发酵工程作业

1、发酵工程作业玉米酒精发酵工艺一、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。在高等植物中，存在酒精发酵和乳酸发酵,并习惯称之为无氧呼吸.二、机理酒精的发酵过程中，酵母菌进行的是属于厌气性发酵，进行着无氧呼吸，发生了复杂的生化反应。从发酵工艺来讲，既有发酵醪中的淀粉、糊精被糖化酶作用，水解生成糖类物质的反应；又有发酵醪中的蛋白质在蛋白酶的作用下，水解生成小分子的蛋白胨、肽和各种氨基酸的反应。这些水解产物，一部分被酵母细胞吸收合成菌体，另一部分则发酵生成了酒精和二氧化碳，还要产生副产物杂醇油、甘油等。三、酒精发酵的生产

2、流程特点在投产前必须先经过破碎处理。目前在国内上有一部分产量较小的酒精厂，采用间歇蒸煮，原料不经粉碎，就直接将块状或粒状原料投入生产，但大部分中等规模以上的酒精厂，原料多经二次粉碎，然后进行高压连续蒸煮，有利原料的受热面加大，更有效地达到蒸煮的要求。在高温高压过程中，引起原料细胞的组织破裂，使存在于细胞中的淀粉转化为可发酵性糖。蒸煮温度由于原料的品种与规格不同而有差异，通常为130150，但经过粉碎的原料，其蒸煮所须的温度较低，大约120130。高温处理除了使淀粉糊化，便于淀粉酶起糖化作用外，还可把附着的有害杂菌杀死。根据发酵醪注入发酵罐的方式不同,可以将酒精发酵的方式分为间歇式、半连续式和连

3、续式三种.(一)间歇式发酵法间歇式发酵法就是指全部发酵过程始终在一个发酵罐中进行.由于发酵罐容量和工艺操作不同,在间歇发酵工艺中,又可分为如下几种方法：1一次加满法 此法是将粉浆或糖化醪冷却到27-30后,接入糖化醪量10的酒母,混合均匀后,经6072小时发酵,即成熟.2分次添加法 生产时,先打入发酵罐容积三分之一糖化醪,接种发酵,隔23小时后,加第二次糖化醪,再隔23小时,加第三次糖化醪.如此,直至加到发酵罐容积的90为止.从第一次加糖化醪直至加满发酵罐为止,其总时间不应超过l0小时.3连续添加法 此法适用于采用连续蒸煮、连续糖化的酒精生产工厂.先将一定量的酒母打入发酵罐,然后流加.一般从接

4、种酵母后,应于6-8小时内将罐装满.4分割主发酵醪法 此法适用于卫生管理较好的酒精工厂,其无菌要求较高.将处于旺盛主发酵阶段的发酵醪分出1/31/2至第二罐,然后两罐同时补加新鲜糖化醪至满,继续发酵.(二)半连续发酵法半连续发酵是指在主发酵阶段采用连续发酵,而后发酵则采用间歇发酵的方式.在半连续发酵中,由于醪液的流加方式不同,又可分为两种：一种是将一组数个发酵罐连接起来,使前三个罐保持连续发酵状态.第三罐满后,流入第四罐.第四罐施加满后,则由第三罐改流至第五罐,依次类推.第四、五罐发酵结束后,送去蒸馏.洗刷罐体后再重复以上操作.第二种方法是由78个罐组成一组罐,各罐用管道从上部通入下-罐底部相

5、串连.第一只罐加入1/3体积的酒母发酵,随后在保持主发酵状态下,流加糖化醪.满罐后,流入第二罐,第二罐醪液加至1/3容积时,糖化醪转流加至第二罐.第二罐加满后,流入第三罐,然后重复第二罐操作,直至末罐.最后从首罐至末罐逐个将发酵成熟醪蒸馏.（三）连续发酵1、连续发酵工艺 由于具体操作方法的不同,连续发酵工艺可分为如下三种：(1)循环连续发酵法 (2)多级连续发酵法 (3)双流糖化和连续发酵2、连续发酵的优点(1)提高了设备利用率 (2)提高了淀粉利用率 (3)省去了酒母工段 (4)便于实现自动化酒精发酵生产流程下面以博大生化公司玉米发酵制酒为例分析其（1）调控原理（2）调控指标（3）调控方法（

