化工工艺学课程设计.doc

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1、课 程 设 计专业名称 班 级 学生姓名 学 号 课题名称 化工工艺学课程设计 指导教师 目录1 课程设计任务书 2 概述444444555662.5 乙醇发酵常用的微生物83 乙醇发酵工艺 3.1 乙醇发酵分类10 3.2 操作要点12 3.3 结果124 参考文献5 感谢 1 “精细化工工艺学”课程设计任务书课程设计的目的： 精细化工是化学或化工专业的一门专业课，是继无机化学、有机化学、化工原理等专业基础课之后，把基础知识用于具体化工生产的一个专业体现。而精细化工课程设计是继前面专业课之后的一个总结性教学环节，是化工类人才培养中进行的一次实践，它犹如学生搞毕业设计那样的一次“预演习”，无疑

2、对学生毕业前进行毕业设计将有很大的帮助，而对于一些毕业前只搞毕业论文不搞毕业设计的学生，是使他们得到工程师训练的不可缺少的一环。课程设计的要求：以表面活性剂、涂料、香料、化妆品、抗静电剂、热稳定剂、纳米材料以及新型功能材料等精细化工研究领域为基本方向，相应的组别选择相应的方向中具体的精细化学品作为设计目标，进行合成设计。设计题目举例：组号设计名称内容提要了解、熟悉、掌握及运用相关内容1洗衣粉的生产工艺设计用烷基苯磺酸钠盐和烷基聚氧乙烯醚硫酸盐等表面活性剂为主要活性物配制洗衣粉，其活性物含量大约为10%15%。掌握洗衣粉的配制方法及生产工艺，了解洗衣粉各组分的性质及配方原理。2生物柴油的生产工艺

3、设计以地沟油为主要原料，选择合适的催化剂，和甲醇酯化反应，经后续处理得到生物柴油。掌握生物柴油的生产方法及工艺，了解生产过程的能量和物料衡算 3玉米发酵生产燃料乙醇的工艺设计选用玉米、安琪酵母为原料，利用发酵法生产燃料乙醇（99.5%），并副产玉米油、动物饲料。了解发酵法的生产燃料乙醇的原理，掌握乙醇提纯的方法和玉米油及动物饲料的生产方法。4地沟油制合成气工艺设计以地沟油为主要原料，选择合适的气化剂，按照合成气的配比要求进行气化。掌握地沟油气化的工艺，了解气化过程的能量和物料衡算。5聚醋酸乙烯乳胶涂料的配制工艺设计通过乳液聚合得到聚合物乳液，配入颜料、填料以及各种助剂如成膜助剂、颜料分散剂、增

4、稠剂、消泡剂等，经过高速搅拌、均质而成乳胶涂料。进一步熟悉自由基聚合反应的特点，了解乳胶涂料的特点，掌握配制方法及生产工艺。6新型融雪剂CMA的生产工艺设计选用地产的白云石矿和废醋酸，配入合适的助剂，经过预处理，反应，后处理生产固态产品的CMA。掌握CMA的生产方法及工艺，熟悉生产的设备，了解生产过程中能量的综合利用及三废处理。 1.3 设计内容 课程设计的基本要求就是要对所选择的设计目标做出文献综述及实验方案的设计，具体要求为：1、 查阅至少四篇相关文献，写出文献综述，并设计相应的设计方案；2、 设计方案要求画出具体的设计工艺及参数，要求工艺及方案合理可行；3、 课程设计期间遵守有关规章制度

5、；1.4 设计数据基础 可查相关教材或工具手册1.5 工作计划1、领取设计任务书，查阅相关资料（3天）；2、确定设计方案，进行相关的工艺设计（5天）；3、校核验算，获取最终的设计结果（2天）；4、编写课程设计说明书（论文），绘制工艺流程图（3天）。设计成果要求1、通过查阅资料、设计计算等最终提供课程设计说明书（论文）电子稿及打印稿1份，设计结果的A3图纸一张。2、课程设计结束时，将按以下顺序装订的设计成果材料装订后交给指导教师：（1）封面（具体格式见附件1）（2）课程设计任务书（3）目录（4）课程设计说明书（论文）（具体格式见附件2）（5）参考文献（6）课程设计图纸（可不装订，另交）（7）对设

