工业酒精生产工艺

摘 要本文以淀粉质为原料，概述了酒精工业的生产方法，具体的分析了酒精生产的特点和工艺流程。关键词淀粉质；特点；工艺流程0 前言酒精工业和其他轻工业一样，具有投资小、回收期短、资金周转快的特点，在国民经济中起着重要的作用，与人们生活有着密切的关系。随着现代科学事业的不断发展，酒精的应用范围越来越广泛，它是许多化工产品不可缺少的基本原料。利用酒精可以制造合成橡胶、聚氯乙烯、聚苯乙烯、乙二醇、冰醋酸、苯胺、乙醚、脂类、环氧乙烷、氯乙醇、二氯乙烷和乙基苯等。酒精是一种很好的有机溶剂，也可作为洗涤剂和浸出剂。在医药上酒精可用与灭菌和药剂的调试，高纯度的酒精可用来配制各种饮料酒。在国外有的工厂用酒精作燃料，取代煤和汽油；有的国家正在使用，用酒精作为燃料的汽车。随着自然资源开发的日渐减少，酒精作为绿色资源永不腿色，他的用途将更为广泛。

1酒精的种类

我国工业生产的酒精按国家规定分为高纯度酒精、食用酒精和工业酒精等，并由轻工业部和卫生部颁布标准。高纯度酒精，酒精浓度不得低于99.5%（容量），是一种严格中性没有杂味的酒精，专供国防工业、电子工业与化学试剂用。食用酒精，酒精浓度不得低于95.0%（容量），杂质含量较少，主要用于食品行业配制饮料酒、医药行业和精细化工行业。工业酒精，只要求酒精浓度达到95.0%（容量），无其它要求，主要用于油漆稀释，合成橡胶等工业生产，或作燃料使用。

2酒精工业的生产方法

2.1发酵法。是利用淀粉质原料或糖质原料，在微生物的作用下生成酒精，根据原料的不同，又可分为：淀粉质原料发酵生产酒精，这是我国当前生产酒精的主要方法，它是利用薯类、谷物及野生植物等含淀粉的原料，在微生物的作用下将淀粉水解为葡萄糖，再进一步发酵生成酒精。整个生产过程包括原料蒸煮、糖化剂制备、糖化、酒母制备、发酵及蒸馏等工序。糖蜜原料发酵生产酒精，直接利用糖蜜中的糖分，经过稀释并添加部分营养盐，借酒母的作用发酵生成酒精。亚硫酸盐纸浆废液发酵生产酒精，造纸原料经亚硫酸盐液蒸煮后，废液中含有六碳糖，这部分糖在酵母作用下可以发酵生成酒精，主要是工业酒精。

2.2化学合成法生产酒精。是利用炼焦炭、裂解石油的废气为原料，经化学合成反应而制成酒精。生产方法又可分为间接水合法和直接水合法两种，目前工业上普遍采用后者。间接水合法又称硫酸水合法，它的生产过程是将乙烯与硫酸经加成作用生成硫酸氢乙脂，再进行水解，生成乙醇和硫酸。此法的缺点是对设备腐蚀严重，酸消耗较多，优点是对原料气体的纯度要求不高，设备简化，易与上马。直接水合法，乙烯与水蒸气在磷酸催化剂存在下，在高压高温下可直接发生加成反应，生成酒精。此法要求乙烯纯度在98%以上的原料气，需要采用特殊的方法分离裂解其中各种组分，对设备、材料都提出了较高的要求，但此法步骤简单，无腐蚀问题。

