酒精发酵
酒精发酵
２.主发酵期 由于酵母细胞大量形成，溶解氧的耗竭， 醪液中氮、磷等缺乏，酵母已不再大量繁 殖，而主要进行酒精发酵。此阶段，醪液 中的糖分消耗迅速，酒精含量逐渐增加。
３.后发酵期 醪液中的糖分已大部分被酵母菌所利用， 但醪液中残存的糊精等多糖成分继续被转 化为可发酵性糖，酵母则将它转化为酒精。
五、酒精发酵工艺
4.酒精发酵
发言人：
一、酒精发酵的目的
将糖化醪液中的糖、糊精和淀粉转化为酒 精和二氧化碳。糖化醪送入发酵罐后，醪 液中存活的糖化酶继续作用，将糊化的淀 粉、糊精转化为可发酵性糖；同时，在酵 母作用下，醪液中的糖被发酵生成酒精和 二氧化碳。糖化作用和酵母发酵作用的互 相配合，完成了酒精发酵。
二、酒精发酵机理
大罐发酵流程
酒精大罐发酵分为：间歇发酵和连续发酵两种 1、间歇发酵
2、连续发酵
六、影响酒精发酵的因素
• 糖化醪的浓度 • 发酵醪的酸度 • 酵母用量、发酵温度和发酵时间
七、淀粉质原料生产酒精酵母回收使用
• 回收酒精发酵成熟醪中的酵母返回发酵罐供糖液 发酵用，节省了酵母培养工段，杜绝了杂菌感染， 提高了发酵罐中酵母的浓度，发酵直接进入主发 酵期，稳定提高了发酵成绩，同时缩短发酵时间， 提高了设备利用率。 • 淀粉质原料生产酒精酵母回收核心是发酵成熟醪 用泵送入纤维分离装置进行分离，先经曲筛进行 一级分离，除去纤维的醪液泵入酵母分离机，分 离出来的酵母乳返回发酵罐循环使用。淀粉质原 料生产酒精酵母回收使用主要有３个流程 。
分为间歇式、半连续式和连续式3种
１、间歇发酵 间歇发酵也称单罐发酵，发酵的全过程在 一个发酵罐内完成。 ２、半连续式发酵 半连续式发酵是主发酵阶段采用连续发酵， 后发酵阶段采用间歇发酵的方法。
酒精发酵工艺过程ppt
淀粉原料酒精发酵
（Alcohol Fermentation ）
1
酒精制造过程
原料(淀粉、纤维素)
酸解 水解 酶解 单糖
Yeast
发酵
(Saccharomyces cerevisae) 发酵产物
蒸馏…
酒精
2
一、生化机制
C6H12O6 ? 2 CH3CH2OH + 2 CO2 + H2O
三角瓶液体酵母
•
↓
↓
↓
•
曲种
蒸煮
卡式罐酒母
•
↓
↓
↓
•
糖化曲液 糖化→酒母糖化醪→小酒母
•
↓
↓
•
发酵
大酒母
•
↓
•
蒸馏
•
↓
•
•
酒糟废液 酒精 杂醇油
米曲汁
15
淀粉颗粒→淀粉分子→可发酵性糖→酒精→95％乙醇
(C6H10O5)n+nH2O→nC6H12O6→2nC2H6O+2nCO2 +2主nA要T步P 骤： 1. 原料粉碎 2. 蒸煮糊化 3. 曲霉糖化 4. 酵母发酵 5. 蒸馏提纯
2.糖类原料 废糖蜜、甘蔗、甜菜等 3.纤维质原料 农作物秸秆、甘蔗渣、废纤维垃圾 4.其他原料 亚硫酸纸浆废液、淀粉渣等
9
10
纤维素生产酒精工艺
11
12
三、酒精发酵微生物
1. 糖化菌（将淀粉、纤维素转化为糖
）
曲霉（Aspergillus spp.）
根霉（Rhizopus spp.）
2. 酒母（将糖转化为乙醇）
香型 酱香（浓香）
清香（浓香）
酒精发酵产生甲醇的温度
酒精发酵产生甲醇的温度酒精发酵是指利用微生物（例如酵母菌）将碳水化合物转化为酒精和二氧化碳的过程。
在酵母菌的作用下，碳水化合物（例如葡萄糖）会被分解成乙醇（酒精）和二氧化碳。
