課程設(shè)計(jì)----醋酸的發(fā)酵生產(chǎn)

1、<p>　　發(fā) 酵 工 程 與 設(shè) 備 課 程 設(shè) 計(jì)</p><p>　　題 目 醋酸的發(fā)酵生產(chǎn) </p><p>　　專業(yè)年級(jí) 0*生物工程 </p><p>　　學(xué)生姓名 *** </p><p>　　學(xué) 號(hào) 20***10**00**

2、 </p><p>　　指導(dǎo)老師 **** </p><p>　　2008 年 6 月 23 日</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　1前言………………………………………………………………………………………….3</p><p>　　1.

3、1醋酸簡(jiǎn)介………………………………………………………………………………….3</p><p>　　1.2全球醋酸的生產(chǎn)狀況…………………………………………………………………….3</p><p>　　1.3國(guó)外生產(chǎn)研究現(xiàn)狀……………………………………………………………………….3</p><p>　　1.4國(guó)內(nèi)醋酸的生產(chǎn)狀況如下…………………………………………………

4、…………….3</p><p>　　1.5國(guó)內(nèi)生產(chǎn)研究現(xiàn)狀……………………………………………………………………….3</p><p>　　1.6主導(dǎo)生產(chǎn)方法…………………………………………………………………………….4</p><p>　　1.7食用醋酸生產(chǎn)研究現(xiàn)…………………………………………………………………….4</p><p>　　1

5、.8生產(chǎn)技術(shù)的革新與改造………………………………………………………………….4</p><p>　　1.8.1純種固態(tài)食醋生產(chǎn)技術(shù)的建立……………………………………………………….4</p><p>　　1.8.2純種液態(tài)食醋生產(chǎn)技術(shù)的建立……………………………………………………….4</p><p>　　1.8.3傳統(tǒng)釀造食醋的技術(shù)改造……………………………………

6、……………………….4</p><p>　　1.9我國(guó)目標(biāo)………………………………………………………………………………….4</p><p>　　2發(fā)酵機(jī)制…………………………………………………………………………………….4</p><p>　　2.1淀粉水解………………………………………………………………………………….4</p><p>

7、　　2.2酒精發(fā)酵………………………………………………………………………………….4</p><p>　　2.2.1精發(fā)酵微生物………………………………………………………………………….4</p><p>　　2.2.2 酒精發(fā)酵中的物質(zhì)變化………………………………………………………………4</p><p>　　2.3 醋酸發(fā)酵…………………………………………………

8、………………………………5</p><p>　　2.3.1 醋酸發(fā)酵微生物………………………………………………………………………5</p><p>　　2.3.2 醋酸發(fā)酵中的物質(zhì)變化…………………………………………………………….5</p><p>　　2.4 醋酸的提取………………………………………………………………………………5</p><

9、p>　　3 發(fā)酵工藝及特點(diǎn)……………………………………………………………………………5</p><p>　　3.1 原料………………………………………………………………………………………5</p><p>　　3.2 調(diào)漿………………………………………………………………………………………6</p><p>　　3.3 液化和糖化…………………………………………

10、……………………………………6</p><p>　　3.4 酒精發(fā)酵…………………………………………………………………………………6</p><p>　　3.4.1 前發(fā)酵期………………………………………………………………………………6</p><p>　　3.4.2 主發(fā)酵期………………………………………………………………………………7</p>&l

11、t;p>　　3.4.3后發(fā)酵期……………………………………………………………………………….7</p><p>　　3.5 醋酸發(fā)酵…………………………………………………………………………………7</p><p>　　3.5.1淋醋發(fā)酵工藝…………………………………………………………………………7</p><p>　　3.5.2 深層發(fā)酵工藝………………………

12、…………………………………………………7</p><p>　　3.5.3固定化細(xì)胞發(fā)酵法……………………………………………………………………8</p><p>　　3.5.5 醋酸提取………………………………………………………………………………8菌種的制備及種子的擴(kuò)大培養(yǎng)………………………………………………………………9</p><p>　　4.1實(shí)驗(yàn)室種子制備：…

13、……………………………………………………………………9</p><p>　　4.1.1選育釀酒酵母株的方法………………………………………………………………9</p><p>　　4.1.2 醋酸菌篩選流程………………………………………………………………………9</p><p>　　4.2 擴(kuò)大培養(yǎng)……………………………………………………………………………….10&l

14、t;/p><p>　　4.2.1酒母的制備……………………………………………………………………………10</p><p>　　4.2.2醋酸菌擴(kuò)大培養(yǎng)………………………………………………………………………10</p><p>　　5.培養(yǎng)基的組成及制備…………………………………………………………………….10</p><p>　　5.1酒精發(fā)酵培

15、養(yǎng)基組成……………………………………………………………………10</p><p>　　5.2醋酸發(fā)酵培養(yǎng)基…………………………………………………………………………10</p><p>　　5.3發(fā)酵罐滅菌………………………………………………………………………………10</p><p>　　5.4滅菌流程………………………………………………………………………………..

16、11</p><p>　　6無菌空氣制備系統(tǒng)………………………………………………………………………..11</p><p>　　6.1發(fā)酵生產(chǎn)中制備無菌空氣過程………………………………………………………..11</p><p>　　6.2特點(diǎn)……………………………………………………………………………………..12</p><p>　　6.3設(shè)

17、備選擇…………………………………………………………………………………12</p><p>　　7工藝計(jì)算…………………………………………………………………………………..12</p><p>　　7.1.說明…………………………………………………………………………………….12</p><p>　　7.2 計(jì)算…………………………………………………………………………

18、…………. 12</p><p>　　8.三廢處理………………………………………………………………………………….15</p><p>　　8.1廢氣……………………………………………………………………………………..15</p><p>　　8.2廢水……………………………………………………………………………………..15</p><p>

19、　　8.3廢渣………………………………………………………………………………………15</p><p>　　發(fā)酵工程與設(shè)備課程設(shè)計(jì)正文</p><p><b>　　1 前言</b></p><p>　　1.1 醋酸簡(jiǎn)介：醋酸(Acetic Acid)是食用醋的主要化學(xué)成分，是無色透明液體（低于16.7°C時(shí)為白色晶體）,有刺激性的酸味,

20、它的蒸汽對(duì)粘膜,尤其是對(duì)眼睛的粘膜有刺激作用。濃醋酸能引起皮膚的灼傷。醋酸與水、醇、苯、甘油、脂肪油等有機(jī)液體能互溶。醋酸是一種重要的有機(jī)化工產(chǎn)品, 主要用于醋酸乙烯、對(duì)苯二甲酸、醋酸纖維、醋酸酯等產(chǎn)品的生產(chǎn), 是合成纖維、膠粘劑、醫(yī)藥、染料和農(nóng)藥的重要原料。醋酸還是優(yōu)良的有機(jī)溶劑, 在塑料、橡膠、印刷等行業(yè)有著十分廣泛的用途[1] 。食醋是人們生活中不可或缺的酸性調(diào)味品，其兼有防止腐敗、增進(jìn)食欲、保健防病、緩解疲勞等功能。近來醋在色拉

