酒精生产原料处理环节节能减排的研究

作     者：隋祎 

作者单位：山东轻工业学院 

学位级别：硕士

导师姓名：王君高

授予年度：2012年

学科分类：0832[工学-食品科学与工程（可授工学、农学学位）] 08[工学] 0836[工学-生物工程] 082203[工学-发酵工程] 0822[工学-轻工技术与工程] 083203[工学-农产品加工及贮藏工程] 

主      题：酒精 浓醪发酵 粘度 预处理 液化酶 

摘      要：酒精浓醪发酵以其提高发酵效率、提高设备利用率、降低生产能耗、减少废水排放量等诸多优点得到了酒精行业工作者的广泛关注。酒精生产原料预处理环节是发酵法生产酒精工艺的基础工序，对以后的每一步工序能否更好的进行，有很大影响。发酵法生产酒精工艺中，原料处理环节(原料粉碎，粉浆蒸煮液化)的能耗占总能耗的40%。对浓醪发酵工艺原料预处理环节进行研究和优化意义重大。 本论文用木薯粉为原料进行酒精发酵生产试验。 对液化过程中各工艺参数(调浆水温度，加水比，两种液化酶混合用量，液化时间)对木薯醪液粘度、液化效果及发酵效果的影响进行了研究，确定了较佳的液化工艺：木薯粉过40目筛，调降水温度50℃，加水比2.35，耐高温α-淀粉酶8U/g原料，中温淀粉酶2U/g原料，液化时间60min，在此液化条件下，醪液碘检颜色显酱红色，淀粉液化完全，醪液粘度较低，还原糖适宜后续糖化，总糖损失教小。加入150U/g原料糖化酶，60℃糖化1h，加入0.12×10个/mL活性酵母菌，发酵60h。在此工艺下，淀粉完全液化，醪液粘度远低于加水比2.87的对照试验醪液粘度，总糖损失较小，酒精产量为44.3mL稍低于对照试验，醪液酒精含量为15.28%比对照试验提高了1.34%，淀粉利用率为90.5%，残总糖、残还原糖及挥发酸符合清洁化生产的要求。 本实验还研究了液化过程中加入淀粉酶废液对酒精发酵的影响。中温α-淀粉酶废液对酒精生产有良好的促进作用。中温淀粉酶废液可以很好的代替中温淀粉酶，糊化过程中显著降低醪液粘度。当淀粉酶废液添加量达到15mL时，酒精产量达到最大的46.3mL，成熟醪酒精含量达到15.97%，淀粉利用率达到94.59%。其最大酒精产量与加水比2.8:1时几乎相等，但成熟醪酒精含量及淀粉利用率远远高于加水比为2.8:1的醪液。且淀粉酶废液的添加促进了酵母的生长。 最后通过对酒精发酵蒸煮过程的计算，分析了降低蒸煮环节能耗的几种办法。加水比由3.4降低到2.2，节约蒸汽约31.2%，醪液量减少约34.1%，提高生产能力30%以上;生熟料换热温度从50℃提高到90℃，节约蒸汽约78%;滤液回用，减少排糟液量;喷射液化，减少蒸汽的消耗量。