6、计过程的评述和有关问题的讨论。1.7 几点说明1、本设计任务适用班级：08应用化学（本）精细化工方向；2、课程设计说明书（论文）格式也可参阅蚌埠学院本科生毕业设计（论文）成果撰写规范中的相关内容。参考教材 宋启煌主编，精细化工工艺学（第二版），化学工业出版社，2003年。 李东光主编，精细化工产品配方与工艺，化学工业出版社，2007年。 邓舜扬,何丽梅主编，精细化工配方集锦，化学工业出版社，1998年。学生姓名： 指导教师： 教研室主任： 系主任：二O一一年 十一月 二十八日2011127 2 概述2.1乙醇的性质及质量标准乙醇又名酒精，是由碳、氢、氧3种元素组成的有机化合物，分子式为C2H5

7、OH，结构简式为CH3CH2OH，相对分子质量为46。乙醇既是食品、化工、医药、染料、国防等工业十分重要的基础原料，又是可再生的清洁能源。乙醇作为重要的溶剂和化工原料而广泛应用于化学工业和医药卫生事业，它又是饮料酒工业的基础性原料，也是一种方便而较干净的液体（或固体）燃料。2物理性质乙醇是无色透明的液体，比水轻，具有特殊的芳香气和刺激味，吸湿性很强，可与水以任何比例混合并产生热量。乙醇易挥发易燃烧，燃烧时产生大量的热量，燃烧产物是水和二氧化碳。乙醇蒸汽与空气能形成爆炸性混合气体，爆炸极限为3.5%-18%（体积分数）乙醇的物理指标：熔点()：-114.1沸点()：78.3 相对密度(水=1)：

8、0.79相对蒸气密度(空气=1)： 1.59 饱和蒸气压(kPa)：5.33(19)燃烧热(kJ/mol)：1365.5 蒸发热(kJ/L)：918.76 临界温度()：243.1临界压力(MPa)：6.38 辛醇/水分配系数的对数值：0.32闪点()：12 引燃温度()：363溶解性： 与水混溶，可混溶于醚、氯仿、甘油等多数有机溶剂。2化学性质1） 氧化作用下乙醇的变化2C2H5OH + O22CH3CHO + 2H2OC2H5OH + O2CH3COOH + H2OCHOH + O 2CO2+3H2O2） 碱金属，碱土金属与乙醇的作用 2Na + 2C2H5OH2C5H5ONa + H2M

9、g + 2C2H5OHC(C2H5O)2 Mg + H23） 酸与乙醇的反应 CH3COOH + C2H5OHCH3COOC2H5 + H2O4） 乙醇的脱水反应 CH3CH2OH CH2=CH2 + H2O 2CH3CH2OH C2H5OC2H5 + H2O2生化性乙醇能使细胞蛋白质凝固，尤以75%（体积分数）的乙醇作用最为强烈，浓度过高，细胞表面的蛋白质迅速凝固形成一层薄膜，阻止乙醇向内部渗透，作用效果反而降低，浓度过低则不能使蛋白质凝固1。因此常选用75%（体积分数）的乙醇作消毒剂乙醇易被人体肠胃吸收，吸收后迅速解放出热量。少量乙醇对大脑有兴奋作用，数量较大则有麻醉作用，大量乙醇对肝脏和

10、神经系统有害作用。2质量标准乙醇作为一种原料性的产品，其产品质量必须达到一定的标准。通常，乙醇按含杂质多少分为：无水乙醇、试剂乙醇、食用乙醇，医药乙醇，工业乙醇。其食用乙醇国家标准如表1.1所示。表 乙醇的质量指标表项 目特 级优 级普 通 级色度/号101010乙醇/（体积分数）硫酸试验/号51060氧化时间/min403020醛/mg/L1330甲醇/mg/L250150正丙醇/mg/L235100异丁醇异戊醇/mg/L1230酸（以乙酸计）/mg/L71020酯（以乙酸乙酯计）/mg/L101825不挥发物/mg/L102025重金属（以Pb计）/mg/L111氰化物（以HCN计）/mg

