酒精工艺学复习题(含答案)--四川理工学院

酒精工艺学复习资料1、酒精生产常用的原料有哪些？淀粉质原料：玉米、甘薯干、木薯、其他（小麦、高粱、大麦）糖质原料：甘蔗,甜菜,糖蜜.纤维素原料：农作物：秸秆、麦草、稻草、玉米杆、玉米芯、高粱杆、花生壳工厂纤维：半纤维下脚料、甘蔗渣、造纸行业下脚料辅助材料：酶制剂、活性干酵母、尿素、纯碱、硫酸等。麸皮米糠2、常用的原料除杂的方法及设备有哪些？（3种以上）方法：筛选，风选，磁力除铁设备：平面回旋筛，TCXT系列强力永磁筒、去石机、5—48—Ⅱ型除尘风网3、常用的粉碎设备有哪些？（3个以上）方法：干式粉碎、湿式粉碎设备：滚筒式粉碎机、机械冲击式粉碎机、锤式粉碎机、气流粉碎机、圆盘钢磨、对辊粉碎机4、酒精厂常用的输送设备有哪些？机械输送：皮带输送机、螺旋输送器、斗式提升机气流输送、混合输送5、淀粉糊化、液化、糖化、老化的定义淀粉糊化：当粉碎的原料与一定温度、一定比例的水混合后，淀粉颗粒会吸水、膨胀，随着醪液温度上升，从40℃开始，淀粉颗粒膨胀速度明显加快，当温度升高至60~80℃开始，淀粉颗粒体积膨胀到原来的50—100倍，淀粉分子间的结合削弱，引起淀粉颗粒部分解体，形成均一的黏稠液体，这样无限膨胀的现象称为淀粉的糊化。液化:醪液中α—淀粉酶水解淀粉分子内部的α—1,4糖苷键，生成糊精和低聚糖，随着淀粉糖苷键的断裂，淀粉链逐渐变短，淀粉浆黏度下降、流动性增强的现象。糖化：利用糖化酶将淀粉液化产物糊精及低聚糖进一步分解成葡萄糖的过程。老化：经过糊化的淀粉在较低温度下放置后，会变得不透明甚至凝结而沉淀的现象。6、简述双酶法糖化工艺（？）包括淀粉的液化和糖化两个步骤，液化是利用液化酶使淀粉糊化。粘度降低，并水解到糊精和低聚糖的程度，然后利用糖化酶将液化产物进一步水解成葡萄糖的过程。7、酒精发酵过程中产生的副产物有哪些？怎样尽量减少副产物的产生。主要有甘油、杂糖油、琥珀酸，还有乳酸、乙酸、丁酸、杂醇油、糖醛、双乙酰与乙偶姻、焦糖色素，醇、醛、酸、脂四大类化学物质。（1）减少甘油产生的方法：（加入NAF作为防腐剂）亚硫酸盐法甘油发醇：在酵母酒精发酵时，往醪液中加亚硫酸氢钠碱法甘油发酵：将酵母酒精发酵的发酵醪PH调至碱性，保持PH7.6以上（2）控制杂菌污染（3）提供足够数量的优质酵母菌及相应营养（防止醛、酸、脂类的过量生成）（4）温度不宜过高，酒精发酵在酸性条件下进行，PH不宜过高，且选择原料时蛋白质不宜过高（防止高级醇的产生）（5）防止其他糖分过量消耗，不能过量通风。8、酒精发酵常污染的微生物有哪些？可采取哪些方法进行防治。微生物：革兰氏阴性菌：乳酸菌、乳酸杆菌、明串珠菌、小球菌、双歧杆菌、链球菌革兰氏阳性菌：乙酸杆菌、运动发酵单胞菌和肠杆菌科的细菌防治方法：①添加抗生素（青霉素、链霉素）、乳苷、防腐剂、抗菌素②蒸汽消毒、死角消除、罐体清洗③加强生成环境的卫生管理，减少生产环境中空气的含菌量④保证菌种纯种9、无水酒精的制备方法有哪些？①氧化钙吸水法②液体吸水剂去水，如用甘油、汽油等③共沸现象：如用苯、戊烷、环己烷等的共沸脱水法④盐类溶液脱水法：能使共沸点移动的盐类溶液，如氯化钙，醋酸钾⑤蒸汽通过微孔隔板的扩散现象脱水⑥真空蒸馏法脱水⑦有机物作吸附剂制备无水酒精，如用玉米粉或玉米淀粉⑧蒸馏和膜分离相结合的方法脱水⑨低温下去水，如氧化钙脱水法和分子筛脱水法（10）分子筛脱水法（11）二氧化碳抽提法（12）树脂法（13）醋酸盐加乙二醇萃取法(14)固体吸附剂工业制备:无水乙醇；萃取精馏；膜分离法；共沸精馏；10、什么是酒化酶？酒化酶是指参与酒精发酵的各种酶及辅酶的总称.11、酒母成熟的指标有哪些?(1)酵母细胞数酵母细胞数是观察酵母繁殖能力的一项指标，也是反映酵母培养成熟指标。成熟的酒母醪其酵母细胞数一般为l亿／ml左右。(2)出芽率酵母出芽率是衡量繁殖旺盛与否的一项指标。出芽率高，说明酵母处于旺的生长期。反之，则说明酵母衰老。成熟酒母出芽率要求在15—30%。