用營養(yǎng)液泵送入四樓的硫酸高位箱內。生產(chǎn)時，濃硫酸與磷酸、銨鹽溶液匯同一起送入 1 號連續(xù)稀釋器內，稀釋用的冷水來自蒸餾車間冷水高位箱，經(jīng)液位調節(jié)器維持恒壓送入連續(xù)稀釋器內。為了調節(jié)糖液的出口溫度，稀釋器還裝有熱水箱，所用熱水由蒸餾車間的冷卻器來，同樣經(jīng)位壓調節(jié)器維持恒壓送入連 續(xù)稀釋器內，冷熱水的加水比，根據(jù)工藝要求，由閥門控制。 （ 2）糖液的發(fā)酵 糖液進行酒精發(fā)酵所需的酒母，經(jīng)各階段擴大培養(yǎng)后，進入 酒母 罐，并連續(xù)流進稀糖液，開始連續(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 主 發(fā)酵罐內。 酵母擴大培養(yǎng)采用間歇通風培養(yǎng)，所需的空氣，由空氣壓縮機供給，經(jīng)空氣凈化器和空氣過濾器處理后入酒母罐和 1 號 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)酵罐內完成，擴大培養(yǎng)酒母所用稀糖液不斷地定量流入 1 號 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 主 發(fā)酵罐，與 酒母 罐 送來的酒母醪混合開始發(fā)酵，然后逐個地、自上而下地通過所有的發(fā)酵罐和后發(fā)酵罐，約 36 小時左右，發(fā)酵即告成熟，成熟 醪 自最后一個后發(fā)酵罐底部排出，用成熟醪泵送去蒸餾。 發(fā)酵過程產(chǎn)生大量的二氧化碳和泡沫，引入泡抹捕集罐內消除泡沫，積聚沫液， CO?氣體再導入 CO?洗滌器內，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 )則送入最末一個成熟醪計量罐內連同成熟醪一起送去蒸餾， CO?則導入液體 CO?車間，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 無水 酒精工廠的初步設計 19 酒母培養(yǎng)與酒精發(fā)酵采用不用的濃度，分別流加到相應的設備上。糖蜜中可發(fā)酵糖占 50%左右，在連續(xù)發(fā)酵時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%（體積分數(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)酵四個過程。 糖蜜 原料及其貯存 糖蜜種類 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。隨著我國制糖工業(yè)的發(fā)展， 糖蜜 的產(chǎn)量日益增加，我國不少糖廠都附設酒精車間，作為綜合利用糖蜜生產(chǎn)酒精。 （糖蜜的主要成分見表 21） 從制糖原料來分，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。我國南方各省，如 廣東、廣西、福建、四川和臺灣等省均盛產(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化糖。 （甘蔗糖蜜的主要成分見表 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)在我國以東北、西北、華北地區(qū)為主。目前我國黑龍江、遼寧、吉林、內蒙古等省區(qū)，都興建了不少利用甜菜制糖的工廠，許多糖廠都附設酒精車間。 （甜菜糖蜜的主要成分見表 23） 甜菜糖蜜與甘蔗糖蜜的主要區(qū)別是甜菜糖蜜中轉化糖含量極少，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 無水 酒精工廠的初步設計 20 的甜菜堿很少被酵母消化（在強烈通風下僅消化 50%）。 糖蜜成分 糖蜜是蔗糖結晶的母液，含有蔗汁中天然成分和在蔗汁處理和煮糖時的添加物質以及蔗汁處理和煮糖時的化學反應產(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，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 %~%，蛋白質為 2%~3%及少量的烏頭酸、檸檬酸、蘋果酸、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 目 碳酸法 亞硫酸法 碳酸法 錘度 /（ 186。Bx） 全糖分 /% 蔗糖 /% 轉化糖 /% 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 無水 酒精工廠的初步設計 21 表 23 甜菜糖蜜的 主要 成分 產(chǎn)地 項 目 遼 寧 黑龍江 錘度 /（ 186。Bx） 全糖分 /% 蔗糖 /% 轉化糖 /% — 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)正常進行，常備有 2030d 生產(chǎn)用糖蜜貯存量。 ③貯存罐的位置應兼顧運輸和生產(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)貯存罐應設糖蜜降溫裝置。 ⑤稀糖蜜和受 到污染的糖蜜不宜過久貯存，以免造成糖分的過多損失。 （ 2） 糖蜜貯存設備 ： 糖蜜貯存設備主要是貯罐。貯罐因制造材質不同分為：水泥貯存罐和鋼板貯存罐。 由于水泥貯存罐建造和維修費用等方面存在很多缺點，因此現(xiàn)在