21、調(diào)料、調(diào)味番茄醬以及其他調(diào)味醬領(lǐng)域里也扮演著非常重要的角色[2]。</p><p>　　食用醋酸的生產(chǎn)技術(shù)主要是醋酸菌發(fā)酵產(chǎn)生。對(duì)于生產(chǎn)純醋酸來說，目前化學(xué)合成法的成本較低，所以發(fā)酵法并不廣泛在工業(yè)上生產(chǎn)純醋酸。</p><p>　　工業(yè)化的醋酸生產(chǎn)技術(shù)主要有： 甲醇羰基化法、乙醛氧化法、乙烯直接氧化法和輕油(丁烷或石腦油)氧化法。</p><p>　　1.2 全球

22、醋酸的生產(chǎn)狀況如下：2004 年, 全球醋酸生產(chǎn)能力約為987 萬噸/年,其中各地區(qū)的生產(chǎn)能力分別為: 北美347 萬噸、歐洲142 萬噸、亞洲435 萬噸; 分別占世界總生產(chǎn)能力的35%、14%和44%。近年來, 亞洲地區(qū)產(chǎn)能增加較快,年均增長(zhǎng)率約為7.7%, 高于世界2.9%的年均增長(zhǎng)率。</p><p>　　1.3 國(guó)外生產(chǎn)研究現(xiàn)狀：塞拉尼斯公司是世界兩大醋酸生產(chǎn)商之一, 總產(chǎn)能為242.5 萬噸/年。其裝

23、置主要在美國(guó)和新加坡,在美國(guó)甲醇羰基合成法裝置的能力已達(dá)到120 萬噸/年, 是世界上最大的生產(chǎn)裝置, 在新加坡羰基法裝置的能力為50 萬噸/年, 而在其他地區(qū)的乙醛氧化生產(chǎn)醋酸的裝置相繼關(guān)閉?，F(xiàn)有裝置主要采用甲醇羰基合成法和丁烷液相氧化法。目前, 該公司正在南京獨(dú)資建設(shè)一套60 萬噸/年的生產(chǎn)裝置, 2007 年建成投產(chǎn)。BP 也是世界主要的醋酸生產(chǎn)商, 在全球4 個(gè)地區(qū)擁有醋酸生產(chǎn)裝置, 總能力為177 萬噸/年, 占全球總產(chǎn)能的1

24、7.9%。其在英國(guó)的羰基合成法裝置能力為50 萬噸/年; 在韓國(guó)是BP 和三星的合資公司,現(xiàn)裝置能力已達(dá)42 萬噸/年, BP 持股51%; 在馬來西亞是和Petronas 公司的合資企業(yè), 裝置能力為40萬噸/年; 與中石化四川維尼綸廠合資建設(shè)的醋酸裝置產(chǎn)能現(xiàn)已擴(kuò)大為35 萬噸/年。世界兩大醋酸生產(chǎn)商塞拉尼斯和BP 控制了全球的醋酸生產(chǎn),總產(chǎn)能已達(dá)到419.5 萬噸/年, 占全球總產(chǎn)能的40%以上。</p><p&

25、gt;　　1.4 國(guó)內(nèi)醋酸的生產(chǎn)狀況如下：目前, 我國(guó)共有20 多套醋酸生產(chǎn)裝置( 一些乙醇法的生產(chǎn)企業(yè)多數(shù)處于停產(chǎn), 只有幾家還在生產(chǎn),產(chǎn)量很低) , 至2005 年年底, 我國(guó)的總生產(chǎn)能力達(dá)到了176.5 萬噸/年, 2005 年全年產(chǎn)量為140 萬噸, 比去年增長(zhǎng)21.5%。</p><p>　　1.5 國(guó)內(nèi)生產(chǎn)研究現(xiàn)狀：我國(guó)現(xiàn)有甲醇羰基合成法醋酸生產(chǎn)企業(yè)4 家,生產(chǎn)能力為100 萬噸/年, 占總產(chǎn)能的63

26、%; 乙烯法生產(chǎn)企業(yè)有4 家, 生產(chǎn)能力為44.5 萬噸/年, 占總產(chǎn)能的28.4%;其余為乙醇法。目前, 我國(guó)甲醇羰基合成法醋酸生產(chǎn)已占據(jù)了主導(dǎo)地位, 并且產(chǎn)能和產(chǎn)量都有了較大幅度的增長(zhǎng), 裝置開工率接近100%; 而隨著國(guó)際油價(jià)的不斷上升, 占主導(dǎo)地位的乙烯法產(chǎn)量有所下降, 開工率約為74%。我國(guó)甲醇羰基化法的最大生產(chǎn)企業(yè)是江蘇索普(集團(tuán))公司, 有兩套生產(chǎn)裝置, 總產(chǎn)能約為40 萬噸/年, 2005 年產(chǎn)量為40.3 萬噸。四川揚(yáng)

27、子江乙?；び邢薰臼俏覈?guó)第二大甲醇羰基合成法醋酸生產(chǎn)企業(yè), 1998 年一期工程完成, 當(dāng)時(shí)產(chǎn)能為15 萬噸/年;二期工程于2002 年完成, 產(chǎn)能擴(kuò)大至23 萬噸/年;三期工程于2005 年7 月投料試車, 產(chǎn)能已達(dá)到35萬噸/年, 2005 年產(chǎn)量為25 萬噸。上海吳涇化工公司醋酸生產(chǎn)裝置通過技術(shù)攻關(guān), 現(xiàn)有的生產(chǎn)能力已從10 萬噸/年擴(kuò)大為現(xiàn)在的25 萬噸/年, 2005 年產(chǎn)量為20 萬噸。山東兗礦國(guó)泰化工公司是由兗礦集團(tuán)和香

28、港彩福按</p><p>　　1.6 主導(dǎo)生產(chǎn)方法：目前, 全球醋酸生產(chǎn)以甲醇羰基合成法占主導(dǎo)地位, 生產(chǎn)能力已達(dá)到617.5 萬噸/年, 約占總產(chǎn)能的63%[3]。</p><p>　　1.7 食用醋酸生產(chǎn)研究現(xiàn)：目前傳統(tǒng)醋工藝、純種固體制醋工藝和純種液態(tài)制醋工藝已經(jīng)形成3大工藝路線并存。</p><p>　　1.8 生產(chǎn)技術(shù)的革新與改造</p>&

29、lt;p>　　1.8.1 純種固態(tài)食醋生產(chǎn)技術(shù)的建立</p><p>　　從20 世紀(jì)50年底開始,我國(guó)就開始了純種固態(tài)法生產(chǎn)食醋的嘗試。20 世紀(jì)60 年代,上海創(chuàng)造了酶法液化自然通風(fēng)回流的固體發(fā)酵工藝, 分別使用了純種培養(yǎng)的曲霉菌、酵母菌、醋酸菌作為發(fā)酵劑進(jìn)行液化、糖化、酒精發(fā)酵、醋酸發(fā)酵。20 世紀(jì)70 年代初,山西長(zhǎng)治試驗(yàn)生料制醋獲得成功,主輔料全部采用生料。這是一條全新的純種固態(tài)制醋工藝,主要的技