3淀粉质原料酒精生产的特点

原料系采用薯类、粮谷类及野生植物等，在投产前必须先经过破碎处理。目前在国内上有一部分产量较小的酒精厂，采用间歇蒸煮，原料不经粉碎，就直接将快状或粒状原料投入生产，但大部分中等规模以上的酒精厂，原料多经二次粉碎，然后进行高压连续蒸煮，有利原料的受热面加大，更有效地达到蒸煮的要求。原料必须经过蒸煮，在高温高压过程中，引起原料细胞的组织破裂，使存在于细胞中的淀粉转化为可发酵性糖。蒸煮温度由于原料的品种与规格不同而有差异，通常为130—150度，但经过粉碎的原料，其蒸煮所须的温度较低，大约120—130度。高温处理除了使淀粉糊化，便于淀粉酶起糖化作用外，还可把附着的有害杂菌杀死。淀粉质原料生产酒精，要经过加曲糖化作用，把糊化成溶解状态的淀粉转化成可发酵性糖。由于曲的生产方法不同，可分为麸曲糖化法、液曲糖化法、根酶糖化法（阿米罗法）、根酶酒母混合法、麦芽糖化法等。目前在国内是以麸曲糖化法和液曲糖化法为主，在国外使用淀粉质原料生产酒精的方法，大致可分为：麦芽法，以麦芽、黍芽、稷芽作糖化剂；阿米罗法，将根霉或毛霉等霉菌，在糊化醪冷却至30—40度时，接种培养，在霉菌生长过程中转化淀粉成发酵性糖，再加酵母发酵；曲法，以固体曲或液体曲作为糖化剂；酶法 ，用淀粉酶代替曲。淀粉悬浮液在糊化和溶解过程中，粘度是不断变化的，当淀粉颗粒溶解时，粘度逐渐增加，达到最大限度后，随着温度的继续上升，醪液粘度下降。蒸煮过程中原料因受高温高压，易产生焦糖。由于淀粉质原料甘薯内所含的碳水化合物中以淀粉为主，另外还有少量糊精和糖类；而马铃薯中所含的糖主要是堡葡萄糖和果糖，以及少量的蔗糖；在谷粒中则以葡萄糖为主。在蒸煮时，不同的糖份其化学变化也不同。例如糖份回转化，醛糖回变成酮糖（异构化）；各种糖份都会焦化，形成焦糖；己糖分解变为羟甲基糠醛，又很容易和新的氨基酸分子起作用而生成黑色素。焦糖是不能被发酵的，还会阻碍酵母的发酵作用，影响发酵而降低酒精产量。因此，蒸煮时要注意控制适宜的温度和压力。由于形成焦糖的作用，一般在高浓度溶液中比低浓度溶液中容易进行，因而淀粉质原料蒸煮时，如原料内含有较多的糖分，便容易形成黑色物质和焦糖。醪液浓度越高，也越容易形成焦糖。因此，我国个别酒精厂对甘薯干的原料加水比，一般都采用1∶3—1∶3.4，有时还要稍稀些，这样便于淀粉率的提高。

4 淀粉质原料酒精生产的工艺流程

用淀粉质原料生产酒精时，投产前必须先把快状或粒状的原料，磨碎成粉末状态后，经过高压蒸煮和糖化作用，然后在进行发酵，最后经蒸馏得到成品酒精。原料粉碎连续蒸煮的酒精工厂，原料出库后，先经过粉碎，然后再投入生产。几乎大多数工厂都采用了锤式粉碎机，把原料磨成粉。很多工厂都采用二次粉碎法，在进入锤碎机前先经过粗碎，把大快原料初步打碎成小快原料，再经过锤碎机，将小快原料打碎成较细的粉末原料，这样便于连续蒸煮。蒸煮糊化把磨碎后的粉末原料，先行拌水预热，使原料升温，为连续蒸煮作好预煮准备。原料内的淀粉颗粒，经高压蒸煮后逐步破裂，趋与溶解状态，蒸煮醪液成糊状。曲霉糖化经蒸煮糊化后的醪液，通过曲霉菌的淀粉酶进行糖化作用。曲霉菌生成的淀粉酶，能把原料内含有的淀粉转变为可发酵性糖，供酵母菌利用。曲霉菌是属于好气性的微生物，故在繁殖和生长过程中要给以充分的空气，同时，淀粉酶的形成也取决于所供给的空气量。酵母发酵，酒精发酵是属于厌气性发酵，在发酵过程中进行无氧呼吸，在此过程中，发生着复杂的生物化学变化，既有糖化醪中淀粉和糊精继续被淀粉酶水解生成糖，也有蛋白质在曲霉蛋白酶水解下生成肽和氨基酸。这些物质一部分被酵母吸收合成菌体细胞，另一部分则被发酵，生成酒精和CO2。蒸馏提纯，经酵母菌把糖转变成酒精后，在成熟发酵醪内，除含有酒精和大量水分外，还含有固形物和许多杂质。蒸馏是把发酵醪液中含有的酒精提纯出来，通过粗馏和精馏，最后取得合乎规格的酒精，同时得到副产物杂醇油，还有大量的酒糟（也称废醪）排除。

