酒精发酵工艺过程.pptx

,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,#,1,淀粉原料酒精发酵,（,Alcohol Fermentation,）,课程设计产品实例介绍,2,酒精,制,造,过,程,原料,(,淀,粉、,纤维,素,),单糖,发酵产,物,酒精,水,解,发酵,蒸,馏,Yeast,(,Saccharomyces cerevisae,),酸解,酶解,3,一、生化机制,C,6,H,12,O,6,2 CH,3,CH,2,OH+2 CO,2,+H,2,O,4,5,有氧呼吸,指细胞彻底氧化分解有机物，产生,CO,2,和水、释放大量能量的过程。主要在线粒体内，需要分子氧参加。,有氧呼吸公式,:,C,6,H,12,O,6,+6H,2,O+6O,2,酶,6CO,2,+12H,2,O+38ATP,6,无氧呼吸,指细胞对有机物进行的不完全的氧化。产物是酒精或乳酸。主要在线粒体内，不需要分子氧参与。,无氧呼吸公式,:,酒精发酵,:C,6,H,12,O,6,2C,2,H,5,OH+2CO,2,+,能量（少）,乳酸发酵,:C,6,H,12,O,6,2C,3,H,6,O,3,+,能量（少）,无氧呼吸最终使生物受到危害，原因是,不完全氧化产物的毒性,能量少 巴斯德效应,加速了对糖的消耗,7,巴斯德效应（,Pasteur effect,）,巴斯德在研究酵母的酒精发酵时发现：厌氧条件下酵母菌进行酒精发酵，葡萄糖的消耗速度很快；而在有氧条件下，酵母菌进行呼吸作用，糖的消耗速度较低，酒精产量也降低。,呼吸抑制发酵作用的现象,巴斯德效应的本质是能荷调节,8,能荷（,Energy charge,）,细胞中的能量状态,系统中只有,ATP,时，,EC,值为,1,；只有,AMP,时，,EC,值等于,0,。,细胞通过改变三者的比例调节其代谢活动,能荷调节,9,二、酒精生产原料,1,.,淀粉质原料,(1),薯类原料：甘薯、木薯和马铃薯等,(2),谷物原料：玉米、高梁、大米和小麦等,2,.,糖类原料,废糖蜜、甘蔗、甜菜等,3,.,纤维质原料,农作物秸秆、甘蔗渣、废纤维垃圾,4.,其他原料,亚硫酸纸浆废液、淀粉渣等,10,11,纤维素生产酒精工艺,12,13,三、酒精发酵微生物,1.,糖化菌,（,将淀粉、纤维素转化为糖）,曲霉（,Aspergillus,spp.,）,根霉（,Rhizopus,spp.,）,2.,酒母,（,将糖转化为乙醇,）,啤酒酵母（,Saccharomyces cerevisiae,）,及其变种,14,四、酒精发酵工艺,淀粉质原料酒精生产的特点,以薯类和谷类等为原料,原料需要蒸煮,淀粉质原料需要进行糖化,15,淀粉质原料酒精生产工艺流程,大米 曲霉菌 麸皮 淀粉质原料 酵母,米曲霉米曲 固体试管酵母,米曲汁,米曲汁试管培养三角瓶培养 粉碎 三角瓶液体酵母,曲种 蒸煮 卡式罐酒母,糖化曲液 糖化酒母糖化醪小酒母,发酵 大酒母,蒸馏,酒糟废液 酒精 杂醇油,16,淀粉颗粒,淀粉分子可发酵性糖酒精,95,乙醇,(C,6,H,10,O,5,),n,+nH,2,OnC,6,H,12,O,6,2n,C,2,H,6,O+2nCO,2,+2nATP,主要步骤,：,1.,原料粉碎,2.,蒸煮糊化,3.,曲霉糖化,4.,酵母发酵,5.,蒸馏提纯,17,原料预处理,（,1,）除杂,筛选、风选、磁力除铁,（,2,）粉碎,干法,、湿法,18,2.,蒸煮,作用：,打破植物细胞壁的保护作用，使淀粉颗粒从细胞中游离出来，并转化为溶解状态，便于糖化；,对原料灭菌。