酒精工艺学
目录
一、淀粉质原料酒精生产技术
绪论
1、
酒精与白酒工业在国民经济中的意义
2、国内外酒精与白酒工业生产概况及发展趋向
3、酒精与白酒的种类和工业生产的方法
第一节淀粉质原料酒精生产概况
一.
淀粉质原料酒精生产的特点
二.
淀粉质原料酒精生产的工艺流程
第二节原料及其处理
一.
原料的选择
二.
常用原料的化学组成
三.
辅助原料的要求和化学组成
四.
原料处理
第三节蒸煮工艺
一.
蒸煮的目的
二.淀粉质原料的物理作用
三、蒸煮过程中原料组分的变化
四、影响糊化率主要因素的讨论
五、蒸煮工艺流程
第四节糖化剂生产工艺
一.
生产常用的糖化菌及其酶系特征
二.影响曲霉菌丝生长和酶形成的因素
三.固体曲生产工艺
四.液体曲生产工艺
第五节糖化工艺
一.糖化的目的
二、淀粉的化学结构与性质
三、与糖化有关霉菌酶的种类及其作用特点
四、糖化过程中物质的变化
五、糖化工艺
六、糖化设备结构的特点
七、影响糖化率主要因素的讨论
八、糖化工艺的发展趋向
第六节酒母的制备
一、酒精生产对酵母菌的要求
二、酒精生产中常用酵母菌及其特性
三、酵母所需营养物质及其数量
四、酒母培养与扩大培养工艺
五、酒母培养设备结构的特点
六、影响酒母质量主要因素的讨论
七、液体曲酒母的特点
八.酒母培养异常现象与防治措施
第七节酒精发酵工艺
一.
糖化醪发酵的目的要求及设备结构特点
二、酒精发酵机理
三、酒精发酵工艺
四、影响酒精发酵因素的讨论
五.酒精发酵醪成熟
六、酒精生产异常发酵、杂菌污染及防治办法
七、从CO2中回收酒精
八、淀粉出酒率和淀粉利用率
第八节发酵成熟醪的粗馏与精馏
一、发酵成熟醪的化学组成与杂质分类
二、酒精蒸馏的基本原理
三、酒精精馏的基本原理
四、酒精蒸馏的工艺流程
五、新型蒸馏塔的介绍
二、糖蜜酒精生产技术
第一节糖蜜酒精发酵的特点及工艺流程
一、
糖蜜酒精发酵的特点
二、
糖蜜连续发酵酒精生产工艺流程
第二节糖蜜原料与糖蜜处理
一、糖蜜的来源与种类
二、糖蜜发酵前处理
三、糖蜜的稀释
四、糖蜜的酸化、灭菌、澄清和添加营养盐
五、稀糖液的制备流程
第三节酒母培养
一、糖蜜酒精发酵对酵母菌种的要求
二、糖蜜酒精发酵的酵母菌种特性
三、酒母培养的工艺流程
四、酵母纯粹扩大培养工艺
五、酒母扩大培养工艺
六、影响酒母质量的主要因素
第四节糖蜜酒精发酵
一、糖蜜酒精发酵的依据
二、糖蜜发酵方法
三、糖蜜酒精连续发酵的基本理论
四、影响糖蜜酒精发酵的主要因素
五、糖蜜酒精连续发酵的工艺设备流程及工艺指标
六、低纯度糖密酒精发酵
七、糖蜜与淀粉质原料混合发酵
八、异常发酵现象及处理方法
第五节糖蜜酒精连续蒸馏的特点
三、综合利用
第一节酒糟的综合利用
一、淀粉质原料酒糟的利用
二、糖蜜酒糟的利用
第二节二氧化碳的综合利用
一、液体二氧化碳与干冰的生产
二、纯碱的制造
三、轻质碳酸钙的制造
第三节酒精酵母的综合利用
一、从废糖蜜发酵醪中回收酵母作面包酵母
二、利用酒精酵母生产核糖核酸
三、利用酵母生产混合核苷酸
四、利用酵母生产单核苷酸
第四节杂醇油和醛酯馏分的利用
一、杂醇油的回收利用
二、醛酯馏分的回收利用

一、淀粉质原料酒精生产技术

绪论

1、酒精与白酒工业在国民经济中的意义

酒精与白酒工业和其他轻工业一样，具有投资小、回收期短、资金周转快的特点，在国民经济中起着重要的作用，与人民生活有着密切的关系。随着现代科学事业的不断发展，酒精的应用范围越来越广泛，它是许多化工产品不可缺少的基本原料。利用酒精可以制造合成橡胶、聚氯乙烯、聚苯乙烯、乙二醇、冰醋酸、苯胺、乙醚、脂类、环氧乙烷、氯乙醇、二氯乙烷和乙基苯等。酒精是一种很好的有机溶剂，也可作为洗涤剂和浸出剂。在医药上酒精可用与灭菌和药剂的调试，高纯度的酒精可用来配制各种饮料酒。在国外有的工厂用酒精作燃料，取代煤和汽油；有的国家正在使用，用酒精作为燃料的汽车。随着自然资源开发的日渐减少，酒精作为绿色资源永不腿色，他的用途将更为广泛。

酒精发酵生产的副产物杂醇油，主要含有高级醇和脂类，可用来制造香料、油漆及增塑剂，也可用作有机溶剂。二氧化碳可制成液体二氧化碳与干冰，液体二氧化碳可用于清凉饮料的制造和消防事业及焊接工业等，固体二氧化碳可作冷冻剂及人工降雨需用的材料。

白酒是一种含有较高酒精浓度的无色透明的饮料酒，使用淀粉质原料或糖质原料经过发酵，蒸馏而制成，根据原料及工艺的不同，具有各自独特的风味。

白酒是广大人民生活的嗜好品，一般人每逢节日，往往以饮酒表示欢庆，消耗量相当大。他对于井下、森林作业人员、出海渔民和海员来说有是劳动保护的比须品。白酒还可用来浸泡某些中草药，增强药效。为了满足人民生活日益提高的需要，白酒生产日益发展，质量不断提高，品种也越来越多样化，产量也逐步增加。

酒精与白酒生产的原料大都直接来自农村，而副产物的酒糟不仅可供作农用肥料，而且是一种富有营养价值的饲料，更可利用酒糟大搞综合利用，这对促进农副业的发展也有重有作用。

2、国内外酒精与白酒工业生产概况及发展趋向

酒精与白酒生产是在酿酒的基础上发展来的。

我国酒精生产以发酵法为主，大多数工厂是采用薯干为原料，而广东、广西、福建、四川、台湾、等省是以甘蔗糖蜜发酵生产酒精的比例较大，华北、东北地区则以甜菜糖蜜发酵生产酒精较多。目前，各地酒精工厂因地制宜，也有利用野生植物淀粉质原料或亚硫酸盐纸浆废液和木屑稀酸水解法来生产酒精。我国合成酒精的大规模生产是以依稀为原料，采用直接法合成酒精。随着我国石油工业的发展，合成酒精的生产也势必有较快的发展。

近年来，随着酒精质量的不断提高，各科研部门对酒精工业进行了一系列的技术改革，无论是在连续蒸煮、真空冷却、连续糖化、液体曲、糖化酶、固体干酵母的使用、连续发酵、新型蒸馏塔的应用方面，或是在优良菌种选育，工艺与设备的改进，自动控制、综合利用和环境保护等方面，都取的了不少的成绩。

国外酒精工业的生产方法，包括发酵法和化学合成法两种。近年来，以淀粉质原料发酵生产酒精逐渐减少，以糖蜜为原料发酵生产酒精逐渐增加，目前糖蜜酒精产量占世界总产量的40%。随着石油化工的迅速发展，用硫酸法、直接水合法以及利用石油裂解产生的乙烯或天然气直接合成酒精的产量越来越大。但是迄今为止，合成酒精还不能完全取代发酵发生产酒精，因为合成酒精往往夹杂异构化高级醇类，对于人的高级神级中枢有麻僻痹作用，不是宜作饮料、食品、医药及香料等用。因此即使是石油化工发达的国家，发酵法生产酒精仍然占有一定的比例，美国以淀粉质原料用发酵法生产的酒精始终保持10%以上，一些农副产品资源丰富的国家，发酵法仍然是生产酒精的主要方法。

由于各国资源不同，酒精工业的生产亦各有特点，如北欧瑞典、挪威芬兰三国，因为森林面积大，造纸工业发达，所以采用亚硫酸盐纸浆废液发酵生产酒精的比例很大。南美巴西与古巴等是盛产甘蔗糖的国家，则全部用甘蔗糖蜜作原料生产酒精。随着酶制剂工业的发展，世界各国都普遍采用淀粉酶来代替麸曲和液体曲，酶法糖化液的酒精发酵率达93%，大大提高了酒精得率。目前酒精发酵生产的淀粉出酒率最高可达56.3%左右。

白酒是我国传统的蒸馏酒，历史悠久，工艺独特，品种繁多。不论名白酒、优质白酒、大曲酒、小曲酒、麸曲白酒、液体白酒都取得了较达发展，尤其是兑制酒盛行各国，成为酒类行业的新趋势。新产品的层出不穷，在开辟新原料、代用原料，试制新产品，选育优良菌种，推广新工艺、新设备，实现机械化、连续化、自动化生产和大搞综合利用、环境保护等方面均取得显著的成绩。

多年来，在传统白酒生产方面,进行了人工培养老窖和防止窖泥退化的研究,打破了必须"百年老窖出好酒”的观念，促进了我国浓香型白酒的发展；总结了烟台白酒操作法与四川小曲酒操作法，推动了白酒工业的发展；采用了气相色谱法剖析白酒中微量的香味组份，找到了一些名白酒主体香型的主要组份，为提高白酒质量和科学管理生产提供理论依据。在液态白酒生产方面，探索出“液态去杂，固态增香，固液勾兑”的新工艺，同时利用己酸菌和产脂酵母进行发酵增香，大大提高液态白酒的质量。在小曲酒酿制方面，利用纯种根霉与酵母纯粹培养制成混合曲来酿制小曲酒取得显著的效果，为小曲酒机械化生产创造了良好条件。此外，为了有效的降低劳动强度和提高劳动生产率，一些酒厂分别实现了固态发酵法与半固态发酵法白酒生产机械化，近几年白酒的包装与装潢得到了较大的改进，不少企业正逐步向机械化包装发展。

国外酿酒工业近年来生产技术也有很大发展，主要有：酿酒原料良种化，栽培区域化，选育优良菌种，应用酶制剂，探索微量芳香组分，不断更新工艺，采用新型设备，自动控制和微机程序控制等，劳动生产率大幅度提高。

综上所述，我国酒精与白酒工业虽有较大发展，技术水平不断提高，科研工作取得可喜的成果，但与国外先进水平相比，还有一定差距，主要表显为劳动强度大，出酒率底，耗粮大，成本高，产品的包装与装潢也有待提高。此外，对白酒生产的发酵机理，有益微生物的选育与利用，香味成分的检测以及生产机械化、连续化、自动化等都有待进一步研究。

3、酒精与白酒的种类和工业生产的方法

一.酒精的种类和工业生产的方法

1.酒精的种类我国工业生产的酒精按国家规定分为高纯度酒精、食用酒精和工业酒精等，并由轻工业部和卫生部颁布标准。

（1）高纯度酒精（GB—687—78 无水酒精） 酒精浓度不得低于99.5%（容量），是一种严格中性没有杂味的酒精，专供国防工业、电子工业与化学试剂用。

（2）食用酒精（GB—10343—89 食用酒精） 酒精浓度不得低于95.0%（容量），杂质含量较少，主要用于食品行业配制饮料酒、医药行业和精细化工行业。

（3）工业酒精 只要求酒精浓度达到95.0%（容量），无其它要求，主要用于油漆稀释，合成橡胶等工业生产，或作燃料使用。

2.酒精工业的生产方法可分为发酵法和化学合成法两大类；

（1）发酵法 是利用淀粉质原料或糖质原料，在微生物的作用下生成酒精，根据原料的不同，又可分为：

A.淀粉质原料发酵生产酒精这是我国当前生产酒精的主要方法，它是利用薯类、谷物及野生植物等含淀粉的原料，在微生物的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蒸煮、糖化剂制备、糖化、酒母制备、发酵及蒸馏等工序。

B.糖蜜原料发酵生产酒精直接利用糖蜜中的糖分，经过稀释并添加部分营养盐，借酒母的作用发酵生成酒精。

C.亚硫酸盐纸浆废液发酵生产酒精造纸原料经亚硫酸盐液蒸煮后，废液中含有六碳糖，这部分糖在酵母作用下可以发酵生成酒精，主要是工业酒精。

（2）化学合成法生产酒精 是利用炼焦炭、裂解石油的废气为原料，经化学合成反应而制成酒精。生产方法又可分为间接水合法和直接水合法两种，目前工业上普遍采用后者。

A.间接水合法又称硫酸水合法，它的生产过程是将乙烯与硫酸经加成作用生成硫酸氢乙脂，再进行水解，生成乙醇和硫酸。此法的缺点是对设备腐蚀严重，酸消耗较多，优点是对原料气体的纯度要求不高，设备简化，易与上马。

B.直接水合法乙烯与水蒸气在磷酸催化剂存在下，在高压高温下可直接发生加成反应，生成酒精。此法要求乙烯纯度在98%以上的原料气，需要采用特出的方法分离裂解其中各种组分，对设备、材料都提出了较高的要求，但此法步骤简单，无腐蚀问题。

二.白酒的种类和工业生产的方法

1.白酒的种类白酒的种类繁多，由于所的原料、糖化剂以及发酵工艺的不同，酒的质量和风味差别很大，产品名称更是琳琅满目。通常按产地命名的，如茅台酒、汾酒、西风酒、泸洲特曲等；按原料命名的，如高粱酒、玉米酒、米酒、高粱糠酒等，根据所用糖化剂来命名的，如大曲酒、小曲酒、麸曲白酒等。

2.白酒工业生产的方法根据发酵物料状态的不同，可区分为固态发酵法，半固态发酵法和液态发酵法等。

A.固态发酵法是指发酵酒醅含水分不多，糖化与发酵在固体状态的酒醅中同时进行。以高粱等粮谷为原料，使用大曲或麸曲，人窖固态糖化发酵，成熟后固态蒸馏取酒。固态发酵法生产白酒由于醅中水分的限制，糟渣中尚残余不少未能完全利用的碳水化合物，需再次拌曲，糖化发酵，反复多次，使原料多次利用，才能提高原料利用率和淀粉出酒率。

固态发酵法是我国传统的白酒生产工艺，大曲酒（以大曲为糖化发酵剂）、麸曲白酒（以麸曲为糖化剂、酒母为发酵剂）及部分小曲酒（以小曲为糖化发酵剂、固态发酵及固态蒸馏）的生产均属此法。产品具有特殊的芳香和良好的口味，风格独特，酒质醇厚，但出酒率较低，粮耗大，成本高，劳动强度大，资金周转慢。