然而，在酒精发酵过程中，有时也会产生甲醇。
甲醇是一种有毒物质，可以造成中枢神经系统损害，视觉损伤甚至致盲。
因此，在酒精发酵过程中，尽量避免产生甲醇是非常重要的。
那么，产生甲醇的温度是多少呢？首先，让我们了解一下酵母菌在不同温度下的生长繁殖情况。
酵母菌是一种好氧微生物，最适宜的生长温度为30-35摄氏度。
在这个温度范围内，酵母菌的代谢活动最为活跃，发酵效果最佳。
然而，并不是所有的酵母菌都在同一温度范围下生长繁殖。
不同的酵母菌株有不同的温度适应范围。
有些酵母菌株可以在较低温度下生长，例如15-20摄氏度，而有些酵母菌株则需要较高的温度，例如40-45摄氏度。
对于酒精发酵来说，常用的酵母菌株是Saccharomyces cerevisiae。
这种酵母菌对温度有一定的适应能力，可以在较宽的温度范围内进行发酵。
然而，如果温度过低或过高，都会对酵母菌的生长和发酵产生负面影响。
当温度过低时，酵母菌的生长速度会减慢，代谢活动降低，发酵效果较差。
在这种情况下，发酵过程可能会延长，导致酒精产量较低。
此外，当温度较低时，酵母菌可能无法完全转化碳水化合物，从而产生甲醇等副产物。
当温度过高时，酵母菌的酶活性会受到抑制，导致代谢产物的分解速度减慢。
此外，高温下酵母菌的细胞膜可能会受损，导致细胞死亡。
因此，温度过高会降低酒精发酵的产率和效果。
综上所述，对于酒精发酵过程来说，温度是一个非常重要的参数。
在使用Saccharomyces cerevisiae这种常用的酵母菌株进行发酵时，最适宜的温度范围是30-35摄氏度。
在这个温度范围内，酵母菌的生长和代谢活动最为活跃，发酵效果最佳，产生甲醇的几率相对较低。
当然，需要注意的是，温度只是影响甲醇生成的一个因素，还有其他因素也会对甲醇生成产生影响。
酒精发酵的原理及应用
酒精发酵的原理及应用原理酒精发酵是一种由酵母菌等微生物催化产生的生物化学过程。
它发生在无氧条件下，通过酵母菌将碳水化合物转化为酒精和二氧化碳的过程。
这一过程主要依赖于酵母菌的代谢能力，其中主要涉及到以下两种类型的发酵：1.乙醇发酵：酵母菌将碳水化合物转化为乙醇和二氧化碳。
酵母菌在缺氧环境中，通过糖的分解产生能量，并生成乙醇作为代谢产物。
这一过程广泛应用于酿酒、酵母面包等食品工业。
2.乳酸发酵：某些乳酸菌在缺氧条件下将糖转化为乳酸。
与乙醇发酵相比，乳酸发酵产生的产物是乳酸。
乳酸发酵广泛应用于食品工业中的乳制品生产、酸奶发酵等。
应用酒精发酵广泛应用于食品工业、饮料工业以及能源生产等领域。
食品工业酒精发酵在食品工业中有着重要的应用，主要包括以下几个方面：•酿酒：通过酵母菌将葡萄汁或其他果汁中的糖转化为乙醇，从而制造各种类型的酒精饮品。
•酵母面包：酵母菌催化面团中的糖类，使其膨胀发酵，从而制造出发酵面包。
•味精生产：酵母菌发酵产生的酒精可以被用来制造味精。
饮料工业酒精发酵在饮料工业中也有着广泛的应用。
主要应用包括：•啤酒：通过对大麦等谷物中的糖类进行酒精发酵，制造出啤酒。
啤酒酵母是一种特殊的酵母菌，它能够将大麦中的糖转化为乙醇和二氧化碳，同时还赋予了啤酒独特的风味。
•葡萄酒：通过对葡萄中的果糖和葡萄糖进行乙醇发酵，制造出葡萄酒。
葡萄酒的风味和香气也与酒精发酵的过程息息相关。
•其他发酵饮料：如发酵茶、发酵果汁等。
能源生产酒精发酵在能源生产中也有一定的应用前景。