11、/L5552.2乙醇生产的意义及发展史2乙醇生产的意义乙醇是可再生能源,若采用小麦、玉米、稻谷壳、薯类、甘蔗、糖蜜等生物质发酵生产乙醇,其燃烧所排放的二氧化碳和作为原料的生物源生长所消耗的二氧化碳, 在数量上基本持平,这对减少大气污染及抑制温室效应意义重大。发展乙醇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。根据我国生物燃料乙醇及车用乙醇汽油“十一五”发展专项规划，“十一五”期间，我国将生产600万吨生物液态燃料，其中燃料乙醇500万吨，生物柴油100万吨；到2020年，生产2000万吨生物液态燃料，其中燃料乙

12、醇1500万吨。如果完全用玉米来生产，按照1：3.3比例计算，2010年对玉米的需求将达到1650万吨，2020年将达到4950万吨，加上其他工业消费对玉米需求的增长，未来我国玉米生产将难以满足燃料乙醇生产的工业化需求，完全使用玉米生产燃料乙醇在我国并不现实。随着陈化粮食逐步消耗殆尽和玉米价格节节攀升，考虑到玉米生物乙醇的发展可能威胁到国家的粮食安全，为此，2006年起国家停止新批玉米燃料乙醇企业，并大力鼓励发展非粮食作物为原料开发燃料乙醇。所以以非粮作物为原料生产乙醇有着广阔的市场前景，对解决日益紧迫的液体燃料短缺问题具有极其重要的意义。2乙醇生产的发展1）生产技术的现代化新中国成立前，我国

13、乙醇工业的规模很小，生产工艺均为间歇式，以麦芽作淀粉糖化剂，原料不经粉碎，淀粉利用率只有60%左右。20世纪50年代中期开始进行技术革新，首先在糖化剂方商采用微生物糖化剂代替麦芽，1964年推行机械通风制曲，随后普遍应用液体曲，1978年开发出高活力糖化酶新菌种（UV-11）进入20世纪90年代后逐步使用具有国际水平的耐高温X-淀粉酶和高转化率糖化酶。在淀粉质原料的蒸煮、糖化工艺方面采用一级真空冷却连续糖化。在发酵方面，出现了应用耐高温酵母、酿酒用活性干酵母（或鲜酵母）及固定化酵母的新工艺。在蒸馏方面乙醇蒸馏的塔器配置从两塔、三塔/四塔、五塔发展到八塔蒸馏，近年来差压蒸馏等新技术正在生产中推广

14、应用。50年来，我国的乙醇生产技术得到很大发展，淀粉利用率达90%以上，水平高的企业淀粉出酒率达5556%；发酵液乙醇浓度由5%提高到10%左右；每吨乙醇耗煤从过去普遍在2吨以上降到1吨以下（最低达500公斤）。进入90年代后，随着食用乙醇国家标准的制订和实施，我国乙醇工业的生产技术水平得到了普遍性的提高2） 建立了完善的乙醇产品质量标准，具有生产多种规格乙醇产品的实力20世纪50年代初期，我国乙醇产品无统一的质量标准。有的厂够度即算合格，有的厂参考外国标准自行规定一些检查项目，也有的厂按中华药典中医药乙醇的要求生产。1954年，哈尔滨、济南、天津等乙醇厂应军工的需要按原苏联的乙醇标准（roc

15、t5921-51）试制成功精馏酒精，并按此生产。1956年，原食品工业部参照原苏联乙醇标准及中华药典制订了精馏酒精（食酒0301-56）和医药酒精（食酒0302-56）的部颁标准。至此，我国乙醇工业有了全国统一的产品质量标准。现今，我国已经具备较完整的乙醇产品质量标准体系，并正在对食用乙醇国家标准（GB13043-89）组织进行修订，以使其进一步和国际先进水平接轨。不断提高并有着先进性的产品标准，有力促进了我国乙醇生产和质量水平的不断提高。现在大多数企业都能生产普级食用乙醇，相当一部分企业具有生产优级食用乙醇的实力，有多家企业进行着高纯度特级乙醇的生产。3）糟液治理与综合利用取得长足发展过去，