5 结束语

酒精原料不同，其特点也不相同，在酒精生产中应根据具体的原料特点，采取具体的工艺流程，确保酒精的生产质量。

酒精制造的工艺流程

全套啤酒厂生产设备主要包含粉碎系统、糖化系统、发酵系统、制冷系统、清洗系统、控制系统等主要部件以及很多辅助部件。精酿啤酒设备型号：100升到10000升，不同的配置不同的型号精酿啤酒设备价格也不同。

小型啤酒设备主要用于啤酒屋、酒吧、餐厅 、音乐餐吧、KTV等餐饮娱乐场所。

小型设备规格可以选择100升、200升、300升、500升、1000升的设备不等，具体根据自己规模来选择。

啤酒设备组成系统

1.发酵系统主要包括发酵罐、清酒罐和酵母扩配设备。罐体夹层米勒板，采用304不锈钢板加工，冷却介质：酒精水，罐体带视镜，底部一个进出口，顶部安双作用真空安全阀、隔膜压力表，可封闭式视镜，有一备压排气兼口，内接洗球、外接备压排气管及，罐体有无菌取样阀及铂电阻，带80型鲁米视镜射灯。冷轧椭圆型上封头,美观且无清洗死角;带取样口。

2. 设备便于人工操作和手工清洗使其进一步发酵出优质的啤酒，具备了先进的发酵工程技术和设备制造，能够通过自控系统，可实现自动，半自动化控制，全过程控制啤酒的发酵。发酵罐清洗人孔，分顶部人孔、侧部人孔、腰部人孔。

3.发酵系统一般由6—12只发酵罐组成，规格从100升—5000升均有，种类多样，更可根据您的需要量身定做，其设备内胆采用国际标准的优质不锈钢材料焊接而成，聚氨酯高压发泡保温锥底结构，外包根据顾客需求，可用不锈钢镜面、哑光、碳钢、喷涂等形式。