30、術(shù)難題是防止雜菌污染與提高原料利用率。</p><p>　　1.8.2 純種液態(tài)食醋生產(chǎn)技術(shù)的建立</p><p>　　純種液態(tài)發(fā)酵制醋是借鑒抗生素、氨基酸等其他發(fā)酵工業(yè)的經(jīng)驗(yàn),應(yīng)用現(xiàn)代發(fā)酵工程、細(xì)胞工程和酶工程技術(shù)建立起來的一類先進(jìn)的新型制醋生產(chǎn)技術(shù),包括自吸式發(fā)酵罐液態(tài)制醋、固定化細(xì)胞發(fā)酵制醋和酶制劑發(fā)酵制醋3種工藝。</p><p>　　1.8.3 傳統(tǒng)釀造食

31、醋的技術(shù)改造</p><p>　　我國(guó)傳統(tǒng)釀醋技術(shù)在世界上獨(dú)具一格,在長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐中已形成了固定的工藝模式和操作習(xí)慣。然而醋業(yè)界的有識(shí)之士和科研工作者追求傳統(tǒng)釀醋技術(shù)進(jìn)步的活動(dòng)從來沒有停止過,不斷探索傳統(tǒng)釀醋微生物的活動(dòng)規(guī)律,優(yōu)化工藝操作條件,改進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備與擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模,使傳統(tǒng)食醋釀造技術(shù)向現(xiàn)代方向逐步邁進(jìn)。</p><p>　　1.9 我國(guó)目標(biāo)：新中國(guó)成立以后, 特別是改革開發(fā)以后的2

32、0 多年來,我國(guó)制醋業(yè)的發(fā)展環(huán)境有了很大變化。在政府領(lǐng)導(dǎo)、科研人員和醋業(yè)工作者的共同努力下,開展了釀醋微生物、制醋生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)設(shè)備的多學(xué)科研究。選育了優(yōu)良的微生物菌種, 建立了純種固態(tài)食醋生產(chǎn)技術(shù)和純種液態(tài)食醋生產(chǎn)技術(shù),改進(jìn)了質(zhì)檢方法, 優(yōu)化了制醋設(shè)備,極大地提高了我國(guó)食醋的生產(chǎn)技術(shù)水平,使我國(guó)食醋產(chǎn)量和人均消費(fèi)水平得到明顯提高,制醋工業(yè)朝著科學(xué)化、機(jī)械化與大型化的方向發(fā)展的格局[4]。</p><p><

33、;b>　　2 發(fā)酵機(jī)制</b></p><p>　　醋酸的生產(chǎn)分為3個(gè)過程:淀粉水解成糖,糖發(fā)酵成酒精,酒精氧化成醋酸。這3個(gè)發(fā)酵過程都是依靠不同的微生物分泌的酶作用下進(jìn)行的,所以發(fā)酵過程就是創(chuàng)造有關(guān)微生物發(fā)育與酶作用有利條件的過程。</p><p><b>　　2.1 淀粉水解</b></p><p>　　淀粉是碳水化合物中

34、重要多糖之一,為植物通過光合作用合成的天然高分子化合物。但它不能被酵母利用,必須首先把淀粉轉(zhuǎn)化為可發(fā)酵的糖類,然后才能被酵母將糖發(fā)酵為酒精。淀粉轉(zhuǎn)化為可發(fā)酵性糖類的過程,稱之為淀粉水解。常規(guī)淀粉水解過程為: ( C6H1 0O5 ) n + nH2O → X ( C6H1 0O5 ) 10 - 20 →nC6H1 2O6</p><p><b>　　2.2 酒精發(fā)酵</b></p>

35、;<p>　　2.2.1 精發(fā)酵微生物</p><p>　　酒精發(fā)酵所用微生物為酵母,其主要特點(diǎn)有①.呈橢圓形,大小約4×5μm; ②.生長(zhǎng)的適宜溫度28～34℃, 35℃以上活力減退, 60℃5分鐘死亡,5℃可緩慢生長(zhǎng); ③.耐酸,適合pH值為4～6, pH值低于3. 5時(shí)生長(zhǎng)受到抑制; ④.在通氣條件下細(xì)胞繁殖,不通氣條件下酒精發(fā)酵。</p><p>　　2.2

36、.2 酒精發(fā)酵中的物質(zhì)變化</p><p>　　酒精發(fā)酵中的物質(zhì)變化具體過程為:葡萄糖在己糖激酶的催化下,由ATP供給磷酸基轉(zhuǎn)化為6 - 磷酸葡萄糖; 6 - 磷酸葡萄糖在磷酸己糖異構(gòu)酶的催化下轉(zhuǎn)化為6 - 磷酸果糖; 6 - 磷酸果糖在磷酸果糖激酶的催化下,由ATP供給磷酸基,進(jìn)一步磷酸化,生成1, 6 - 二磷酸果糖; 1, 6 - 二磷</p><p>　　酸果糖在醛縮酶的催化下,分

37、裂為磷酸二羥丙酮和3 - 磷酸甘油醛;磷酸二羥丙酮和3 - 磷酸甘油醛在磷酸丙糖異構(gòu)酶的催化下相互轉(zhuǎn)化; 3 - 磷酸甘油醛在3 - 磷酸甘油醛脫氫酶的催化下,并經(jīng)磷化,生成1, 3 - 二磷酸甘油酸; 1, 3 - 二磷酸甘油酸在磷酸甘油酸激酶的催化下,變?yōu)? - 磷酸甘油酸; 3 - 磷酸甘油酸在磷酸甘油酸變位酶的催化下,轉(zhuǎn)變?yōu)? - 磷酸甘油酸; 2 - 磷酸甘油酸在烯醇化酶的催化脫水,生成為2 - 磷酸烯醇式丙酮酸; 2 - 磷

38、酸烯醇式丙酮酸在丙酮酸激酶的催化下,失去高能磷酸鍵,生成烯醇式丙酮酸;由于烯醇式丙酮酸極不穩(wěn)定,變?yōu)楸?丙酮酸在脫羧酶的催化下脫羧,生成乙醛;乙醛在乙醇脫氫酶及輔酶(NADH2)的催化下,還原成乙醇。在酒精發(fā)酵中,其主要產(chǎn)物是乙醇和CO2 ,但同時(shí)也產(chǎn)生許多發(fā)酵副產(chǎn)品,主要有醇、醛、酸和酯四大類化學(xué)物質(zhì),這也是醋中風(fēng)味物質(zhì)的前體物質(zhì)[5]。</p><p><b>　　2.3 醋酸發(fā)酵</b&

39、gt;</p><p>　　2.3.1 醋酸發(fā)酵微生物</p><p>　　醋酸發(fā)酵所用微生物為醋酸菌,其主要特點(diǎn)有①呈短桿狀,大小約0. 5 ×1. 5μm; ②為好氣性菌; ③繁殖適宜溫度在30℃左右,最佳酒精氧化溫度40～45℃; ④在60℃時(shí)10 min死亡; ⑤能氧化酒精為醋酸,適宜酒精度為3% ～6%; ⑥能被自己所生成的醋酸殺滅; ⑦能氧化醋酸為CO2和H2O。&l

