酒精發(fā)酵工藝學(xué)0

我國(guó)酒精生產(chǎn)主要是采用微生物發(fā)酵法和化學(xué)合成法。由于微生物發(fā)酵法生產(chǎn)工藝成熟，能耗低，對(duì)生產(chǎn)設(shè)備要求不高，且能就地取材，充分利用本地資源，因此，該法被廣泛采用?；瘜W(xué)合成法主要是利用煉焦炭、裂解石油的廢氣如乙烯等為原料，經(jīng)化學(xué)合成反應(yīng)而生成酒精。目前我國(guó)酒精工業(yè)發(fā)展迅速，各項(xiàng)生產(chǎn)指標(biāo)已達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。各地酒精廠積極挖潛。我國(guó)酒精產(chǎn)量已從解放初期的1萬(wàn)t左右到目前的100萬(wàn)t左右，生產(chǎn)量已有很大的提高。盡管我國(guó)酒精工業(yè)得到很快的發(fā)展，但在生產(chǎn)技術(shù)水平、工藝自動(dòng)控制和勞動(dòng)生產(chǎn)率等方面與先進(jìn)國(guó)家相比還存在一定的差距。還需繼續(xù)開(kāi)發(fā)和推廣新技術(shù)，加強(qiáng)“三廢”利用和工藝管理，努力實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)連續(xù)化和自動(dòng)化，進(jìn)一步提高酒精工業(yè)的生產(chǎn)水平。由于世界范圍內(nèi)耕地面積都在不斷減少，以淀粉為原料生產(chǎn)酒精的比例也在減少，而以糖蜜以原料生產(chǎn)酒精的比例卻有明顯提高。據(jù)有關(guān)報(bào)導(dǎo)，全世界酒精生產(chǎn)所用原料的各種比例為：廢糖蜜占45%，石油裂解廢氣乙烯占20%，淀粉質(zhì)原料占16%，亞硫酸鹽紙漿廢液占7%，野生植物及其它約占12%。這些數(shù)據(jù)表明，將來(lái)酒精生產(chǎn)原料可能以含有可發(fā)酵性糖的工業(yè)廢棄物為主。由于各個(gè)國(guó)家和地區(qū)的地理位置不同，酒精生產(chǎn)的原料亦有差異，一般都遵循因地制宜、就地取材的原則，以減少不必要的生產(chǎn)成本。如瑞典、挪威、芬蘭等北歐國(guó)家，因?yàn)樯置娣e大，造紙工業(yè)比較發(fā)達(dá)，所以利用造紙工業(yè)的亞硫酸鹽紙漿廢液來(lái)發(fā)酵生產(chǎn)酒精的比例較大。南美洲的巴西和古巴等國(guó)，由于盛產(chǎn)甘蔗，制糖工業(yè)比較發(fā)達(dá)，所以酒精生產(chǎn)主要以制糖后的廢棄物——甘蔗廢糖蜜為原料。隨著酶制劑工業(yè)的不斷發(fā)展，現(xiàn)在包括中國(guó)、美國(guó)、日本、俄羅斯、德國(guó)等國(guó)都已使用雙酶法液化、糖化的專一性比較強(qiáng)，副反應(yīng)較少，所以大大提高了淀粉出酒率。目前淀粉出酒率可高達(dá)56.3%左右。為了進(jìn)一步提高酒精生產(chǎn)水平，各國(guó)的工程技術(shù)人員都在研究新型的酒精發(fā)酵方法，如現(xiàn)已在工業(yè)生產(chǎn)上應(yīng)用的固定化細(xì)胞酒精發(fā)酵法、耐高溫活性干酵母（AADY）發(fā)酵法等新的發(fā)酵工藝。以設(shè)備方面也有不少新型生物反應(yīng)器出現(xiàn)，如單罐連續(xù)攪拌反應(yīng)器（CSTR）、酵母回用連續(xù)攪拌反應(yīng)器、塔式反應(yīng)器、細(xì)胞固定化反應(yīng)器等。在新原料利用方面，目前主要有亞硫酸鹽紙漿廢液、纖維素和半纖維素、乳清、城市廢纖維垃圾（含廢報(bào)紙和衛(wèi)生紙等），這些原料經(jīng)適當(dāng)?shù)奶幚砗筮M(jìn)行酒精生產(chǎn)。酒精蒸餾工藝也不斷改進(jìn)和完善。由于酒精廠的蒸餾工藝是酒精廠的一項(xiàng)重要任務(wù)。除了在蒸餾塔的塔型和塔板結(jié)構(gòu)上進(jìn)一步改造外，還應(yīng)在新的蒸餾工藝方面進(jìn)行研究。目前研究較多的蒸餾工藝有高效節(jié)能的差壓式蒸餾、膜分離酒精等。在我國(guó)習(xí)慣將乙醇稱為酒精。酒精的外觀是一種無(wú)色透明的液體，有很強(qiáng)的揮發(fā)性和特殊的刺激性氣味，極易燃燒變成二氧化碳和水，同時(shí)放出大量的熱能。酒精是一種用途較廣的有機(jī)溶劑，它能與水以任何比例混合，同時(shí)放出熱量，總體積縮小。一般白酒的度數(shù)是以其含酒精的體積分?jǐn)?shù)來(lái)表示的。酒精是一種飽和一元醇，它的化學(xué)特性主要表現(xiàn)在（—OH）羥基上。其主要特性是能與水、醇類、乙醚、氯仿、苯、甘油等有機(jī)溶劑混溶，也能與多種金屬鹽類、碳?xì)浠衔?、脂肪酸等起化學(xué)反應(yīng)。酒精的一種飽和一元醇，它的化學(xué)特性主要表現(xiàn)在（—OH）羥基上。其主要特性是能與水、醇類、乙醚、氯仿、苯、甘油等有機(jī)溶劑混溶，也能與多種金屬鹽類、碳?xì)浠衔?、脂肪酸等起化學(xué)反應(yīng)。1、燃燒時(shí)生成二氧化碳和水C2H5OH+3O22CO2+3H2O這一性質(zhì)使酒精可成汽車工業(yè)和航空工業(yè)的動(dòng)力燃料。2、乙醇分子間的脫水反應(yīng)生成乙醚2C2H5OHCH3CH2OCH2CH3+3H2O3、乙醇與堿金屬作用放出氫氣生成乙醇鋼2C2H5OH+2Na2C2H5ONa+H2燃燒濃H2SO4，140℃