(3)酵母死亡率:用美蓝对酵母细胞进行染色，如果酵母细胞被染成蓝色，说明此细胞已v死亡。正常培养的酒母不应有死亡现象，如果死亡率在1%以上，应及时查找原因采取措施进行挽救。(4)耗糖率:酵母的耗糖率也是观察酒母成熟的指标之一。成熟的酒母，耗糖率一般要求控制在40-50％。耗糖率太高，说明酵母培养已经过“老”，反之则“嫩”。(5)酒精:成熟酒母醪中的酒精含量一方面反映酵母耗糖情况，也反映酵母成熟程度。如果酒母醪中酒精含量高，说明营养消耗大，酵母培养过于成熟。此时，应停止酒母培养，否则会因营养缺乏或酒精含量高抑制酵母生长，造成酵母衰老。成熟酒母醪中的酒精含量一般为3-4％(容量)。(6)酸度:测定酒母醪中的酸度是观察酒母是否被细菌污染的一项指标。如果成熟酒母醪中酸度明显增高，说明酒母被产酸细菌所污染。酸度增高太多，镜检时又发现有很多杆状细菌，则不宜做种子用。12、为什么要获得浓度高的酒精需要加压蒸馏？13、酒精六塔蒸馏工艺中，六塔是哪六塔，每个塔的作用？六塔为:醪塔、粗辅塔、水萃取塔、精馏塔、脱甲醇塔、含馏分处理塔.①醪塔：将酒精和挥发性杂质从发酵醪中分离出来。多采用低温负压蒸馏，使得酒精和挥发性物质更容易分离，且节能。②粗辅塔：分两段，上段设在醪塔顶部，预热醪液；下段独立成塔紧接醪塔，便于回流循环。③水萃取塔：将来自醪塔、精馏塔等浓度较高的粗酒精通过水稀释，进一步除去头级和中级杂质。低酒度，中级杂质的K’大于1，将聚集在塔顶。④精馏塔：排除一部分水萃取塔未能排尽的杂质进一步提高粗酒精的酒精浓度，并排出废水。高度最高，直径次于醪塔。⑤脱甲醇塔：一般17.5m高，将精馏塔出来的95%的酒精进一步除甲醇及其他残余头级杂质。⑥含馏分处理塔：将含杂醇油较多的低浓度酒精浓缩除杂，生产工业酒精。14、什么是挥发系数和精馏系数？挥发系数（酒精）：乙醇在气相中的浓度A与液相中浓度a之比。K酒精=A/a挥发系数（杂质）：杂质在气相中的百分浓度α与在液相中的百分浓度β之比。K杂=α/β杂质的精馏系数：是指杂质的挥发系数和酒精挥发系数之比。K’=K杂/K酒精=αa/Aβ15、糖蜜酒精发酵工艺对酵母的要求是什么？常用的生产菌种有哪些？要求：①要有强的耐渗透性；②要具有较高的耐酸和耐温的能力；③用驯养的方法提高酵母菌对重金属，特别铜离子；④选育产泡沫少的菌株。常用的生产菌种：台湾酵母396号,古巴1号、2号,甘化1号，川102，Я字酵母及B酵母适合甜菜糖蜜16、连续发酵的特点优点：(1)设备运行稳定并提高了设备利用率(2)提高了淀粉的酒精产率率(3)不需要连续酵母扩培工序(4)便于实现自动化缺点：菌种易退化、易污染杂菌发酵过程的各个阶段分别在不同的发酵罐内独立进行，而不像间歇发酵那样发酵的全部过程都在同一罐内完成。17、酒精发酵对水有什么要求？（1）符合饮用水标准，硬度＜7mgCa/L。（2）不能使用RA值过大的水，因为整个过程都需要在酸性环境下进行。18、可以用来生产酒精的纤维质原料有哪些？（1）农作物：秸秆、麦草、稻草、玉米杆、玉米芯、高粱杆、花生壳等（2）工厂纤维、半纤维下脚料、甘蔗渣，造纸行业下脚料（3）城市垃圾19、画出酒精发酵过程中温度的控制图，说明温度对酒精发酵的影响。发酵温度控制。酒精酵母繁殖温度为27—30℃，发酵温度30—33℃，生产中发酵醪温度可根据发酵形式不同进行控制：间歇发酵：接种温度27—30℃；发酵温度30-33℃；后发酵温度30℃±1℃。连续发酵各罐温度控制在30—33℃。20、利用淀粉进行酒精发酵的理论得率。浓醪发酵玉米粉浓度的计算醪液质量=谷物质量+水质量（M=G+W）谷物中淀粉质量=谷物质量*谷物中淀粉含量%（GS）完全转化成葡萄糖的质量=180/162GS=1.11GS例：玉米淀粉含量78%，以1000立方米为例，成熟醪酒精度10%，发酵罐中乙醇含量：1000*10%*0.7893nC6H12O6→2nC2H5OH+2nCO2发酵180n92n88nm178.93m1=180*78.93/92（C6H10O5）n+nH2O→nC6H12O6糖化162n18n180nm2m1M2/78%=淀粉用量21、目前酒精行业面临的主要问题是什么？