6、4）异常生产现象及其处理方法。四、调控原理1、菌种博大生化公司使用发酵的菌种是安琪超酒，它是由酵母菌加上纤维素酶，酸性蛋白酶。适合发酵法生产酒精和燃料乙醇。具有繁殖能力强，发酵速度快，耐受高乙醇浓度等特点。可以缩短发酵时间，实现高浓度酒精发酵。适用原料：玉米、木薯、小麦等淀粉质原料。安琪牌超级酿酒高活性干酵母是我国首创的最新生物技术产品。该产品复水后立即恢复成正常细胞状态，具有耐酸(PH2.5)、耐乙醇(17%v/v)、耐糖(60%葡萄糖)等特点。产品特点1、乙醇耐受性：23%(v/v).2、耐温性：能够耐受82OF-108OF (28-42)，最适发酵温度为90OF-93OF (32-34)

7、3、pH耐受性：3.5-5.5，最适发酵pH4.5-5.54、酒精发酵周期适当缩短：间歇发酵60-65小时，连续发酵55-60小时详细参数耐乙醇23(v/v）耐酸度3.55.5耐糖60%葡萄糖耐温性28-42水分（）6.5活细胞率（）       80酵母细胞总数（亿个/g）200致病菌不得检出使用方法用量：按吨原料计：0.1-0.2;按吨乙醇计：0.3-0.6高浓度乙醇12%v/v发酵使用方法： 酒母培养：在15oBx的醪液中加入规定用量的酵母，在培养过程中通风量逐渐增大。满罐后，继续培养6至8小时，酒母罐控制温度32。酒

8、母成熟指标：酵母细胞数2.0-2.5亿/毫升醪液，出芽率10%。 进入发酵罐：添加10公斤硫铵和5公斤磷铵(以100m3醪液为例)。其中木薯和小麦原料可以在酒母阶段适当添加其它营养盐。PH值控制在4.0-4.5，发酵温度控制在35±1，满罐时，酵母细胞数达到2.0-3.0亿/毫升醪液。乙醇浓度<12%v/v发酵使用方法：主发酵温度控制40，最佳发酵温度34-36。2、 酵母复水活化工艺（1） 种子罐清洗：确保无死角。（2） 工艺水的处理：a、灭菌 b、升温（30-40）（3） 混合：将水与酵母混合，保持温度（30-40）（4） 活化：a、供糖（连续过程）b、供水 c、供氧（连续

9、通气） d、供氮：保证酵母在早期时细胞内较多的氮，才能保证叫母后期的发酵能力。（5）开车前，完成二号主发酵罐前所有设备清洗。完成发酵风灭菌过滤器灭菌。 发酵风通过调整冷干机旁通阀门开度控制风温度，保持风温28-32。打开回用水罐至混合输送机的所用阀门，向拌料罐加入25%底水，温度控制60启动搅拌器并加入2公斤液化酶。启动混合输送机，以30t/h玉米粉投料，加入比约为1：3.0（根据液化锤度调整），同时流加液化酶（加酶量的2/3）。加氨水、碱将PH控制在5.5-5.8，保证液化锤度控制16-180Bx，拌料罐温度控制在58-60。当拌料罐液位到25%时，启动搅拌器。当拌料罐满罐后溢流至预液化预液

10、化罐R304，当液位达15%启动液化泵循环（变频开度不得低于55），并通蒸汽。预液化温度控制在88-90，当液位达25%，启动搅拌器，当预液化罐液位达到50%时向后液化罐分料。料液通过液化喷射器（启动一台喷射器）喷射到105-110。后经蒸煮后熟器进入闪蒸罐闪蒸降温至90（根据酶种定参数）左右流入后液化罐A，同时启动液化酶泵向闪蒸下料口流加液化酶（加酶量的1/3）。液位达25%时，启动搅拌器。物料从后液化A#罐底部进入高位流出进B#罐，液位达25%时，启动搅拌器。物料从后液化B#罐上部进入高位流出进调配罐，同时加酸调节PH值。打开调配罐去糖化罐A所有阀门及液化换热器手动阀门向其供料，同时加入糖

