04 第四章 酒精发酵.ppt

第1页：第四章 酒精发酵 章节封面

本页为第四章「酒精发酵」的章节封面，标示本章主题。

第2页：第四章内容目录

本章内容包括：

• 一、酒精发酵原料
• 二、与酒精发酵有关的微生物
• 三、酒精发酵生化机制
• 四、酒精发酵工艺
• 五、酒精蒸馏与精馏

第3页：淀粉质原料概述

一、酒精发酵原料——（一）淀粉质原料：淀粉质原料是生产酒精的主要原料。我国发酵酒精的80%是用淀粉质原料生产的，其中以甘薯干等薯类为原料的约占45%，玉米等谷物为原料的约占35%。

1. 薯类原料包括甘薯、木薯和马铃薯等。

第4页：淀粉质原料与薯类

（一）淀粉质原料：我国发酵酒精的80%用淀粉质原料生产，其中薯类（甘薯干等）约45%，谷物（玉米等）约35%。

1. 薯类原料包括甘薯、木薯和马铃薯等，是我国生产酒精的主要薯类原料。

第5页：甘薯原料

1. 薯类原料——甘薯

北方俗称红薯、地瓜，南方称为山芋、蕃薯。新鲜甘薯可能直接作酒精生产原料，但一般将鲜甘薯制成薯干，这样便于保存并能供工厂全年使用。甘薯中固形物的主要成分是淀粉，还含有少量的糖类和蛋白质。甘薯干及鲜甘薯是一种良好的酒精生产原料，为我国大多数工厂所采用。

第6页：谷物原料

2. 谷物原料（粮食原料）

包括玉米、小麦、高粱、大米等，也是很好的酒精生产原料。国际上最常用的谷物原料是玉米和小麦。我国由于人多地少、粮食珍贵，以往除玉米外其他粮食一般较少用于生产酒精，只有当其他原料不足，或谷物受潮发热霉变的情况下才用。随着我国粮食生产的发展，用于酒精生产的谷物数量会增加。

第7页：糖质原料与糖蜜

（二）糖质原料：常用的糖质原料有糖蜜、甘蔗、甜菜和甜高粱等。糖蜜又称废糖蜜，是甘蔗或甜菜糖厂制糖过程中形成的一种副产物，分别称为甘蔗糖蜜和甜菜糖蜜，所含主要成分为蔗糖。

第8页：甘蔗与甜菜原料

• 甘蔗：是一种良好的制糖原料。20世纪70年代起，国外开始直接利用甘蔗生产酒精，即利用甘蔗压榨或萃取后的蔗汁进行酒精发酵；甘蔗汁中可发酵固形物包括蔗糖、淀粉及其他碳水化合物。
• 甜菜：和甘蔗一样是主要的制糖原料。国外（如前苏联和东欧诸国）有用过剩的甜菜或受冻、变质的甜菜生产酒精；甜菜所含主要糖分是蔗糖，此外还含少量其他碳水化合物和果胶质。

第9页：甜高粱与糖质原料评价

• 甜高粱：是一种高秆作物，起源于美国，其秆中含糖分10%～12%，所结的高粱米富含淀粉，均可用于发酵酒精，是具有潜在发展前途的糖质原料。
• 糖质原料评价：糖质原料生产酒精工序简单，成本比较低，是酒精发酵的理想原料；只是制糖和其他发酵工业也都需要糖质原料，能用到酒精生产上的不太多，特别是我国糖质原料用于酒精生产较为有限。

第10页：纤维质原料概述

（三）纤维质原料

纤维类物质是自然界中的可再生资源，其含量十分丰富。天然纤维原料由纤维素、半纤维素和木质素三大成分组成，它们均较难被降解。长期以来人们都在研究如何利用纤维质原料来生产酒精及其他化工产品；近年来，纤维素和半纤维素生产酒精的研究有了突破性的进展，已成为很有潜力的酒精生产原料。