40、t;/p><p>　　2.3.2 醋酸發(fā)酵中的物質(zhì)變化</p><p>　　醋酸發(fā)酵中的物質(zhì)變化具體過程為:乙醇在乙醇脫氫酶的催化下,氧化成乙醛,通過吸水形成水化乙醛,再由乙醛脫氫酶氧化成乙酸。反應(yīng)步驟為:C2H5OH→CH3CHO→CH3COOH.由于醋酸菌含有乙酰輔酶A合成酶,它能氧化乙酸為CO2和H2O,所以在醋酸發(fā)酵后期,如發(fā)現(xiàn)乙酸不再上升時(shí),酒度耗盡時(shí)，即為成熟期。</p>

41、;<p><b>　　2.4 醋酸的提取</b></p><p>　　原理為水與醋酸的沸點(diǎn)相差較大。</p><p>　　人們所研究過的醋酸提取方法很多，但可以用于工業(yè)上的只有少數(shù)幾種。①.分餾（精餾）。②.恒沸脫水蒸餾。 ③.溶劑（低沸點(diǎn)或高沸點(diǎn)）萃取。④.上述方法聯(lián)合使用。⑤.萃取蒸餾和活性炭吸附等[6]。</p><p>　

42、　3 發(fā)酵工藝及特點(diǎn)[7]</p><p>　　淋醋工藝是德國(guó)學(xué)者舒萊巴赫首先推舉出來的，由于它比傳統(tǒng)的固體制醋法（需40-60天）要快的多（只需5天），所以又稱為速釀法。一般工藝流程為：</p><p>　　↓ ↓ ↓</p><p>　　大米→調(diào)漿→蒸煮→液化與糖化→酒精發(fā)酵→醋酸發(fā)酵→醋酸提取</p><p

43、><b>　　↑ </b></p><p><b>　　生產(chǎn)工藝</b></p><p><b>　　3.1 原料</b></p><p>　　主要原料有大米、高粱、玉米粉(麩皮、米糠、紅薯干等粗糧均可),麩皮,谷殼(小米殼也可),食鹽,淀粉酶、糖化酶,醋用發(fā)酵劑,水。</p>&

44、lt;p><b>　　3.2 調(diào)漿</b></p><p>　　主要機(jī)器：磨漿機(jī)、調(diào)漿桶、調(diào)漿罐</p><p>　　先將碎米浸泡，使米粒充分吸水膨脹。按米：水=1：1.5的比例送入磨漿機(jī)，磨成70目以上細(xì)度的粉漿（濃度為18～20°Be）。粉漿泵送至調(diào)漿桶后，加入Na2CO3調(diào)至pH6.2～6.4,再加入碎米重量0.2%的CaCl2，然后按每克碎米1

45、30單位加入細(xì)菌α-淀粉酶。在充分?jǐn)嚢枨闆r下，將粉漿緩緩連續(xù)放入液化桶中。</p><p><b>　　3.3 液化和糖化</b></p><p>　　主要設(shè)備：液化鍋、糖化罐</p><p>　　先在液化鍋內(nèi)放定量的水，一般要求淹沒加熱管。將水升溫至90℃，開動(dòng)攪拌，流入粉漿，掌握品溫在85℃～90℃。粉漿全部進(jìn)入鍋內(nèi)后，維持10～15min

46、，用碘液檢查不顯藍(lán)色表示液化已經(jīng)完成。升溫至100℃，泵入糖化鍋。冷卻至65℃以下時(shí)加入麩曲或真菌糖化酶，維持在60℃左右糖化3小時(shí)。</p><p><b>　　糖化罐如圖1所示</b></p><p><b>　　3.4 酒精發(fā)酵</b></p><p>　　主要設(shè)備：密閉式酒精發(fā)酵罐</p><p

47、>　　淀粉經(jīng)過糖化后可得到葡萄糖,將糖化30min后的醪液打入發(fā)酵罐,再把酵母罐內(nèi)培養(yǎng)好的酵母接入。酵母菌將葡萄糖經(jīng)過細(xì)胞內(nèi)一系列酶的作用,生成酒精和CO2。在發(fā)酵罐里酒精發(fā)酵分3個(gè)時(shí)期:前發(fā)酵期,主發(fā)酵期,后發(fā)酵期。</p><p>　　3.4.1 前發(fā)酵期</p><p>　　在酒母與糖化醪打入發(fā)酵罐后,這時(shí)醪液中的酵母細(xì)胞數(shù)還不多,由于醪液營(yíng)養(yǎng)豐富,并有少量的溶解氧,所以酵母細(xì)

48、胞能夠得以迅速繁殖,但此時(shí)發(fā)酵作用還不明顯,酒精產(chǎn)量不高,因此發(fā)酵醪表面比較平靜,糖份消耗少。前發(fā)酵期一般10h左右,應(yīng)及時(shí)通氣。</p><p>　　3.4.2 主發(fā)酵期</p><p>　　8～10 h后,酵母已大量形成,并達(dá)到一定濃度,酵母菌基本停止繁殖,主要進(jìn)行酒精發(fā)酵,醪液中酒精成分逐漸增加, CO2 隨之逸出,有較強(qiáng)的CO2 泡沫響聲,溫度也隨之很快上升,這時(shí)最好將發(fā)酵醪的溫度

49、控制在32～34℃之間,主發(fā)酵期一般為12 h左右。</p><p><b>　　3.4.3后發(fā)酵期</b></p><p>　　后發(fā)酵期醪液中的糖份大部分已被酵母菌消耗掉,發(fā)酵作用也十分緩慢,這一階段發(fā)酵,發(fā)酵醪中酒精和二氧化碳產(chǎn)生得少,所以產(chǎn)生的熱量也不多,發(fā)酵醪的溫度逐漸下降,溫度應(yīng)控制在30～32℃,如果醪液溫度太低,發(fā)酵時(shí)間就會(huì)延長(zhǎng),這樣會(huì)影響出酒率,這一時(shí)

50、期約需40 h左右完成。酒精發(fā)酵罐如圖2所示</p><p><b>　　3.5 醋酸發(fā)酵</b></p><p>　　3.5.1淋醋發(fā)酵工藝</p><p><b>　　主要設(shè)備：速釀塔</b></p><p>　　國(guó)內(nèi)用作淋醋發(fā)酵的設(shè)備稱為速釀塔，速釀塔高2～5米，直徑1～1.3米，圓桶形，塔頂

51、封蓋，有排氣孔，內(nèi)有假底，塔內(nèi)置一層處理過的填充料一樺木刨花、蘆葦秤或玉米芯（已經(jīng)洗凈）等——上鋪厚約15厘米的粗谷糠)，塔頂部裝有回轉(zhuǎn)噴淋管，聚液槽接有不銹鋼離心泵使醋酸循環(huán)淋澆。塔頂封閉，只留排氣管，管口包扎紗布以調(diào)節(jié)空氣的進(jìn)入量。塔的上、中、下部皆插有溫度計(jì)。</p><p>　　將酒液一次加入醋塔內(nèi)，再接入醋酸菌液10%，然后定時(shí)回澆和以定溫循環(huán)回淋結(jié)合，約每隔90分鐘回淋一次。品溫控制35～42℃之間。

