年产4000吨酒精工厂设计毕业设计(4)

④回收酵母多级连续发酵法

此法的特点是将发酵醪的酵母，用高速离心机回收再用。由于回收大量的酵母，在发酵过程中一开始便有足够多量的酵母，发酵特别旺盛，代谢产物酒精立即大量积聚。由于代谢产物的反馈抑制作用，发酵过程中随着酒精浓度迅速增高，抑制了酵母的增殖，使酵母迅速衰亡。因此，酵母耗糖的损失相应减少，酒精产率相应可增加2％左右，连续发酵时间可缩短8—10小时，所以此法的优点是发酵周期短，产率高，设备利用率高。

回收酵母多级连续发酵是在四个一组串联的发酵罐中进行，连续发酵用糖液浓度为30—34％，来自活化罐的成熟酒母及发酵浓糖液送入第一个发酵罐的底部，发酵醪向上升起，沿导管流入第二发酵罐的底部，依次流入第三个发酵罐。这样的输送方向保证了酵母在整个发酵期间都处于悬浮状态。由于发酵作用产生代谢产物酒精和二氧化碳，醪液比重沿罐高度而逐渐降低，这样能防止发酵醪把刚送来的糖液带走。第三与第四两个发酵罐之间上部用导管相连，发酵醪由第四发酵罐的下部放出，使酵母沉降，便于回收。发酵醪的流动速度需调节到第一罐发酵度14％，第二罐发酵度10％，第三罐发酵度6.5％，第四罐6.1％，成熟醪酒精浓度约为8.8％(容量)。

从发酵醪分离回收的酵母浆，约为发酵醪容积的15％，此酵母浆送至酒母罐，添加浓度11—12％稀糖液并添加硫酸，位酸度达1—1.3°，再加过磷酸钙，而不加氮源养料，当浓度降低至4.5—5％时，即将酒母醪送至发酵罐，在发酵过程所释出的二氧化碳，通过捕集器，而洗水则用来稀释糖蜜，发酵醪用泵送入沉降槽，通过高速离心分离器将醪液和酵母分离，醪液送去蒸馏，酵母重回至活化罐中，如此反复使用15次左右。

连续发酵与间歇发酵相比，酵母菌发酵的各阶段都是在不同的发酵罐内进行，发酵中控制的pH值、精度、温度、酒精含量等都能相对稳定在酵母菌发酵所需的范围内，即酵母菌的生长、繁殖、代谢环境稳定，其发酵能力强。并且酵母菌的发酵几乎不存在适应期，糖化醪或糖密一进发酵罐就能进行发酵，使整个生产周期缩短10—20小时，能提高设备利用率20—25％。

糖蜜酒精连续发酵采用多级比单级有利，因为多级连续发酵可以比较充分地利用基质，而第一级发酵罐流出的发酵醪中未利用的基质，可以在以后的各级发酵罐内被继续消耗，因而多级连续发酵效率较高。其次是第一级发酵罐的酵母细胞数量立即达到对数生长期的数量，取消酵母繁殖中的迟滞期，使多级连续发酵一开始便进入主发酵阶段，从而取消了前发酵阶段，缩短了连续发酵过程的总时间，提高了设备利用率。

多级连续发酵法可分为单浓度连续发醉法和双浓度连续发酵法两种。单浓度连续发酵法是酒母培养与连续发酵醪的糖液均采用同一种浓度：22—25oBx；双浓度连续发酵法酒母的培养液采用低浓度糖液，浓度为14—18oBx；连续发酵法

添加基本稀糖液采用高浓度糖液，浓度为32—40oBx。

由于糖蜜浓度高、黏度大、灰分多，因此糖蜜酒精发酵多采用双浓度双流加工艺以解决酵母生长和酒精发酵最适条件不用的难题。 2.3.3从CO?回收酒精的依据

糖蜜酒精发酵过程中放出大量CO2。发酵过程中产生CO2的主要来源是在酵母菌羧化酶及羧化辅酶的催化作用下，丙酮酸脱羧变为乙醛并放出CO2，乙醛在酵母的乙醇脱氢酶作用下还原为酒精。 根据糖蜜酒精发酵化学反应式： C12H22O11十H2O → 2C6H12O6 342.2 2×180 C6H12O6 → 2C2H5OH十2CO2↑ 2×46 2×44

100公斤蔗糖可生成105.26公斤转化糖。

理论上1吨蔗糖应产生538.1公斤无水酒精，或682公升无水酒精(以20℃计算)，或677.6公升无水酒精(以15℃计算)，同时产461.9公斤CO2，可见糖蜜酒精发酵过程中产生CO2数量不少。一个年产3000吨糖蜜酒精工厂每小时排出CO2400-580公斤，每年排出CO2 2736吨。目前国内不少酒精工厂回收CO2综合利用生产液体CO2、干冰等。

在酒精发酵过程中，CO2的排出需要通过含有酒精的发酵醪层，于是就被酒精蒸汽所饱和，因此，CO2排出的同时必然带走醪液中的一部分酒精。另外，酒精发酵醪表面的蒸发也使部分酒精必然随着CO2气体而排出。排出的CO2所带走的酒精数量与发酵醪的温度、酒精浓度以及蒸发表面的状态都有密切的关系。根据糖蜜酒精工厂实际生产数据，发酵过程中CO2带出的酒精量按产量的1—1.169％计，则一个年产3000吨的糖蜜酒精工厂每年由于CO2所带走的酒精即达30000—35000公斤。因此，决不能让这么多的酒精损失，必须设法回收。

2．4双糖流加发酵工艺流程

2.4.1工艺流程图

酵母固体斜面菌种 营养盐 硫酸 水 糖蜜

糖蜜贮罐

液体试管 营养液高位槽 硫酸高位槽

泵 三角瓶 糖蜜高位槽

糖液酸化罐 1#连续稀释器 糖蜜磅秤 小酒母罐 2#连续稀释器 糖蜜供应器 3#连续稀释器 酒母培养稀糖液 酒母罐 发酵基本糖液 酒母 1#主发酵罐 酒泡 精沫 连续发酵罐组 回捕

收集 9#后发酵罐

液 器

计量罐 CO2 成熟醪 液体CO2车间

蒸馏车间

液体二氧化碳 干冰 2.4.2 工艺流程说明

（1）糖蜜的处理