第11页：纤维质原料的来源

可用于酒精生产的纤维质原料包括四类：

• 农作物纤维质下脚料（稻草、麦草、玉米秆、玉米芯、花生壳、稻壳、棉籽壳等）
• 森林和木材加工工业的下脚料（树枝、木屑等）
• 工厂纤维素和半纤维素下脚料（甘蔗渣、废甜菜丝、废纸浆等）
• 城市废纤维垃圾

用纤维质原料发酵酒精目前尚不盛行。

第12页：其他酒精原料

（四）其他原料

主要指亚硫酸盐纸浆废液、甘薯和马铃薯淀粉渣、各种野生植物和乳清等。用这些原料生产酒精目前还不多见。

第13页：糖化菌与糖化剂

二、与酒精发酵有关的微生物——（一）糖化菌：用淀粉质原料生产酒精时，在进行乙醇发酵之前，一定要先将淀粉全部或部分转化成葡萄糖等可发酵性糖，这种淀粉转化为糖的过程称为糖化，所用催化剂称为糖化剂。糖化剂可以是由微生物制成的糖化曲（包括固体曲和液体曲），也可以是商品酶制剂；无机酸也可以起糖化剂作用，但酒精生产中一般不采用酸糖化。

第14页：常用糖化菌种类

能产生淀粉酶类水解淀粉的微生物种类很多，但它们不是都能作为糖化菌用于生产糖化曲，在实际生产中主要用的是曲霉和根霉。

• 历史上曾用过的曲霉包括黑曲霉、白曲霉、黄曲霉、米曲霉等：黑曲霉群中以宇佐美氏曲霉（Aspergillus usamii）、泡盛曲霉（Asp. awamori）和甘薯曲霉（Asp. batatae）应用最广；白曲霉以河内白曲霉、轻研二号最为著名。
• 酒精和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。我国的糖化菌种经历了从米曲霉到黄曲霉，进而发展到用黑曲霉的过程。

第15页：黑曲霉新菌株与根霉

• 我国20世纪70年代选育出黑曲霉新菌株 As.3.4309（UV-11），该菌株性能优良，目前很多酒精厂和酶制剂厂都以该菌种生产麸曲、液体曲以及糖化酶等，新的糖化菌株也都是As.3.4309的变异菌株。
• 根霉和毛霉也是常用的糖化菌。著名的阿米诺法即是以根霉作糖化菌的酒精生产方法；著名的根霉菌有东京根霉（又叫河内根霉，R. tonkinensis）、鲁氏毛霉（M. rouxii）和爪哇根霉（R. javanicus）等。

第16页：酒精发酵微生物：酒精酵母

（二）酒精发酵微生物

许多微生物都能利用已糖化的糖进行酒精发酵，但在实际生产中用于酒精发酵的几乎全是酒精酵母，俗称酒母。利用淀粉质原料的酒母在分类上叫啤酒酵母（Saccharomyces cerevisiae），是属于子囊菌亚门酵母属的一种单细胞微生物。该种酵母菌繁殖速度快，发酵能力即产酒精能力强，并具有较强的耐酒精能力。

常用的酵母菌株有南阳酵母（1300及1308）、拉斯2号酵母（Rasse Ⅱ）、拉斯12号酵母（Rasse Ⅻ）、K字酵母、M酵母（Hefe M）、日本发研1号、卡尔斯伯酵母等；利用糖质原料的酒母除啤酒酵母外，还有粟酒裂殖酵母（Schizosaccharomyces pombe）和克鲁维酵母（Kluyveromyces sp.）等。

第17页：细菌发酵酒精

除上述酵母菌外，一些细菌如森奈假单胞菌（Ps. lindneri）和嗜糖假单胞菌（Ps. saccharophila），可以利用葡萄糖进行发酵生产乙醇；总状毛霉深层培养时也要产生乙醇。利用细菌发酵酒精早在80年代初就引起了注意，但此方法还未达到工业化，其中有许多问题有待研究。