4.啤酒标准化发酵生产技术，罐体内部镜面抛光，抛光质量标准，完全满足啤酒发酵、自动清洗、消毒系统的要求。

5.发酵罐冷却夹套，满足行业技术标准，采用弥勒版、拱形通道、瓦楞通道、螺旋等夹套换热方式，满足不同冷却介质和压力的热交换技术需要。

6.发酵罐之间连接有洗涤杀菌管道、物料管道、冷却回流管道和。所有与物料接触的不锈钢管道均采用卫生级iso或pin标准管道，内外壁抛光，满足食品级卫生标准 。

酒精又叫乙醇，是重要的化工原料，可制造多种有机试剂和溶剂，也是制染料、涂料、医药、香料、合成材料、洗涤剂等的原料。　(1)工艺流程：制曲—制酒母—蒸煮糊化—糖化发酵—蒸馏。(2)工艺操作要点：①制曲:此工艺流程所用的糖化剂多为固体培养基所培养。在麸皮中添加5%，10%谷糠或细稻皮作培养基，培养黑曲霉菌或黄曲霉菌作为糖化剂，称麸曲法。麸曲法的曲霉菌一般经试管培养、培养皿培养、制种曲和制曲等几个阶段逐步扩大培养，直至满足生产需要。试管培养：常用的黑曲霉菌菌种(如黑曲霉菌轻研2号)由专门研究单位提供。试管培养所用的培养基有多种，可用小米培养基。将小米培养基分装于清洗、灭菌的试管中，每管约10毫升，间隔蒸煮灭菌三次，每次间隔1昼夜，蒸煮1小时。最后一次灭菌后，将试管斜置过夜，用接种针接人少量黑曲霉菌菌种，在30-32摄氏度的温度下，经5-7天即繁殖旺盛。检验合格后即可提供扩大培养用。培养皿培养：可在培养皿或三角瓶中进行。培养基可用5%-10%的谷糠或细稻皮制成，麸皮和谷糠加1—1.2倍的水浸泡2小时，上锅蒸30-40分钟后，分别装入已灭菌的培养皿或三角瓶中，装料厚度0.2-0.3厘米，继续蒸30分钟，即成培养基。培养基冷至40摄氏度以下时，在无菌室中用接种针接人少量试管培养的黑曲霉，充分搅匀，放人恒温箱中，在30—32摄氏度的温度下培养约3-5天，菌种即可繁殖旺盛。检验合格后，将培养皿或三角瓶中的水倒出，在35-40摄氏度的温度下干燥。干燥后，存放于阴凉干燥处，保存备用。制曲种：曲种又叫种曲，是用于制曲的曲霉菌菌种。制曲种应在专门的曲种室进行。接种前一天，先将曲盘及工具放人室内，密封后，燃烧甲醛，进行药物杀菌，约1昼夜后敞开天窗，让药物气体逸出。制曲种的原料可为麸皮、大米、小米和高粱等。常用的配方为：麸皮70%—80%，谷糠或稻皮10%，含水约60%的鲜酒糟20%-30%。将原料加水拌匀，加水量为料量的75%—85%，放置滋润1小时，过筛，再上锅蒸煮45-50分钟。蒸好后出锅，冷却至37-38摄氏度，按0.1%—0.2%的接种量接人培养皿培养好的菌种，并铲匀，在32-35摄氏度下堆积4-6小时，中间翻拌一次；然后将料分装于曲盘中，厚度约1厘米，再将曲盘堆在30摄氏度左右的温度下存放；此时料温为28-30摄氏度。5-7小时后，料温逐渐升至32-34摄氏度，这时应倒换曲盘的堆迭形式；以后每隔3-4小时捣碎曲料结块三次，并保持料温不超过35-36摄氏度。从接种起，经48-50小时，孢子已长成，料温开始下降或不再上升，即可提高室温，打开曲室天窗，在35-40摄氏度的温度下干燥5—6小时。干燥后，将曲种存放在阴凉千燥处，保存备用。制曲：曲是可以直接投入生产使用的糖化剂。制曲应在专门的曲房中进行。制曲的原料一般掺人5%—10%的谷糠或麸皮，也可再掺人：20%-30%的新鲜酒糟。制作时，将原料加水拌匀，加水量应由麸皮及酒糟的含水量来决定，一般可用下式计算：加水重量=原料重量*(要求含水%-原料含水%)/(1-要求含水%)要求含水量一般为45%-50%。将加水拌匀的料过筛，放置1小时，使水分浸透原料，再上锅蒸煮45-50分钟，取出过筛，散开冷却至37-39摄氏度，按0.3%-0.5%的接种量接入曲种，拌匀。接种后的曲料送人曲房；在28-30摄氏度下堆积4—6小时，翻拌一次；再堆放1-2小时，拌匀，分别装人曲盘，厚度为2-2.5厘米。再将各盘堆迭成方柱形，装盘4-5小时后；料温可升至36-37摄氏度，此时进行拉盘。