連續(xù)發(fā)酵法340萬(wàn)噸∕年優(yōu)質(zhì)酒精生產(chǎn)裝置發(fā)酵工段工藝設(shè)計(jì)小論文

1、化工與生物技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)小論文畢業(yè)設(shè)計(jì)小論文連續(xù)發(fā)酵法3.40萬(wàn)噸∕年優(yōu)質(zhì)酒精生產(chǎn)裝置發(fā)酵工段工藝設(shè)計(jì)Continuousfermentationof34000tonshighqualityalcoholfermentationprocessofindustrialdesign學(xué)生學(xué)號(hào)學(xué)生姓名專(zhuān)業(yè)班級(jí)指導(dǎo)教師聯(lián)合指導(dǎo)教師完成日期2014.6.18吉林化工學(xué)院JilinInstituteofChemicalTechnology化工與生物

2、技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)小論文22.22.2發(fā)酵溫度發(fā)酵溫度酒精發(fā)酵質(zhì)量的好壞及發(fā)酵時(shí)間的長(zhǎng)短與發(fā)酵溫度的關(guān)系極為密切。溫度過(guò)高時(shí)增加了酒精對(duì)酵母的毒性，酵母發(fā)酵酶系活力呈現(xiàn)鈍化，發(fā)酵產(chǎn)生酒精速度減慢，溫度較低時(shí)酵母的發(fā)酵能力隨溫度升高而升高，發(fā)酵產(chǎn)生乙醇的速度加快，此外溫度升高有利于與酵母菌競(jìng)爭(zhēng)葡萄糖的乳酸菌的生長(zhǎng)，從而影響發(fā)酵效率，提高生產(chǎn)成本。所以針對(duì)此問(wèn)題，根據(jù)酵母的特性及生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，本設(shè)計(jì)采用分段控制溫度，種子罐的溫度控制在31～32℃

3、，預(yù)發(fā)酵罐31～33℃，主發(fā)酵及后發(fā)酵罐溫度均控制在30～33℃。2.32.3發(fā)酵發(fā)酵pHpH發(fā)酵過(guò)程中乳酸菌大量繁殖是阻礙連續(xù)發(fā)酵廣泛用的主要原因。適當(dāng)降低發(fā)酵醪的pH值，是防止雜菌污染的有效措施之一。pH值可用稀硫酸的加入量來(lái)控制，而且酵母菌內(nèi)的酶系對(duì)pH值很敏感，適宜的pH可顯著提高發(fā)酵效率，縮短發(fā)酵時(shí)間，增加產(chǎn)量。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，酵母醪的pH值控制在3.6～3.8之間較為合適。2.42.4營(yíng)養(yǎng)鹽的種類(lèi)和投入量營(yíng)養(yǎng)鹽的種類(lèi)和投入量玉

4、米顆粒中含有豐富的營(yíng)養(yǎng)成分可以滿足代謝需要，有關(guān)實(shí)驗(yàn)表明在發(fā)酵罐中投入營(yíng)養(yǎng)鹽（硫酸銨或磷酸氫二銨或尿素）后，酵母細(xì)胞數(shù)量明顯增加，最好水平為2.0～3.0億ml。酵母醪的成熟時(shí)間比不加營(yíng)養(yǎng)鹽時(shí)間明顯短，且酵母發(fā)酵狀態(tài)好，單個(gè)酵母細(xì)胞個(gè)體大、飽滿，出芽率高，健壯，抗雜菌能力強(qiáng)，發(fā)酵時(shí)間短。Thomas和Ingledew證實(shí)，在高濃度發(fā)酵中主要是營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)缺乏，而不是積累的酒精導(dǎo)致發(fā)酵活性降低。Casey也指出抑制釀酒酵母收購(gòu)年產(chǎn)酒精的因素不

5、是酒精毒性，而是營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，如果滿足它的營(yíng)養(yǎng)需求，可能會(huì)增加酒精發(fā)酵的最終酒精濃度。在發(fā)酵中可能缺乏的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)包括低分子氮，維生素，無(wú)機(jī)鹽如鋅、磷、硫、鎂、鈣等，如果在適當(dāng)時(shí)機(jī)提供給酵母，將會(huì)出現(xiàn)二次生長(zhǎng)曲線，防止了酵母提前出現(xiàn)老化，增加了發(fā)酵效率，縮短發(fā)酵時(shí)間。本設(shè)計(jì)選擇增加營(yíng)養(yǎng)鹽的投入量，使酵母數(shù)量控制在2.5～3.5億個(gè)mL，提高酵母的數(shù)量、大小和出芽率，縮短發(fā)酵時(shí)間。本設(shè)計(jì)加入的營(yíng)養(yǎng)鹽主要為尿素（總氮46.4%）和磷酸二銨（料漿法

6、生產(chǎn)，總養(yǎng)分≥64.4%），在40℃以下溶解于營(yíng)養(yǎng)鹽罐內(nèi)，經(jīng)泵流加至21，31和61罐，速度為尿素和銨鹽各0.017m3h。2.52.5通氣與攪拌通氣與攪拌發(fā)酵過(guò)程通氣攪拌一方面可以激活酵母，另一方面是發(fā)酵罐中的醪液充分翻拌混合均勻，防止滯留和滑料。在濃醪發(fā)酵過(guò)程中，發(fā)酵液中有限的氧可以為酵母菌提供合成細(xì)胞的原生質(zhì)膜和線粒體中的聚不飽和脂肪酸和類(lèi)脂質(zhì)，從而保護(hù)細(xì)胞膜的完整性，利于酒精發(fā)酵。有文獻(xiàn)研究表明種子罐采取通風(fēng)攪拌，使酵母快速繁殖