酒精工艺总结 聊大生科院_医用酒精使用总结
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酒精工艺总结
1、酒精的分类: 食用酒精:GB 10343-2008,09101实施;工业酒精:GB/T 394.1-2008。09、06、1实施。
工业酒精中甲醇含量较高:甲醇尤其对视神经影响严重,饮5~10mL严重中度,10mL以上致失明,30mL可引起死亡。
2、酒精的工业化生产方法:①发酵法:A]淀粉质原料生产工艺:(80%的酒精); B]糖质原料生产:废糖蜜—预处理稀糖液发酵; C]纤维质原料(指亚硫酸盐纸浆废液)
②化学合成法: 乙烯水合法。
3、酒精生产的原料:凡含有可发酵性糖或可转变为可发酵性糖的物料均可,随技术进步、菌种发展,原料种类不断增加,如半纤维素、纤维素等。
4、常用原料种类:淀粉质原料种类(薯类、谷类、淀粉渣类);糖质原料(废糖蜜、甜高梁、亚硫酸盐纸浆废液等);纤维质原料:全世界植物生物体的年生产量高达155X109t干物质,所贮存的能量是当前全世界能耗总量的10倍,且是一种可再生资源,潜力巨大。农作物纤维下脚料;森林和木材加工工业下脚料;工厂纤维和半纤维素下脚料;城市废纤维垃圾等。
5、淀粉质原料酒精生产工艺特点及流程
特点:原料要进行粉碎处理(二级锤式粉碎);原料要经过蒸煮(热处理);进行糖化:使淀粉转化为可发酵糖。醪液黏度随蒸煮逐渐下降,有利于物料输送。蒸煮过程产生部分焦糖、黑色素:高温下糖脱水形成焦糖,黑色素由糖-氨反应所致,对酵母有抑制.酒精生产工艺流程:
原料—粉碎(1.2~2.5)—蒸煮(108℃~132℃)—糖化(58~60℃)—发酵(28~30 ℃接种;32~36发酵)—蒸馏:成品酒精、工业酒精、杂醇油、酒糟酒母
6、原料输送(机械、气流、混合三种):机械输送(带式输送机、螺旋式输送机(绞龙)、斗式提升机)。气流输送(风力输送):与机械输送相比能耗高。1
可实现风选。另外,与细碎机相连可提高粉碎效率50%±;混合输送:机械与气力输送联用。
7、粉碎的目的:粉料易于吸水膨胀(几分钟内完成)和较彻底糊化-液化,有利于糖化发酵顺利进行,提高出酒率。粉料糊化-液化速度快,糖损失少,蒸汽用量少,有利于降低产品成本。粉料便于输送,易实现机械化,连续化和自动化。
8、水-热处理的目的:使淀粉糊化溶解:淀粉存在于细胞中,因受细胞壁保护,不易被淀粉酶作用;灭菌:高温蒸煮,能杀死微生物菌体和孢子,防止杂菌感染,有利于发酵顺利进行。
9、低温蒸煮工艺:指利用a-淀粉酶在80—85℃条件下,使淀粉糊化和液化(耐高温a-淀粉酶最适温度90—95℃)的生产工艺。
10、蒸煮过程中如何减少糖损?