主要应用包括：•乙醇燃料：将纤维制成的素材（如玉米、甘蔗）经过发酵和蒸馏，提取出高纯度的乙醇，然后用作燃料。
乙醇燃料具有可再生、环保的特点。
•生物柴油：一些微生物也能够通过发酵产生脂肪酸甲酯，即生物柴油，该柴油可以用作传统石油柴油的替代品。
总结酒精发酵作为一种由微生物催化产生的生物化学过程，具有广泛的应用前景。
在食品工业中，它被用于酿酒、制造酵母面包和味精；在饮料工业中，它被用于酿造啤酒和葡萄酒；在能源生产中，它被用于乙醇燃料和生物柴油的制造。
酒精发酵原理的反应是
酒精发酵原理的反应是酒精发酵是一种通过微生物将糖类转化为酒精和二氧化碳的过程。
这一过程主要依靠酵母菌对糖进行分解和代谢。
酒精发酵作为一种重要的工业过程，在酿造酒类、制作面包、生产乙醇等方面有着广泛的应用。
酒精发酵的化学方程式可以表示为：C6H12O6 →2C2H5OH + 2CO2。
这个方程式揭示了酒精发酵的主要反应过程，即糖类（如葡萄糖、果糖等）分解为酒精和二氧化碳。
具体而言，酒精发酵的过程可以分为三个主要阶段：糖的分解、酒精的形成以及酒精生成的副产物。
首先，糖类分解为较小的有机分子。
酵母菌通过糖酵解将糖类分解为丙酮酸。
这一过程发生在胞质中，并产生两个ATP（细胞内的能量分子）和两个NADH（辅酶一种形式），同时生成丙酮酸。
接着，丙酮酸通过酶的作用被转化为乙醛。
这个过程称为丙酮酸脱羧。
在此过程中，一个CO2分子被释放出来，并且每转化一个丙酮酸分子，产生一个NADH。
乙醛是酒精发酵的中间产物，会进一步被酵母菌还原为乙醇。
最后，乙醛被还原为酒精，形成乙醇。
这一还原反应需要NADH的参与，并且乙醛和NADH之间的转化由酵母菌产生的酒精去氢酶催化。
在这个过程中，NADH还原为NAD+，同时乙醛转化为乙醇。
需要注意的是，酒精发酵不仅会产生酒精和二氧化碳，还会产生一些副产物。
例如，醋酸是一种常见的副产物，它是通过乙醇被氧化生成的。
在一些产酒或美酒酿造的过程中，这种氧化反应是不希望发生的，因为它会影响酿酒的质量。
总结起来，酒精发酵是一种复杂的生物化学过程，依赖于酵母菌对糖类的分解和代谢。
这一过程可以通过化学方程式C6H12O6 →2C2H5OH + 2CO2来描述，它分为糖的分解、酒精的形成以及酒精生成的副产物这三个主要阶段。
酒精发酵在工业和日常生活中有着广泛的应用，对于我们理解微生物代谢和能源转化等方面的研究也具有重要意义。
酒精发酵
酒精发酵与淀粉糖化
（1）酒精发酵
酒精发酵是酿酒的主要阶段,糖质原料如水果、糖蜜等,其本身含有丰富的葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖等成分,经酵母或细菌等微生物的作用可直接转变为酒精。
酒精发酵过程是一个非常复杂的生化过程,有一系列连续反应并随之产生许多中间产物,其中大约有30多种化学反应,需要一系列酶的参加。
酒精是发酵过程的主要产物。
除酒精之外,被酵母菌等微生物合成的其他物质及糖质原料中的固有成分如芳香化合物、有机酸、单宁、维生素、矿物质、盐、酯类等往往决定了酒的品质和风格。
酒精发酵过程中会产生的二氧化碳会增加发酵温度,因此必须合理控制发酵的温度,当发酵温度高于30～34℃,酵母菌就会被杀死而停止发酵。
除糖质原料本身含有的酵母之外,还可以使用人工培养的酵母发酵,因此酒的品质因使用酵母等微生物的不同而各具风味和特色。