,方法：,连续蒸煮,粉碎机,分离,器,风机,拌料罐,泵,蒸煮罐,1,蒸煮罐,2,蒸煮罐,3,汽液分,离器,原料,二次蒸汽,糖,化,蒸汽,粉尘,水洗,20,3.,糖化曲的制备,（,1,）菌种,木霉（,Trichoderma,spp.,）、曲霉（,Aspergillus,spp.,）,根霉（,Rhizopus,spp.,）、芽孢杆菌（,Bacillus,spp.,）,（,2,）方法,固体曲,液体曲,21,4.,糖化,（,1,）纤维素的水解,（,2,）淀粉的水解,22,-,淀粉酶（液化型淀粉酶）,特点：,从淀粉分子内部作用,-1,，,4,糖苷键,不作用,-1,，,6,糖苷键及其周围的,-1,，,4,糖苷键,结果：,产生麦芽糖、寡糖，使淀粉溶液的粘度下降,23,-,淀粉酶,特点：,从非还原性末端按双糖为单位作用于,-1,，,4,糖苷键,不能作用,-1,，,6,糖苷键，遇则止,结果：,产生麦芽糖与极限糊精,24,淀粉,1,，,4,葡萄糖苷酶（糖化酶）,特点：,从非还原性末端以葡萄糖为单位作用,-1,，,4,糖苷键,能跃过,-1,，,6,糖苷键继续作用,-1,，,4,糖苷键,结果：,直链淀粉,葡萄糖,支链淀粉,葡萄糖、,-1,，,6,糖苷键的寡糖,25,淀粉,-1,，,6,葡萄糖苷酶（异淀粉酶）,特点：,作用,-1,，,6,糖苷键,葡萄糖,能水解,-,淀粉酶和,-,淀粉酶作用后的产物,26,5.,酒母制备,（,1,）实验室,（营养和无菌要求较高）,原菌斜面试管液体试管三角瓶培养卡氏罐,（,2,）酒母车间,卡氏罐-小酒母罐-大酒母罐-送发酵车间,27,菌种储存,酵母菌分离,接种,扩大培养,28,菌种培养,卡氏罐接种,29,6.,发酵工艺,（,1,）方式：,间歇式、半连续式、连续式。,（,2,）过程：,前发酵期,酒母迅速繁殖，,10h,主发酵期,乙醇发酵，,12h,后发酵期,发酵作用弱，,40h,总时间：,6072h,30,发酵的生化过程,(1),糖被酵母发酵生成酒精和二氧化碳。,(2),糖化作用在继续进行。,(3),糖化醪中的蛋白质被蛋白酶进一步水解，供酵母菌合成菌体细胞。,31,32,7.,蒸馏与精馏,（,1,）蒸馏塔（粗馏塔、醪塔）粗酒精、酒糟,（,2,）精馏塔成品酒精、杂醇油,头级杂质：乙醛、甲醇等（工业酒精）,中间级杂质：异丁酸乙酯、异戊酸乙酯等,尾级杂质：杂醇油,33,34,固体发酵蒸馏器,液体发酵蒸馏器,乙醇精馏器,35,8.,综合利用,（,1,）酒糟,沼气发酵，提取核苷酸，饲料,（,2,）,CO,2,液体：清凉饮料，灭火。固体：冷冻剂，人工降雨,（,3,）酒精酵母,饲料,（,4,）杂醇油,香料工业,36,酿造酒的分类,按酿造工艺分类：,酿造酒、蒸馏酒、配制酒,世界六大蒸馏酒：白兰地、威士忌、金酒、伏特加、朗姆酒和中国白酒。,按商业习惯分类：,白酒、黄酒、啤酒、葡萄酒、果露酒、药酒、其它酒（洋酒）。,37,世界六大蒸馏酒,原料,中国白酒,小麦、高梁、玉米等,白兰地酒,水果,威士忌酒,预处理过的谷物,伏特加,任何可发酵的原料，不具有明显的香气和味道,朗姆酒,甘蔗,金酒,又称杜松子酒，加入香料,38,思考,大曲酒与小曲酒的区别,白酒生产与酒精生产的区别,39,大曲与小曲的区别,大曲,小曲,高温大曲,中温大曲,粮曲，糠曲，药曲,原料,小麦（,100,）,大麦：豌豆,3,：,2,米粉，米糠，中草药,形状,砖块状,颗粒状或饼状,微生物,芽孢菌，霉菌，酵母,（少）,细菌，霉菌，酵母,根霉，酵母,特点,液化力、蛋白质分解力较高,糖化力、发酵力较高,糖化力高，发酵力高,香型,酱香（浓香）,清香（浓香）,米香,40,大曲酒与小曲酒的区别,大曲酒,小曲酒,原料,高粱,大米，高粱，玉米,用曲量,大,小,淀粉出酒率,低,高,工艺,固态（双边）发酵,半固态（先糖化后发酵或双边）发酵,发酵周期,长,短,41,白酒生产与酒精生产的区别,酒精,白酒,目的,生产乙醇，酒精含量较高,要求色、香、味，酒精含量较低,原料,薯干,高粱,曲,固体（液体）曲（根霉、曲霉）,固体曲（混合菌）,工艺,先糖化，后发酵，周期短,边糖化，边发酵，周期长,蒸馏,头级杂质：甲醇,尾级杂质：杂醇油,酒头：杂醇油,酒尾：甲醇,