52、如果發(fā)現(xiàn)品溫過高或過低，應(yīng)靈活決定回澆次數(shù)和控制空氣進(jìn)入。回澆時(shí)要隨時(shí)注意噴淋管是否運(yùn)轉(zhuǎn)正常，防止局部位置上填充物溫度過高，造成發(fā)酵異常。經(jīng)50多小時(shí)，測(cè)定淋出液酸度不再上升，酒精耗盡時(shí)，即為成熟期。</p><p>　　醋塔法制醋酸特點(diǎn)： ①.塔內(nèi)填充料能連續(xù)使用，可以節(jié)約麩皮等原料，并不需要出渣，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度；②.原料出品率較高； ③.填充料來源廣泛； ④.口味比較單調(diào)。</p><p&

53、gt;　　國(guó)外淋醋工藝采用的典型設(shè)備是弗林斯發(fā)生器（Flings generator）</p><p>　　在弗林斯發(fā)生器中，載體層的溫度自控問題已在可能的程度上得到了解決。其操作過程如下：酒醪有泵從發(fā)酵罐的聚液槽連續(xù)通過換熱器泵送到進(jìn)料罐中，它可以由此通過分布盤和櫸木刨花層間接回到聚液槽，或者通過溢流管直接回到聚液槽，刨花層中具有3只接觸式溫度計(jì)，它能控制進(jìn)料罐的閥門進(jìn)行循環(huán)液的調(diào)節(jié)。酒醪中的1只接觸式溫度計(jì)通

54、過電磁閥可以控制進(jìn)入換熱器的冷卻水流量。以這種方式，在很高的發(fā)酵速率下，酒醪品溫也可以控制在26℃～28℃，而刨花層中溫度計(jì)觸點(diǎn)處的溫度可以控制在28℃～33℃之間。空氣通過載體層的底部吹入，通過排氣管放出。</p><p>　　當(dāng)殘余乙醇降到0.3%（v/v）時(shí)，將聚液槽中的醋液大部分放出，然后在幾天之內(nèi)分2～3次補(bǔ)足。在每一循環(huán)的開始，發(fā)酵速率可能明顯降低，這是由于乙醇和醋酸濃度的巨大變化導(dǎo)致載體層上部細(xì)菌大

55、量死亡造成的。</p><p>　　一旦新添加的酒醪與吸附在刨花上的醋液混合之后，就形成了發(fā)酵的適宜條件，即8%醋酸和4%乙醇。乙醇向醋酸轉(zhuǎn)化率取決于刨花層的使用時(shí)間，一般在85～90%之間。高峰發(fā)酵期的氧利用率約為50%。發(fā)酵的長(zhǎng)短與刨花層與聚液槽的體積比有關(guān)，一般為4～10天。用櫸木刨花做載體時(shí)，這種設(shè)備的生產(chǎn)能力約為每m3載體每天產(chǎn)醋5L。如果產(chǎn)醋質(zhì)量下降，則可能應(yīng)為刨花層上細(xì)菌性質(zhì)已發(fā)生變化，例如形成粘性

56、結(jié)塊物等。</p><p>　　3.5.2 深層發(fā)酵工藝</p><p>　　主要設(shè)備：自吸式發(fā)酵罐、通氣裝置、消泡器、酒精儀、</p><p><b>　　發(fā)酵規(guī)程：</b></p><p>　　國(guó)內(nèi)食用醋酸深層發(fā)酵的規(guī)程為：酒醪放入發(fā)酵罐中之后，接入培養(yǎng)12～14h的醋酸種子培養(yǎng)物20%，維持溫度35～37℃，通風(fēng)量

57、前期為0.13vvm，中期為0.17vvm，后期也為0.13vvm，罐壓維持在30kPa，在攪拌下發(fā)酵。發(fā)酵過程中，溫度每小時(shí)測(cè)定一次；酸度前期4h測(cè)一次，中期2h測(cè)一次，后期4h測(cè)一次，若酒精降到測(cè)不出，表明發(fā)酵已經(jīng)結(jié)束。整個(gè)過程約需40～50h。</p><p>　　深層發(fā)酵可以是間歇進(jìn)行的，也可以是半連續(xù)或連續(xù)進(jìn)行的。因?yàn)檫B續(xù)和半連續(xù)發(fā)酵可以免去培養(yǎng)種子的操作，所以多被采用。</p><

58、p>　　連續(xù)發(fā)酵的操作規(guī)程是，將酒精儀置定在乙醇濃度2%（v/v），即維持罐內(nèi)乙醇濃度2%。這由酒精儀控制進(jìn)料閥，從而控制流加速率來實(shí)現(xiàn)。進(jìn)料的乙醇濃度約為12%，罐內(nèi)溫度維持在31～33℃，開動(dòng)通氣溢流管連續(xù)流出。</p><p>　　3.5.3固定化細(xì)胞發(fā)酵法</p><p>　　淋醋發(fā)酵是固定化細(xì)胞發(fā)酵的典型之例，淋醋發(fā)酵具有傳質(zhì)，傳熱不均勻性，而這主要是由于載體不均勻性造成的

59、。現(xiàn)代細(xì)胞固定化技術(shù)研究主要是載體的研究。根據(jù)固定后的細(xì)胞在發(fā)酵中是否隨發(fā)酵液流動(dòng)可以把固定細(xì)胞發(fā)酵法分成兩大類:固膜式發(fā)酵和流化式發(fā)酵。相應(yīng)的固定方法成為固膜固定法和流化固定法。前者是細(xì)胞在載體上形成了生物膜，不隨發(fā)酵液流動(dòng)，如纖維、陶瓷、和前述的刨花用作載體的固定方法；而流化固定只是將細(xì)胞固定在載體內(nèi)或（和）表面上，或不用載體的自聚集固定，在發(fā)酵中載體帶著菌體在發(fā)酵液內(nèi)流動(dòng)，如卡拉膠、海藻酸鈉等固定劑制成的凝膠珠則屬于這種類型。&l

60、t;/p><p>　　3.5.4熱醋酸梭菌發(fā)酵法</p><p>　　熱醋酸梭菌發(fā)酵具有轉(zhuǎn)化率高，耐高溫，發(fā)酵有糖到醋酸一步完成，不需通氧，可以利用戊糖等優(yōu)點(diǎn)，但這種方法發(fā)酵時(shí)需要加中和劑，因此只適用與生產(chǎn)醋酸鹽。</p><p>　　3.5.5 醋酸提取</p><p>　　首先將發(fā)酵液過濾：可采用板框式壓濾機(jī)或自動(dòng)板框式壓濾機(jī)</p&g

61、t;<p>　　多塊濾板和濾框交替排列而組成，板框之間隔有濾布，一端為固定端、一端為活動(dòng)端，用壓緊裝置自活動(dòng)端向固定端將板框壓緊，進(jìn)出口裝在固定端上。</p><p><b>　　如圖：</b></p><p>　　原理為水與醋酸的沸點(diǎn)相差較大。</p><p>　　人們所研究過的醋酸提取方法很多，但可以用于工業(yè)上的只有少數(shù)幾種。