第18页：酒精发酵生化机制概述

三、酒精发酵生化机制：不同生产原料，酒精发酵生化过程不同。对糖质原料，可直接利用酵母将糖转化成乙醇。对于淀粉质和纤维质原料，首先要进行淀粉和纤维质的水解（糖化），再由酒精发酵菌将糖发酵成乙醇。

第19页：直链淀粉的结构

1. 淀粉质和纤维质原料的水解——⑴淀粉分子：淀粉是多糖中最易分解的一种，由许多葡萄糖基团聚合而成。天然淀粉具有直链淀粉和支链淀粉两种结构，它们在性质和结构上有差异。

直链淀粉

是α-D葡萄糖通过α-1,4糖苷键连接而成的聚合物。一般认为聚合度在200～1000范围内，分子量32400～162000；天然直链淀粉分子卷曲成螺旋形，螺旋的每一圈含有6个葡萄糖残基；直链淀粉水溶解于70～80℃的温水，遇碘呈深蓝色。在大多数植物淀粉中含量为20%～29%。

第20页：淀粉质与纤维质原料的水解

本页为「1. 淀粉质和纤维质原料的水解」一节的标题页，源文件仅保留节标题。其后依次介绍淀粉分子结构（直链淀粉、支链淀粉）、淀粉的糊化与液化、淀粉水解（糖化）以及纤维质原料的水解。

第21页：直链淀粉与支链淀粉对比

支链淀粉是α-D葡萄糖通过α-1,4糖苷键及α-1,6糖苷键（在分支点上）连接而成的聚合物。其分子较直链淀粉的大，分子量可达10⁷，分支点之间平均有5～8个葡萄糖苷键；各个分支卷曲成螺旋状，整个分子近似球形；不溶解于温水，遇碘呈蓝紫色。两类淀粉对比如下：

原文将两类淀粉的结构数据分列于相邻两页，本表为便于对照予以合并，数值均照录原文。

第22页：淀粉水解要点

本页为「1. 淀粉质和纤维质原料的水解」的分节标题页，源文件仅保留节标题。其后内容为淀粉的糊化、液化以及淀粉水解（糖化）。

第23页：淀粉的糊化与液化

⑵淀粉的糊化、液化

淀粉在水中经加热会吸收一部分水而发生溶胀。如果继续加热至一定温度（一般60～80℃），淀粉粒即发生破裂，造成黏度迅速增大，体积也随之迅速变大，这种现象称为淀粉的糊化，经糊化的淀粉称为α-淀粉。发生糊化现象称为淀粉的溶解，或称为液化。

第24页：不同淀粉的糊化温度

不同种类淀粉的糊化温度有所不同：

关于支链淀粉完全液化温度，原文给出马铃薯、小麦和玉米三个种类，却列出132℃、70～80℃、136～141℃和146～151℃四个数值。

原文「支链淀粉完全液化的温度」一项种类数与数值个数不对应（3种淀粉对应4个数值），疑有缺漏，此处未作配对推断，建议对照原课件核校。

第25页：淀粉水解与糖化酶类

⑶淀粉水解

淀粉水解又称糖化，通过添加酶制剂或糖化曲来完成。糖化曲中含有的并起作用的淀粉酶类包括α-淀粉酶、β-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶和异淀粉酶（脱支酶）。

α-淀粉酶能从分子内部切开α-1,4糖苷键，但不能水解α-1,6糖苷键及靠近α-1,6糖苷键的几个α-1,4糖苷键。当α-淀粉酶作用于淀粉糊时，能使其黏度迅速下降，故又称液化酶。直链淀粉经该酶水解的最终产物为葡萄糖和麦芽糖；支链淀粉的水解产物除葡萄糖、麦芽糖外，还有具有α-1,6键的极限糊精和含有4个或更多葡萄糖残基的带键低聚糖。