加大料水比;拌料时间要快,避免局部过热,采用缓和蒸煮条件;拌料温度避开60—65℃,采用73—75℃,使酶失活;缩短拌料后的停留时间等。出酒率是酒精生产的基本技术指标,它的高低表明所选择的工艺是否先进以及操作、管理水平的高低。所以,要选择适当的工艺流程和工艺条件,使蒸煮过程中可发酵性物质的损失降到最低程度。
11、LBW工艺:整粒玉米用离心机分离热酒糟的清液在90~95 ℃下浸渍糊化液
化,使玉米吸水软化,再用均质机加高温а-淀粉酶进行二次湿磨。可节约蒸煮用汽85%。
12、低温蒸煮工艺措施:粉碎在1.5 mm以下;添加a-淀粉酶;保持一定的糊化
时间50—100min;添加抗菌素抑制杂菌;控制酸度:高温灭菌彻底,低温易染菌,使酸度增高,尤其在夏季,应注意添加抗菌素[对酵母无影响]。注意甲醇含量
13、中温蒸煮工艺流程
瓜干或玉米---粉碎(1.2mm)---先加水+料调pH6.0~6.5+耐高温a-淀粉酶(5-6 u/g原料)---加热40~50 ℃预热—4只罐串联(104℃,102℃,100℃,98℃),时间90~100min—真空冷却+糖化酶糖化(100 u/g原料)。
优点:节能、杀菌力高于低温蒸煮,有利于控制杂菌,可利用原设备。
14、糖化剂:能够将淀粉分解为可发酵糖的生物催化剂。
15、黑曲霉分泌的糖化酶可分解a-1.4键、a-1.6键、甚至a-1.3键,使淀粉、糊
精、麦芽糖完全转化为葡萄糖,所以,它是酒精生产淀粉糖化所需要的最关键的淀粉酶。
16、液体深层通风培养:将曲霉菌在液体基质中通风培养,使之生长和产糖化酶的过程。
液体曲:经液体深层通风培养所得到的含酶培养液。
17、液曲酒母:指在液体曲培养到一定阶段接入酵母菌种,使两者一起培养成熟,成为糖化、发酵剂。
18、糖化:利用糖化剂中的淀粉酶系统对溶解状态的淀粉糊精水解成可发酵性
糖的过程;前糖化、后糖化。糖化醪:糖化后的醪液。
19、糖化酶(淀粉-1,4-葡萄糖苷酶):水解a-1,4键 a-1,6-键,甚至a-1.3键形成葡萄糖。
20、果胶质分解是甲醇的主要来源。
21、糖化剂的种类:固体曲、液体曲、酶制剂(糖化酶)三类。
22、酒母:酒精发酵之母,酒精发酵由酵母菌引起的,酵母是单细胞真核微生物,原子囊菌纲,细胞呈卵圆形、椭圆形,个头较大,一般6—11U之间
酒母制备:将试管中酵母菌种逐级扩大培养成大量酵母细胞,供糖化醪发酵生产酒精使用的过程。
23、酒精生产对酵母的要求(2快3耐1稳定):繁殖速度快,降糖速度快;耐酸性强,耐热性强,耐较高的酒精浓度(耐高温酵母可在38—42℃下发酵);菌种生产性能稳定,不易退化。
24、常用酵母菌株及生产特点:拉斯2号(RaⅡ):细胞长卵圆性,能发酵葡萄糖、蔗糖、麦芽糖等,不能发酵乳糖。在玉米醪中发酵特别旺盛。拉斯12号(RaXⅡ);K字酵母(日本);1300(南阳五号):细胞椭圆形,少数腊肠性,能发酵葡糖、麦糖、蔗糖、1/3棉子糖,不发酵乳糖。耐酒精13%以下;1308(南阳混合酵母)。
25、发酵时间发酵分为三个阶段:前发酵期:酵母繁殖阶段,接种量:5~10%。时间:6—8h;接种温度:28~30℃。主发酵期:醪液上下翻动,产生大量泡沫,并发出“丝丝”泡沫破裂的响声。细胞数量达1—1.4亿个/mL,溶解氧基本消耗完,主要进行厌氧酒精发酵,至酒精量4%时繁殖停止。糖分下降快
(可达1%/h);酒精量上升快,温度上升快
温度:控制34℃。时间:12h左右。后发酵期:酵母和固性物部分下沉,醪温下降。持续时间约40h,后糖化作用较慢所致,同时发酵产物也有毒害作用。工艺参数:醪液降至:30—32℃时间:40h。