（2）淀粉糖化
糖质原料只需使用含酵母等微生物的发酵剂便可进行发酵；而含淀粉质的谷物原料等,由于酵母本身不含糖化酶，淀粉是由许多葡萄糖分子组成，所以采用含淀粉质的谷物酿酒时,还需将淀粉糊化,使之变为糊精、低聚糖和可发酵性糖的糖化剂。
糖化剂中不仅含有能分解淀粉的酶类,而且含有一些能分解原料中脂肪、蛋白质、果胶等的其他酶类。
曲和麦芽是酿酒常用的糖化剂，麦芽是大麦浸泡后发芽而成的制
品,西方酿酒糖化剂惯用麦芽；曲是由谷类、麸皮等培养霉菌、乳酸菌等组成的制品。
一些不是利用人工分离选育的微生物而自然培养的大曲和小曲等，往往具有糖化剂和发酵剂的双重功能。
将糖化和酒化这两个步骤合并起来同时进行，称之为复式发酵法。
酒精发酵的条件
酒精发酵的条件
1. 温度得合适呀，就像人得待在舒服的环境里一样。
你想想，要是太冷或太热，发酵能顺利进行吗？比如做米酒，温度不合适就可能出问题。
2. 氧气也很重要呢，没有它可不行！这就好比人没有氧气就没法呼吸一样。
酿酒时要是氧气控制不好，那可就糟糕啦！
3. 原料得选好呀，这可不能马虎！你看那做面包的，要是面粉质量差，能做出好面包吗？酒精发酵也一样，好原料才有好结果。
4. 微生物可是关键角色啊！它们就像一支神奇的队伍，努力工作着。
要是没有合适的微生物，怎么能完成酒精发酵的大工程呢？
5. 时间也得把握好呀，太短不行，太长也不行。
这不就跟炖肉似的，时间不够不入味，时间太长肉又老了。
酒精发酵也是这个道理。
6. 酸碱度要适宜啊，太酸太碱都不行。
这就像人吃东西，口味得合适才觉得好吃。
酒精发酵对酸碱度也是很挑剔的哟！
7. 搅拌也不能少啊，就像跳舞要有人带节奏一样。
不搅拌均匀，怎么能让发酵均匀进行呢？
8. 容器也有讲究的呀，合适的容器就像给发酵安了一个舒适的家。
要是容器不合适，那不是添乱嘛！
9. 清洁卫生可太重要啦！要是脏兮兮的，那不是污染了发酵过程吗？这就跟我们要保持家里干净一样。
10. 水也不能乱来呀，要用合适的水。
就像人要喝干净的水一样，不然会生病的。
酒精发酵用水也得精心挑选呢！
我的观点结论：要想酒精发酵成功，这些条件一个都不能忽视，每个环节都要认真对待，这样才能得到理想的发酵结果呀！。
酒精发酵原理
酒精发酵原理
酒精发酵是一种由微生物通过分解糖类而产生酒精和二氧化碳的过程。
它是一种常见的生物发酵过程，主要应用于酿造酒类、发酵食品和工业化学等领域。
在酒精发酵中，首先需要选择适宜的微生物菌种。
常用的酒精发酵菌种包括酵母菌，如酿酒酵母和面包酵母等。
这些微生物能够利用糖类作为它们的碳源，并通过发酵过程将糖类分解为酒精和二氧化碳。
酵母菌主要通过两个步骤来完成酒精发酵过程。
首先，它们将糖类通过糖酵解途径分解为小分子糖，如葡萄糖和果糖。
这些小分子糖进一步被酵母菌分解为乙醇和二氧化碳。
这个发酵过程主要依赖于酵母菌酶的作用。
酵母菌酶包括葡萄糖酶和乙醇脱氢酶等。
葡萄糖酶能够将葡萄糖分解为乙醇和二氧化碳，并释放出能量。
而乙醇脱氢酶则能够将乙醇氧化为乙酸，并再次释放出能量。
酒精发酵过程中的反应方程式如下：
葡萄糖→ 2 乙醇 + 2 二氧化碳
通过酒精发酵过程，人们可以生产出各种各样的酒类产品，如啤酒、红酒和白酒等。
不同类型的酒类产品主要取决于使用的酿酒方法和酿制原料的不同。
此外，酒精发酵过程还有其他一些影响因素。
例如，温度和