对策如何？问题：成本高、原料受限、酒糟处理、如何提高发酵力对策：纤维原料代替粮食原料节能：无蒸煮工艺，浓醪发酵，酒精节能回收提高发酵强度菌种选育酒糟综合利用，生成SCP,DDGS，燃料，饲料等22、淀粉质原料酒精生产的工艺流程及特点水蒸汽糖化剂酵母蒸汽酒精↓↓↓↓↓杂醇油原料→预处理→蒸煮→糖化→发酵→蒸馏→醛酯↓酒糟二氧化碳特点：1、粉碎原料：①与整料蒸煮比，节省消耗的蒸气②糊化较彻底，出酒率高③改善劳动条件，减轻劳动强度2、水热处理3、酸、酶处理成发酵性糖，需要一个糖化过程23、简化蒸煮过程中各组分的变化（1）淀粉糊化：淀粉在水中经加热后出现膨润现象，继续加热，成为溶液状态（2）组织与细胞变化①预煮：淀粉、纤维素膨化，细胞内物质部分溶解，组织坚固性减弱；②蒸煮：120-135℃，果胶质膨化溶解；145-150℃淀粉从细胞内释放③后熟：组织与细胞未失去原态，在吹醪时，由蒸煮锅吸出，压力发生巨大变化，使细胞破裂，组织完全碎解（3）化学变化①纤维素：不变化②半纤维素：多聚戊糖分解为木糖及阿拉伯糖等，木糖失水易形成糠醛不利发酵③果胶：细胞壁的组成成分（（RCOOCH3）n+nH2O→(RCOOH)n+nCH3OH）薯类产生的甲醇多于谷物类，因而对薯类蒸煮温度不宜过高。④淀粉：基本没有淀粉水解；但在预煮过程，可能会形成低聚糖，造成发酵糖的损失。⑤糖分：单糖和低聚糖甘薯：麦芽糖；谷物：蔗糖★黑色素的生成：己糖脱水→羟甲基糠醛→甲酸+糠尾酸↓聚合或AA缩合黑色素黑色素的生成造成了糖与AA的损失★焦糖的形成糖包括焦糖和羟甲基糠醛果糖（fructose）＞葡萄糖（glucose）减低酒精产量原因：局部过热引起，碱性条件＞酸性条件措施：增加料水比，减小蒸煮压力⑥含氮物的变化：＞100℃，可溶性蛋白下降⑦酸度：上升，果胶酸的生成24、蒸煮工艺有哪些？①间歇蒸煮(设备：立式锥形蒸煮锅)，②连续蒸煮:罐式:我国常用；原料利用率大于间歇蒸煮，提高1-2%；占地面积大，时间长，有滞留滑漏现象管式:出酒率高塔式:蒸汽耗量低③喷射液化:传热效率高，可以达到100%；蒸汽用量少，高效节能；结构轻巧，控制精度高；操作运行平稳④低温蒸煮工艺:节能，40-60%；未发现染菌，防止可加NaF等；不需要高压设备；发酵率达87.5%，略低于高温（88%）⑤无蒸煮工艺：节约能耗，节省冷却用水；设备简单；适于浓醪发酵，发酵率高；可获优质酒精等。⑥膨化蒸煮工艺：25、液化、糖化过程主要控制哪些参数。液化：α-淀粉酶活性，5.5-7.0最适；稳定pH是5.0-10.0，温度100-105℃，钙浓度糖化：糖化酶活性（PH最适4.0-4.5，温度最适58-60℃），糖化时间（糖化率40-55%，时间短，利于保持酶活，时间长糖化好，但影响后糖化）1、酶浓度：活性相同，酶浓度越高，糖化时间越小2、温度：温度高，反应快；过高，酶失活3、pH（偏酸）4、糖化时间5、其他26、影响酒精发酵的因素有哪些？①稀释速度：控制进料速度，就可以控制酵母细胞数和营养成分。②发酵醪PH的控制：连续发酵pH控制在4.0一4.5，间歇发酵PH值可控制在4.7-5.0，pH值的控制，可用H2SO4来调节。③发酵温度的控制：酒精酵母繁殖温度为27—30℃，发酵温度30—33℃间歇发酵：接种温度27—30℃；发酵温度30-33℃；后发酵温度30℃±1℃。连续发酵各罐温度控制在30—33℃。④发酵醪的滞留和滑漏问题：多级连续发酵要求醪液保持先进先出。⑥多级连续发酵时发酵罐数量问题⑤发酵醪浓度：生产上希望尽量采用浓醪发酵，提高设备利用率，降低生产成本，增加产量⑦发酵时间：缩短发酵时间⑧细菌污染：添加抗生素、防腐剂、蒸汽消毒、死角消除、罐体清洗27、酒精发酵有哪些新技术？①高强度酒精发酵（浓醪发酵）浓醪发酵能提高企业生产能力，降