酒精发酵实验.doc

安徽工程大学实验报告书 学生姓名： 钱晓红 学号： 3090402138 专业班级：生工091 实验类型：□ 验证 √综合 □设计 □ 创新 实验日期： 2012.12.19~2012.12.29 实验成绩： 一、当前酒精生产工艺的技术进展及现状 我国酒精生产以发酵法为主，大多数工厂是采用薯干为原料.近年来，随着酒精质量的不断提高，各科研部门对酒精工业进行了一系列的技术改革，无论是在连续蒸煮、真空冷却、连续糖化、液体曲、糖化酶、固体干酵母的使用、连续发酵、新型蒸馏塔的应用方面，或是在优良菌种选育，工艺与设备的改进，自动控制、综合利用和环境保护等方面，都取的了不少的成绩。近年来，以淀粉质原料发酵生产酒精逐渐减少，以糖蜜为原料发酵生产酒精逐渐增加，目前糖蜜酒精产量占世界总产量的40%。随着石油化工的迅速发展，用硫酸法、直接水合法以及利用石油裂解产生的乙烯或天然气直接合成酒精的产量越来越大。但是迄今为止，合成酒精还不能完全取代发酵发生产酒精，因为合成酒精往往夹杂异构化高级醇类，对于人的高级神级中枢有麻僻痹作用，不是宜作饮料、食品、医药及香料等用。因此即使是石油化工发达的国家，发酵法生产酒精仍然占有一定的比例，美国以淀粉质原料用发酵法生产的酒精始终保持10%以上，一些农副产品资源丰富的国家，发酵法仍然是生产酒精的主要方法。 二、实验目的 本实验是在生物工艺实验单元操作基础上综合运用酒精发酵工艺学课程中所学的基本原理和发酵方法模拟工业生产上的整个过程。解决实验过程中出现的问题并在实验后系统总结获得全面提高。 1、了解酒精发酵工艺原理。 2、熟悉酒精生产的工艺流程。 3、掌握用酶法从淀粉原料到水解糖的制备原理及方法。 4、掌握在实验室中模拟酒精发酵的工艺流程。 5、分析酒精发酵的工艺参数及数据分析。 三、实验原理 3.1 酒精发酵工艺原理 麦芽中可供发酵的物质主要是淀粉而酿酒酵母由于缺乏相应的酶所以不能直接利用淀粉进行酒精发酵因此必须对原料进行预处理通常包括蒸煮液化、糖化等处理。蒸煮可使淀粉糊化并破坏细胞形成均一的醪液所以我们加入糖化酶、淀粉酶。液化后的醪液能更好地接受糖化酶的作用并转化为可发酵性糖以便酵母进行酒精发酵。这样在无氧的培养条件下酵母菌利用糖发酵为酒精和二氧化碳的作用即为酒精发酵反应式为C6H12O6 → 2C2H5OH+2CO2 通过对发酵醪液酒精含量的测定可以判断酒精发酵的进程。 3.2酒精生产工艺流程及工艺参数选择与依据 3.2.1原料的粉碎 将麦芽用粉碎机粉碎到一定程度 3.2.2蒸煮糊化 将粉碎后的原料拌水预热使原料升温为连续蒸煮做好准备原料内的淀粉颗粒经高压蒸煮后逐步破裂趋于溶解状态蒸煮醪液成糊状。 3.2.3糖化 经蒸煮糊化后的醪液经过淀粉酶的糖化作用将原料中的淀粉转化为可发酵性糖供酵母利用。 3.2.4酵母发酵 酒精发酵属于厌氧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反应糖化醪中淀粉和糊精继续被淀粉酶水解生成糖。 3.2.5蒸馏提纯 经酵母菌把糖转化为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中的酒精提纯出来工厂中经过粗馏和精馏最后取得合乎规定的酒精。 3.3酒精发酵工艺流程图 蒸煮 过滤 四、材料与方法 4.1 原料、药品以及仪器设备 麦芽，α—淀粉酶、β-淀粉酶、糖化酶 ，面包酵母、酒精酵母（A、B未区分哪种为面包酵母哪种为酒精酵母） 粉碎机，锥形瓶，量筒，水浴锅，纱布，玻璃棒，恒温箱，糖度计，旋转蒸发器，天平，酒精密度计 4.2分析测定方法 分别称取300g麦芽粉碎后加入6个锥形瓶中，标记1A、2A、3A、1B、2B、3B，分别加入1000ml水，搅拌均匀。具体工艺流程如下： 1A 1B 1A 1B 65℃ 85℃水浴锅加热70min 3A 3B 2A 2B 65℃，糖化酶 2A 2B 90℃以上水浴锅加热30min 85℃，α-淀粉酶 55℃，糖化酶 煮沸6瓶一个小时，过滤，得澄清液，测糖度.向A中加入一定量酵母A ,向B中加入等量酵母B，摇匀。封口，放入32℃恒温箱发酵，4个小时后密封瓶口，发酵36小时后取出蒸馏，得酒精，测体积、酒精度。 五、实验结果与分析 取300g麦芽粉加入1000ml的水，以 1.同种菌不同的工艺流程来看，工艺3的酒精浓度较高，工艺2最低。 2.对比相同工艺，酵母A比酵母B产生的酒精浓度较高， 粉碎的麦芽，酒酵母由于缺乏相应的酶，所以不能直接利用淀粉进行酒精发酵，通常包括