第26页：β-淀粉酶与葡萄糖淀粉酶

• β-淀粉酶：能从淀粉的非还原末端逐个切下麦芽糖单位，但不能水解α-1,6糖苷键，也不能越过α-1,6糖苷键水解α-1,4糖苷键，所以该酶水解支链淀粉时留下分子量较大的极限糊精。
• 葡萄糖淀粉酶：能从淀粉的非还原末端逐个切下葡萄糖，它既能水解α-1,6糖苷键，又能水解α-1,4糖苷键。由于形成的产物几乎都是葡萄糖，因此该酶又称为糖化酶。

第27页：异淀粉酶与糖化副反应

• 异淀粉酶：专一水解α-1,6糖苷键，因此能切开支链淀粉的分支。
• 总之，淀粉在以上几类酶的共同作用下被彻底水解成葡萄糖和麦芽糖；麦芽糖可在麦芽糖酶的作用下进一步生成葡萄糖。
• 另外，在糖化曲中除含有淀粉酶类外，还含有一些蛋白酶等，后者在糖化过程中能将蛋白质水解成胨、多肽和氨基酸等。

第28页：纤维素的含量与结构

2. 纤维质原料的水解——⑴纤维素、半纤维素和木质素：纤维素是由葡萄糖通过β-1,4糖苷键连接而成的聚合物，是一种结构上无分枝、分子量很大、性质稳定的多糖，其分子量可达几十万甚至几百万。纤维素是构成植物细胞壁的主要成分，在植物细胞壁中总是和半纤维素、木质素等伴生在一起。常见原料的纤维素含量如下：

第29页：半纤维素的组成

半纤维素是一大类结构不同的多聚糖的统称。构成半纤维素的成分有D-葡萄糖、D-甘露糖和D-半乳糖等己糖，及D-木糖、L-阿拉伯糖等戊糖以及糖醛酸等。常见的半纤维素分子有：D-木聚糖、L-阿拉伯聚糖-D-木聚糖、L-阿拉伯聚糖-D-半乳聚糖、L-阿拉伯聚糖-D-葡萄糖醛酸-D-木聚糖、D-半乳聚糖-D-葡聚糖-D-甘露聚糖等，聚合度（DP）为60～200，直链或分枝。

半纤维素与纤维素不同，它很容易水解，但由于它们总是交杂在一起，只有当纤维素也被水解时，才可能全部被水解。

第30页：木质素的结构与作用

木质素

是由苯基丙烷结构单元通过碳-碳键连接而成的具有三维空间结构的高分子聚合物。在用酸对纤维进行分级水解时，最后剩下的20%～30%的非溶性残余物即为木质素，其性质极为稳定。木质素在纤维素周围形成保护层，使后者的水解变得很困难。

第31页：纤维素的水解方法

⑵纤维素的水解

根据采用的方法不同可将纤维素的水解法分成三种，即稀酸水解法、浓酸水解法和酶水解法。纤维素酸水解所用的酸为硫酸、盐酸和氢氟酸等强酸。

水解反应式为：(C₆H₁₀O₅)n + nH₂O → nC₆H₁₂O₆

第32页：酸水解的催化机理

无机强酸催化纤维素分解的机理是：酸在水中解离产生H⁺，H⁺与水构成不稳定的水合氢离子H₃O⁺；当H₃O⁺与纤维素链上的β-1,4糖苷键接触时，H₃O⁺将1个氢离子交给该糖苷键上的氧，使它变成不稳定的四价氧；当氧键断裂时与水反应生成两个羟基，并重新放出H⁺，H⁺可再次参与催化水解反应。溶液中H⁺浓度越高，水解速度越快。

第33页：纤维素的酶水解

酶水解采用的酶是纤维素酶，它是一种复合酶类，故又称纤维素酶复合物，已知由C1和Cx组成。天然纤维素的分解过程是：纤维素先被C1酶降解为较低分子化合物，同时具有水合性；其次由所谓Cx的几种酶作用形成纤维二糖；纤维二糖再由纤维二糖酶（β-葡萄糖苷酶）水解成葡萄糖。

