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1、高效节能环保酒精发酵工艺的研究酒精被广泛应用于食品、化工医药、染料、国防等行业。酒精不仅可作为一种燃料，更是一种战略物资，世界上2/3的酒精被用作燃料。发展酒精不仅可以促进农业的可持续发展，并且可以作为清洁能源代替汽油或汽油添加剂，减少工业大气污染，保护环境，同时也可缓解原油进口的压力。废水处理是发酵工业一直头疼的问题，这不仅增加了生产成本，甚至有时处理不好还会造成环境污染。酒糟不仅含有酵母没有利用完全的还原糖，而且含有不少糖化过程残留的大量残余总糖，甚至含有大量酵母生长所必需的营养物质。目前几乎所有的发酵行业对酒糟只是简单进行了沼气生产或转化为廉价的肥
2、料，甚至有的直接排放，造成了极大的浪费，处理不好还会对环境造成污染。但如果能把发酵糟液中的营养物质回收利用，进行再生产，不仅可提高原料的利用率，降低生产成本，而且还可节约水资源和能源，提高其经济效益。1材料与方法1.1酵母菌株和酶制剂本实验采用的菌种为安琪耐高温活性干酵母，由湖北安琪酵母股份有限公司提供。黄鹏牌耐高温a-淀粉酶，酶活为20000u/mL;黄鹏牌髙转化率糖化酶，酶活100000u/mL,酶制剂由山东隆大生物工程有限公司提供。粗制复合酶的成分与酶活为：蛋白酶11000u/g,木聚糖酶100000u/g,B-葡聚糖酶110000u/g,最适温度
3、为42°C,最适PH5.0,由河南天冠集团提供。1.2原料原料主要为泰国进口的木薯和国内甘薯。本研究全部采用干木薯原料，木薯干淀粉含量70%左右，支链淀粉含量为17%,直链淀粉含量83%。1.3原料的配比粉碎与蒸煮糖化原料和水的比例为1:2.8,物料经粗碎与细碎两个过程后输送进入拌料罐。主要采用中温蒸煮工艺，工艺条件为用耐高温淀粉酶（100JC-105D,酶用量5u/mL,105C,90mino糖化的目的：因为淀粉蒸煮后淀粉糊化成的溶解状态还是不能够被酵母直接利用发酵产酒精，需要经糖化酶糖化转化为可发酵性糖。高转化率糖化酶用量为160u/mL-170u/
4、mL,温度60°C,搅拌lOmin,静置20min,最后还原糖浓度达到8.0%,糖化过程完成。1.4酒精发酵工艺1.4.1发酵原理采用多级连续发酵法，将10个罐组成连续发酵罐组，各罐连续方式是从上一罐上部流入下一罐底部。投产时，先将酒母打入第一罐，同时加入糖化醪，在保持该罐主发酵状态下，流加糖化醪至满，然后自动流入第二罐，在保持两罐主发酵状态下，流加进入第三只发酵罐，在保持三罐主发酵状态下，向第三只罐同时加入糖化醪，待第三罐流加满后，自然流入第四罐，直到末罐。1.4.2发酵过程发酵罐进料后调酸到PH4.2-4.7,发酵总周期：木薯60h-62ho主要分为
5、3个部分：前酵期：入罐时温度28€-30C,时间9h-llh,主要是菌体生长。前两只发酵罐一直处于前酵期。主酵期：温度保持在33€-35€,时间1lh-13h,是产酒精发酵的关键时期。后酵期：温度比主酵期低，为31C-33°C,时间36h-38h。1.4.3高效节能环保酒精发酵工艺流程（附文后）1.5酒精发酵醪的成熟指标1.5.1还原糖和总糖的测定还原糖测定采用DNS（3,5-二硝基水杨酸比色定糖法）法。发酵醪中的总残糖量测定根据Saha等人所用的方法:取10mL发酵醪，加10mL25%HCI和30mL蒸馆水混合均匀,在100°C水浴中水解3h,水解液调
6、至中性，然后用DNS法测定水解液中的还原糖。多级连续发酵法成熟发酵醪还原糖浓度在0.3%以下，总糖在0.8%以下。1.5.2酒精含量测定与蒸馆发酵液中乙醇浓度的定量分析法用酒精比重计测定法。多级连续发酵法工艺过程成熟发酵醪酒精浓度在9.0%-9.5%。发酵醪成熟后开始放罐进入蒸馆工序，蒸馆工序采用汽相过两塔蒸馆的方法。成熟的发酵醪在蒸馆工序完成后，进行酒精产品的提纯和糟液的分离工作。1・6废液处理重新应用生产1.6.1发酵残液（酒糟）处理酒糟通常酸度很高，有时含有不溶性沉淀物，过滤除杂后调PH5.0,调温度为42C,按1%比例加入粗制复酶水解2h,粗制复
7、合酶不仅可以水解原料中的残余总糖，还能部分水解纤维素和葡聚糖，还可水解发酵液中的蛋白质，释放出更多的游离氮，更重要的是对酵母进行水解破碎，释放出更多的营养物质。1.6.2水解液与原料的配比酒糟水解后，酵母被复合酶水解破碎，释放出大量的营养物质，因此酒糟不仅可以作为添加拌料，也含有较多营养物质。2结果与分析2.1高效节能环保酒精发酵工艺流程控制关键2.1.1释放速度与发酵罐的数量问题多级连续发酵法中，各罐基本上处于基本稳定状态。根据蒙阴天久酒业的实践，每小时进醪60m3,流加罐总容积为500m3,稀释浓度太大，虽然营养成分较好，酵母繁殖快，但酵母来不及积累
8、就流走，不能保持发酵罐内相对发酵的稳定，稀释速度太低，造成设备利用率低,不利于生