B.半固态发酵法是以大米为原料、小曲为糖化发酵剂或采用先固态培菌糖化、再半固态半夜态发酵和蒸馏的方法，如桂林三花酒等；或采用半固态边糖化边发酵，然后蒸馏的方法，如广东米酒等，均属此法。

半固态发酵法生产的小曲酒与固态发酵法生产的大曲酒相比，它具有用曲量少，出酒率较高，发酵周期较短的特点。小曲酒具有独特的风格，酒质醇和，但与液态发酵法相比较，则发酵速度较慢，手工操作多，劳动强度大。

C.液态发酵法是指发酵醪于液态中进行发酵，实际上是采用相似于淀粉质原料（或糖质原料）制造酒精的生产工艺。此法生产的白酒称为液态白酒。世界各国蒸馏酒的生产工艺大都采用液态发酵法，例如白兰地、威士忌、伏特卡及蓝姆酒等，可见液态发酵法是白酒工业发展的方向。

液态发酵法是先糖化后发酵，由于在液体中进行，酵母发酵作用较完全，因而发酵迅速，发酵周期短，原料利用率高，且适于大规模机械化、连续化、自动化生产。但酒的风味和质量与固态发酵法和半固态发酵法白酒相比仍有较大的差距。如何提高液态白酒的质量，是有待进一步研究的课题。



第一节淀粉质原料酒精生产概况

一.淀粉质原料酒精生产的特点

（1）原料系采用薯类、粮谷类及野生植物等，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，就直接将快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。

（2）原料必须经过蒸煮，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130—150度，但经过粉碎的原料，其蒸煮所须的温度较低，大约120—130度。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。

（3）淀粉质原料生产酒精，要经过加曲糖化作用，把糊化成溶解状态的淀粉转化成可发酵性糖。由于曲的生产方法不同，可分为麸曲糖化法、液曲糖化法、根酶糖化法（阿米罗法）、根酶酒母混合法、麦芽糖化法等。目前在国内是以麸曲糖化法和液曲糖化法为主，在国外使用淀粉质原料生产酒精的方法，大致可分为：

A.麦芽法 以麦芽、黍芽、稷芽作糖化剂。

B.阿米罗法将根霉或毛霉等霉菌，在糊化醪冷却至30—40度时，接种培养，在霉菌生长过程中转化淀粉成发酵性糖，再加酵母发酵。

C.曲法 以固体曲或液体曲作为糖化剂。

D.酶法 用淀粉酶代替曲。

（4）淀粉悬浮液在糊化和溶解过程中，粘度是不断变化的，当淀粉颗粒溶解时，粘度逐渐增加，达到最大限度后，随着温度的继续上升，醪液粘度下降。

（5）蒸煮过程中原料因受高温高压，易产生焦糖。由于淀粉质原料甘薯内所含的碳水化合物中以淀粉为主，另外还有少量糊精和糖类；而马铃薯中所含的糖主要是堡葡萄糖和果糖，以及少量的蔗糖；在谷粒中则以葡萄糖为主。在蒸煮时，不同的糖分其化学变化也不同。例如糖分回转化，醛糖回变成酮糖（异构化）；各种糖分都会焦化，形成焦糖；己糖分解变为羟甲基糠醛，又很容易和新的氨基酸分子起作用而生成黑色素。焦糖是不能被发酵的，还会阻按碍酵母的发酵作用，影响发酵而降低酒精产量。因此，蒸煮是要注意控制适宜的温度和压力。由于形成焦糖的作用，一般在高浓度溶液中比低浓度溶液中容易进行，因而淀粉质原料蒸铸时，如原料内含有较多的糖分，便容易形成黑色物质和焦糖。醪液浓度越高，也越容易形成焦糖。因此，我国个酒精厂对甘薯干的原料加水比，一般都采用1∶3—1∶3.4，有时还要稍稀些，这样便于淀粉率的提高。

二.淀粉质原料酒精生产的工艺流程


此流程主要是说明用淀粉质原料生产酒精时，投产前必须先把快状或粒状的原料，磨碎成粉末状态后，经过高压蒸煮和糖化作用，然后在进行发酵，最后经蒸馏得到成品酒精，现简要叙述如下：

1.原料粉碎连续蒸煮的酒精工厂，原料出库后，先经过粉碎，然后在投入生产。几乎大多数工厂都采用了锤式粉碎机，把原料磨成粉。很多工厂都采用二次粉碎法，在进入锤碎机前先经过粗碎，把大快原料初步打碎成小快原料，再经过锤碎机，将小快原料打碎成较细的粉末原料，这样便于连续蒸煮。

2.蒸煮糊化把磨碎后的粉末原料，先行拌水预热，使原料升温，为连续蒸煮作好预煮准备。原料内的淀粉颗粒，经高压蒸煮后逐步破裂，趋与溶解状态，蒸煮醪液成糊状。

3.曲霉糖化经蒸煮糊化后的醪液，通过曲霉菌的淀粉酶进行糖化作用。曲霉菌生成的淀粉酶，能把原料内含有的淀粉转变为可发酵性糖，供酵母菌利用。曲霉菌是属于好气性的微生物，故在繁殖和生长过程中要给以充分得空气，同时，淀粉酶的形成也取决于所供给的空气量。

4.酵母发酵酒精发酵是属于厌气性发酵，在发酵过程中进行无氧呼吸，在此过程中，发生着复杂的生物化学变化，既有糖化醪中淀粉和糊精继续被淀粉酶水解生成糖，也有蛋白质在曲霉蛋白酶水解下生成肽和氨基酸。这些物质一部分被酵母吸收合成菌体细胞，另一部分则被发酵，生成酒精和CO2。

5.蒸馏提纯 经酵母菌把糖转变成酒精后，在成熟发酵醪内，除含有酒精和大量水分外，还含有固形物和许多杂质。蒸馏是把发酵醪液中含有的酒精提纯出来，通过粗馏和精馏，最后取得合乎规格的酒精，同时得到副产物杂醇油，还有大量的酒糟（也称废醪）排除。有的工厂把酒糟内的余热，设法取出，充分利用。

第二节原料及其处理

一.原料的选择

（一）选择原料的依据

选择淀粉质原料生产酒精时，从工艺的角度着眼，凡任何含有可发酵性糖或可变为发酵糖的原料，都可作为酒精生产的原料。对于工业上大规模投入生产的原料，除了要提出工艺上的要求外，还要提出生产管理和经济上的要求，因此，在选择工业上大规模生产酒精的原料时，应考虑到下列诸条件：

（1）因地制宜，就地取材，原料产地离工厂要近，便于运输，节省费用。

（2）要求原料内碳水化合物含量较多，蛋白质含量要适当，适合与微生物的需要和吸收利用。

（3）原料资源要丰富，容易收集。由于酒精生产需要大量原料，要保证一定的库存量。

（4）原料要容易贮藏。应考虑到新鲜原料内含水量多，不耐久藏，最好选择经，干燥后，含水极少的干原料，易与保藏，不宜霉烂。

（5）对人民的身体无寻损害，影响发酵过程的杂质含量因应当极少，或者几乎不含。

（6）原料价格低廉，可降低产品成本。

此外，还应当考虑到大力节约粮食原料，尽量少用或不用粮食原料，充分利用当地的非粮食原料，广泛利用野生植物原料，同时利用农林副产物和植物纤维原料，以及亚硫酸盐纸浆废液等，对于节约粮食原料有着重要意义。另外，利用石油原料化学合成制造酒精，也是发展酒精的主要途径。

（二）原料的种类

生产酒精的淀粉原料，一般可分成下列几类：

（1）薯类 甘薯、马铃薯、木薯、山药等。

（2）粮谷类 高粱、玉米、大米、谷子、大麦、小麦、燕麦、黍和稷等。

（3）野生植物 橡子仁、葛根、土茯苓、蕨根、石蒜、金刚头、香符子等。

（4）农产品加工副产物 米粞、米糠饼、麸皮、高粱糠、淀粉渣等。

二.常用原料的化学组成

原料所含的化学成分，不仅关系着酒精生产率的高低，同时也影响酒精生产的工艺过程。常用原料中主要的化学成分如下：

碳水化学物 原料中所含的淀粉，或与淀粉类似的菊糖、蔗糖、麦芽糖、果糖及葡萄糖等，这些物质都可以发酵生成酒精，同时也是霉菌和酵母的营养及能源，原料中含这些物质越多，生成酒精也就越多，所以它和产量有着密切的关系。碳水化合物中的五碳糖多存在于原料的皮层，如麸皮、高粱糠，谷糠、花生壳等都含有很多，它不但影响淀粉数字偏高，发酵中也易生成有害的糠醛。纤维素虽属于碳水化合物，但不被淀粉水解，只起填充作用，对于发酵没有什么直接影响。

蛋白质 原料含有的蛋白质，在酒精生产过成中，经曲霉菌的蛋白酶水解后，可为霉菌和酵母菌生长繁殖的重要营养成分，而微生物细胞中，30—50%（干重）是蛋白质。一般的说，当培养基内氮的含量适当，则曲霉菌丝生长旺盛，酶的含量也较高。有些原料所含蛋白质有时不能满足微生物生长和繁殖的要求，则应从外界加入氮源。蛋源一般包括有机蛋源和无机氮源两种，根据不同情况，添加不同种类的氮源。

脂肪 对发酵有影响，如高粱糠、米糠等含油脂多，则生酸较快，生酸幅度也较大。一些酒精厂如采用玉米作为原料，总是把玉米坯芽除去。

灰分 灰分中的磷、硫、镁、钾、钙等是构成菌体系胞的和辅霉的重要成分，还有调节渗透压的作用，是微生物生长不可却少的，在一般原料中，灰分的含量一足够。

果胶 块根或块茎作物的原料（如甘薯、马铃薯、木薯等），果胶质的含量比粮谷类多好几倍，它是生成对人体有害的甲醇的主要来源，并对醪液的粘度也有影响。

单宁 橡子、高粱等原料中，都含有大量的单宁。单宁带有涩味，遇铁就成蓝黑色，能把蛋白质凝固。而糖化酶和酵母细胞的主有成分是蛋白质，遇到单宁就凝固硬化，失去它应有的作用能力，不能进行正常的糖化发酵，所以，单宁的存在对酒精的生成是有害的。在用含单宁的原料生产酒精时，一定有考虑采用含单宁的霉菌做糖化剂，以分解单宁。

部分原料中还含有一些有碍发酵作用的成分，如木薯中的氰酸，发芽马铃薯中的紫色龙葵素，野生植物中的各种生物碱等。由于这些妨碍发酵物质的存在，会影响原料的出酒率，但是绝大多数的有害物质，经蒸煮和发酵作用，可被分解或被坏，也就失掉了它的危害性。

目前我国各酒精厂常用的原料，约有以下几种：

（一）薯类原料

1.甘薯 目前国内大多数酒精厂，都采用甘薯干为原料。甘薯又名为甜薯、红薯、白薯或番薯，在江苏、浙江和安徽一带叫山芋，河北、山东叫地瓜，四川、湖北叫红苕，各地叫发不一。甘薯在我国分布较广，除西藏和东北的部分地区以外，其它各省都有栽培，产量较多的是四川、山东、河南、安徽、河北等省。

甘薯原料的品种很多，按照块根表皮的颜色可分为红皮、白皮、黄皮、紫皮等四种，按成熟期来分，有早熟、中熟、晚熟等三种。

我国曾经采用过许多优良品种的甘薯，例如胜利100号（在华北、华东普遍推广），南瑞苕（是四川和南京附近载培的良种），华北117号、116号、小儿红（在江苏、山东栽培较多），都是丰产品种，并且含有丰富的淀粉。甘薯属高产作物，食用部分是块根，其形状因品种而异，有圆形、椭圆形或不规则形状。利用甘薯这样高产作物为原料生产酒精是较经济的。

甘薯原料在工艺上的优点：在酒精生产中，甘薯原料的出酒率较高。其优点是：首先甘薯的淀粉纯度高（可用2%盐酸转化，测定其中所含淀粉，与用同样方法测定别的原料比较，甘薯的淀粉纯度高）。其次是甘薯的结构松脆，易于蒸煮糊化，为以后的糖化发酵创造有利条件。此外甘薯中含脂肪及蛋白质较少，在发酵过程中生酸幅度小，降低了对淀粉酶的破坏作用。但是甘薯原料也有一定的缺点，例如，甘薯中的树脂（地瓜油子）是妨碍发酵作用的，不过数量及微，起不了多大作用。其次是甘薯中果胶含量较其它原料多一些，所以甲醇的生成量稍大。此外，甘薯产量虽，但鲜甘薯容易腐败，不好保存，这一缺点比任何农作物都显著。同时，一般作物多是夏季易腐败，而甘薯却在秋末或冬季寒冷的季节里也会腐败。由于甘薯含有大量水分和糖分，营养充足，给腐败菌造成了有利机会，特别是表皮擦伤后，杂菌更易侵入，需要加倍注意。

甘薯的病害很多，主要如黑斑病、软腐病、青霉病等，这些都是杂菌侵而引起的。经冻伤的坏死病，受水侵泡的水腐薯，是属于自然灾害。坏甘薯含有甘薯酮，会影响出酒率的提高。有病薯生成的毒害，会妨碍发酵作用，晒干后会煮不烂，严重影响出酒率的提高。黑斑病多在薯皮上，有黑色或绿色的斑点，并能有外皮侵入内部。黑斑病薯蒸煮时有霉坏味，口尝时有苦味，它是有毒的，对发酵不利，影响酵母发育，酵母死亡率大，致使发酵率低，尤其是不能用黑斑病薯作就酒母培养。如用黑斑薯生产出来的成品酒精，作为饮料用则苦味很大，严重影响酒的质量。

甘薯的化学成分，根据地区、品种、栽培条件等因素不同，含量也有不同，甘薯的块根中大约含有25—30%的干物质及70—75%的水分，干物质的主要成分是碳水化合物，含量在20%左右，此外，还

有少量的蛋白质、脂肪、灰分及维生素等。


在甘薯中含有可溶性糖分2.0%左右。甘薯的淀粉颗粒经常由2--6个以上的颗粒结合在一起，形成特殊的团粒状态，每一个颗粒的大小为5—10微米。

甘薯的含氮化合物中，纯蛋白占2/3，酰胺类占1/3。在块根中含有腺嘌呤(adenine)、鸟嘌呤(guauine)、甜菜碱(betaine)、及胆碱(choline)等。

甘薯的灰分中，其比例大约为：K2O为3%，P2O5为9%，CaO为13%，MgO为4%，其它71%。此外，甘薯中还含有脂肪、维生素、甲树脂和乙树脂，其比例为：甲树脂90%，乙树脂10%。