62、①.分餾（精餾）。②.恒沸脫水蒸餾。③.溶劑（低沸點(diǎn)或高沸點(diǎn)）萃取。④.上述方法聯(lián)合使用。⑤.萃取蒸餾和活性炭吸附等。</p><p><b>　　蒸餾塔如圖[8]：</b></p><p>　　發(fā)酵過程中參數(shù)的檢測(cè)：</p><p>　　pH； 進(jìn)出氣體中的氧；二氧化碳；溶解氧； 還原糖； 細(xì)胞濃度等。</p><p>

63、;　　4菌種的制備及種子的擴(kuò)大培養(yǎng)</p><p>　　4.1實(shí)驗(yàn)室種子制備：</p><p>　　從未滅菌的酒精中分離酵母菌；從未滅菌的食醋中分離得到醋酸菌</p><p>　　4.1.1選育釀酒酵母株的方法[9]：</p><p>　?、?自然選育：從自然界直接分離篩選高產(chǎn)酒精酵母是育種工作中最經(jīng)濟(jì)實(shí)用的方法</p><

64、;p>　?、?誘變育種：是用物理或化學(xué)的誘變劑使誘變對(duì)象內(nèi)的遺傳物質(zhì)（DNA）的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，引起性狀變異并通過篩選獲得符合要求的變異菌株的一種育種方法。其中物理方法有：射線（紫外線、X光線、Y射線，中子線），激光微束，離子束，微波，超聲波，熱力等?；瘜W(xué)誘變常用方法有：浸漬法、涂抹法、滴液法、注射法、施入法和熏蒸法。</p><p>　?、?.雜交育種：是指在不同種群、不同基因型個(gè)體間進(jìn)行雜交，并在其雜

65、種后代中通過選擇而育成純品種的方法。</p><p>　　制備酒母的參考配方： </p><p>　　紅苕干粉或玉米料若干，加水比1∶4.5—5，硫酸銨0.1—0.16％(使用玉米可不添加)，用H2SO4調(diào)整pH值至4.0—4.5。[8]</p><p>　?、?行篩選分離純化。</p><p>　　4.1.2 醋酸菌篩選流程[10]:<

66、;/p><p>　　液醋→增殖培養(yǎng)→稀釋分離→選取單菌落→試管斜面培養(yǎng)→液體試管培養(yǎng)→液體三角瓶培養(yǎng)→測(cè)酸→確定菌株→純化。</p><p>　　試管斜面菌種保藏培養(yǎng)基：酵母膏1% 、葡萄糖1% 、CaCO3 0.5% 、酒精3。(v／v)、瓊脂2%；</p><p>　　CaCO3平板分離培養(yǎng)基：酵母膏1%、葡萄糖1% 、CaCO3，2% 、酒精3。(v／v)、瓊脂

67、2% ，pH 6.5。</p><p>　　液體三角瓶培養(yǎng)基：酵母膏1%、葡萄糖1%、酒精4。(v／v)，pH5.5。</p><p><b>　?、?分離篩選</b></p><p>　　初篩(透明圈法) :取不同發(fā)酵時(shí)間液態(tài)醋20mL ,加入50mL 增殖培養(yǎng)基,30 ℃增殖培養(yǎng)3～4 d。稀釋至4～7倍,各取0.2 mL ,涂到平板分離培

68、養(yǎng)基,30 ℃培養(yǎng)3 d ,待長(zhǎng)出菌落后,挑菌落較小、透明圈較大、邊緣整齊的單菌落移植試管培養(yǎng)。復(fù)篩:取經(jīng)初篩培養(yǎng)成的斜面菌落,接入液體試管(裝液量10mL 、酒精體積分?jǐn)?shù)3 %) , 30 ℃培養(yǎng)24 h 后,接入500mL液體三角瓶(裝液量40mL) ,接種量為1 支試管接1 只三角瓶。最后酒精體積分?jǐn)?shù)為6% ,30℃靜止培養(yǎng),每日測(cè)定酸度,選出產(chǎn)酸快、酒精轉(zhuǎn)化率高的菌株并做醋酸定性試驗(yàn)。</p><p>　

69、?、?純化:確定產(chǎn)酸快、酒精轉(zhuǎn)化率高的較優(yōu)菌株,反復(fù)純化獲得純種。純化方法同分離方法。 </p><p><b>　?、?種保藏</b></p><p>　　生產(chǎn)菌種可傳代保藏在4℃。如果需保藏較長(zhǎng)時(shí)間，可用凍結(jié)保藏法。加入10%蜂蜜作保護(hù)劑，凍結(jié)溫度-28℃，可保藏5年。</p><p>　　4.2 擴(kuò)大培養(yǎng)[11]:</p>

70、<p>　　4.2.1酒母的制備：</p><p>　　4.2.2醋酸菌擴(kuò)大培養(yǎng):</p><p><b>　?、?一級(jí)種子</b></p><p>　　醋酸菌培養(yǎng)基：酵母膏1%、葡萄糖1%、CaCO3、酒精2。(v／v)，pH5.5</p><p>　　先將葡萄糖、酵母膏和CaCO3溶在水中，每只1000 m

71、l三角瓶分裝150ml,在100kPa表壓下滅菌30min，冷至室溫，按無菌操作法加入酒精。每一支斜面菌種接一支三角瓶，在32～34℃往復(fù)搖床上培養(yǎng)24h。鏡檢菌體生長(zhǎng)正常，無雜菌污染可繼續(xù)擴(kuò)大培養(yǎng)。</p><p><b>　?、?二級(jí)種子</b></p><p>　　每只1000ml三角瓶裝入前述同樣的培養(yǎng)基250ml，接種一級(jí)種子10%，于同樣條件下培養(yǎng)16h。

72、鏡檢正常接入種子罐。</p><p><b>　　③.三級(jí)種子</b></p><p>　　將糖化好的糖液泵入50Ｌ種子罐內(nèi)，定容至35L,升溫至100℃，維持10min滅菌，然后開冷水降溫至32℃，接種酵母培養(yǎng)物10%，于30℃靜置培養(yǎng)30h,酒精度達(dá)到4～6°即可。接入二級(jí)種子10%。</p><p>　　開動(dòng)攪拌，通氣0.3vv

73、m，維持32～34℃，罐壓30kPa，培養(yǎng)12～14h，要求酸度在20g/l左右，否則應(yīng)延長(zhǎng)或縮短時(shí)間。鏡檢正常即可繼續(xù)培養(yǎng)。</p><p><b>　?、?四級(jí)種子</b></p><p>　　用500L罐裝液350L，接入一罐（即35Ｌ）三級(jí)種子，改用通氣量0.25vvm，其余條件同上。質(zhì)量指標(biāo)也與三級(jí)種子相同。質(zhì)量合格可用于接種生產(chǎn)罐。</p>

74、<p>　　5 培養(yǎng)基的組成及制備</p><p>　　5.1酒精發(fā)酵培養(yǎng)基組成：主要原料有高粱玉米粉(麩皮、米糠、紅薯干等粗糧均可)15%,麩皮7%,谷殼(小米殼也可)30%,食鹽10%,淀粉酶、糖化酶各0.04%，,水20%。</p><p>　　5.2醋酸發(fā)酵培養(yǎng)基：酒精發(fā)酵后得到的酒液</p><p><b>　　5.3發(fā)酵罐滅菌：<

