淺析酒精釀造的新工藝及管理優化措施

摘要:酒精是重要的化工原料，其用途十分廣泛，主要用于醫藥、食品、化工、塑料等行業中，人們還稱它為再生能源，國外有些國家已批準酒精作為能源之一。當前，我國的酒精產品，應用面還比較窄，主要用于配制各種果露酒和白酒上。而國內大多數廠家采用紅薯干粗發酵的老工藝生產出酒精甲醇、雜醇含量偏高，針對產品綜合利用困難，廢醪液污染環境等問題，多年來未獲得解決。因此，本文對酒精行業目前采用的新工藝及優化管理措施進行簡要論述。

關鍵詞:酒精 工藝 管理

0 引言

酒精工業是我國國民經濟中重要的基礎原料產業，廣泛應用于食品、醫藥、工業等各領域，最近幾年由于石油價格飛漲，酒精作為石油的一種替代能源，可以有效緩解石油危機帶來的能源短缺。目前我國酒精的年產量已居世界第三位，但是在酒精行業大發展的同時仍然有許多問題有待解決，首先就是原料問題，我國的許多生產廠家是以玉米小麥等淀粉質作為原料，這樣就不能降低成本并且還威脅到了我國的糧食安全，因此必須尋找比較好的替代原料;其次就是酒精生產過程中還面臨著廢渣、廢水、廢氣的產生，這不僅造成環境的污染而且也浪費掉大量可用資源。為使酒精產業能可持續發展下去，必須改進現有生產模式，使酒精產業能夠在高效益、低能耗、低污染的條件下良性循環發展。

國內目前主要酒精生產方法，就是利用薯類、谷類及野生植物等含淀粉的原料，在微生物作用下將淀粉水解為葡萄糖，再進一步發酵生成酒精。整個生產過程包括原料粉碎、蒸煮、糖化劑制備、糖化、酒母制備、發酵及蒸餾等工序。

1 酒精生產工藝流

原料

↓

粉碎耐高溫活性干酵母(或酵母菌)

↓ ↓

調漿活化(液體試管酵母)

↓ ↓

蒸煮活化活性酵母(三角瓶液體酵母)

↓ ↓

糖化酶-----→糖化←-------酒母

↓

發酵

↓

蒸餾

↓

酒精

2 新的生產工藝

當前的酒精生產工藝相比以前已有很大的改進，但是為了適應未來資源短缺的局面，開發新的節約資源和能源的工藝是非常迫切的。目前研究的較多的是生料發酵工藝和高濃度酒精發酵工藝。

2.1 生料發酵工藝研究進展 傳統的淀粉質原料酒精生產過程中，消耗能量最大的兩個工序是原料蒸煮和發酵醪的蒸餾。蒸煮需要消耗大量的熱能，所耗的蒸氣，占整個生產過程蒸氣消耗的25%~30%。若采用生料發酵，將不僅能節省大量的能源和省去大量的冷卻水消耗，還能夠提高原料碳的轉化率和后續淀粉發酵轉化為酒精的能力。生料發酵研究始于國外，1944年Balls等報道了小麥、玉米和甘薯的生淀粉顆粒能被胰和米曲霉浸出液轉化成可發酵性的糖，指出生淀粉和糊化了的淀粉其酶解的差異只是在水解的速率上。1981 年Seiuosuke Ued 等人報道了用木薯制酒精的試驗方法，實驗得出生木薯的酒精產量是理論值的82%~99%。1984年Yusaku Fujio利用根霉對生木薯粉進行不接種酵母的一步酒精發酵試驗，指出不需要另外添加糖化酶制劑和接種酵母，只使用根霉麩曲就可以直接將生淀粉轉化為酒精，為今后以淀粉質原料的酒精發酵生產開辟了一條新途徑。

國內在上世紀八十年代后開始研究生料發酵，并取得了一定的研究成果，較有代表性的是:1982年，劉大杰結合企業實際使用釀酒的糖化酶劑和主要釀酒原料，以試驗的方法證實淀粉質原料不蒸煮發酵的可行性，探索用于工業化生產的條件，為工業化生產提供了制定工藝的依據;2005 年馬文超等對玉米生料發酵酒精進行試驗，取得了較好的效果，為進一步工業化生產創造了較好的基礎。

2.2 高濃度酒精發酵國內外研究進展 高濃度酒精發酵的定義是以提高單位體積內發酵醪液中淀粉的含量，在適量的釀酒酵母菌的作用下，在一定的時間內力求得到最多的發酵終產物酒精。高濃度酒精發酵與傳統的酒精發酵工藝相比，高濃度酒精發酵具有如下最明顯的優點:較高的發酵強度、可抑制酒精生產中雜菌的生長和增殖、能源消耗和用水數量同比大幅降低。

Thomas K C報道說在20℃，釀酒酵小麥糖化液，可以產生超過21%的乙醇。北京市輕工業食品發酵科學研究所秦人偉等，用工業微生物菌種保藏中心和生產廠提供的26 支菌株，采用濃糖化醪發酵，初篩出發菌株，經紫外線誘變和馴化分離，篩出一支可以耐13%(v/v)酒精度的菌株。華子安等采用耐熱、耐乙醇等處理方法對酒精酵母KJ 進行馴化、篩選、分離得到一株可以耐受38℃~40℃高溫，且具有優良性狀的酵母菌株KJ-1，并通過正交試驗獲得了優良發酵條件。

3 生產過程的管理優化

3.1 生產過程的計算機控制 使用計算機控制技術監控和管理工業生產過程是現代工業技術的標志。為適應連續發酵的進行，使用計算機控制技術協調、監控生產全過程，可實現提高乙醇產量、強化工藝控制、提高抗污能力、節省能源消耗、降低生產成本等目標;可大幅降低生產過程中水、電、氣的消耗，降低可發酵成本;可監控生產的各環節，降低有害廢物泄露的風險。

3.2 培訓高素質的員工 目前企業員工的專業技術及環保意識均能滿足生產需要，但對清潔生產和循環經濟知之甚少，主要是由于企業對清潔生產和企業清潔生產審計的概念及知識缺少宣傳，缺乏對員工主動參與清潔生產的激勵，沒有從生產的全過程控制污染物的產生，也是廢棄物產生的原因。假若對員工進行良好的培訓并有相應的鼓勵措施，相信企業在減少資源浪費方面將有大的收獲。

雖然酒精工業是一個高能耗高污染的行業，但從酒精生產全過程來看，仍然存在著很多發展清潔生產和循環經濟的潛力和機會，特別是存在著許多無污染或低耗費的方案。

雖然目前酒精生產行業還存在的高能耗高污染現象，但是隨著社會對酒精生產良性發展的需要越來越強，一大批新的生產技術和工藝的正不斷涌現，相信隨著新的生產技術和工藝在實際生產中的逐步應用以及進一步完善，酒精生產行業必然會適應未來發展循環經濟的需要。

參考文獻:

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