根据中国医学科学院卫生研究所对甘薯分析试验所得的结论，在100克甘薯中含有胡萝卜素0.009—5.51毫克，硫胺素0.12毫克，尼克酸0.5毫克，抗坏血酸30毫克。

甘薯干是把新鲜甘薯切成细条或薄片，在日光下晒干而成，一般3公斤新鲜甘薯可以晒出1公斤甘薯干。甘薯干（又名地瓜干）的外观指标为：

一级甘薯干 片大，整齐，均匀，内外都洁白。

二级甘薯干 片大，较均匀，外面洁白，内部褐筋。

三级甘薯干 片大不整齐，严重霉坏，黄黑色。


从甘薯的化学成分看，由于淀粉含量高，纤维少，并有适量的蛋白质，利用甘薯制造酒精时，加工容易，淀粉利用率高，因此，甘薯是制造酒精的很好原料。

2.马铃薯 有叫洋山芋、土豆或山药蛋，在我国东北、西北和内蒙的产量很大。各地栽培的马铃薯有许多优良品种，例如“南爵”为辽宁、河北等省的早熟丰产品种，能耐水分结薯集中，产量较大，薯块较大，薯心白色，质地细腻，水分少，耐贮藏。马铃薯的形状大小不一，有圆形、卵形、椭圆形及不规则形。马铃薯的种类很多，根据实用可分为以下四类：

（1）工业用马铃薯 或称淀粉性马铃薯，淀粉含量17—18%

（2）饲料用马铃薯 淀粉含量为18—20%

（3）食 用马铃薯 淀粉含量为12--15%

（4）种 用马铃薯 供繁殖留种用

作为酒精生产所用的原料，应是淀粉含量较高，而蛋白质含量较低的工业用马铃薯。

在马铃薯的块茎中约含有25%左右的干物质和75%左右的水分，干物质中的主要成分碳水化合物，其含量在20%左右，其次是蛋白质、脂肪、纤维和灰份等。国内几中马铃薯的平均化学成分如下：


　

在马铃薯的碳水化合物中，除淀粉外，还含有少量的糖分，但较甘薯少的多，其淀粉的总含量随原料的品种和栽培条件不同而异，大约为15--25%。淀粉颗粒一般具有同心环，较一般淀粉颗粒为大，长约35--50微米，宽约25--37微米。

马铃薯皮层中的含氮物质有14.2--14.7%（对干物质而言），淀粉层中的含氮物质为9.5--9.7%。含氮物质对于酒精发酵有很重要的关系，可供给酵母菌养料以制备发酵醪，所以马铃薯是天然的良好的培养基。

马铃薯的灰分中，以甲盐为主，其次是磷，一般K2O占灰分总量的60%，P2O6占17%。

3.木薯 在薯类原料中，木薯是很强健的多年生植物，呈灌木状，根粗而长，盛产与我国南方的广东、广西、福建、台湾等地。木薯是酒精工业的良好原料，其所含的淀粉品质较纯，而切淀粉颗粒大，加工又方便，生产出来的酒精质量也较高。木薯是属于高产作物，容易栽培，荒山野地里都能生产，在气温平均为26度的亚热带，产量较高。其适应性很强，能耐肥、耐瘠、耐水、耐旱，而切在任何颜色的土壤中均可以生长栽培。木薯植株高约2--3米，茎杆直径为5厘米，质地甚脆，多髓心。叶片呈掌状。根为块根，呈柱形或纺锤形，直径为5--10厘米，根长30--40厘米，长者可达80--100厘米，根的表面为一层棕色或黄色的表皮。食用或酒精生产用的是木薯的块根。

木薯的种类较多，一般可分为两类：

（1）苦味木薯 又呈毒木薯，茎杆为红色或淡红色，产量高，但生长期较长，约为一年半。含氢氰酸较多，但经晒干后大部分消失，作为酒精生产原料，蒸煮时大部分蒸发出去，所以并不影响发酵和成品质量。

（2）甜味木薯 又称无毒木薯，其茎杆为绿色或棕色，生长期较短，约一年，产量较低。

木薯块根的主要化学成分是碳水化合物，其它成分如蛋白质、脂肪等含量都较少。在新鲜木薯块根内含有27--33%左右的白色淀粉，还含4%左右的蔗糖。根的外表含氢氰酸，对苦木薯而言，含氢氰酸的量更多，但它易于挥发，故木薯汁经过加热、浓缩后，其毒性就可完全去除。兹将其化学成分列与下：


（二）谷物原料

在我国酒精工厂使用谷物原料制造酒精，主要是玉米、高粱、大麦、大米和小麦等，由于这些原料是人民生活中的主食品，为了合理利用资源，对于广积粮，节约用粮而言，在酒精工业生产上，应该尽量少用或不用这类原料为佳。在酒精生产中用的谷类原料主要是玉米或高粱。

1.玉米 又名玉蜀黍、苞米、珍珠米、包谷等。它的子粒组织情况，依品种不同而有差异，就同一品种而言，每粒玉米可包括果皮、种皮、糊胶粒层、内胚乳、胚体或胚芽，实尖等六个基本部分。玉米的化学成分，每100克中应含有下列各种成分：

水 分      6--15    克（代表值12克）
蛋 白 质   8.5      克
脂 肪      4.3      克
碳水化合物 73       克
粗 纤 维   1.3      克
灰 分      1.7      克
胡 萝卜 素 0.06--0.1毫克（黄玉米） 0.05毫克（白玉米）
核 黄 素   0.10     毫克（黄玉米） 0.09毫克（白玉米）
硫 胺 酸   0.34     毫克（黄玉米） 0.35毫克（白玉米）
尼 克 酸   2.3      毫克（黄玉米） 2.1毫克（白玉米）
抗坏 血酸  0.04     毫克
钙         22       毫克
磷         210      毫克
铁         1.6      毫克
每百克玉米的发热量为1525.7千焦耳。

玉米的特点是含有丰富的脂肪。脂肪主要集中在胚芽中，胚芽的干物质中含脂肪30--40%，它属于半干性植物油，大约有72%的液态脂肪酸和28%的固态脂肪酸组成。所以从玉米胚芽中榨取玉米油，已引起各酒精厂的重视。

一般黄色玉米的淀粉含量较白色玉米为高，作为生产酒精的原料是含淀粉越多越好。玉米淀粉主要集中在胚乳内，呈玻璃质的组织状态，不要求含有较高数量的蛋白质。玉米的淀粉颗粒呈不规则形态，堆积非常紧密，在显微镜下观察，其硬脂淀粉的颗粒出现多边形的角状突起，而软脂淀粉的颗粒呈不规则的主体，角度微作钝圆。在每一淀粉颗粒的中间表现出不同程度向心集中的裂纹和沟纹，淀粉排列的层次也不清楚。玉米淀粉的大小为直径10—20微米。玉米子实中含有淀粉、糊精、蔗糖、葡萄糖等，故为饮料酒精的良好原料，但从广积粮和节约用粮的观点来看，玉米不应作为一般工业酒精的主要原料，必须考虑代用原料和非粮食原料来生产酒精。

2.高粱 又名红高粱。高粱的种类甚多，按高粱穗的外观色泽，可以分为白高粱、红高粱、黄高粱等，按品种和性质可分为粘高粱和粳高粱。原粒高粱的内容物，大部分为淀粉颗粒外面包有一层由蛋白质和脂肪所构成的胶粒层。粘质高粱适于制造酒精。高粱胚乳的组成分可分为角质、玻璃质、胶质、粘质等，胚乳中主要为淀粉，其次为少量脂肪和蛋白质等。淀粉颗粒呈多角形，中心有核点，最大的淀粉颗粒直径为30微米。每百克高粱中的可是部分含有：

水分12克 蛋白质8.2克脂肪2.2克 碳水化合物78克 粗纤维0.3克 灰分0.4克

硫胺素0.14毫克 核黄素0.07毫克 尼克酸0.6毫克 钙17毫克磷230毫克 铁5毫克

每百克高粱米的发热量为1525.7千焦耳。

高粱中还含有单宁和色素，大部分集中在种皮上，对于酒精发酵有阻碍作用。高粱中含有单宁量约3%，这个数量就会对酒精发酵起不良的恶劣影响，它可以使发酵过程酸度上升，以致阻碍酵母的生命活动。此外，从东北红高粱中分离出来的高粱红色素（C16H12O5）和红梁苞颖色素，对发酵均会发生不良影响。因此，用高粱为原料生产酒精是时，应适当延长蒸煮时间，尽量把这些有害物质除去为佳。

高粱单宁可分为两部分，一部分不溶于温水，其元素组成为碳55.5%，氢6.001%，另一部分可溶于温水，其元素组成为碳50.21%，氢5.26%。这两部分单宁的不同性质，列表如下：


　

从试验中了解，不溶性单宁比可溶性单宁危害为大，用混合原料发酵时，可以冲淡单宁的危害，这样对发酵有利。一般情况下，在酒精生产时，如果采用含有单宁酶的黑曲为糖化剂，可减少单宁对酵母的不良影响。另外，高粱皮含有多量单宁，不宜用来培养曲菌，或作为麸曲制造的原料。

如果在特定的条件之下，考虑以粮食原料生产酒精时，在谷类原料中 根据产量和成分来看，以玉米为较好，因为玉米的亩产量和淀粉含量都比较高。但是和薯类原料相比，玉米仍然远远比不上薯类原料。

在谷物原料中除玉米、高粱外，尚有大米、小米、大麦、小麦、燕麦、黑麦等原料，兹将它们的化学成分列于下：


在燕麦的碳水化合物中，包括淀粉、纤维素、聚戊糖及一些可溶性糖分。淀粉含量25--40%，淀粉颗粒呈细小的菱形，直径3--11微米。成熟的燕麦颗粒含糖相当多，占干物重的0.6—2.2%，蔗糖主要集中在胚中，燕麦的含蛋物质中纯蛋白质占99—95%，燕麦和玉米一样，含脂肪较多，约占麦粒重量的3—10%。故如用燕麦生产酒精时，可预先由其中抽出脂肪或者由酒糟中抽出脂肪，燕麦中含磷相当多，大部分为有机形式存在，约占麦粒重的0.27—0.45%。上表介绍的这些谷类原料，有大米、小米（粟）、大麦、小麦、黑麦等，有的因产量少，有的由于食用价值高，故在我国很少用作酒精原料。

（三）野生植物原料

近几年来，我国各地的许多酒精工厂加强了对工业用粮的控制，利用野生植物来部分代替粮食原料制造酒精。这是发展我国酒精工业的一个途径。

我国地大物博，山地面积比重很大，野生植物的资源丰富，分布面积亦广，特别是在山区和林区，遍地都有可以用类制造酒精的野生植物。

野生植物作为工业方面的原料，可具有下属这些优点：首先是含有大量的淀粉和糖分，用它来代替谷类和薯类原料制造酒精，可以节约工业用粮；而且野生植物大多数是自然的生长在山野之间，不许要进行栽培和管理，只要利用农闲时采集，可以增加副业收入；另外在许多野生植物中含有生物碱或其它化学成分，是医药工业和化学工业的原料。所以，除了淀粉成分用来制造酒精外，还可以提取其它有效成分，发展综合利用。

全国各地酒精厂所用的野生植物很多，兹将常用的一些简略分述如下：

1.橡子 是橡树生产的果实，又名麻栎、榨树。橡子在每年九、十月间成熟，为黄色或棕色的坚果，形似卵形或球形，大约内含50%左右的淀粉，我国农民经常采集橡子做成“粉皮”，借以佐餐。1956年开始，在我国就有酒精厂利用橡子来制造酒精。橡子随着产地、气候、品种的不同，其化学组成有很大的差异，除含有淀粉50--60%外，粗蛋白4--7.5%，脂肪1.5--5%，单宁2--4%。橡子含有单宁和戊糖，对铜盐有还原能力，橡子虽然含有单宁，但可用含单宁分解酶的黑曲霉糖化剂以分解单宁，还可以添加含有蛋白质较多的原料，使单宁结合而沉淀，这样，就可以顺利地进行酒精发酵，所以，橡子是酒精工业的一种良好的代用原料。

一般来讲，野生植物往往含单宁较多，而单宁对制造酒精是有害的，能促使淀粉糖化和发酵的酶类结合而沉淀，另外，对酵母有抑制作用，因而降低出酒率。

在工业生产上除去单宁的方法有以下几种措施：

（1）利用含有单宁的原料时，可使用对单宁分解能力较强的曲霉菌。黑曲霉对单宁的分解能力比黄曲霉与根酶强，尤其是As.3.758菌种对单宁分解能力较强，适宜于高粱、橡子原料制造酒精。

（2）如果能提高酶液的含蛋白质量，则发酵现象及好转，这是由于糖液内蛋白质增加，相应地减少了单宁和酶的结合。所以，一般要求曲子和酒母的用量略为多些，酒母糖液的含氮量高些，效果较好。

（3）对于含单宁多的物质，也可以采用加温水浸泡，除去单宁。用65--70度水浸泡，能通过40目筛子的橡子粉，经过12小时，可使单宁含量由5--6%下降到0.1%左右，不过，这样会增加原料在浸泡时糖分的损失。

（4）橡子的外壳含单宁较多，宜在投产前予以除去。

（5）延长蒸煮时间或采用混合原料冲淡发酵醪，均可降低单宁的含量，利于发酵。

2.土茯苓 又名冷饭头，金刚根等，在我国广东、台湾，西南等地山野之间均有生长，淀粉含量在60%左右。从色泽来看，土茯苓可以分为红、白两种，红色土茯苓内含单宁和色素的量较多，白色土茯苓内含淀粉较多。兹将化学成分列于下：

土茯苓除用来制造酒精外，还可以作为药材之用。

3.石蒜 又名毒蒜，乌蒜，蟑螂花等，多生长于堤塘、坟地等树阴间，我国各地均有。它有地下球形鳞茎，好似水仙，外皮为灰黑色。其化学成分含有蛋白质4.4%，灰分9.75%，纤维0.85%，淀粉40%和少量的生物碱（石蒜碱、去痰碱和类石蒜碱等），由于石蒜对人体有毒，过去一直未加利用，直到1958年湖南将石蒜加工成石蒜粉代替面粉浆纱和制浆糊。无锡轻工业学院于1958年曾经利用石蒜粉试制酒精，为了填补其氮源，添加少量米糠和麸皮，结果顺利地能够进行酒精发酵，酒精产率可达到淀粉理论出酒率的80%以上。石蒜的组织松脆，纤维含量少，很易粉碎和蒸煮，是一种良好的代用原料，此外石蒜碱提纯后可作贵重的药剂；其次开展综合利用，先自石蒜中提取石蒜碱，然后在做酒精，则更能提高其经济价值。