16、糟液除略行简单过滤直接用作饲料外，基本上不予处理。随着生产的发展，对糟液的治理逐步引起重视，20世纪60年代用薯类乙醇糟液大规模进行沼气发酵取得成功，逐步推广并不断完善，现在最大的沼气发酵罐容已达5000立方米。针对沼气发酵后消化液的进一步处理，好氧法取得一定成效；近来南阳乙醇总厂开发出一套实用而有效的治理措施，采用物理化学法去除悬浮扬（制得部分干酒糟和肥料），利用生物法去除可溶性有机物（获得沼气），从而使薯类乙醇糟液的治理实现了经济上有利的达标排放2。2.3乙醇的应用领域乙醇的用途很广，主要有：1）消毒剂：医院用的一般用浓度为70%75%的乙醇溶液，因为这种浓度的乙醇溶液杀菌能力最强；此外也

17、是碘酒消毒剂的成分之一。2）饮料：乙醇是酒主要成分（含量和酒的种类有关系）如白酒为56度的酒。3）基本有机化工原料：乙醇可用来制取乙醛、乙醚、乙酸乙酯、乙胺等化工原料，也是制取、染料、涂料、洗涤剂等产品的原料。4）汽车燃料：乙醇可以调入汽油，作为车用燃料，美国销售乙醇汽油已有20年历史。此外乙醇还做：稀释剂、有机溶剂、涂料溶剂等几大方面，其中用量最大的是消毒剂。2.4主要生产工艺乙醇工业生产方法分为发酵法和合成法两大类。本文中主要研究发酵法中纤维质原料的发酵工艺：纤维质原料的乙醇发酵工艺根据原料处理方法的不同可分为酸水解乙醇发酵工艺和酶水解发酵工艺。酸水解乙醇发酵工艺浓酸水解工艺流程。浓酸水解

18、工艺流程如图1.1使用浓度为70%左右硫酸，在100温度条件下处理木质纤维素，破坏纤维素之间的晶型结构，使其水解为流动的不定形物质，这一过程也成为纤维素的溶解和去结晶。纤维素成为不定形位置后，加水将酸的浓度稀释到20%30%，并在100温度下维持约1h，使半纤维素部分水解，固液分离后得到残渣和水解物，残渣可以二次加酸，是纤维素最大限度降解。再次进行固液分离。最后得到残渣主要成分是难简介的木质素，木质素可以进一步利用。固液分离得到的水解产物在发酵前必须进行糖酸分离，分离得到的稀酸可以进入蒸发系统浓缩后循环使用，得到的糖液中进入发酵阶段7。图1.1 纤维素浓酸水解工艺流程稀酸连续渗滤水解工艺流程。

19、该流程用固体生物质原料填充在反应器中酸液连续通过的反应工式。前苏联的水解工艺主要采用这种形式。它的主要优点有：生成的糖可即使排出，减少糖的分解；可在较低的液固比下操作，提高所得糖的浓度；液体通过分离器内的过滤管流出，液固分离自然完成，不必用其他液固分离设备，反应器容易控制。工艺流程：木材经粉碎后，由带式输送器填入水解器中，水解后剩下的木质素通过排渣器排出器外。水解用酸从储罐经计算器用往复泵送人水解器。水解液从水解反应器流出后，接连通过高压蒸发器和低压蒸发器，在高压蒸发器中水解液175-180降至140-150。在低压蒸发器中进一步降到105-110，水解液最后送往中和器。稀酸二级水解工艺流程。

20、该工艺流程中，纤维质原料共进行两次水解。原料经粉碎后和酸浸泡后进入第一级水解反应器，反应器的温度升到190，用0.7%的硫酸水解，停留时间3min，可把约20%的纤维素和80%的反纤维素水解。离开以及反应器的水解液经液固分离后，糖液进入pH调节器。固形物经螺旋压榨器脱水后进入二级水解器中，治理温度升到220，用1.6%的硫酸水解，停留时间为3min，可把剩余的纤维素水解为葡萄糖。水解液混合后，经酸碱中和，可进入发酵阶段。酶水解乙醇发酵工艺 纤维素水解乙醇生产工艺可分为非同步水解与发酵工艺和同步水解与发酵工艺两类。分别简单介绍如下。非同步水解与发酵工艺（Separate hydrolysis a