75、;/b></p><p>　　空罐滅菌（空消）即發(fā)酵罐罐體的滅菌?？障麜r(shí)一般維持罐壓0.15～0.2Mpa，罐溫125～130℃，保持30～45min；要求總蒸汽壓力不低于0.3～0.35Mpa，使用汽壓不低于0.25～0.3MPa。</p><p>　　在培養(yǎng)基滅菌之前，通常應(yīng)先將與罐相連的分空氣過濾器用蒸汽滅菌并用空氣吹干。實(shí)罐滅菌時(shí)，先將輸料管路內(nèi)的污水放掉沖凈，然后將配制好的

76、培養(yǎng)基泵送至發(fā)酵罐（種子罐或料罐）內(nèi)，同時(shí)開動(dòng)攪拌器進(jìn)行滅菌。滅菌前先將各排氣閥打開，將蒸汽引入夾套或蛇管進(jìn)行預(yù)熱，待罐溫升至80～90℃，將排氣閥逐漸關(guān)小。接著將蒸汽從進(jìn)氣口、排料口、取樣口直接通入罐中（如有沖視罐也同時(shí)進(jìn)汽），使罐溫上升到118～120℃，罐壓維持在0.09～0.1Mpa（表壓），并保持30min左右。各路進(jìn)氣要暢通，防止短路逆流，罐內(nèi)液體翻動(dòng)要激烈；各路排汽也要暢通，但排汽量不宜過大，以節(jié)約用氣量。在保溫階段，凡進(jìn)

77、口在培養(yǎng)基液面以下的各管道及沖視鏡管都應(yīng)進(jìn)汽；凡開口在液面之上者均應(yīng)排汽。無論與罐連通的管路如何配制，在實(shí)消時(shí)均應(yīng)遵循“不進(jìn)則出”的原則。這樣才能保證滅菌徹底，不留死角。保溫結(jié)束后，依次關(guān)閉各排汽、進(jìn)汽閥門，待罐內(nèi)壓力低于空氣壓力后，向罐內(nèi)通入無菌空氣，在夾套或蛇管中通冷卻水降溫，使培養(yǎng)基的溫度降到所需的溫度，進(jìn)行下一步的發(fā)酵和培養(yǎng)。在引入無菌空氣前，應(yīng)注意罐壓必須低于過濾器壓力，否則物料將倒流入過濾器內(nèi)，后果嚴(yán)重！滅菌時(shí)，總</

78、p><p>　　5.4滅菌流程: 配料后由料液罐1放出，可加入為0.01%消泡劑，用連消泵2送入氣液混合器或連消塔3底端，料液被直接蒸汽立即加熱到滅菌溫度383-403K，由頂部流出。料液進(jìn)入維持罐4，維持8-25min，由維持罐上部側(cè)面流出，維持罐內(nèi)最后的培養(yǎng)液由底部排盡，經(jīng)噴淋冷卻器5冷卻到發(fā)酵溫度，送去發(fā)酵罐。 如下圖所示： </

79、p><p>　　6無菌空氣制備系統(tǒng)[12]</p><p>　　6.1發(fā)酵生產(chǎn)中制備無菌空氣的大致過程如下:</p><p>　　空氣→高空取氣管→除塵器 →空氣壓縮機(jī)→貯氣罐→一級(jí)冷卻器 →油水分離器→二級(jí)冷卻器→除霧氣→加熱器→總過濾器→分過濾器 →無菌空氣</p><p>　　無菌空氣制備流程圖 </p&

80、gt;<p>　　6.2特點(diǎn)：兩級(jí)分離、兩次冷卻、一次加熱的空氣除菌流程是一個(gè)比較完善的空氣除菌流程，它，能充分的分離空氣中含有的水分，使空氣在低的相對(duì)濕度下進(jìn)入過濾器，提高過濾效率。</p><p><b>　　6.3設(shè)備選擇:</b></p><p>　?、? 經(jīng)第一次冷卻后，大部分的水、油都已結(jié)成較大的霧粒，且霧粒濃度比較大，故適宜用旋風(fēng)分離器分離

81、。</p><p>　　⑵. 第二冷卻器使空氣進(jìn)一步冷卻后析出一部分較小的霧粒，宜采用絲網(wǎng)分離器分離，發(fā)揮絲網(wǎng)能夠分離較小直徑的霧粒和分離效果高的作用。</p><p>　?、? 經(jīng)二次分離的空氣帶的霧沫就較少，兩級(jí)冷卻可以減少油膜污染對(duì)傳熱的影響。</p><p>　　⑷. 若采用低溫的地下水，可采用串聯(lián)來減少冷卻水用量。在沒有低溫地下水時(shí)，第二級(jí)可采用冰水冷卻，

82、通常第一級(jí)冷卻到30～35℃，第二級(jí)冷都到20～25℃。除水后，空氣的相對(duì)濕度還是l00％，可用加熱的辦法把空氣的相對(duì)濕度降到50～60％。</p><p><b>　　7部分工藝計(jì)算</b></p><p>　　7.1說明：此部分是在假定年產(chǎn)量為500或1000噸產(chǎn)品條件下，計(jì)算發(fā)酵罐、種子罐臺(tái)數(shù)、公稱體積等，部分參數(shù)根據(jù)資料進(jìn)行假定</p><

83、p>　　發(fā)酵過程物料計(jì)算和發(fā)酵罐容積的確定</p><p>　　7.2由年產(chǎn)量決定每天放罐發(fā)酵液體積</p><p>　?、侔l(fā)酵工段，每天所需要的放罐發(fā)酵液體積Vd可按下式計(jì)算：</p><p>　　式中 M——所設(shè)計(jì)的年產(chǎn)量，t/a; Uq——成品的純度，mg/mg;</p><p>　　m——年工作日，d/a; η

84、——提煉總收率，%</p><p>　　在本工藝中年產(chǎn)量M為1000t/a，成品的純度Uq為0.8mg/mg，年工作日為250d/a，酶活力Uf為250t/m3,提煉總收率η為40%</p><p>　　Vd[酒精]=1000*1000*0.8/（250*250*100%）=12.8 m3/d</p><p>　　Vd[醋酸] =1000*1000*0.7/（250

85、*250*40%）=28 m3/d</p><p>　?、诎l(fā)酵罐公稱容積V0可按下式計(jì)算：</p><p>　　式中 Vd——每天所需發(fā)酵液體積，m3/d; nd——每天放罐罐數(shù)，1/d; ΦL—發(fā)酵罐裝料系數(shù)</p><p>　　每天放罐罐數(shù)nd為4/d，發(fā)酵罐裝料系數(shù)ΦL為40%，已計(jì)算得Vd為32m3/d，則發(fā) 酵罐公稱容積</p><

86、;p>　　V0[酒精]=12.8/（4*100%）=3.2m3 </p><p>　　V0[醋酸]=28/（4*40%）=17.5m3</p><p>　?、鄯N子罐公稱容積和臺(tái)數(shù)的確定 :</p><p>　　本工藝中酒精發(fā)酵罐為8臺(tái)，種子罐周期為0.5天，發(fā)酵罐周期為3天，則</p><p>　　本工藝中酒醋酸發(fā)酵罐為8臺(tái)，種