pH值等环境条件对酵母菌的生长和发酵活性有着重要影响。
合理的温度和pH值能够提高酒精发酵效率和产量。
总之，酒精发酵是一种通过微生物菌种将糖类分解为酒精和二氧化碳的过程。
它是一种广泛应用于食品和化工领域的生物发酵过程，为人们提供了各种各样的酒类产品。
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世界燃料乙醇产量
来源：化工进展，2011，,3（1），137
世界燃料乙醇产量分布图
来源：化工进展，2011，,3（1），137
二、酒精发酵机理
酒精发酵的反应式
C6H12O6
2CH3CH2OH+2CO2
C6H12O6 + 2NAD+ + 2pi
2CH3COCOOH +
2NADH + 2H+ +2H2O 2CH3COCOOH + 2NADH + 2H+
• 美国是世界上第二大燃料乙醇的消费大国。1978 年含10％乙醇汽油（E10汽油）在内布拉斯加州大 规模使用，此后，美国联邦政府对E10汽油实行减 免税，2000年美国燃料乙醇产量达到500万吨。
• 国内乙醇汽油产量占世界第三位，09年国家发展 与改革委员会上呈全国两会的报告统计，全国目 前已有每年混配一千万吨乙醇汽油的能力，乙醇 汽油的消费量已占全国汽油消费量的20%。
3
世界各国二氧化碳排放量：1950 年至今 的总排放量
4
可再生能源是未来发展的重点
依赖自然 条件
可再生、环 保、地域限
制小
高技术、危 险系数高
5
2、 生物质和生物能
• 生物质是指由光合作用而产生的各种有机体，人们 常将生物质所含有的能量简称为生物能。
• 生物质是以C、H为基本组成的有机化合物，生物能 属于化学能。
H
2NAD+ 2(NADH+H+
COOH
CHOH
脱羧酶
CHO
CH3
CH3
乙醇脱氢酶 CH2OH
+2H+
CH3
CH2O P
C=O CH2OH
CHO CHOH
CH2O P
O=CO P 2 HCOH
CH2O P
COOH
2 C=O
CH3
COOH
2 COH
CH2
COOH
2 CO P
CH2
COOH
2 HCO P
物，主产物是甲烷
7
Байду номын сангаас
3、燃料乙醇
主要内容
• 酒精概述 • 酒精发酵机理 • 酒精发酵原料 • 酒精发酵菌种 • 淀粉质原料酒精发酵工艺 • 糖质酒精发酵工艺 • 纤维质酒精生产工艺
一、酒精概述
• 乙醇是醇类的一种，是酒的主要成份，俗称酒精， 它在常温、常压下是一种易燃、易挥发的无色透 明液体，它的水溶液具有特殊的、令人愉快的香 味，并略带刺激性。
2CH3CH2OH +
2CO2 + 2NAD+
由于生物发酵的生化反应机理明了，同时具有高产、 稳产，操作简单，是制备酒精的完美选择。
CH2OH
O
H
OH OH
H
H OH
CH2O P O
H HH
OH
OH OH
H
H OH
P OCH
H
2
OH
HH
o
HO
OH
H
o OH P OCH2
H
HH
HO
OH
H
CH2O P
酵母菌的乙醇发酵
• 发酵过程中除主要生成乙醇外，还生成少量的其 他副产物，包括甘油、有机酸（主要是琥珀酸）、 杂醇油（高级醇）、醛类、酯类等，理论上1mol 葡萄糖可产生2mol乙醇；即180克葡萄糖产生92克 乙醇，得率为51.5%。
