浅析酒精酿造的新工艺及管理优化措施

浅析酒精酿造的新工艺及管理优化措施

马清华

关键词：酒精工艺管理

0引言

酒精工业是我国国民经济中重要的基础原料产业，广泛应用于食品、医药、工业等各领域，最近几年由于石油价格飞涨，酒精作为石油的一种替代能源，可以有效缓解石油危机带来的能源短缺。目前我国酒精的年产量已居世界第三位，但是在酒精行业大发展的同时仍然有许多问题有待解决，首先就是原料问题，我国的许多生产厂家是以玉米小麦等淀粉质作为原料，这样就不能降低成本并且还威胁到了我国的粮食安全，因此必须寻找比较好的替代原料；其次就是酒精生产过程中还面临着废渣、废水、废气的产生，这不仅造成环境的污染而且也浪费掉大量可用资源。为使酒精产业能可持续发展下去，必须改进现有生产模式，使酒精产业能够在高效益、低能耗、低污染的条件下良性循环发展。

国内目前主要酒精生产方法，就是利用薯类、谷类及野生植物等含淀粉的原料，在微生物作用下将淀粉水解为葡萄糖，再进一步发酵生成酒精。整个生产过程包括原料粉碎、蒸煮、糖化剂制备、糖化、酒母制备、发酵及蒸馏等工序。

1酒精生产工艺流

2新的生产工艺

当前的酒精生产工艺相比以前已有很大的改进，但是为了适应未来资源短缺的局面，开发新的节约资源和能源的工艺是非常迫切的。目前研究的较多的是生料发酵工艺和高浓度酒精发酵工艺。

2.1生料发酵工艺研究进展传统的淀粉质原料酒精生产过程中，消耗能量最大的两个工序是原料蒸煮和发酵醪的蒸馏。蒸煮需要消耗大量的热能，所耗的蒸气，占整个生产过程蒸气消耗的25%~30%。若采用生料发酵，将不仅能节省大量的能源和省去大量的冷却水消耗，还能够提高原料碳的转化率和后续淀粉发酵转化为酒精的能力。生料发酵研究始于国外，1944年Balls等报道了小麦、玉米和甘薯的生淀粉颗粒能被胰和米曲霉浸出液转化成可发酵性的糖，指出生淀粉和糊化了的淀粉其酶解的差异只是在水解的速率上。1981年SeiuosukeUed等人报道了用木薯制酒精的试验方法，实验得出生木薯的酒精产量是理论值的82%~99%。1984年YusakuFujio利用根霉对生木薯粉进行不接种酵母的一步酒精发酵试验，指出不需要另外添加糖化酶制剂和接种酵母，只使用根霉麸曲就可以直接将生淀粉转化为酒精，为今后以淀粉质原料的酒精发酵生产开辟了一条新途径。

国内在上世纪八十年代后开始研究生料发酵，并取得了一定的研究成果，较有代表性的是：1982年，刘大杰结合企业实际使用酿酒的糖化酶剂和主要酿酒原料，以试验的方法证实淀粉质原料不蒸煮发酵的可行性，探索用于工业化生产的条件，为工业化生产提供了制定工艺的依据；2005年马文超等对玉米生料发酵酒精进行试验，取得了较好的效果，为进一步工业化生产创造了较好的基础。

2.2高浓度酒精发酵国内外研究进展高浓度酒精发酵的定义是以提高单位体积内发酵醪液中淀粉的含量，在适量的酿酒酵母菌的作用下，在一定的时间内力求得到最多的发酵终产物酒精。高浓度酒精发酵与传统的酒精发酵工艺相比，高浓度酒精发酵具有如下最明显的优点：较高的发酵强度、可抑制酒精生产中杂菌的生长和增殖、能源消耗和用水数量同比大幅降低。

ThomasKC报道说在20℃，酿酒酵小麦糖化液，可以产生超过21%的乙醇。北京市轻工业食品发酵科学研究所秦人伟等，用工业微生物菌种保藏中心和生产厂提供的26支菌株，采用浓糖化醪发酵，初筛出发菌株，经紫外线诱变和驯化分离，筛出一支可以耐13%(v/v)酒精度的菌株。华子安等采用耐热、耐乙醇等处理方法对酒精酵母KJ进行驯化、筛选、分离得到一株可以耐受38℃~40℃高温，且具有优良性状的酵母菌株KJ-1，并通过正交试验获得了优良发酵条件。

3生产过程的管理优化

3.1生产过程的计算机控制使用计算机控制技术监控和管理工业生产过程是现代工业技术的标志。为适应连续发酵的进行，使用计算机控制技术协调、监控生产全过程，可实现提高乙醇产量、强化工艺控制、提高抗污能力、节省能源消耗、降低生产成本等目标；可大幅降低生产过程中水、电、气的消耗，降低可发酵成本；可监控生产的各环节，降低有害废物泄露的风险。

3.2培训高素质的员工目前企业员工的专业技术及环保意识均能满足生产需要，但对清洁生产和循环经济知之甚少，主要是由于企业对清洁生产和企业清洁生产审计的概念及知识缺少宣传，缺乏对员工主动参与清洁生产的激励，没有从生产的全过程控制污染物的产生，也是废弃物产生的原因。假若对员工进行良好的培训并有相应的鼓励措施，相信企业在减少资源浪费方面将有大的收获。

虽然酒精工业是一个高能耗高污染的行业，但从酒精生产全过程来看，仍然存在着很多发展清洁生产和循环经济的潜力和机会，特别是存在着许多无污染或低耗费的方案。

虽然目前酒精生产行业还存在的高能耗高污染现象，但是随着社会对酒精生产良性发展的需要越来越强，一大批新的生产技术和工艺的正不断涌现，相信随着新的生产技术和工艺在实际生产中的逐步应用以及进一步完善，酒精生产行业必然会适应未来发展循环经济的需要。

参考文献：

[1]张先舟，刘卫华，张会彦，马晓燕，魏昭，赵丽萍，齐哲，张伟.甜高粱汁发酵生产酒精工艺的研究[J].酿酒科技.2008.12:41-43.

[2]马鸿志，宫利娟，江群慧，张文毓，徐文龙.Plackett-Burman实验设计优化餐厨垃圾发酵产燃料酒精的研究[J].环境科学.2008.29(5):1452-1456.