11、化酶。温度控制60-62，加酸调整PH为4.1-4.4，当糖化罐A液位到25%时，启动搅拌器，通过调整罐位将糖化率控制在40-50%左右。糖化罐A液位达50%后，向预发酵罐A.B.C同时分料保证糖化醪温度30-32，各罐流加量约为20m3/h。当液位达到5-10%时将活化罐酵母（已复水活化完）分三次分别打入三个预发酵罐。博大生化公司酵母活化具体操作如下：活化罐加入工艺水25-30%液位，通蒸汽并启动泵打循环。当温度达到37时停蒸汽停泵，投入15箱干酵母（15箱安琪），静止活化20min后全部打入预发酵A罐。完成后重复上述操作打入预B，预C。预发酵罐接入酵母后，进行培养，第1小时10m3/h进料

12、，通风量100m3/h第2小时以10m3/h进料，第三小时流加20m3/h，第4小时加入30m3/h直至满罐，随着灌位的增加不断增加通风量至300 m3/h，保证1m3醪液每小时通风1m3当液位达到30%时从罐上人孔门加入营养盐（二铵、尿素各1袋），大约10小时。液位达到85%后，再加入营养盐（二铵、尿素各1袋），镜检酵母，酵母数应在2.0-2.5亿/ml，出芽率10%以上。满罐后向主1分料50%，这时主1可连续进料40m3/h，主一跟据酵母耗糖情况控制糖化醪流加量。预B，预C接入活化罐的酵母后操作同上。首次开车三个罐同时培养，正常生产后，三个罐错开培养，保证二天重新培养一次。五、调控指标与调

13、控方法（1）液糖化控制参数一览表 设备名称控制项目控制范围最佳控制值操作控制调浆罐PH值5.5-5.85.6用碱、氨水加入量调节温度()58-6060用回用水加热罐水温调节预液化罐液位(%)45-6550用泵变频器调节温度()89-9190用蒸汽调节锤度(0BX)21.5-23.522.5用加水比调还原糖(%)33.53用液化酶加入量调节用液化喷射器温度()105-110107用蒸汽调节2#后液化罐 PH值5.5-5.85.6用碱、氨水加入量调节温度()89-9190用真空调节还原糖(%)343.5用液化酶加入量调节锤度(0BX)22.5-23.523用加水比调糖前调配罐液位(%)30-504

14、0用泵变频器调节2#糖化罐液位(%)40-6050用泵变频器调节温度()59-6160用换热器调节PH值4.1-4.44.2用酸加入量调节锤度(0BX)23.5-24.524用加水比调还原糖(%)91211用糖化酶加入量调节干物质(%)26-2827挥发酸(%)0.20.1表示关健控制点（2）发酵控制参数一览表 设备名称控制项目控制范围最佳控制值操作控制R402A/B/C糖化醪流量m3/h50-6565用自控阀控制通风量m3/h300-400300用手阀控制液位(%)55-7060用自控阀控制温度()28-3029用换热器调节PH值3.6-3.93.8锤度(0BX)141615用进醪量控制还原

15、糖(%)6用进醪量控制酒份(V%)354用进醪量控制出芽率(%)81512用通风量及营养盐控制酵母数(亿/ml)2.0-3.02.5用酵母加入量控制挥发酸(%)0.05-0.10.06酸度3-43.5R411温度()31-3332用换热器调节PH值3.6-3.83.7锤度(0BX)68.57.5用进醪量控制还原糖(%)465用进醪量控制酒份(V%)67.56.5用进醪量控制出芽率(%)5108酵母数(亿/ml)1.5-2.01.8用酵母加入量控制挥发酸(%)0.05-0.10.06酸度6-87R412温度()31-3332用换热器调节PH值3.6-3.83.7锤度(0BX)687还原糖(%)4