21、nd fermentation ,SHF）。本工艺特点是纤维素水解和水解液乙醇发酵是分别在不同容器内单独进行的8图1.2 稀酸二级水解工艺流程图1.3 纤维质原料同步水解与发酵工艺在一般的SSF工艺中，预处理生产富含五碳糖的液体是单独发酵的。随着能同时发酵葡萄糖和木糖的新型微生物的开发和应用，又发展了同步水解发酵工艺（Simultaneous saccharification and co-fermentation,SSCF）。该工艺中预处理得到的糖液和处理过的纤维素放在同一个反应器中处理，进一步简化了流程9。2.5 乙醇发酵常用的微生物自然界中，很多微生物都能代谢产生乙醇，氮酿酒酵母等酵母菌

22、和兼性厌氧细菌运动发酵单细胞是目前乙醇生产的主要微生物。此外，根据不同的代谢途径构建的基因工程菌也是显示了良好的特性。下面介绍淀粉质原料发酵常用菌种。1) 酵母 淀粉质原料发酵最常用的菌种是酵母，酵母属于真菌中的子囊菌纲、源自囊菌目、真酵母科、无丝酵母属，是单细胞微生物。酵母一般呈卵形、椭圆形或卵圆形，大小在611m之间。乙醇生产中常用的酵母菌种有酿酒母、卡尔斯伯酵母、粟酒裂殖酵母和克鲁夫衣酵母及其变种等。活性干酵母（AADY）活性干酵母是经优选的乙醇酵母繁殖得到菌体后再经干燥得到的一种保持活性的干酵母制品，它经复水活化后即能完全恢复其正常的繁殖、发酵性能15。它主要有一下优点：可节省酒母培养

23、的投资，简化生产环节，提高劳动生产率；活性干酵母质量稳定，活化操作简单，能保证发酵的稳定性；活性干酵母种类多，具有较强的实用性；能有效提高发酵率，降低生产成本；干酵母含水分低，储存方便，能随时投入使用。自絮凝酵母 通过原生质融合技术可以使酵母获得自絮凝的特征，在培养和发酵过程中自絮凝形成毫米级大小的颗粒。自絮凝酵母乙醇技术的推广应用给乙醇工艺技术带来了重大突破。与现有各种乙醇发酵技术相比，自絮凝颗粒酵母乙醇发酵新工艺具有的突出优点有：酵母细胞在发酵罐中实现完全固定化，这一无载体固定化细胞技术不产生任何附件费用；单位体积发酵罐中酵母密度可以高达50100g/L（干重），细胞密度显著提高。平均发酵

24、时间缩短，发酵罐设备生产强度相应提高；原料的前处理及酵母细胞的完全固定化，使进入后续精馏系统的发酵液比较清洁，基本不含颗粒酵母，精馏过程生产的废糟液COD降低，有利于实现清洁生产。对于目前乙醇生产行业普遍才有的干法工艺来说，需要考虑原料残渣去除带来淀粉损失的影响，而对于湿法工艺建设的大型燃料乙醇装置，则比较容易实现。酵母工程菌 利用基因工程技术，可以赋予酵母新的特性。对于淀粉份额之原料用酵母，目前主要要就多集中在在酿酒加盟中表达淀粉酶基因，包括-淀粉酶基因和糖化酶基因。常用的酿酒酵母一般缺乏水解淀粉的酶类，不能直接利用淀粉质原料，如果能够表达淀粉酶基因，则酵母就有可能直接利用淀粉质原料进行发酵

25、。人们把细菌或霉菌中产生淀粉酶的基因片段克隆到酵母汇总，构建了不同种类的酵母工程菌。虽然构建分解淀粉酿酒酵母的工作已取得相当大的进展，但仍存在不少问题寻要解决，如构建的多数菌株利用糊精及淀粉的能力是有限的，而且讲解速率较慢等。2) 运动发酵单胞菌 运动单胞菌最早是Linder于1942从龙舌兰酒中分离得到的。为革兰阴性、厌氧细菌，单胞菌能够耐一定的氧气。其通过ED途径，专一代谢葡萄糖、果糖、蔗糖作为碳源和能源。利用葡萄糖和果糖时。能够得到近似理论产量的乙醇。该菌具有高耐糖能力、高耐乙醇能力、低生物量和高乙醇回收率以及发酵速度快等优点。单它的缺点时碳源利用面窄，仅限于葡萄糖、果糖和蔗糖。所以，当