4.蕨根 其嫩叶及根茎中含有淀粉，可以作为食用，也可用作酒精原料，其淀粉含量随着品种而不同。对新鲜蕨根进行了分析，测知其水分为56%，粗淀粉为20%，还原糖为4.45%，一般的干蕨根含淀粉为40%左右。

5.葛根 在我国南方各省的山区里都有生长，可分为粉葛和苦葛两种，粉葛的根含有丰富的淀粉和糖分（鲜粉葛含淀粉高达37%，平均含有19--25%，还原糖4.45%），叶中含有腺嘌呤、天冬酰胺和谷氨酸等，可供食用。苦葛的淀粉含量较低，为8--9%，并且含有较多的纤维和胶汁等，蒸煮后的粘性很大，故起用作为生产酒精的原料时，必须预先加以处理。葛根除可用来做酒精和食用外，其藤茎可作藤制品，纤维可用作葛布，这类野生植物经济价值较高。

6.金毛狗脊又名金毛狮子，大多生长于山间阴地，在其根茎部位有黄色绒毛，形如狗的脊骨。其淀粉含量在40%以上，还含有粗蛋白、粗纤维、灰分等，并含有1.4%的单宁。

7.菊芋 在地下生长的块茎，容易栽培，一年种植后可年年收获，可以连收4--5年。由于其外形似姜，故又名洋姜、鬼子姜。它的收量大，单位面积产量较高，对病害的抵抗力也较强，在我国西南地区一带，野生的菊芋较多。在菊芋的块茎中含有多量的菊芋粉和少量的果糖，所含氮素中有98%是可溶性氮，其中有60%为氨基酸。产量相当于马铃薯，但其所施加的肥料只需要马铃薯的四分之一，生产费用低廉。菊芋很健壮，对于风害、冷冻、病害的抵抗力都很强，并且，不论酸性地、碱性地、山地、水洼地都可以种植培育，我国有许多地区是适宜栽培菊芋的。湖北省某酒精厂曾把菊芋加糠曲，每100公斤原料产50度白酒6公斤左右，故菊芋是我国制酒工业上很有前途和发展的原料。

菊芋中含有菊糖，也叫土木香粉，是果聚糖胶。制酒时可以将菊芋粉碎，取一小部分（不蒸煮）加曲混合，在50--60度糖化2小时，利用菊芋本身的糖化酶（菊糖酶），将菊糖水解变成果糖，在加酵母菌发酵，最好是将菊芋蒸煮后，加入黑曲进行糖化，并添加酵母菌发酵，因为黑曲霉含有菊糖酶，适合菊芋生产。

8.香附子 又名地贡子，是多年生草本植物，地下茎细长，顶端呈纺锤形，长约2--3.5厘米，外皮黑褐色，有细长棕毛，质硬，味苦涩，内含1%的挥发油（香苻烯32%，香苻醇49%）。各地均有出产，在田头、坡地山区极易生长，我国湖北省和云南、贵州一带产的是带毛香附子，朝鲜进口的是去毛香附子，颗粒大而圆，肉褐色，淀粉含量较高，用野生植物香附子作为酒精生产的原料时，可先用蒸馏法提取香附子油（约5%），以回收副产品，提高酒精产量和得率。现把一部分野生植物的化学成分列于下表：

三.辅助原料的要求和化学组成

辅助原料是指制造糖化剂和用来补充氮源所需的原料。

1.麸皮 是面粉生产过程中的一种副产品。它的淀粉含量少，不能作为制造酒精的主要原料，但是它具有培养霉菌的良好性能，因此，可以作为酒精生产中制造麸曲的主要原料。其用量约为酒精主要原料的6--10%，麸皮的化学成分如下所示：


麸皮中维生素、钙及铁的含量如下：
硫胺素（维生素）平均含量 9.37微克/克
核黄素（维生素）平均含量 2.80微克/克
尼克酸（维生素） 3.00微克/克
钙（灰分中） 2.4%
铁（灰分中） 0.21%
此外，麸皮中还含有淀粉酶，氧化酶，过氧化酶及过氧化氢酶等。

2.米糠 是淀粉工厂和谷物加工厂的副产物或下脚料，仍含有一定量的淀粉和氮源，可作为制造酒精的辅助原料。米糠是碾米过程中所得到的细糠，其中含有大部分的胚芽，因此，含油量较多，根据某厂的综合分析：含油17--20%，水分10.5--13%，粗蛋白15--17%，粗纤维6--8%，无氮抽出物38%，灰分2--9%。酒精生产中采用的是榨过油的米糠饼。

除上述麸皮和米糠外，还有一些农产品加工的副产物，含有淀粉和氮源，可作为酒精生产的辅助原料，它们的化学成分如下表：

四.原料处理

（一）原料处理的目的及其粉碎

1.处理目的 酒精工厂在进行生产前，必须先将原料中混杂的小铁钉、杂草、泥快和石头等杂质除去。因为含淀粉原料大都是植物的块根和快茎，当从土壤收割起来时，由于收集不够注意，往往混有沙土、杂物，甚至金属等夹杂物，这些杂物特别是铁片、石子等，容易使粉碎机的筛板磨损，使机器发生故障，机械设备的运转部位由于磨损而坏掉。有些杂质会在蒸馏塔中沉积下来，使塔板的溢流管发生堵塞现象，还有些杂质会使醪泵、研磨机等设备的内部机械零件遭到损坏，严重影响正常生产。有时遇有大量或大快的夹杂物时，甚至会堵塞阀门、管路和泵，使生产停顿。此外，杂质存在也会对生产中的反应过程产生不良影响。所以在生产前，必须先要经过原料处理。

对于一些带壳的原料，如高粱、大麦，在粉碎前，则要求先把皮壳破碎，除去皮壳后在形粉碎。如果不把皮壳原料的外层去掉，有如下几个缺点：

（1）皮壳本身毫无营养价值，对酒精生产的微生物没有好处，皮壳在醪液中会引起阻碍液体的流动。

（2）皮壳在生产过程中，不发生变化，而大量皮壳汇集起来会占据一定的有效容积，无形中降低了设备的生产能力。

（3）醪液糖化后进行发酵时，皮壳会聚集在液面上，而引起较厚的醪盖，醪盖的形成会妨碍热量的逸散和CO2的放出，致使液体温度升高，细菌容易繁殖，特别是醋酸菌，出现这些现象，都会对发酵带来不利。

（4）皮壳会使蒸馏塔及冷却器等设备发生阻塞。皮壳渐多，需要停机清理，会给生产带来损失。

鉴于上述这些缺点，一般对于带皮壳的原料，处理过程要先行破碎，脱去皮壳。

在间歇蒸煮的小型酒精厂里，由于生产规模小，耗用的原料少，仅用人工清除原料中的夹杂物后，便可直接投蒸煮锅进行生产。目前，国内各酒精工厂，为了达到原料处理的要求，采取了一系列的措施，尽量把铁钉、石块、布屑等杂物，在原料蒸煮前处理好，对提高出酒率，降低成本，维护设备等方面收到了成效。

2.原料粉碎

（1）粉碎的目的 在酒精生产中，如果采用间歇蒸煮的方法，一般的讲，原料不经过粉碎，直接成快状就投入锅内，进行高压蒸煮。当采用连续蒸煮时，不论是采用串锅式连续蒸煮，还是柱式连续蒸煮或管状连续蒸煮等方法，各种原料都必须先经过粉碎。这是因为谷物或薯类原料的淀粉，都是植物体内的储备物质，常以颗粒状态储备于细胞之中，受着植物组织与细胞壁的保护，既不能溶于水，也不易和淀粉水解酶接触。为了使植物组织破坏，要求淀粉释放，采用机械加工，称之为粉碎。把原料进行粉碎后成为粉末原料，其目的是要增加原料受热面积，有利于淀粉颗粒的吸水膨涨、糊化，提高热处理效率，缩短热处理时间。另外，粉末状原料加水混合后容易流动输送。

（2）粉碎方法 原料粉碎的方法可分为干粉碎和湿粉碎两种。当采用湿粉碎时，将蒸煮所需的全部水量，和原料一起加入粉碎机中，这种方法可以加工水分较多的原料，原料粉末不会飞扬，减少原料的损失，省去处尘通风设备，但是湿粉碎所得到的粉碎原料，之能立即及时直接用于生产，不易干贮藏，且耗电量较干粉碎多8--10%，同时锤式粉碎机容易产生堵塞现象。

我国某厂的湿法破碎工艺流程分四个部分，如下：


a.风选送料部分原料进入料斗后，由滚筒加料机，经倾斜安置的输料槽，均匀加入风管中，由风力输送入旋风分离器。同时原料中混杂的金属、沙石、泥土等杂物，因重力作用，从风管落下，而料斗上方，装有吸尘室，将风扬起来的粉尘，经吸尘室顶部的吸尘管，和原料一起吸入旋风分离器中。

b.湿法除尘部分在旋风分离器中，原料和较大颗粒的粉尘，受离心作用，向下沉至底部，并由螺旋输送机送至破碎部分。同时在旋风分离器的内部淋以水膜，将细颗粒的粉尘吸收。水量的大小，由浮子流量计控制。

c.破碎部分为了提高原料粉碎细度，降低电力消耗，采用两级破碎。在一级破碎机的进料口，装有进水管，将水和原料一起加入破碎机中，水量的大小，根据加料的速度和工艺要求的水料比，由浮子流量计控制。原料经一机破碎后，变成流体，然后借位差经管道自然流入二级破碎机中，再次粉碎至规定细度，流入物料暂储池。

d.预热部分在暂储池内，装有加热盘管，管内通入蒸气或蒸馏工段来的废热水，将物料进行第一次预热，然后在用泵送入加热器，用蒸煮工段蒸气分离器中排出的二次蒸气进行第二次预热，预热后的物料送入蒸煮工段。

湿法破碎工艺的主要设备及要求：

A.加料器 为了建立破碎时水料比的平衡，要求加料器的加料速度应较为均匀。该厂开始时使用螺旋输送机，加料速度较为均匀，但有时易被原料中混杂的铁石等杂物卡住，造成设备损坏，为此，该厂有设计了滚筒式加料器，加料速度靠控制滚筒转速调节。出料口装有弹簧保险的挡板，以防止滚筒发生卡住现象。


B.旋风分离器本设备与一般旋风分离器相似，不同之处是在上部装有喷水系统。用其装在风机进口之前，上方设有蜗形室，进口风速按18--20米/秒选取，出口风速应低于5米/秒，以防止风将水带入风机中。喷水系统的加水量可根据处理风量的大小，一般以风机排风口无粉尘为标准。


C.破碎机采用锤式破碎机，其刀片为固定式。为了保证一级破碎后物料的流体性能，一级破碎级的筛孔直径不宜过大，一般可取6--8毫米；二级粉碎机的筛孔直径可根据不同需要决定，一般为1.5毫米左右。为了防止破碎时物料泄漏，应加强破碎机的密封装置措施。

D.加热器采用柱式连续蒸煮设备中的套管旋流式加热器。此种加热器，可使物料和二次蒸汽充分混合，以提高预热效果。

该厂采用了湿法粉碎工艺后，从实践中证明效果是好的，与原来干式粉碎相比有如下的优越性：

A.彻底消除了粉尘的危害，改善了劳动条件，降低了原料的损耗。

B.原料在粉碎的过程中，淀粉以开始膨化，这不仅提高了原料的粉碎细度，也提高了原料蒸煮的效果，因而为提高原料出酒率创造了良好的条件。

C.由于粉碎后的物料经过两次预热，温度可达70度左右，相当增加了一段预热，大大节省了蒸煮时所消耗的蒸气。

D.由于粉碎机是在有水的情况下运转，因而其部件（特别是刀片）的磨损减少。以前采用干法破碎时，刀片一个星期左右既需检换一次，采用湿法破碎后，可延长到一个月左右。

E.设备简单，对厂房要求不高。湿法破碎较原来的干式破碎省去了两只拌料缸，节省了钢材。同时，原来干式二级破碎需要三层楼的厂房，而湿法破碎仅需普通的的平房即可，不仅给设备的按装检修带来了不少方便，同时也降低了建筑投资。

目前国内大多数酒精工厂是采用干粉碎方法，而且几乎都是采用二次粉碎法。

粗碎操作一般是淀粉原料出库过磅后，就近行电磁吸铁，粗碎机通常采用轴向滚动，在滚筒上装有许多突起的刀片，。用电磁吸铁装置除去铁片、铁块、小铁钉之物。

细碎操作是在粗碎后进行第二次粉碎，其粉碎设备，大多采用锤式粉碎机，它的结构比较简单，更换锤片和筛面操作方便，但运转时震动声音较大，如果转子安装的平稳，则锤片运转也较均衡。这种粉碎机适用与甘薯干块状原料和野生植物原料的粉碎，操作要求底，较易把小块原料锤碎成细粉末，对原料品种变化的适应性也较强。

　

锤碎机内有一根水平轴，轴上装有一些圆盘，圆盘的周边安装着板状锤片（杆锤），周围有圆筒形外壳。外壳分为两部分，上部为有沟形的表面，下部则为有孔的筛板，以被粉碎的物料通过筛孔落下。这种设备的一般形式可以自制，轴的圆周线速达60--70米/秒。锤碎机的主要构件如下：

A.锤刀 其主要部件是一个转动的圆筒，它装在轴上，主要是利用许多锤刀作圆周运动来锤碎原料。锤刀的形式一般有矩形、带角矩形和斧形，有高碳钢片制成。矩形的锤刀有多次在用的优点，当一般的角被磨钝后，可以倒转换在用，直至四边角全部用遍为止。但装换时，应注意避免由于重量的不等而引起转子的不平衡。由于矩形锤刀有多次在用的优点，所以，粉碎一般原料时，多采用这种锤刀。但是对韧性较大的原料进行粉碎时，则采用斧形锤刀较适宜，由于斧形锤刀的重心偏于尖端，与同样重量的矩形锤刀相比较，斧形锤刀的打击粉碎力要大的多。


原料的粉碎是由于锤刀的撞击作用，因此锤刀磨损甚速，经常要更换，否则会降低粉碎效果，而经常调换新的锤刀，则钢板耗用量大。为了充分有效使用锤刀，某厂对锤刀的装置进行改进，如图1-5所示，于圆形的转子距离中心轴不同的位置上，对称地开有许多孔，而磨损的锤刀，可把磨损后的刀角切平，装在离中心轴较远的孔上。这样既保证了锤刀顶端到筛面的距离，有可节省制造新锤刀的刚材。


B.筛面 用来控制粉碎程度，筛面采用铁板冲制。粉料通风的筛孔，孔径在1.5--2.5毫米之间，许多酒精厂所采用的筛孔大小都在此范围内。

提高粉碎机效率的方法，一般有下列常用的几种：

A.采用密闭循环法，为了减少磨损，能较快的地把大少不同的物料颗粒分开，将没有达到规定的颗粒，与已达到要求的细粉，一起通过筛面，再在粉碎机外部用单独的筛子，把不合要求的物料分离开来，重心回到粉碎机中进行粉碎。如此密闭循环，可提高生产能力达45--70%。