16、65酒份(V%)7.58.58挥发酸(%)0.05-0.10.06R418液位(%)40-50用泵变频器调节PH值3.5-3.7锤度(0BX)0.50.7残还原糖(%)0.20酒份(V%)1213挥发酸(%)0.1-0.2残总糖(%)1.8酸度7-8洗涤塔酒份(V%)35用加水量控制表示关键控制六、异常现象及处理异常现象检查部位处理办法糖化PH太高/太低硫酸小罐的加力调整压力硫酸手动/自动控制阀打开/修理/更换阀门糖化还原糖太高/太低糖化酶降低或增加流量糖化时间降低或增加糖化时间糖化温度太高泵的出口压力高清理换热器循环水流量调整循环水流量糖化锤度高/低液化来料锤度调整液化醪锤度液化料粘液化酶加

17、入量增加液化酶加入量PH值调整PH值液化温度调整液化温度液碱及氨水的比例调整液碱及氨水的比例预发酵锤度过低糖化罐锤度增加糖化罐锤度糖化醪流量加大糖化醪流量预发酵锤度过高糖化罐锤度降低糖化罐锤度糖化醪流量减少糖化醪流量预发酵葡萄糖含量过低糖化酶加入量增加糖化酶流量糖化过程pH值调整最佳状态发酵罐糖化醪流量增加流量糖化罐停留时间增高糖化罐液位预发酵葡萄糖含量过高糖化酶加入量减少糖化酶流量乙醇含量太低增高预发酵罐液位酵母细胞数量低增高酵母数pH值太低提高糖化醪pH值温度太低减少冷却水流量糖化醪流量减少流量发酵罐染菌pH值加硫酸降低pH值糖化醪细菌数量必要的CIP清洗温度过高降低温度原料更换原料空气过

18、滤器灭菌培养基菌含量必要的CIP清洗酵母数量过低乙醇含量太高降低糖化醪浓度发酵罐液位低增加糖化醪流量发酵空气流量增加空气流量营养物供给增加营养盐pH值调节糖化醪pH值发酵罐温度过高冷却流量调节流量冷却器前后压力差清洗冷却器、管线冷却水阀修理阀门发酵温度过低冷却水阀修理阀门在洗涤水中乙醇含量高工艺水流量增加工艺水流量在洗涤水中乙醇含量低工艺水流量减少工艺水流量七、博大生化公司酒精发酵的工艺流程液糖化工艺流程简图精塔废水干燥机冷凝水水膜工艺水碱 液回用水加热罐蒸汽液化酶清液玉 米 粉混 料 器拌料罐稀硫酸糖化酶发 酵调配罐螺旋板换热器糖化罐螺旋板换热器 蒸汽预液化罐维持管、闪蒸 喷射器后液化罐液化

19、酶发酵工艺流程简图营养盐液糖化工序酵母酒母活化罐换热器蒸馏换热器成熟醪罐主发酵罐7#换热器主发酵罐6#换热器换热器换热器主发酵罐5#主发酵罐4#主发酵罐3#换热器主发酵罐2#主发酵罐1#换热器械换热器械换热器械预发酵罐A预发酵罐B预发酵罐CCO2洗涤塔各罐CO2 蒸馏流程简图废糟去饲料车间水洗塔粗酒粗馏塔成熟醪 洗涤塔、杂醇厚油分离器回收塔 半成品半成品 原料酒罐优级酒精甲醇塔分子筛无水酒精精馏塔塔顶酒汽八、试车事故预案液糖化工序换热器循环冷却水中断事故 液糖化工序换热器循环冷却水中断事故现象 经液化换热器的液化醪液仪表温度显示迅速升高 循环冷却水出水调节阀开度100%，且不发生变化。 循环冷

20、却水出水仪表温度显示迅速升高 蒸煮醪闪蒸压力迅速升高，温度迅速升高液糖化工序换热器循环冷却水中断事故报告程序 岗位人员确认后报告班长，班长组织事故处理，并立即向本班调度汇报调度负责指挥事故处理，并向有关部门及人员汇报液糖化工序换热器循环冷却水中断事故处理程序立即停止向换热器进料，关闭循环冷却水自动阀，并报告调度，要求尽快恢复循环冷却水在循环冷却水未恢复前，液糖化按正常停车处理为保持各罐的液位，手动关闭除循环管线上的所有阀门检查好各转动设备，做好启动前的检查准备工作如循环冷却水恢复后，液糖化工序即可重新开车液糖化工序蒸汽中断事故液糖化工序蒸汽中断事故现象液化罐醪液、喷射器后仪表温度显示迅速降低蒸