或AlO3，240～260℃

4、乙醇分子內(nèi)的脫水反應(yīng)生成乙烯或乙醚C2H5OHCH3CH2OSO2OH+H2OCH3CH2OSO2OHCH2===CH2+H2SO45、乙醇可被高鏈錳酸鉀或重鉻酸鉀氧化成乙醛和乙酸CH3CH2OHCH3CH===O+H2OCH3CH===OCH3COOH6、乙醇與酸反應(yīng)生成酯類物質(zhì)CH3CH2OH+HNO3CH3CH2NO3+H2O濃H2SO4160～180℃

乙醇酸性硫酸酯酸性硫酸酯乙烯160～180℃

O重鉻酸鉀，稀H2SO4

乙醇乙醛[O]，稀H2SO4重鉻酸鉀乙醛乙酸乙醇硝酸硝酸乙酯硝酸乙酯受熱會(huì)發(fā)生爆炸，是常用炸藥的成分之一。乙醇與有機(jī)酸反應(yīng)，生成有機(jī)酸酯。CH3CH2OH+CH3COOHCH3COOCH2CH3+H2OCH3CH2OH+HCOOHHCOOCH2CH3CH3CH2OH+CH3CH2COOHCH3CH2COOCH2CH3酒精在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用1、作為交通運(yùn)輸?shù)哪茉淳凭c汽油都具有易燃性，燃燒時(shí)放出大量的熱能。因此，許多國(guó)家的科研工作者都在進(jìn)行用酒精代替汽油作為汽車的燃料的研究。隨著石油資源的日益短缺，這種利用再生資源來(lái)取代石油產(chǎn)品的研究顯得非常重要。目前，用10%酒精與90%的汽油混合成一種混合燃料(gasohoe)，已作為汽車動(dòng)力燃料使用乙醇乙酸H2SO4乙酸乙酯乙醇甲酸-H2O甲酸乙酯丙醇丙酸-H2O丙酸乙酯

2、化工原料在化學(xué)工業(yè)中，酒精是許多化工產(chǎn)品的基本原料。利用酒精可生產(chǎn)乙醛、乙酸、乙醚、乙烯、丁二烯、聚乙烯、乙二醇及多種酯類物質(zhì)。酒精也是合成橡膠的廉價(jià)原料。酒精是用得較多的有機(jī)溶劑，它可以用于香料、染料、油漆、樹(shù)脂等工業(yè)生產(chǎn)部門，有時(shí)也可作為珠寶、鐘表等的洗滌劑。3、醫(yī)藥工業(yè)酒精配成75%濃度時(shí)，可用于各種醫(yī)療器具的消毒。食用級(jí)酒精可用來(lái)調(diào)配各種藥酒。