B.增加吸风装置，增加吸风机后，可以加速粉料离开筛孔，把粉碎机内已经粉碎好的细粉抽出来，提高了粉碎机的工作效率。据某厂采用后的经验，安装了旋风分离器，可以提高粉碎机的生产能力大约30%左右，而电耗也大为降低。

C.采用鳞状筛代替平筛。

含水分较高的原料，会使粉碎带来困难，使锤碎机的筛孔被堵塞，粉碎效果显著降低，电耗也会增大，这时可采用湿式粉碎来解决此问题。

在年产不同的工厂里，采用锤碎机的数量也各有不同，产量大的工厂一般数量多些，这与动力大小也有关系。但是，必须同时设有两套，一套备用，轮流使用。锤碎机通常发生的不正常情况及其处理措施如下：

A.出现锤碎机堵塞现象其产生的原因可能有下面三个：即进料量太多；筛孔堵塞；有异物落入机内。通常可采用下列三个措施来处理：首先是打开锤碎机，进行疏通；还可以取出筛子，疏通筛眼；或者可以停止磨粉，取出异物。

B.锤碎机运转时有杂声这是由于硬质杂物落入锤碎机内。一般采取的措施是：停止锤碎机运转，取出杂物，并检查筛子是否损坏。

C.粉粒直径过大，超过规定范围这是应为筛子磨损或破裂而引起的，处理的办法是调换新筛子。

D.锤碎机落料过大原因是筛子未装，或者是筛子脱头裂口大。采取的措施是停车检查，装筛或是换筛。

（二）原料的输送

1.机械的输送为了是物料能起到混合搅拌和输送作用，固体输送主要是采用机械输送。酒精厂内固体输送大多采用皮带输送机，斗式提升机和螺旋混合器（也称绞龙）。如果在绞龙上加盖铁板，则在密闭系统内进行物料输送，对粉状物料而言，可以防止运转时粉尘的飞扬。

通常原料预处理及输送的生产流程如下：

甘薯干出库→过磅称重→电磁吸铁→粗碎除杂→经斗式提升机→粗料贮斗→细碎（采用锤碎机）→粉料贮斗（布筒滤尘器）→螺旋推进输送机（绞龙）→拌水调和加温→预煮

此法的特点是采用筒易电磁吸铁装置，把原料中所夹着的铁器之类小杂物除去，以免影响下道工序进行。

2.气流输送有称风送，或称气力输送。它是利用空气流动所产生的推动力在管道中输送的，其简单原理是，固体物料在垂直向上的气流中，受到向下拉的重力F1，和气流向上推的动力F2，如果F2大于F1，则气流向上推动，使物料由低位向高位运送。例如甘薯干的块状原料，利用风动运送，有引风机把甘薯干运进料管，从低位向高位运送上去，而原料中的铁皮、石块等杂物，因比重较大，不能为气流所带走，而自动掉落在地上。风送特别适于输送散粒状或块状的物料，是一种较好的输送方式。

甘薯干在晒制和收购过程中，往往混杂有铁片和砂石等杂物，这会给粉碎作业和酒精生产过程带来了很大的危害。因而采用风送，不仅在于输送物料，更重要的还在于对原料进行风选。同时，整个风网系统的负压状态，也能有利于实现粉碎过程无尘作业，改善劳动条件，但风选风送也存在耗电较高的缺点。不少大型酒精厂的粉碎过程采用风选风送，实践证明，它大大降低了粉碎机锤片和筛面的消耗；改善了粉浆和醪液流送过程中设备管道的磨损与堵塞；消除了粉碎车间粉尘的飞扬，使劳动条件大为改善；还由于废除了庞杂的机械提升设备，方便了车间布置，有利于老厂的改造挖潜；并为整个粉碎过程实现连续化和自动化提供了有利条件。

气流输送是一项较新的物料输送机术，很多工厂都在推广使用，现介绍某厂采用的风运粉碎气流输送的生产流程及其简单的过程。

　

A.粗碎的工艺流程：


B.细碎的工艺流程：


甘薯干先粗碎成小块后，风运至料箱，这样流动性好，吸料口容易送料，风运易进行。经旋风分离器至料箱，采用压力门。压力门的作用原理是靠堆积一定高度的物料，在物料自重的作用下，起到排料和关风的作用。压力门的结构简单，不需要传动，所以，得到广泛的应用。

采用两个洗尘塔，一个用于粗粉碎的回收尾粉，一个用于细粉碎的尾粉回收。生产实践证明，当气流速度降低后，回收尾粉效率就有所提高。

拌料加水比例是1:2.6--1:3.0，拌料用水分两部分，一部分用于回收粗碎尾粉后，有用于回收细碎尾粉，再进入螺旋混合器拌料；另一部分用在拌料罐内调整加入比为1:2.6--1:3.0。料浆品温控制在60--65度，在料浆打出前五分钟加入细菌淀粉酶，添加量为原料重量的0.1--0.2%（细菌淀粉酶的活性以2000单位为标准），若淀粉酶的活性提高，使用量即减少。

该厂采用风运粉碎后，取得的效果如下：

A.减少了设备磨损。这是由于采取风送新技术后，铁和石头进入细粉碎机的机会较少，这对后面各工序设备磨损大大降低。

B.由于风选，铁和石块不能进入粉碎机，大大节约筛子底。

C.粉碎效率显著提高，风送提升比机械提升要提高50%。

D.简化了工艺设备，气流输送工艺由一条风管代替一套斗式提升机，并且可以省掉一些除尘和除铁装置，从而简化了工艺和设备。

但是采用气流输送，在粉碎过程中反映出来的不足之处就是风机噪音大，风送运动装置的动力费用也较大。此外，拌料用水通过洗尘塔后，由于还利用二次蒸气加热器，故料温比较低。

（三）原料的粉碎

原料粉碎时，应注意下面一些工艺要求：

1.粉碎比 在粉碎过程中，对大块的原料，不容易一次粉碎到产所要求的细度，可采用二次粉碎法。一般粗粉碎比为1∶10--15,细粉碎比为1∶30--40。粉碎前最大物料直径D与粉碎后最大物料直径d之比，称之为粉碎比，以X表示：

X=D/d

粉碎比不能要求过大，否则会导致单位产品电耗增加，单位产品耗电是衡量粉碎效率的主要指标。单位电耗和粉碎机的性能优劣大有关系，而且还受原料的品种、粉碎度和使用维护的技术水平等影响有关，若其它条件不改变，在一般情况下，粉碎越细，则需要电耗越大。

2.原料粉碎对工艺过程的影响有人曾研究了粉碎度对谷物浆液预热黏度的影响，认为不同粉碎度的原料所配成的浆液在加热时，粉碎越细，则黏度的增加开始的越早。


粉浆加热的快慢，对黏度的增加情况也有很大影响。较粗和较细原料在配成粉浆后，不同加热速度和添加液化剂情况对黏度的降低也有影响。在试验中发现，细料迅速加热时，黏度很快增加，造成粉浆输送困难，连续加热至一定温度，则黏度达到一定高峰，此后，如果温度再升高时，则黏度反而降低。在试验中，当粉浆加热到70度时，快加热的黏度几乎未变，慢加热的黏度则有上升，当粉浆温度达70度时，其黏度接近高峰。所以，粗料应迅速加热，细料应缓慢加热，而加入液化剂时，不论加热快慢，其黏度都很低。

甘薯干粉浆加热时，粉碎度对升温时黏度的影响，升温速度与不同粉碎度的黏度关系，与上述现象类似。

根据上述实验研究，粉浆预煮时，加热的原则为：对较粗的原料可采取快速加热的办法，来达到预热至较高温度的目的，这是利用粗粒粉料糊化较慢的原理（可在3--5分钟内加热至85度）。对于较细的粉料，则应采取缓慢加热的原则，在不小于15分钟的时间内加热至60--70度。

第三节蒸煮工艺

一.蒸煮的目的

薯类、谷类、野生植物等淀粉质原料，吸水后在高温高压条件下进行蒸煮，使植物组织和细胞彻底破裂，原料内含的颗粒，由于吸水膨胀而破坏，使淀粉由颗粒变成溶解状态的糊液，目的是使它易受淀粉酶的作用，把淀粉水解成可发酵性糖。

其次，由于原料表面附着大量的微生物，如果不将这些微生物杀死，会引起发酵过程的严重污染，使生产失败。通过高温高压蒸煮后，对原料进行了灭菌作用。

二.淀粉质原料的物理作用

1.淀粉质原料的物理特征 淀粉是由葡萄糖基组成的高分子物质，广泛存在于植物种子（如玉米、麦、大米、高粱等）、块根（如甘薯、木薯等），块茎（如马铃薯）里。淀粉是由直链淀粉、支链淀粉与少量的矿物质和脂肪酸等混合形成颗粒状的淀粉颗粒。

植物生长成熟后，各种植物中淀粉的含量因品种、气候、土质以及其它生长条件的不同而不一样，即使实在同一块地里生长同一品种的不同植株，其所含淀粉量也不一定相同。

淀粉是白色的微小颗粒，不溶于冷水和有机溶剂，颗粒内部是很复杂的结晶组织，在显微镜的观察下，淀粉颗粒呈透明，具有一定的形状和大小，不同原料的淀粉具有不同形状和大小。淀粉颗粒的形状可分为圆形、椭圆形和多角形三种。一般含水分高、蛋白质少的植物颗粒比较大些，形状比较整齐些，大多数呈圆形或卵形，如马铃薯、木薯的淀粉。同一种淀粉的颗粒，大小也不均匀，例如：玉米淀粉颗粒的大小很不一致，最小的为5毫米，最大的为26毫米，中间还有许多种大小平均为15毫米，形状呈卵圆形。

木薯淀粉颗粒大小范围为5---35微米，平均值为20微米。马铃薯淀粉颗粒大小范围为15---100微米，淀粉卵圆形均有同心环。甘薯淀粉颗粒大小范围为10---25微米，呈圆形。大麦淀粉颗粒最小约2微米左右。高粱淀粉颗粒大小为6---29微米，呈多角形。


根据实验得出结论：一公斤玉米淀粉约含有17000亿个颗粒，从这个数字可以看出淀粉颗粒大小的程度。

淀粉颗粒具有的抵抗外力作用较强的外膜，其化学成分与内部淀粉相同，但由于外层水分损失和胶粒结构更加紧密，因而其物理性能和内部淀粉不同。甘薯和谷类淀粉的外膜不甚坚固，易受糖化酶作用而分解，马铃薯淀粉颗粒的外膜较坚固，不易受糖化酶的作用。

淀粉经热水处理分为两部分：一部分是极易溶于温水，水溶液黏度较小，而且有不稳定，静置后可析出沉淀的，称为直链淀粉，另一部分是难溶于温水，只有在加热条件下，才能溶于水，形成粘滞糊精的，称为支链淀粉。无论支链淀粉还是直链淀粉，其分子结构都是以葡萄糖为基本单位。

2.原料细胞的破坏 在蒸煮过程中，植物细胞组织的变化过程如下：在原料预煮加热浸泡时，原料开始吸水膨胀，而且纤维素也膨化，细胞间的物质和细胞内的物质部分溶解，使植物组织的坚固性减弱。在原料蒸煮时，当温度生高至120---135℃时，最初20---25分钟内，果胶质的膨化和溶解基本完成，淀粉和多聚戊糖的溶解，也开始剧烈地进行。果胶质的溶解对细胞壁的破裂有重要意义，此后，当温度生高至145---150℃时，由于细胞壁的强度大为削弱，淀粉便从细胞内释出，直至蒸煮完毕为止。在原料的后熟阶段，虽然原料不断软化，但大部分仍然没有失去原有的状态，只有在吹醪时，即醪液在蒸煮锅内吹出时，由于醪液通过蒸煮锅喷出口的狭缝，压力发生变化，产生蒸气的绝对膨胀，使细胞破裂，植物组织才能完全碎解。为了尽可能使原料细胞完全破裂，而成为均一的醪液，在吹醪时醪液放出的速度应当较快些。

3.淀粉结构及其膨化与糊化过程 淀粉是绿色植物进行光合作用的产物，植物把淀粉贮藏在种子或块根中，作为贮备的养料。谷类植物中含淀粉较多，例如大米中含淀粉62---82%。

淀粉在稀酸作用下可发生水解，生成一系列的产物，首先生成糊精，再经麦芽糖而最后得到葡萄糖。


糊精是比淀粉分子较小的多糖，能溶于水成为胶体溶液，多用作浆糊。

淀粉的颗粒形状根据来源不同而有差异，但它们都是有直链淀粉和支链淀粉所组成的，这两种淀粉都是由葡萄糖单元构成，它们的结构上差异在于链的形状不同。在直链淀粉中葡萄糖单元连接成直链，称为直链淀粉，而在支链淀粉中则由于含有支链，称为支链淀粉，在一般淀粉颗粒中直链淀粉量较少，约为15---20%左右。

淀粉大分子是葡萄糖单元之间以α-1，4键相互缩合成链，直链淀粉平均含有200---980个葡萄糖单元，分子量相当于32000---160000，分子片段结构式如下；

　

支链淀粉分子结构较直链淀粉复杂，除α-1，4键缩合的葡萄糖链以外，还以α-1，6键使葡萄糖单元缩合，成树枝分枝结构，支链淀粉分子量较大，平均含有600---6000个葡萄糖单元，分子量大约为100000---1000000，其分子片段结构式如下：


无论直链淀粉还是支链淀粉，受到a-淀粉酶作用，使淀粉糊的黏度很快降低，淀粉液的碘色反应迅速失去兰色，由紫→红→褐→黄→无色，表现出极强的液化能力，所以，又称为液化型淀粉酶，细菌和霉菌都能产生α-淀粉酶。淀粉的碘色反应与淀粉分子链的长度有关，链长在30个葡萄糖单位以上呈兰色，30---20个之间是紫色，20---13个之间是红色，7以下无色。

淀粉是一种亲水胶体，当淀粉与水接触，水就渗透薄膜而进入到淀粉颗粒里面，淀粉颗粒吸水分后能发生膨涨现象，使淀粉的巨大分子链发生扩张，因体积膨大，重量增加。膨化作用的第一阶段，是原料吸收20---25%的水分后，当温度生至40℃时，实际上膨化作用的第二阶段已开始，随着温度升高而继续膨化，到温度升至糊化温度60---80℃时，淀粉颗粒体积已膨胀到50---100倍，此时，各分子之间的联系削弱，使淀粉颗粒之间分开，此现象在工艺上叫做淀粉糊化。