87、子罐周期為2天，發(fā)酵罐周期為5天，則</p><p>　　酒精種子罐臺(tái)數(shù)為：8*0.5/3=1.3臺(tái) 即2臺(tái)</p><p>　　醋酸種子罐臺(tái)數(shù)為：8*2/5=3.2臺(tái) 即4臺(tái)</p><p>　　種子罐的公稱容積應(yīng)根據(jù)接種比，培養(yǎng)過程中液體損失率和種子罐的裝料系數(shù)來計(jì)算</p><p>　　本工藝中發(fā)酵罐計(jì)量體積為150m3，接種比

88、為0.07，液體損失率為15%，種子罐裝料系數(shù)為65%, </p><p>　　則種子罐公稱容積=150*（0.07）*（1+15%）/65%=18.6m3</p><p>　　④設(shè)備的公稱容積V0，一般是指圓筒部分容積Vc加上底封頭的容積Vb：</p><p>　　式中 D——容器內(nèi)徑，m; H——容器的筒身高度，m</p><

89、;p>　　底封頭容積Vb可近似按下式計(jì)算：</p><p>　　若筒身高徑比H/D=a,則：</p><p>　　容器內(nèi)徑D為2m，筒身高徑比H/D=a為6，則設(shè)備的公稱容積：</p><p>　　V0=（0.785*6+0.15）*23=38.9m3</p><p>　　8 三廢處理[13]</p><p>　

90、　工業(yè)發(fā)酵過程中,經(jīng)常排放大量廢水、廢氣和廢渣,對(duì)環(huán)境造成污染和危害,因而開展工業(yè)“三廢”處理和綜合利用也是發(fā)酵生產(chǎn)中不可忽視的一環(huán)。</p><p><b>　　8.1廢氣:</b></p><p>　　對(duì)于排入大氣的污染物，應(yīng)控制其排放濃度及排放總量，使其不超過所在地區(qū)污染物的允許濃度和環(huán)境容量，主要的處理方法有以下幾種：</p><p>

91、　?、倮梅缐m裝置去除排放廢氣中的煙塵及各種粉塵，如原料風(fēng)選過程中的洗塵塔、袋濾器、離心或除塵器等；②采取氣體吸收法處理有害氣體，如用氨水、氫氧化鈉吸收廢氣中的二氧化碳、二氧化硫等；</p><p>　?、蹜?yīng)用冷凝、催化轉(zhuǎn)化、活性炭吸附等物理、化學(xué)和物理化學(xué)方法處理排放廢氣中的主要污染物，酒精生產(chǎn)過程中蒸餾工段的各級(jí)冷凝器。</p><p>　?、艽姿岚l(fā)酵中酒精發(fā)酵產(chǎn)生的二氧化碳可以經(jīng)壓縮

92、制液態(tài)二氧化碳和干冰</p><p><b>　　8.2廢水:</b></p><p>　　發(fā)酵工業(yè)產(chǎn)生的廢水量大、成分復(fù)雜，排放之前必須進(jìn)行處理。主要的處理方法有以下幾種：</p><p>　　.節(jié)約用水，提高水的循環(huán)利用率，杜絕跑、冒、滴、漏，提高原料利用率和化工材料的回收率；</p><p>　　⑵.改進(jìn)生產(chǎn)工藝，

93、盡量減少生產(chǎn)過程中廢液的排放量；</p><p>　?、?對(duì)所產(chǎn)生的廢水，要設(shè)計(jì)廢水處理站進(jìn)行處理。一級(jí)處理：以物理方法為主，目的是除去廢水中懸浮狀態(tài)的固形物質(zhì)，并調(diào)pH值；二級(jí)處理：是生化處理，目的是大幅度去除廢水中呈膠體和分解狀態(tài)的有機(jī)物污染物質(zhì)；三級(jí)處理：需要采取物理化學(xué)法，目的是進(jìn)一步去除二級(jí)處理所未能除去的污染物質(zhì)，以達(dá)到生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　?、?醋酸提取后產(chǎn)生的

94、廢水可以凈化后循環(huán)使用。</p><p><b>　　8.3廢渣:</b></p><p>　　廢渣處理首先要減少?gòu)U渣的產(chǎn)生，其次對(duì)廢渣盡量回收利用，從廢渣中提取有用的物質(zhì)，利用廢渣制造副產(chǎn)品。變廢為寶，最后對(duì)回收利用后剩余的殘?jiān)M(jìn)行最終處理（如作為肥料，填埋等），謀求通過自然凈化作用使它們迅速回歸自然。廢渣綜合利用的主要途徑如下：</p><p&

95、gt;　　①鍋爐煤渣，可用來制煤渣磚或配制水泥； </p><p>　?、谂囵B(yǎng)基渣、發(fā)酵液渣等廢渣，可直接作為飼料出售或進(jìn)一步加工成家畜的精飼料，也可利用廢菌體等進(jìn)行沼氣發(fā)酵，或從這些廢渣中提取有用的物質(zhì)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]蔣美芬. 醋酸生產(chǎn)、市場(chǎng)分析及需求預(yù)測(cè).《上?；ぁ?006.9：

96、31-32</p><p>　　[2]趙德. 醋的性能、源流、工藝和品質(zhì). 《江蘇調(diào)味副食品》2004 年第21 卷第1 期(總第84 期) ：1-4</p><p>　　[3]趙良啟,李麗. 我國(guó)食醋生產(chǎn)技術(shù)的歷史、現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)(上)《中國(guó)調(diào)味品》第1 期2005 年1 月：3-6</p><p>　　[4]趙良啟,李麗. 我國(guó)食醋生產(chǎn)技術(shù)的歷史、現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

97、(下)《中國(guó)調(diào)味品》第2期2005年2月：15-17</p><p>　　[5] 金其榮，張繼民，徐勤《有機(jī)酸發(fā)酵工藝學(xué)》1989.6：415-418</p><p>　　[6]金其榮，張繼民，徐勤.《有機(jī)酸發(fā)酵工藝學(xué)》1989.6：418-419，455</p><p>　　[7]金其榮，張繼民，徐勤.《有機(jī)酸發(fā)酵工藝學(xué)》1989.6：423-455</p&

98、gt;<p>　　[8]http://bbs.hcbbs.com/viewthread.php?tid=176395</p><p>　　[9]祖國(guó)仁，劉陽(yáng).優(yōu)勢(shì)酵母菌的分離篩選?！洞筮B輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)》第17 卷第1 期1998年3月：24-25</p><p>　　[10]施安輝，劉吉慶.高產(chǎn)醋酸菌株的誘變選育及其醋酸發(fā)酵規(guī)律的研究(山東大學(xué)微生物學(xué)系)實(shí)驗(yàn)報(bào)告：16-18

99、</p><p>　　[11] 金其榮，張繼民，徐勤.《有機(jī)酸發(fā)酵工藝學(xué)》1989.6 ：421-423</p><p>　　[12]姚汝華，周世水《微生物工程工藝原理》：185</p><p>　　[13]余龍江主編.發(fā)酵工程原理與技術(shù)應(yīng)用.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.:235-236</p><p>　　發(fā)酵工程與設(shè)備課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定