26、酒精发酵工艺: 间歇式、半连续式、连续式三种方式。
间歇式依罐容积和糖化醪流加方式不同分以下4种方法:一次加满法;分
次添加法;连续添加法及分割主发酵醪法。
27、间歇发酵工艺条件:接种温度:28~30 ℃;发酵温度:30-34℃;pH:4.7-5.0;
时间:58—72h;成熟醪酒精含量:6—10%(V)。
28、半连续发酵工艺:指主酵阶段连续发酵,后酵采用间歇发酵的生产方法。
29、连续发酵工艺:全混(均相)连续发酵:M培养和发酵在一个设备中进行,液体培养基混合搅拌良好,保证了整个发酵液的均一性。化学控制器(恒化器):通过对培养基中某一微生物生长的必要成分的浓度进行控制的方法。浊度控制器(恒浊器):通过对培养液浊度变化的控制来实现调控的方法。梯级式连续培养法。
30、稀释比D:指单位时间内醪液流加量和流加发酵罐内总醪量的比值。单位:
h1,D=F/V
(F—流加的速度L/h;V—流加罐内发酵液的体积L)。
一般淀粉质原料生产酒精:D=0.05-0.1h1之间(多控制0.05-0.07h1)。
31、连酵发酵工艺条件:接种温度:28 ℃;流加罐前3--4只,控制稀释比
D=0.05-0.07h1;
温度:30-33℃;pH值:pH3.3-4.2;酵母数:0.7—1亿个/mL;时间:35-50h;首罐酒精度6%,成熟醪11%。
33、发酵成熟醪含8~11-15 %(%)(V)酒精,一般用蒸馏方法分离提纯。
34、酒精的挥发系数:在酒精-水混合液达到沸腾状态时,平衡系统中,气相中
酒精含量A%与液相中酒精含量a%的比值,称为酒精的挥发系数。
35、杂质的挥发系数:在乙醇-水-杂质三元混合物达沸腾状态时,杂质在汽相中的含量a和在液相中的含量β的比值。
36、杂质的精馏动态(分布规律):即杂质移动方向、富集部位及去除方法。K杂>1(始终):即头级杂质,杂质在汽相中的含量始终大于液相中含量,也
就是说,它在塔内的移动方向是上行的,随酒精蒸汽沿塔而上,在塔顶汽相富集。
排除:在塔顶或冷凝器中通过排醛、提取酒头等法去除。例甲醇、乙醛、甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯等。
K杂
分离方法:排除废液酒糟。如:乙酸、糠醛。
K杂随酒精度的变化而变化:即中间杂质(难分离),酒精浓度低时,K杂>1,沿塔而上;酒精浓度高时,K杂
分离方法:在K杂=1附近提取杂醇油,汽相、液相均可,但工厂多在进料塔板以上2、4、6块塔板液相提取。如:戊醇、异戊醇、异丁醇、异丙醇、丙醇、异丁酸异酯、异戊酸异酯、乙酸异戊酯。
37、根据粗馏塔进入精馏塔物料状态不同,两塔进料分:汽相过塔、液相过塔
两种方式。
38、发酵行业废液特点:浓度高;排放量大;无毒且富含营养。含菌体、残糖、无机盐、有机物溶媒、副产物及少量代谢产物,重金属含量低.COD高10000~50000mg/L,超标50~250倍。
39、现代废水处理方法:物理处理法:化学处理法;生物处理法;
物理处理法通常采用沉淀、过滤、离心分离、气浮、蒸发结晶、反渗透等
方法,将废水中悬浮物、胶体物和油类等污染物分离出来,从而使废水得到初步净化。
化学处理法通常采用方法有:中和、混凝、氧化还原、萃取、汽提、吹脱、吸附、离子交换及电渗透等方法。
生物处理法;通过微生物的代谢作用,使废水溶液、胶体以及微细悬浮状
态的有机物、有毒物等污染物质,转化为稳定、无害的物质的废水处理方法。分为需氧处理和厌氧处理两种方法。广泛采用的为合二为一的厌氧--好氧生化处理,再辅以调节、沉淀、絮凝、过滤等工序的处理方式。