淀粉颗粒在冷水或温水中浸泡后，会稍微有些膨胀，这种膨胀是由于少量的水分子进入淀粉颗粒的晶区引起的，所以淀粉颗粒经糊化后，更易被淀粉酶水解，因此在发酵工业中用淀粉作原料生产时，往往都需要将淀粉进行蒸煮。各种不同原料的淀粉，它们的糊化温度也不相同，如下表：


直链淀粉溶解在热水中，形成有粘性的糖化液状态，当温度升至100℃时，支链淀粉开始溶解于水，形成非常粘滞的液体，等到温度继续上升至135℃以上时，支链淀粉溶解的更多。综合上述情况，可以看出由于加热后，使原料中淀粉溶解的过程是：当温度在糊化温度下，原料吸水膨胀，淀粉粒开始解体，当温度逐渐升到120℃时，支链淀粉开始溶解，而温度在120---150℃之间进行高温高压蒸煮，则使淀粉继续溶解，当温度达到135℃以上时，细胞破裂，淀粉就游离，细胞壁软化。

三、蒸煮过程中原料组分的变化

原料在蒸煮过程中不仅发生淀粉颗粒、植物组织的物理变化，同时原料组分也发生化学变化，在酒精生产过程中起着作用。

1.纤维素（C6H10O5）n 是构成植物细胞壁的主要成分，其组成主要有许多失水的葡萄糖组成，在蒸煮过程中不发生化学变化，只是在吸水后产生膨胀，在与浓无机酸作用下，才起水解作用而生成葡萄糖。

2.半纤维素在160℃时，纤维素在PH为5.8---6.3的溶液中不发生化学变化，而只有半纤维素部分水解。半纤维素的化学成分是有多聚戊糖和多聚已糖组成，在微酸性情况下受热，多聚戊糖分解为木糖和阿拉伯糖，木糖分解为糠醛，多聚已糖将部分解为糊精，这些物质都不能被酒精酵母所作用。


3.果胶物质 是细胞壁组成的一部分，也是细胞间层的填充剂，其化学成分是由许多链状化合物的半乳糖醛酸或半乳糖醛酸甲脂所组成，如下所示：


里面含有许多甲氧基，在蒸煮时，甲氧基从果胶物质中分离出来，生成甲醇，其反因式如下：


果胶物质的含量，随原料品种不同而异，薯类原料所含果胶物质比谷类原料多，因此，生成甲醇量也较多。甲醇的存在，则对发酵不利，同时对酒精的质量也有影响。因此，在生产中应尽量控制甲醇的产生，甘薯干的蒸煮压力不能过高，通常粉碎后的甘薯干以22.54---27.44万帕斯卡为适当（2---2.5公斤压力），不粉碎的甘薯干约29.4万帕斯卡，采用降低压力的办法，可以减少糖的损失，但原料在低温低压时，糊化不易彻底，会引起可发酵性糖分的损失。如果是采用间歇蒸煮，则可考虑用放乏汽的操作方法，来排除醪液中的甲醇，所谓放乏汽，就是在原料蒸煮过程中，每隔一定的时间将蒸煮锅内的蒸气从锅顶放走一部分。甲醇的沸点为66℃，由于蒸煮时的温度在120℃以上，因而甲醇呈蒸气状态，存在与蒸煮锅的上部空间，当放乏汽时，甲醇蒸气随废气排于空气中。放乏汽不但可以将甲醇排除，而且由于锅内压力突然降低，达到醪液搅动的效果，使醪液蒸煮的更彻底、均匀。

4.淀粉和糖 淀粉在PH5.6---6.3溶液中，尚未直接证实有水解作用，但是在原料预煮时，由于淀粉酶在50---60温度条件下进行强烈的作用，而形成糖的积累，这是蒸煮过程中要注意的。因为糖经高温高压必然会引起损失。酒精发酵过程是酵母利用可发酵性糖转化为酒精的过程，因此在蒸煮过程中尽量防止或减少原料中糖的损失，对提高酒精生产率有很大的关系。

关于原料中糖分在蒸煮过程中的分解，甘薯中主要含β-淀粉酶，只生成麦芽糖，其次是单糖，而马铃薯中所含的糖主要是葡萄糖和果糖及少量的蔗糖，谷物原料中则以蔗糖为主。在蒸煮过程中，不同的糖分，其化学变化也不同，例如：糖分会转化，醛糖会变成酮糖（异构化），已糖脱水变成羟甲基糠醛，又可与氨基酸结合形成黑色素。

（1）羟甲基糠醛的形成 当蒸煮时，已糖脱水变成羟甲基糠醛，这是一种极不稳定的化合物，它会继续分解为甲酸和糖尾酸（左旋糖酸），伴随的副反映是黑色素和腐殖质的形成，此反应在原料预煮时就已经开始，到了蒸煮时就强烈的进行。羟甲基糠醛很容易和新生的氨基酸分子起作用，而形成黑色素。黑色素积累的速度与还原糖及氨基酸的浓度成正比例，为了抑制黑色素形成的反映，在原料蒸煮时，可以采用较多的水量。

（2）焦糖的形成 糖分在接近熔化的温度下加热时，可行成褐红色无定形的脱水产物，统称为焦糖。糖酐及其聚合物也是反映的基本产物，分解时也会伴随有副反应进行，副反应的机理大致与酸性羟甲基糠醛相类似。在蒸煮过程中葡萄糖也容易焦化生成呈色的产物，如有氨基氮存在时，容易生成氨基葡萄糖，这是葡萄糖产生色素的基础。焦糖是不能被发酵的，它会阻碍糖化酶对淀粉的糖化作用，并对发酵有影响，而使酒精产量降低。在糖类中果糖最容易焦化而生成焦糖。高浓度的糖液比低浓度的糖液较易形成焦糖，在蒸煮过程中局部过热，也容易形成焦糖，产生局部焦化现象。

甘薯干在蒸煮时，由于原料内含有较多的糖分，比较容易形成黑色物质的焦糖，故酒精厂内一般在原料蒸煮时，常采用加水比1∶3.2---1∶3.4，有时还要高一些， 这样，对淀粉利用率，会取得较好的效果。

原料蒸煮后，由于糖分分解时会形成着色物质，因而蒸煮醪常带淡褐色，因此可根据蒸煮醪液的颜色来判断糊化程度。在蒸煮时，可发酵性糖，主要是转化糖，其中特别是果糖容易损失，同时有一部分淀粉水解为糊精（高分子产物），使损失率增加。

蒸煮时可发酵性糖的损失问题：蒸煮时间与压力对糖损失的影响，是时间延长比压力增加影响大，例如：压力由39.2万帕斯卡增至49万帕斯卡，既压力增加25%时，于相同时间内其糖分损失增加8%，而在温度不变，证煮时间延长25%时，糖分损失增加9%，不仅对糖分是如此，对维生素、氨基酸的破坏，也是这样。

5.蛋白质 在蒸煮过程中蛋白质的变化情况如下：温度升高到100℃时，可溶性蛋白质便减少，当温度继续升高，则又重新增加，这是因为最初蛋白质进行凝结作用和变性作用，其后则进行胶溶作用。蒸煮时可溶性氮量是增加的，但蛋白质态氮反而下降，在蒸煮过程中蛋白质分子是不可分解的，所以，残留于液体中的氨基态氮没有变化。再普通蒸煮操作中，谷物中的含蛋量有20---25%转移到液体中去。

6.脂肪 在蒸煮过程中变化是很小的。

四、影响糊化率主要因素的讨论

淀粉质原料经过蒸煮，原料内部的淀粉膜破裂，内容物流出，变成可溶性淀粉，这一过程叫做糊化。整个蒸煮糊化过程，可分两步进行：第一步是淀粉颗粒吸收水分而膨胀；第二步是当加热到一定温度时细胞破裂，内容物流出而糊化。糊化率是蒸煮过程中的一个指标，用以说明淀粉溶解的程度，糊化率的计算方法如下：

糊化率（%）=糊精/总糖X100%

影响糊化率的主要因素，约有下列几点：

1.原料的粉碎粒度酒精生产中，原料进行蒸煮前，预先经过粉碎，以增加原料与蒸气的接触面，提高热处理的效率，对于一些带壳原料，则必须将原料的皮壳破碎除去。原料的粉碎粒度对糊化有很大关系。

完全糊化之前焦化，造成出酒率的降低。 一般而言，良好的蒸煮醪液应该是淡黄色或浅褐色，较为透明，不易凝固。蒸煮过老的蒸煮醪，则颜色焦黑带褐色，而且有苦味和焦味，蒸煮醪太嫩，表现出颜色较淡，混浊不清，容易凝固，味甜。但蒸煮醪的颜色深浅与原料的性质有关，不是蒸煮醪的唯一标志，除了蒸煮醪的颜色为检查质量的标准外，还要看醪液中有无未煮透的小粉料颗粒存在。优良的蒸煮醪应该是用手指压摸时呈均匀细致，而且有光泽，所以原料的粉碎粒度对糊化率有影响。原则上是粉碎越细越好，但粉碎过细，消耗电力大。淀粉的溶解还受蒸煮过程中的磨擦和放醪等条件影响，因此，粉碎度过细也无必要，酒精工厂一般采用通过1.5---2.5毫米筛孔的粉料。

原料粉碎度随原料的种类和蒸煮方法的不同而有差异，当采用较高的压力和较高的温度蒸煮时，无论是连续蒸煮还是间歇蒸煮，一般都采用较粗的粒度，相反，在略低的压力和温度下蒸煮时，物料的粒度更应要求细些。但是，原料经过粉碎以后，物料的粒度一般要求均匀一些，粒度大小不要相差太大。如果粒度不一致的程度太大，则由于不同粒度的蒸煮条件各不相同，在同一蒸煮条件下，形成物料的糊化程度就会不一致。一般粉末原料，常常在较大粉粒

2.加水比 为了进行蒸煮，必须将原料粉碎成细粉，再加一定量的水，一般是加入由蒸馏车间送来的热水，或在本车间用循环蒸气加热的温水。加水量要适当，若加水过多，会使粉浆很稀，导致工厂生产能力降低，设备利用率减少，蒸气消耗大；反之，加水过小，粉浆会过浓，蒸煮醪黏度大，流动性差，这样会容易招致局部受热，形成糖分损失，不利于管道输送，醪液浓度大也不利于酵母发酵。

根据以上情况，目前我国各酒精厂对蒸煮原料的加水比，一般认为：对甘薯原料∶水=1∶3.2--3.5，对于玉米原料为1∶2.8---3.0。加水比较大的原因是：加水多，糖难于焦化，便于增加压力进行高温蒸煮，为溶解淀粉创造了条件。此外，加水多，溶液黏度低，对酵母发酵也有利。从降低糖-氨基反应的原则出发，原料蒸煮时，加水大一些为好，因为糖-氨基反应以及焦糖的形成与醪液的浓度有关。

3.预热温度和时间一般酒精工厂在蒸煮前把原料先经过预热，根据原料品种不同来调节预热水温，预先对原料进行吸水浸泡，这样，可以缩短原料在高温高压下的蒸煮时间，并且对热的利用比较合理。预热时水温要求在80℃，尤其是对含有β-淀粉酶的甘薯干，不能用温度较低的水，否则在升温过程中，由于淀粉酶的活力，而产生多量的糖，造成在蒸煮过程中因高温而产生的糖分损失。如用粉状原料进行蒸煮，水温则不能高，一般用50℃左右的水，否则当原料与高温水接触时，来不及混合均匀，部分原料已糊化而结块，造成蒸煮不彻底。预热温度一般采用下表所示：


4.蒸煮压力、温度与时间压力、温度、时间对糊化率的影响很大。蒸煮压力是确定温度的指标，淀粉的溶解与蒸煮压力、时间成正比。但是，蒸煮压力与时间的关系是相互有影响的，蒸煮压力高，淀粉溶解快，这样，蒸煮时间相应就可以缩短。此外，蒸煮时间短，糖的损耗和生成的杂质就相应减少。管道连续蒸煮就是在高压下只处理5---10分钟，成效较好。

5.循环排汽时间与次数 在间歇蒸煮过程中，为了使原料受热均匀和彻底糊化，采用循环排汽的方法，利用蒸汽来搅拌锅内的物料。一般在正常情况下，先将蒸煮锅的生产压力降低2.9---4.9万帕斯卡，这样，由于压力改变，锅顶空间蒸汽压力突然降低，由于排去锅外一部分蒸汽，使原来的压力减小，产生了压力差，使醪液向上翻动，达到搅拌的目的。循环排汽时间一般没隔15---20分钟进行一次，一直进行到蒸煮完毕为止。采用的原料不同，蒸煮时间长短也不一样，则所采用的循环排汽时间也有差异。一般蒸煮薯类原料时循环排汽次数是三次左右，谷类原料蒸煮时间比较长些，故循环排汽次数也适当要多。

五、蒸煮工艺流程

（一）间歇蒸煮

近年来，用淀粉质原料生产酒精的工厂，大多采用连续蒸煮工艺，但尚有一部分小型酒精厂和液体白酒厂，还采用间歇蒸煮方法。此法虽有不少缺点，但是所用的设备比较简单，操作容易掌握，在一些小型工厂中容易推广，虽然连续生产方法不断取代间歇生产方法，向近代化的生产发展，但在目前来讲，间歇生产法在一部分酒精工厂中还起着一定的作用（由启是目前的改革开放，出现了一部分个人私有酒精厂，大部分采用间歇蒸煮方法）。

1.蒸煮设备 通常采用锥形蒸煮锅（立式蒸煮锅），其外形和结构简单。它是用


钢板制成的圆柱圆锥体联合形式，上部是圆柱形，下部是圆锥形，用焊接而成，材料可采用A3号钢，锥底用法蓝连接，以便于检查和更换。蒸煮锅承受的压力大多数是在39.2万帕斯卡左右，蒸煮锅上面的部件有加料口、排汽阀，锅耳是用来安装锅体的固定器件，加料口盖以自由向上盖为好，，当锅内压力升高时，加料口的密封更为可靠，加料口盖的材料也用A3号钢，由于锥形锅壁常被沙石磨损，经常是放入衬套，衬套厚3毫米，其接缝处用沿壁插入的盖板盖住。下部还有取样孔，加热蒸气管，下面是醪液排除室和排醪管。

这种形式的蒸煮锅比较适于对整粒原料的蒸煮，例如甘薯干，甘薯丝，粉碎后的野生植物等。由于这种蒸煮设备是从锥形底部一点引入蒸气，并可利用蒸气循环搅拌原料，因此蒸煮醪液质量很均匀，同时由于下部是锥形，蒸煮醪液排除比较方便。