26、以淀粉质原料发酵制乙醇时需要对原料进行处理转化为可被利用的糖类。将运动单胞菌与其他微生物如黑曲霉共固定化，可以解决碳源利用面窄的问题。本文选择活性干酵母为发酵乙醇。目前，活性干酵母已经广泛用于乙醇企业中。经多年的推广，国内不少企业已经成功的将活性干酵母应用于乙醇生产，实现了提高酒分、降低消耗等目标。 3 乙醇发酵工艺3.1 乙醇发酵分类 乙醇发酵工艺分为间歇发酵、连续发酵和半连续发酵三种。根据本工艺年产量，选择间歇发酵法中的一次加满法，以下对其进行简单介绍。一次加满法。该法是将糖化醪冷却到2730后，送进已经清洗、灭菌的发酵罐中，一次加满，同时加入10%的酒母醪，经6072h发酵即得到成熟发酵

27、醪。该法具有操作简单，易于管理的优点。但存在初始酵母密度低，发酵迟缓期延长，初始生长和发酵速度低的缺点。但该法较适用于小型发酵工厂使用。 玉米生料发酵生产乙醇工艺流程：脱胚玉米粉调浆加入酶制剂及酵母生料发酵蒸馏脱水燃料酒精3.2 操作要点（1） 原料的处理：玉米原料在进行正式生产之前，必须预处理，以保证生产的正常进行和提高生产的效益，预处理包括除杂和粉碎两个工序。（2） 原料除杂：玉米在收获和干燥过程中，经常会掺夹进泥土、沙石、粗纤维、金属杂质等杂质，这些杂质如果没有在正式投入生产之前清除，会严重影响后续生产的正常进行。石块和金属杂质会使粉碎机的筛板磨损或者损坏，造成生产的中断；机械设备运转部

28、位，会因泥沙的存在而加速磨损，杂物还易造成堵塞阀门、管道、泵和关键设备，使生产过程不能正常进行，泥沙等杂质也会影响正常的发酵过程。所以用木薯原料生产酒精前，必需进行除杂，以保证生产的正常进行和提高生产的效益。原料除杂通常采用筛选和磁选。（3） 原料粉碎：淀粉质原料的淀粉颗粒常以颗粒状态储存于细胞之中，由于受到植物组织的细胞壁的保护不宜被直接利用13。所以原料粉碎是原料处理的关键步骤之一。玉米原料粉碎可以使原料的颗粒变小，原料的细胞组织部分破坏，淀粉颗粒部分外泄，增加原料的表面积，在进行水热处理时，加快原料吸水速度，降低水热处理温度，节约水热处理蒸汽；有利于-淀粉酶与原料中淀粉分子的充分接触，促

29、使其水解彻底，速度加快，提高淀粉的转化率；有利于物料在生产过程中的输送。原料的粉碎按带水与否可分为：干式粉碎和湿式粉碎，实际生产中多采用干式粉碎。国内乙醇生产原料粉碎设备主要是锤片式粉碎机，合理的干式粉碎应采用粗碎和细碎两级粉碎工艺，在进入锤碎机前先经过粗碎，把大块原料初步打碎成小块原料，再经过锤碎机，将小块原料打碎成较细的粉末原料。湿式粉碎是指粉碎时将拌粉用水和原料一起加到粉碎机中去进行粉碎。(4)摇瓶试验：称取100g玉米粉置于500mL三角瓶中，加入一定量的酵母、糖化酶和蒸馏水等，将三角瓶置于恒温摇床上进行发酵；每隔一定时间测发酵液DH值、可溶性固形物、酒精度、酸度等指标，并计算淀粉利用