所谓拉盘，是将迭成方柱形的曲盘拉开一定距离，呈晶字形，以利于空气流通及排放曲霉产生的二氧化碳。拉盘5-7小时后，料温迅速上升；可达41-42摄氏度，此时进行扣盘。所谓扣盘是将空曲盘倒扣在装有曲料的曲盘上，然后相互翻转，使曲料由原盘落于空盘中，使原来被压在下面的曲料生长曲霉。扣盘后，曲盘仍堆成品字形，根据料温的变化情况，适时调动曲盘位置，以保持各盘中料温基本一致。制曲过程申；曲室温度应保持在28-33摄氏度。一般由接种开始，经40-45小时，即可出曲。已制好的麸曲应立即投入生产使用，不宜长时间存放。②制酒母：酵母菌的扩大培养一般分试管培养、三角瓶培养、卡氏罐培养和制酒母等阶段。试管培养：先将大麦用冷水浸泡24小时，中间换三次水，然后摊在竹帘上或竹筛里，在室温下任其发芽。待叶芽长度与大麦粒相等时，碾碎，加1.5-2倍水，在60摄氏度的温度下糖化1-3小时，再用布袋过滤。调节糖度到12-13度，加硫酸调节pH为0.2-0.4小将糖液分别装入试管中，每管约5毫升，蒸煮灭菌约1小时，每昼夜灭菌一次，共进行三次。最后一次灭菌，放置过夜，同时无菌接人少量试管中培养好的酵母菌，在25-26摄氏度的温度下，培养22-24小时。经检验合格后，即可提供扩大培养用。三角瓶培养：可在三角瓶和烧瓶中进行。所用培养液及培养方法均与试管培养相同，只是扩大培养倍数为8-10。卡氏罐培养：先将红薯粉与其2倍的水搅拌成浆液，再将红薯粉重量的3倍的水放人锅中煮沸，此时倒入红薯粉浆液，搅拌蒸煮40分钟。出料后，用粗布过滤，即可得糊化醪。将糊化醪装入灭菌的卡氏罐中，加入料量8%-10%的曲种，在60摄氏度的温度下，糖化1-3小时。调节糖度为12-19度，pH为0.3-0.35；然后于蒸汽或沸水中灭菌1小时。放冷后，按7%-10%的接种量接人三角瓶中培养好的酵母菌。在27-28摄氏度培养20-22小时；每4-5小时搅动一次，待繁殖旺盛，检验合格，即可供制酒母用。制酒母:将红薯粉、鲜酒糟、谷糠和水按100：20：5：50的比例拌匀，筛出粗粒，滋润3-4小时,上锅蒸煮40分钟。然后将料分装于灭菌的酒母培养缸中，加水，并加酸调pH至4.3左右，再加人料量8%-10%的种曲，拌匀。当料温为25-27摄氏度时，按接种量5%-7%接人卡氏罐中培养好的酵母醪，并在25—26摄氏度的温度下培养8-10小时。酒母成熟后，即可作为生产使用的酵母菌。③蒸煮糊化：将红薯干粉碎，过筛后加水调成13%-15%的浆液，上锅蒸煮。蒸煮时间长短与火力强弱有关，常凭经验判断，一般约40分钟可蒸透，即可得糊化醪。④糖化发酚麸曲和酒母可同时接人糊化醪中。将糊化醪冷却至20摄氏度时，加入8%-10%的麸曲和3%-5%的酒母拌匀，按料中含水60%-65%的比例加水。在不超过20摄氏度的情况下，将料装入陶瓷缸发酵池或地窖中，封口后进行糖化发酵。发酵过程中，料温逐渐上升，一般为28-35摄氏度，最高可达40-42摄氏度，水分保持约65%。发酵时间由入池温度、气温、物料散热情况，原料粉碎程度及淀粉浓度等多种固素决定，一般3天左右即可完成发酵。发酵后出料，即可送去蒸馏。⑤蒸馏：从粗产物中分离出精制乙醇是在间歇式蒸馏塔中进行的。将发酵醪液装日蒸馏釜内，用间接蒸汽和直接蒸汽加热，热沸后保持料液沸腾状态，使包括乙醇在内的挥发性成分汽化。蒸汽从塔顶逸出，进入分凝器冷凝成液体。蒸馏初期，冷凝液全部从塔顶流回塔中(生产上叫闷塔)，它的主要目的是提浓乙醇。分凝器流出的回流液温度不应低于50-56摄氏度，以免破坏蒸馏塔的操作。冷凝器在塔中闷1.5-3小时后即开始蒸出乙醇。开始蒸出的是比乙醇沸点低的头级杂质，接着是成品乙醇，最后是沸点高于乙醇的尾级杂质，这些均应分别接收在不同的容器中。待乙醇馏分蒸完时，即可停止加热。料液冷却后，打开釜底的残液出料阀，放出残液，用清水清洗塔、釜、分凝器及冷觏器等设备，然后重新装料，进行下一步蒸馏。