2.间歇蒸煮工艺

⑴间歇加压蒸煮工艺流程：

加水入蒸煮锅──→投料──→升温──→蒸煮──→吹醪

由于原料种类及其物理状态不同，所采用的工艺条件有差异，但其工艺流程基本不变，现按工艺流程顺序分别阐述如下：

①加水 间歇蒸煮是在一个蒸煮锅内进行，在蒸煮整粒原料时一般先加入温水，此温水系车间内用循环蒸气加热的热水，或者是由蒸馏车间冷却后的废热水，水温一般要求在80℃左右，如果是采用粉状原料进行蒸煮，水温一般在50℃左右。先要在拌和桶内搅成粉浆后，在送入蒸煮锅内，这是因为原料与高温水接触时，如来不及混合均匀，粉状原料会部分糊化而结块，造成蒸煮不彻底，影响糊化效率，从而引起降低原料的出酒率。由于原料不同，所采用的加水比也不一样，一般为：粉状原料，1∶4.0；甘薯原料，1∶3.2---1∶3.4；谷物原料，1∶2.8---1∶3.0。

②投料 按照原料不同情况，投料方式也不同，整粒原料蒸煮时，当所投入的原料数量完毕后，即可关闭加料盖，进汽，或者可以在投料过程中同时通入少量蒸气，便于上下翻动，是蒸气冲击原料，起搅拌作用。若采用粉状原料，先在调浆桶内调匀，送入蒸煮锅，以防原料由于产生粉粒结块，引起蒸煮不彻底。投料时间根据锅的容量大小和投料方法而异，一般为15---20分钟，此外工厂还常采用在投料过程中或者在投料结束以后，用压缩空气进行搅拌，以防原料结块生团，影响蒸煮质量。

③升温 加水投料后，立即把加料口盖关闭紧密，打开排汽阀门，同时通入蒸气，把锅中的冷空气完全赶净，以防锅内有冷空气存在而产生冷压力，影响压力表所示的数值，不能反映锅内的真正压力，而引起原料蒸煮不透的现象。如何能排除产生冷压力？一般是当蒸气通入锅内，从排汽阀口有蒸气排除时，即表示冷空气一赶净，即可关闭排汽阀，使蒸气压力慢慢升到规定压力，升温时间一般采用40分钟左右。有的酒精厂，为了能达到充分吸水的目的，在升温前把原料先浸泡半小时左右，使原料能大量的均匀吸水。

④蒸煮 料温生到规定压力时，保持此压力下维持一定的时间，使原料达到彻底糊化蒸煮。原料不同，所用的压力和蒸煮时间也不同，在蒸煮过程中，为了使原料受热均匀和彻底糊化，采用循环的方法利用蒸气来搅拌锅内的原料，如果蒸煮时不进行放乏气循环搅拌，虽然在蒸煮初期通入了大量蒸汽，但锅内原料并不翻动，或者翻动的不彻底，从而使在锅上部的原料糊化不透。因此在蒸煮过程中，循环操作是提高蒸煮醪质量重要措施之一，由于要进行循环排汽，所以，蒸煮的装醪量约为锅容量的75---80%左右，在醪液面上要留有空间。

⑤吹醪 蒸煮完毕的醪液，利用蒸煮锅的压力从蒸煮锅排除，并送入糖化锅内。在吹醪过程中，原料的淀粉颗粒，由于压力的突然降低，受绝热膨胀的影响，使原料内的植物细胞彻底破坏。从理论上来分析，吹醪速度越快越好，但是吹醪速度太快，则醪液容易从糖化锅喷出，容易引起烫伤事故。一般规定吹醪时间不得少于10---15分钟，要按照蒸煮锅的容量大小来决定。

⑵加淀粉酶加压蒸煮 随着霉制剂工业的发展，近年来，我国有一些酒精工厂采用先加细菌淀粉酶液化后，再进行加压蒸煮，这样，蒸煮压力可以降低，蒸煮时间也可以缩短。淀粉酶用量大约是原料的0.1---0.2%，采用不同的原料，所需的淀粉酶用量也不同，例如：薯类粉状原料，淀粉酶用量可以少些，谷类原料和野生植物原料，淀粉酶用量则要适当加大些，而且需要事先将细菌淀粉酶加水浸渍0.5---1小时，以备应用。

把粉碎原料，按照规定的加水比放到混合池拌匀，调整温度至50---60℃，然后加入细菌淀粉酶，搅拌均匀，再加石灰水调整到PH6.9---7.1。将调整好的淀粉液输送到蒸煮过中，通入压缩空气进行搅拌，并通蒸气升温到93℃，保持1小时。取样化验其液化程度，达到标准后，则停止通压缩空气，继续升温至130℃，保持1/2小时，即可吹醪送至糖化锅。

3.不同原料的间歇蒸煮工艺条件 蒸煮所需的压力和时间随原料品种，质量优劣，水分含量多少而有不同，如含水分大或霉坏的原料，蒸煮压力应该较低含糖分较多和细胞组织疏松的原料，也应该降低蒸煮压力。现将我国酒精厂采用的几种原料，其间歇加压蒸煮的工艺条件综合列与下：


从上表可见，甘薯和阙根等原料中含有一定的糖分，因此不能用过高的压力蒸煮，否则糖易焦化，造成发酵糖的损失。

谷类原料较薯类原料的蒸煮压力大些，蒸煮时间长些，循环换气次数也较多。各种野生植物所含的纤维量及杂质不同，硬度也不相同，因而蒸煮压力要大些，蒸煮时间需较长，循环次数较多，且循环换气时间长。

由于野生植物原料含淀粉和糖分较低，而纤维质及其他不可利用的成分较高，因此，造成发酵醪中沉淀物多，直接影响产酒率和设备利用率，同时容易造成管道堵塞。此外，野生植物原料含单宁物质及其他生物碱甚多，这些物质都会凝固蛋白质，直接有害于酵母的生长和繁殖，因此，我国有些酒精工厂采用淀粉质高的原料（如薯类、谷类）与野生植物搭配，多种原料混合发酵，由于原料不同，蒸煮条件各异，因而可以混合糖化发酵，但蒸煮宜分别进行。我国南方某厂是采用三种原料混合糖化发酵，即采用野生植物的金刚头粉，木薯干粉与大麦粉（或甘薯干粉）各1/3，分别进行蒸煮，混合糖化发酵酒精。

4.间歇蒸煮过程中应注意事项

⑴蒸煮前预先浸泡原料，要防止低温浸泡时间过长，因为原料在低温浸泡时除吸水速度慢外，还会因原料本身有淀粉酶而引起作用，生成还原糖，而这些糖在蒸煮过程受到破坏，从而增加了可发酵性物质的损失，此外，会使蒸煮不透。我国各酒精厂为了避免甘薯原料中β-淀粉酶的作用和增加原料吸水速度，采用提高浸泡水温，根据实践经验，原料在40℃浸泡30分钟，吸水率为78%，在70℃为100%，在90℃为170%，按此情况在整粒原料使用前，采用80---90℃的水温浸泡。

⑵当原料投入蒸煮锅以后，应该开大蒸气搅拌，避免原料下沉，并解决浸泡不完全问题，但是升温速度不能太快，否则原料内部来不及充分吸水，而表面已经糊化，形成内部不透水的情况，导致原料糊化不透，产生不熟的蒸煮醪。

⑶间歇蒸煮中如果采用粉末原料，则必须考虑设置一个拌料罐，在粉料投入蒸煮锅前先调成分浆，再用泵打入锅内。按经验粉料的混合罐（内部装有搅拌器），所需的热水温度控制在80---85℃（对甘薯干、玉米而言），如果采用高粱原料的粉料，热水温度控制在70---75℃，否则高粱粉浆温度超过70℃，即成胶团。如果添加细菌淀粉酶，可提高水温到80℃以上。在采用粉浆时，为了避免结团现象的产生，加水要均匀，否则仍会引起吸水和糊化不良的现象。

⑷不在蒸煮时必须充分排除锅内的空气，否则会造成假压力而引起糖化透。

5.间歇蒸煮的缺点 间歇蒸煮虽然有使用钢材少，设备和操作较简单的优点，但与连续蒸煮的优点相比，存在着较大的缺点，如下所述：

⑴高压蒸煮时间长，蒸汽与原料接触不均匀，糊化质量不够好。

⑵蒸气消耗大，而且需要量不均衡。

⑶辅助操作时间长，设备利用率低。

⑷劳动强度大。

⑸设备占地面积大。

因此，在技术不断发展，向现代化能努力过程中，间歇蒸煮之适宜于特定情况和小型工厂采用。

（二）低温蒸煮

谷类原料制造酒精，原料不必经过高压蒸煮。具日本研究资料，过去由谷类制造酒精时，必须经过高压蒸煮（140---150），以达到淀粉糊化，并杀灭杂菌两个目的。此法耗费大量热能，有改良必要。采用低温蒸煮法，就是一种改进较为有效的实验。例如：将各种谷类粉末100克和麦芽粉末3克，悬浮于430毫升中，在80℃维持30分钟，麦芽则在68℃，维持30分钟后，冷却至28℃，添加麦芽粉17克和糖化酶0.1克及种子25毫升，在28℃发酵72小时实验结果如下表：


又有一例用糖化酶（细菌淀粉酶）及根酶糖化酶，完全不用麦牙粉，发酵较率达86%。

此法可以节省蒸气及冷却水的用量，只有旧法的一半，而发酵率则与旧法相似，甚至超过之。

（三）连续蒸煮工艺

为了提高蒸煮醪质量和减轻劳动强度，目前我国个酒精厂广泛采用连续蒸煮的方法，这是我国酒精生产中一项重大技术革新，常用的有罐式连续蒸煮，管式连续蒸煮，柱式连续蒸煮等三种方法，各有特点，现分述如下：

1.锅式连续蒸煮

1.锅式连续蒸煮流程的特点 所需要的主要设备是利用工厂原有的间歇蒸煮锅改造的，改装时只需要原有蒸煮锅串联起来，再增加预热器和后熟器即可。由于它可以充分利用原由的蒸煮锅，有能达到提高生产效率，节约蒸气等连续蒸煮的优点，适合于老厂改造，所以为我国很多工厂所采用。其流程为：

原料─→斗式升运机─→料斗─→锤式粉碎机─→螺旋拌料器（即绞龙）─→ 混合桶 ─→泥浆泵─→ 蒸煮锅 ─→后熟器 ─→气液分离器 ─→真空冷却─→糖化锅


锅式连续蒸煮是应用温度渐减曲线来进行蒸煮，因此蒸煮质量好，糖分损失少。同时，整个操作过程是在体积比较大的连续罐内进行，对于带有皮壳的原料或纤维等固形物较多的醪液，甚至对捻度稍大些的醪液，也不易产生堵塞现象。

此外，应用此流程可以不需考虑重砌锅炉房，因为它的后熟时间较长，在蒸煮时不要求过高的蒸气压力，因而原有的锅炉房即可利用。

但是，此流程也存在采用的设备较大，相应的厂房也要增大，以及蒸煮过程时间较长等缺点。

（2）工艺流程及其工艺条件 原料经斗式提升机运至料斗，通过锤式粉碎机进行粉碎，粉料经螺旋拌料器，加入1∶3.5或1∶4.0的水，水温40℃左右，在混合桶内充分混和，预热至70---80℃，然后送入1号蒸煮锅，打满醪液，通入蒸汽，生压至2.45万帕斯卡（相当于138℃），维持10分钟，再启开流入2号蒸煮锅的阀门，装满醪液后，开启3号，将醪液送至3号蒸煮锅，待3号锅顶部出来的醪液从切线方向进后熟器分离汽液，回收二次蒸气以供加热用，在后熟器上腰部引出醪管（插入下部），与真空冷却器联结，其真空度经常保持400毫米汞柱，使醪液瞬间冷却到糖化所需要的温度，送入糖化锅。

原料种类不同，连续蒸煮的工艺条件也不同，各种原料的罐式连续蒸煮工艺条件如下表：


控制上述蒸煮条件的方法：控制1号锅温度用进醪速度和蒸汽大小来调节，控制2号锅温度则以蒸汽大小来调节，3号锅温度从排醪大小来控制。一般工厂锅式连续蒸煮都采用三至四个甚至六个罐串连起来进行连续蒸煮。近来有些工厂将两个原有蒸煮锅割开，倒合改装成“枣核形”蒸煮锅，如陇西酒精厂便将六个蒸煮锅改造成三个“枣核形”蒸煮锅，串在一起，成为“枣核形”锅式连续蒸煮。这一新工艺对提高酒精生产的产品和出酒率，对节煤节粮有较好的效果，蒸煮过程中糖的损失也大大减少，保证了糊化质量。

“枣核形”锅式连续蒸煮的工艺条件：从料浆预热至蒸煮后熟时间为90---120分钟，料浆温度70---80％，进口温度为125---128℃，1号锅出口温度为126---130℃，压力为2.74---3.43万帕斯卡，2号锅压力为1.96---2.74万帕斯卡，3号锅压力为1.27---1.96万帕斯卡，汽液分离器压力为

0.78---1.96万帕斯卡。


“枣核形”锅式连续蒸煮的优点：主要表现在压力相对的较低，温度也低，在全部蒸煮过程中醪液处于流动状态，汽液混合均匀，循序流动，减少停滞形象。其次由于降低了蒸煮温度，压力相应减少，延长了后熟时间，在蒸煮过程中，产生焦糖较少，有利于酵母的生长繁殖，发酵比较彻底，发酵残物较少，总残糖一般在0.8左右，其中间产物的质量情况如下表所示。此法还节约了蒸汽，使酒精煤耗有了降低，蒸汽用量稳定，有利于锅炉供汽的运行。

2.管式连续蒸煮 管式连续蒸煮是将淀粉质原料在高温高压下进行蒸煮，并在管道转弯处产生压力间歇上升和下降，醪液发生收缩和膨胀，使原料的植物组织和细胞壁，淀粉颗粒等彻底破裂，产生淀粉糊化和溶解状态，而利于酶的作用。