21、汽仪表流量显示为零 液糖化工序蒸汽中断事故报告程序岗位人员确认后报告班长班长组织事故处理，并立即向调度汇报调度负责指挥事故处理，并向有关部门及人员汇报液糖化工序蒸汽中断事故处理程序立即停止进料，关闭蒸汽管路自动阀，并报告调度，要求尽快恢复蒸汽在蒸汽未恢复前，液糖化工序按正常停车处理，冲洗好管线为保持各罐的液位，手动关闭除循环管线上的所有阀门检查好各转动设备，做好启动前的检查准备工作如蒸汽恢复后，液糖化工序即可重新开车液糖化工序仪表风中断事故所有罐液位发生异变，温度指标同时发生异变。所有气关阀开度100%，所有气开阀开度0%，且不发生变化。蒸汽出现中断。立即停止玉米粉和工艺水进拌料罐，每个罐停止

22、向下罐进料，开启循环管线进行单罐或罐组的物料循环，一并报告调度，要求尽快恢复仪表风在仪表风未恢复前，若短期可恢复，继续打循环，若长期则液糖化按正常停车处理打循环时为保持各罐的液位，手动调节管线上的手动阀门；停车处理后要检查好各转动设备，做好启动前的检查准备工作 如仪表风恢复后，液糖化工序即可重新开车 液糖化工序电源中断事故液糖化工序所有泵、搅拌器等用电设备同时停止运转DCS控制屏幕用UPS供电，有报警，仪表失灵。班长组织事故处理，并立即向调度汇报调度负责指挥事故处理，并向有关部门及人员汇报立即关闭立即将各电动机的操作开关搬回到停止位置，关闭上工序进料阀门，关闭蒸汽管路自动阀，并报告调，要求尽快

23、送电在电未恢复前，液糖化工序保持各罐的液位，手动关闭除循环管线上的所有阀门检查好各转动设备，关闭泵出口阀门，做好启动前的检查准备工作如供电恢复后，液糖化工序即可重新开车液糖化工序一次水中断事故经糖化换热器的糖化醪液仪表温度显示迅速升高一次水出水调节阀开度100%，且不发生变化。岗位人员确认后报告班长，班长组织事故处理，并立即向调度汇报调度负责指挥事故处理，并向有关部门及人员汇报 立即停止上一工序的进料，停止向换热器进料，关闭一次水自动阀，并报告调度，要求尽快恢复循环冷却水在循环冷却水未恢复前，液糖化按正常停车处理为保持各罐的液位，手动关闭除循管线上的所有阀门检查好各转动设备，做好启动前的检查准

24、备工作如一次水恢复后，液糖化工序即可重新开车 液糖化工序泵故障事故液糖化工序任何罐的输送泵故障停机，此罐液位显示迅速升高。泵电机在DCS上显示为停机状态。岗位人员确认后报告班长班长组织事故处理，关闭此泵出口和入口阀门，若开启备用泵后生产恢复正常，马上落实维修。若备用泵无法开启或处于维修状态，应立即向调度汇报。调度负责指挥事故处理，并向有关部门及人员汇报立即停止进料，换备用泵。当无备用泵情况下，关闭蒸汽管路自动阀，并报告值长，要求停车。在泵未恢复前，液糖化工序按正常停车处理为保持各罐的液位，手动关闭除循环管线上的所有阀门检查好各转动设备，做好启动前的检查准备工作如泵恢复后，液糖化工序即可重新开车