30、率。发酵罐试验：称取2kg玉米粉置于10L发酵罐中，加入一定量的酵母、糖化酶和蒸馏水等，开动搅拌进行恒温发酵；每隔一定时间测发酵液DH值、可溶性固形物、酒精度、酸度等指标，并计算淀粉利用率。(5) 分析方法玉米粉水分分析：常压烘箱干燥法 ；玉米粉淀粉含量分析：酸水解法 ；玉米粉脂肪含量分析：索式提取法 ；玉米粉蛋白质含量分析：凯氏定氮法 ；发酵醪pH测定：pH试纸法；发酵醪可溶性固性物含量：手持糖量计法；发酵醪酒精度：密度计法 ；发酵醪酸度：酸碱滴定法；发酵醪残余还原糖：直接滴定法 ；淀粉利用率=实际淀粉出酒率理论淀粉出酒率，理论淀粉出酒率为每100kg淀粉理论上应产无水酒精5678kg。3.

31、3 发酵乙醇的机理乙醇发酵作用，就是酵母菌把可发酵性的糖经过细胞转化生成乙醇与CO2，然后通过细胞膜将这些产物排出体外的过程。从酵母菌体中可以分离出二三十个酶，但直接参与乙醇发酵的只有十多个。与乙醇发酵有关的有两类：一类是水解酶，另一类是糖-乙醇转化酶。水解酶是一类可以将简单的碳水化合物、蛋白质等物质加水水解，生产更简单的物质酶。酵母主要含有的水解酶有蔗糖酶、麦芽糖酶和肝糖酶。糖-乙醇转化酶是参与乙醇酶发酵的各种酶和辅酶的总称。它主要包括己糖激酶、氧化还原酶、烯醇化酶、脱羧酶和异构酶等。它们都是胞内酶。在这些酶的顺序作用下，糖分最终被转化为乙醇。3.4 结果(1)淀粉利用率随着糖化酶添加量增加

32、而增加，随着粉浆浓度增大而增加，在料水比1：2.5，糖化酶添加量250Ug时，淀粉利用率相对较高；并且在较高粉浆浓度生料发酵时，添加纤维素酶可明显提高淀粉利用率。(2)通过正交试验对生料发酵工艺进行优化得到的最佳条件为：酵母03，糖化酶200Ug，纤维素酶015，料水比1：25，140rmin搅拌，发酵温度290C。在此条件下，进行10L发酵罐试验，发酵时问120h左右，最终淀粉利用率为93左右。通过试验可知发酵95h以后发酵速度已经变得极为缓慢，可以认为发酵95h已经发酵完全，所以发酵时间85h95h已经足够。(3)由正交试验所得的最佳条件下的糖化酶消耗量虽然相对较小，但是纤维素酶和酵母消耗

33、量相对较大，而且其发酵速度相对较慢(相对于酵母02，糖化酶250 Ug，纤维素酶01，料水比1：25，140rmin搅拌发酵温度29C的条件下)。所以根据各影响因素主次顺序，综合技术与经济效益得出最终的最佳工艺条件为：酵母02，糖化酶250Ug，纤维素酶01，料水比l：25，140fmin搅拌发酵温度290C。发酵时间为85h95h。(4)通过纯生料发酵工艺与传统工艺的蒸气、水消耗情况的比较，可看出纯生料发酵工艺可以大大减少蒸气和水的用量，这样将大大降低酒精生产成本。(5)玉米生料发酵工艺还需进行更大规模的试验，以证明其工业应用的可能性。另外，发酵时间长，糖化酶用量大并且需要添加其他辅助酶制剂，受杂菌污染的危险性较大，还有如何进行连续化生产等问题，需要进一步研究解决。参考文献1贾树彪，李盛贤，吴国峰新编酒精工艺学M北京：化学工业出版社，20042薛正莲玉米生粉酒精发酵的研究,安徽机电学院学报，1996，11(2)：68713汪江波，薛海燕，邹玉玲，等酶制剂的添加对早籼稻谷生料发酵生产酒精的影响JI中国酿造，2005(4)：15174王福荣酿酒分析与检测：化学工业出版社，20055宋启煌主编，精细化工工艺学（第二版），化学工业出版社，2003年。6李东光主编，精细化工产品配方与工艺，化学工业出版社，2007年。7邓舜扬,何丽梅主编，精细化工配方集锦，化学工业出版社，1998年。