原料粉碎后，经螺旋拌料器（绞龙），加水（1∶3.5---1∶4.0），混合后流到粉降罐，内有搅拌器进行搅拌，混合的浆料泵送至预热锅中，利用后熟器来的二次废蒸汽进行加热预煮，温度为75℃，预煮后的醪液经过滤器滤去较大的杂质后，再用泥浆泵送到加热器。进料控制阀主要控制进料速度，如进料速度过大，则可让其回流一部分醪液，以保证加热器的稳定操作。单向阀是为了保证加热器有足够的压力和正常的工作。加热器是三套管式加热器，为了使醪液在加热器内受热均匀，并保证蒸汽与送醪互不影响，要求加热器醪液呈膜状通过不，所以内管与中管之间的环隙面积，应为送醪管的2---3倍。新鲜蒸汽分二路进入加热器中，一路进入加热器的套管内，套管壁上开有许多直径为3毫米的小孔，新鲜蒸汽向外喷射，一路进入加热器的外加套内，在器壁上也有许多直径为3毫米的小孔，蒸汽由小孔向内喷射，为蒸煮醪进入套管空间时，被两路来的蒸汽接触，然后送入蒸煮管道，蒸汽喷入管内速度为40米/秒，管式蒸煮器管道直径为117毫米，总长78米，竖立安装，在管的接头处放置35、40、50毫米孔径的锐孔板，顺次排列，粉浆通过锐孔板前后，由于突然的收缩和膨胀，压力下降，而相应的醪液沸点也变更，结果产生了自蒸发现象，使醪液在沸腾的状态下更好的进行蒸煮，另外，醪液经过锐孔板时产生了机械碰撞和锐板边缘摩擦，有利于淀粉颗粒的破碎，因而增强了蒸煮醪与蒸汽的接触面积。这种醪液的收缩，膨胀，减压气化，冲击现象，使淀粉软化，破碎，进行着快速蒸煮，根据实际测定，醪液通过锐孔板前后温度差2---3℃，在管道蒸煮器内经过的时间是3---4分钟，蒸煮进口压力为6.37---6.86万帕斯卡，出口压力在2.94万帕斯卡左右。醪液通过整个蒸煮器的压力为3.92万帕斯卡左右，蒸煮醪自管式蒸煮器出来以后，经过压力控制阀底部进入后熟器，醪液逐渐上升，停留50---60分钟，即完全煮熟。在后熟器内装有浮子式液面控制器和压力自动控制器，以保持液面压力，使温度稳定，通过顶部蒸汽空间的压力为1.47---1.76万帕斯卡，醪液的温度为126---130℃，后熟器的醪液进入蒸汽分离器是沿切线方向进入。此时压力降至常压，因此排出大量二次蒸汽，醪液由下部排出，二次蒸汽送出作预热使用。蒸汽分离器的液面也是采用自动控制的，醪液停留时间为6---8分钟，温度约90---100℃，自蒸汽分离出来的醪液流到真空冷却器，由于真空泵抽空造成付压，蒸煮醪迅速被冷却到60---65℃左右。

此流程的特点 流速较快，故醪液和蒸汽在管道连续蒸煮器内应该是混合的较好，因而蒸煮醪的质量也应该是较均匀的，但实际上，并非如此理想。除流速较快之外，设备占地面积相应的较少，也既是设备费用和建筑费用都较节省。

3.柱式连续蒸煮 柱式连续蒸煮比管式连续蒸煮的压力较低，流速较慢，蒸煮时间可以长些，操作较稳定，耗汽量减少28%，原料中糖分的损失也减少，淀粉利用率较高，不少厂都采用了柱式连续蒸煮。


甘薯干原料经斗式提升机，提升到料斗，经过粉碎，在混合桶中以60---65*热水配成粉浆，加水比为1：4，并可添加0.07---0.1%淀粉液化酶，使淀粉浆更好的液化。粉浆用离心泵送至柱式连续蒸煮的加热器，同时通入2.45---2.65万帕斯卡表压的蒸汽，粉浆被蒸汽直接加热，瞬时加热到130*左右，经缓冲器进入蒸煮柱，在蒸煮柱1和3内设有六个收缩口，粉浆经收缩区部位时，由于蒸汽的绝热膨胀，从而达到快速蒸煮的目的。在蒸煮柱2和柱区内共有12快挡板，使粉浆与蒸汽接触更好，粉浆在蒸煮柱内停留的时间为15分钟，粉浆在蒸煮器进口压力为2.65万帕斯卡（表压），出口压力为1.57---1.76万帕斯卡，蒸煮醪自蒸煮柱区出来后进入后熟器的低部，向上停留时间约为60分钟，则完全蒸熟。后熟压力为0.88万帕斯卡（表压），醪液温度为118*，醪液自后熟器中部出来沿切线方向进入汽液分离器，排除大量二次蒸汽，压力才降至常压。二次蒸汽温度高，潜热大，应充分利用二次蒸汽的余热。

4.连续蒸煮与间歇蒸煮的比较 近年来，我国大多数酒精厂都采用了连续蒸煮的方法来代替间歇蒸煮，通过生产实践，可以看出连续蒸煮较间歇蒸煮具有如下的优点：

（1）淀粉利用率高 蒸煮醪的质量可以从外观色度，味道和淀粉颗粒来判断半成品的质量指标，但最终还是以出酒率来比较，经过实验得出如表1-21的结果如下：


从上表分析比较，可看出连续蒸煮的出酒率比间歇蒸煮高，如以95度酒精计，每吨原料连续蒸煮可提高15---20升酒精。影响出酒率的原因主要为：间歇蒸煮在高温下停留时间较长，引起糖分的分解，尤其在锅壁上不易与水接触的地方易形成焦糖或氨基糖。其次，间歇蒸煮设备容积大，加热不均匀，有时尚出现未蒸透的颗粒，从而降低淀粉利用率。

（2）设备利用率高 连续蒸煮与间歇蒸煮相比，减少了加水加料，升温和吹醪等非蒸煮时间，因次，设备利用率可提高50%以上，但是连续蒸煮也要另外增加一些辅助设备，例如预煮锅、后熟器等。

（3）热能利用率高 间歇蒸煮每次都需要加热锅壁，并且无法利用二次蒸汽，所以连续蒸煮每吨原料可节省蒸汽25---30公斤，此外，连续蒸煮用汽均匀，大大减少造成高峰用汽幅度，使供汽均衡。

（4）劳动生产率高 由于连续蒸煮是在较稳定条件下连续进行，所以劳动条件可以改善，并为连续生产自动化创造了条件。

虽然间歇蒸煮还存在一些缺点，但是由于设备简单，所以，还为国内许多小型生产的酒精厂和液体白酒厂广泛使用。

5连续蒸煮工艺流程的比较 综合上述介绍的三种连续蒸煮方法，它们的优缺点为：

（1）锅式连续蒸煮 其优点是可利用原有设备，不许要较高的压力蒸汽，并节约蒸汽，降低煤耗可达10---15%，而切操作简单，整个生产过程基本上没有堵塞现象，淀粉利用率可提高1---2%。其缺点是：设备占地面积较大，蒸煮时间较长，蒸汽与物料接触不够均匀。

（2）管式连续蒸煮 其优点是粉浆扩散面积大，使与蒸汽充分接触，蒸煮迅速均匀。另外，设备占地面积小，生产能力大，生产操作容易实现机械化、自动化，生产管理方便。其缺点：需要较高压力蒸汽（0.98万帕斯卡）和高压泵，并要求原料处理较细，否则管道会出现阻塞现象。同时，醪液流速快，蒸煮时间短，使醪液质量难以保证。另外，生产不大容易控制，淀粉利用率提高不多。

（3）柱式连续蒸煮 其优点是由于蒸煮柱直径较大，物料停留时间比管道连续蒸煮的时间长，因而掌握起来比较稳定，容易操作，不易堵塞。还由于蒸煮柱阻力较小，所以，蒸煮时用的压力较低，酒精工厂不需要压力较高的锅炉。其缺点是：要求掌握操作技术较高，否则加热器容易发生堵塞现象。

第四节糖化剂生产工艺

淀粉质原料制造酒精，必须经过糖化，把淀粉转变成可发酵性糖的过程，所用的催化剂称为糖化剂。酒精产采用的糖化剂主要有谷芽与曲两种。用固体表面培养的曲，称为麸曲数；采用液体深层通风培养的，称为液体曲。通常，我国酒精生产时多采用曲作糖化剂，但欧洲各国仍有使用谷芽作糖化剂。此外，亦有用无机酸作为糖化剂的，即所谓酸糖化法，由于该法生产设备须要耐酸材料，而且糖收的率较酶化化法低10%左右，因此，酒精生产很少使用。

85年我国酒精生产开始推广使用液体糖化酶，而切，造价低廉。麸曲糖化时，吨料需糖化剂32.26公斤，造价是25.81元；使用液体糖化酶造价仅为16---20元。

一.生产常用的糖化菌及其酶系特征

酒精生产中制曲所用的糖化菌要有一定的要求，如要含有一定的?-淀粉酶，活性强的糖化酶和适当的蛋白酶，以及菌种特性不易退化，容易培养制曲等。一般来说，曲霉菌能基本满足这些要求。

曲霉的种类很多，在酒精与白酒生产中曾使用过的糖化菌主要有曲霉属的米曲霉(ASP.oeryze），黄曲霉（ASP.fLavus），乌沙米曲霉（ASP.usamii），甘薯曲霉 (ASP.batatae），黑曲霉（ASP.niger）等。其中黑曲霉及乌沙米曲霉用得最广。

我国酒精生产所应用的曲霉，解放初期多使用米曲霉384、394号菌株，以后改用黄曲霉3800，后来推广甘薯曲霉。五十年代末期，又广泛采用乌沙米曲霉，使淀粉利用率进一步提高。而在六十年代初期，各酒精厂与白酒厂又多采用乌沙来曲霉的变异菌株“轻研二号”。但是每一优良茵株的应用时间长了，便会发生退化，尤其是锈变茵株。

六十年代后期，上海工业微生物所与上海酒精二厂，用诱变剂综合处理“轻研二号”菌株得到“东酒一号”，后经鉴定它为优良的糖化菌而推广。在这期间，山东酒精总厂于选用制造果胶酶茵株时，发现一株白曲霉(又称B曲)，由于它的外观为米黄色而得名，该菌不仅合有丰富的淀粉酶，而且果胶酶、纤维素霉也都很丰富。同时容易培养，曾为北方多数酒精厂及酒厂所采用。

最近中国科学院微生物所获得一株糖化力很强的优秀菌种As．3．4309，俗称UV--11。它属于ASP.niger，特点是酶系较纯，糖化酶活性很强而且能耐酸，但液化力不高。它不仅适于制造液体曲，而且也适于制造固体曲，在白酒生产中使用也获得良好成绩。

As. 3.4309在液体曲生产中使用原来所用菌种Co5的培养液，用空气带升式罐培养，糖化力提高1-2倍，为2000单位／毫升，因此用曲量可降低50％左右。而固态法制曲时，糖化力为2300单位／克，它用于酒精生产时，用曲量5%就够了，用于白酒生产，用曲量可由10---14%降3-5％，出酒率反而提高1---2%。

(一)生产上常用的糖化菌

酒精与白酒生产中，不断更新菌种是改进生产、提高淀粉利用率的有效途径之一。制曲上常见的几种霉菌及其生理特性，简单介绍如下：

1．米曲菌（ASP.oryzae） 常用的菌株为As．3870，它不仅是制酒精、白酒、黄酒的糖化茵，也是制酱油及面酱的优良菌。现在酒精厂、白酒厂多用它制备米曲汁。

米曲霉多呈黄绿色，但培养在酸度较大的培养基上呈绿色，培养在酸度小的培养基上呈黄色。老化后逐渐为褐色。发育温度 36---40℃，最适37℃，最适pH5.5---6.0。它的液化力与蛋白质分解力较强。它并能生成曲酸、草酸、微量酒精。

2．乌沙米曲霉（ASP.usamii） 它是日本从数千种黑曲霉中选育出来的糖化力较强的菌种。我国常用的菌株为AS.3.7580。

乌沙米曲霉菌丛黑色至褐，生酸能力较强，它富含糖化型淀粉酶，糖化力较强，且耐酸性较强。它还含有强的单宁酶,对生产原料的适应性较强。

东酒一号是它的诱变菌株，在6---8Bx的米曲汁琼脂平皿上培养三天时，茵丛疏松，颜色淡褐，茵丝短密,顶囊较大，培养基颜色呈淡黄，并有皱褶。若袍子颜色变深或变黑，即表示茵种退化了。

东酒一号培养生长时，要求较高的湿度，较低的温度。制曲时前期生长缓慢，升温慢。但中后期则较好，曲结块较疏松，整个制曲时间为28---32小时。它的酶活性与轻研二号相比液化力提高2.5倍，糖化力提高1.6倍，产酸能力高2．3倍，在用曲量相同时,出酒率有提高。对野生植物原料的适应性强。但是制曲时 抗杂菌能力低，容易感染青霉、根霉等杂茵。

3.黑曲霉（ASP.niger） 黑曲霉菌丛呈黑褐色，顶囊呈大球形，小梗分枝，孢子球形，有的菌种为光滑面，多数表面有刺。发育适温37---38℃，最适pH4.5---5.0。目前在糖化剂中广泛使用的As.3.4309就是黑曲霉群中的优良菌株。

As.3.3409菌株适宜低温生长，培养最适温度为32℃。它生长缓慢，茵丝纤细，分生孢子柄短。在知曲时，前期茵体生缓慢，结块疏松，当出现分生孢子时即迅速蔓延。假如曲室温度高，相对湿度大，品温达37℃以上时，容易出现“烧心”和长“水毛”现象，即麸曲表面有纤细长绒状菌丝，有凝结水，曲心灰黑色，结块紧密。这便容易招致麸曲糖化力的急剧下降。因此，制曲时要确保种曲干燥，减少杂茵污染。并要控制前、中期温度，保持品温不超过32℃，同时注意在形成孢子之前便要出曲。

4.白曲霉 主要有河内白曲和B曲。实际上它们都是乌沙米曲霉的变种，它们的性能和乌沙米曲霉大体相似，唯生长条件较粗放，酶系也可能较乌沙米曲霉纯，用于制白酒风味较好，但应注意它易使成品甲酵含量较高。

(二)霉菌淀粉酶的体系与性质

霉菌所含的淀粉酶体系与谷芽不同，大麦芽含α-淀粉酶与β-淀粉酶。而曲霉不含β-淀粉酶，主要含糖化酶（淀粉1，4；1，6葡萄糖苷酶)、α-淀粉酶，及少量的转苷酶。根霉几乎不含α-淀粉酶，糖化酶含量丰富。常用的米曲霉与黑曲霉所合的淀粉酶系也有显著的区别。

1．常用曲霉茵的酶系特性 米曲霉含有活性较强的α-淀粉酶，而糖化酶含量较少，但菌株不同含量也有不同。其淀粉酶作用最适pH为5.0—5.5，最适温度为50—55℃。在pH2.0，0℃处理15分钟，可将α-淀粉酶消除，而只保留糖化酶。在pH7时，60℃处理15分钟可将糖化酶作用消除，而保留α-淀粉酶。其淀粉水解产物葡萄糖与麦芽糖分子之比，因菌株不同而稍有出入。一般为1∶1。米曲霉制成的曲对淀粉作用4小时，淀粉糖化率达75—80%。

有人认为米曲霉中。α-淀粉酶比大麦芽α-淀粉酶的糖化力稍强。其糊精化力与糖化力之比为6∶1。

黑曲霉的糖化霉活性高，而α-淀粉酶的活性较低，但亦随菌种而异，如泡盛曲霉其α-淀粉

酶的活性就较高。黑曲霉中的糖化酶活性比米曲霉高几