25、酸、碱等辅料泄漏，引发人身伤害事故事故应急处理 报警程序：发生事故后，岗位人员立即通知当班中控室DCS人员，DCS人员立即通知当班值班长（应急指挥组成员），当班值班长立即通知公司生产技术部和乙醇厂应急组织机构其他成员。处置程序 ：如酸、碱少量泄漏，泄漏的酸、碱溅到眼睛或皮肤上时，伤者应迅速用大量的清水冲洗。进行上述处置之后，当班值班长安排人员将伤者送卫生所进行治疗。如酸、碱大量泄漏，导致人员灼伤严重，当班值班长立即拨打公司卫生急救站电话3501120通知公司卫生所，请求救援。现场其他未受伤人员做为急救人员在做好个人防护（佩戴防酸碱衣服、胶靴、眼镜、面罩等）的前提下，立即采取措施切断腐蚀物来源，

26、并迅速将伤员救出泄漏现场，移至空气新鲜处，保持呼吸道畅通，视具体情况对伤者实施临时处理。当酸、碱溅到眼睛或皮肤上时，应迅速用大量的清水冲洗；当碱、碱溅到眼睛或皮肤上时，应迅速用大量的清水冲洗。对昏迷者立即施行人工呼吸或输氧，直至卫生所来人抢救为止。如现场有人员被困且救援困难，需外界救援力量支援，当班值班长立即拨打公司消防队电话3501119（调度电话直接拨打119），通知公司消防队，请求救援。值班长指定人员到预定路口清除路障，引导救护车和消防急救人员到位。安全注意事项：应急事件发生后，工艺指挥组、设备抢修组人员应立即赶到现场，指挥实施工艺处理和设备抢修。如应急事件发生在夜间或工艺指挥组、设备抢

27、修组人员不在时，由值班长代为行使职权。当工艺指挥组、设备抢修组人员赶到时，值班长向其移交相应的指挥权。在对伤者实施急救前应使用棉抹布将伤者患处的浓硫酸进行擦拭后方可进行大量水冲洗。九、装置停机 短时计划停车通知DDGS车间、供气、供电、供风等有关部门，粗塔先停止进成熟醪，以水代料80m³/h，检查粗塔底废糟无料，此时水洗塔酒精浓度下降，关闭进水洗塔废水，关闭精塔、回收塔采酒，并关闭各塔采杂点和精塔、回收塔底部排废水阀门，关闭甲醇塔底部采出阀门。停真空泵，并按以上顺序停止有关输送泵，关闭各塔进汽，待各塔顶压力（表压）接近零时，停止进冷却水并打开各塔放空阀门。长时间停车长时间计划停车与短

28、时间停车不同的是必须排除系统内的酒精（即蒸零），故在停蒸汽之前，粗塔须持续蒸水，其废糟不在进入DDGS，需外排入污水。精塔、回收塔、甲醇塔产生的低度酒精，可通过他们的回流泵打入，过程必须使系统内的所有管线、泵、阀门都能得到清洗，当各取样点测试含酒小于0.02%时即可停机停汽，步骤同短时停机。意外停车当由于水、电、汽等原因造成意外停车时，我们采取的措施是保证设备的安全，避免或减少因物料的外泄造成对人身安全的威胁及浪费损失突然停水使粗塔等各塔冷凝器无法运行，系统压力升高，此时应立即停止进醪，关闭进汽阀和各塔底所有可逃酒的阀门，若压力过高，还应打开各塔的放空阀突然停电（并伴有突然停风）此时所有的泵停

29、转，仪表失灵，此时应立即停止进醪，进汽和各塔底所有可逃酒的阀门，关闭各塔采杂，关闭各塔采出阀门，关闭杂醇油分离器进水阀，观察现场压力表，适当打开各塔的排空阀突然停汽此时各塔塔板上液体迅速下压，此时应立刻停止进成熟醪，关闭各塔可逃酒阀门，关闭各冷却水阀门，观察各塔压力，适当打开塔顶放空阀，造成设备事故。十、操作注意事项必须严格遵守生产部制定的各项规章制度，并积极参与实施必须严格执行工艺操作规程，不得随意改变工艺参数，若需要变动应由车间主任组织，有关人员决定后确定酒精是易燃危险物品，禁止带火种进入车间，禁止在车间内吸烟，应严格遵守安全生产操作规程要节约生产材料，爱护工厂所有的设施，积极提出工作管理改进意见要如实填