• 因酵母菌体的积累约需2% 的葡萄糖，另外2%的 葡萄糖用于形成甘油，0.5%用于形成有机酸， 0.2%用于形成杂醇油。因此实际上得率只有约47 ％。
• 能源特征：洁净性、低能源品位、分散性
6
生物能源的主要形式
• 薪柴：直接燃烧，热效率低 • 生物质发电 • 燃料乙醇：燃料乙醇指以生物物质为原料通过生
物发酵等途径获得的可作为燃料用的乙醇。 • 生物柴油：生物油脂进行酯交换反应 • 生物油和合成气：生物质热化学转化 • 生物制氢：微生物发酵生物质制氢气 • 沼气：微生物发酵农作物秸秆、禽畜粪便等有机
目前的工业生产模式不可持续
• 化石资源－不可再生资源→资源危机 • 化石燃料－不可再生能源→能源危机 • 三废排放－生态环境污染→环境危机
可持续发展
可再生资源 清洁生产工艺 环境友好产品
生物质资源开发 生物加工工艺
木质纤维素
酶法有机转化
绿色生物产品 生物酒精
乙醇汽油
• 目前，巴西是世界上最用乙醇汽油中乙醇含量已 达到20%。
燃料乙醇内容
• 生物能源和燃料乙醇 • 燃料乙醇发展概况 • 燃料乙醇生产原料 • 燃料乙醇发酵生产机制 • 燃料乙醇发酵生产微生物 • 燃料乙醇发酵生产 • 淀粉质原料乙醇生产工艺
一、生物能源和燃料乙醇
1、世界能源概况
化石能源是主流， 但仅能支撑300年
的大规模开采
世界能源消耗趋势1970-2025
三、酒精发酵原料
一、酒精发酵原料
(一)淀粉质原料 淀粉质原料是生产酒精的主要原料。我国发
酵酒精的80%是用淀粉质原料生产的，其中以 甘薯干等薯类为原料的约占45%，玉米等谷物 为原料的约占35%。
•1.薯类原料 包括甘薯、木薯和马铃薯等
1.薯类原料
• 甘薯北方俗称红薯、地瓜，南方称为山芋，蕃薯。新 鲜甘薯可能直接作酒精生产原料，但一般将鲜甘薯制 成薯干，这样便于保存并能供工厂全年使用。
CH2OH
COOH
2 CHOH CH2O P
酵母菌的乙醇发酵
• 酵母菌在厌氧条件下可发酵己糖形成乙醇，其生 化过程主要由两个阶段组成。
• 第一阶段己糖通过糖酵解途径(EMP途径)分解成 丙酮酸。
• 第二阶段丙酮酸由脱羧酶催化生成乙醛和二氧化 碳，乙醛进一步被还原成乙醇，整个过程由图53所示。
• 葡萄糖发酵成乙醇的总反应式为： C6H12O6→2C2H5OH+2CO2+能量
• 甘薯中固形物的主要成分是淀粉，还含有少量的糖类 和蛋白质。甘薯干及鲜甘薯是一种良好的酒精生产原 料，为我国大多数工厂所采用，是我国生产酒精的主 要薯类原料。
十一五规划第十二章第四节里面提到
加快开发生物 质能，支持发 展秸秆、垃圾 焚烧和垃圾填 埋气发电，建 设一批秸秆和 林木质电站， 扩大生物质固 体成型燃料、 燃料乙醇和生 物柴油生产能 力。
全球酒精消费结构
Million liters / a
Rapidly Increasing demand spurs a sharply growth of bioethanol production from 2000. Most of them are used for fuel.
一、酒精概述
• 酒精发酵是在无氧条件下，微生物（如酵母菌） 分解葡萄糖等有机物，产生酒精、二氧化碳等不 彻底氧化产物,同时释放出少量能量的过程。
• 乙醇的用途很广，可用乙醇来制造醋酸、饮料、 香精、染料、燃料等。
• 医疗上也常用体积分数为70%——75%的乙醇作消 毒剂等。
• 酒精用于生物燃料是当前的重要方向。