由于纤维素的性能稳定，无论用酸水解还是用酶水解，都存在水解速度慢、糖得率低的问题，这是影响纤维素科学利用的难题之一。

第34页：酵母菌乙醇发酵的途径

（二）酵母菌的乙醇发酵

酵母菌在厌氧条件下可发酵己糖形成乙醇，其生化过程主要由两个阶段组成。第一阶段己糖通过糖酵解途径（EMP途径）分解成丙酮酸；第二阶段丙酮酸由脱羧酶催化生成乙醛和二氧化碳，乙醛进一步被还原成乙醇。

葡萄糖发酵成乙醇的总反应式为：C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂ + 能量

第35页：乙醇发酵过程图

本页为「（二）酵母菌的乙醇发酵」一节的图示页，源文件仅保留节标题，原课件此处应为乙醇发酵过程图（图5-3），建议对照原图补充该途径的说明。

第36页：乙醇发酵的副产物与得率

发酵过程中除主要生成乙醇外，还生成少量的其他副产物，包括甘油、有机酸（主要是琥珀酸）、杂醇油（高级醇）、醛类、酯类等。理论上1mol葡萄糖可产生2mol乙醇，即180克葡萄糖产生92克乙醇，得率为51.5%，可是实际得率没有这么高。葡萄糖的实际去向如下：

乙醇发酵中大部分能量仍储存于乙醇之中，所释放的226kJ自由能中除67kJ（29%）用于形成ATP外，其余能量以热的形式散发。

第37页：酒精发酵工艺概述

四、酒精发酵工艺：酒精发酵由于所用原料不同，采用的工艺也不相同。下面扼要介绍淀粉质原料、糖质原料酒精发酵工艺过程。

第38页：淀粉质原料酒精发酵工艺流程

（一）淀粉质原料酒精发酵工艺：淀粉质原料生产酒精分为原料预处理、原料蒸煮、糖化剂制备、糖化、酒母制备、乙醇发酵和蒸馏等工艺，工艺流程如下图。

第39页：淀粉质酒精发酵工序目录

（一）淀粉质原料酒精发酵工艺的主要工序：

1. 1. 原料预处理
2. 2. 蒸料
3. 3. 糖化曲制备
4. 4. 糖化
5. 5. 酒母制备
6. 6. 乙醇发酵

第40页：原料的除杂

1. 原料预处理——（1）原料的除杂：原料首先要通过振荡筛、吸铁器等将其中的混杂的小铁钉、泥块、杂草、石块等杂质除去。

第41页：原料的粉碎

（2）原料的粉碎：粉碎的目的主要是增加原料受热面积，有利于淀粉颗粒的吸水膨胀、糊化，缩短后续热处理时间，提高热处理效率；另外，粉末原料加水混合后容易流动输送。

原料粉碎的方法分为干粉碎和湿粉碎两种。目前国内大多采用干粉碎法，设备大多采用锤式粉碎机，采用粗碎和细碎两级粉碎工艺，经细粉碎后颗粒一般小于2.0mm。湿粉碎时将蒸煮所需水量和原料一起加入粉碎机中，原料粉末不飞扬，省去除尘通风设备，但粉碎后的粉料不能储存，宜立即用于生产。

第42页：蒸料的目的

2. 蒸料

淀粉质原料吸水后在高温高压下蒸煮，可以破坏植物组织和细胞，使淀粉彻底糊化、液化，使蒸煮物料成为均一的糊化醪，为进一步的淀粉转化为糖创造良好的条件；其次蒸料还有灭菌的作用。

第43页：连续蒸煮工艺

从蒸煮工艺看，20世纪50年代前期我国酒精厂大多采用整粒原料间歇蒸煮工艺。为了提高蒸煮醪质量和减轻劳动强度，目前我国各酒精厂广泛采用连续蒸煮的工艺，方法有多种，常用有罐式（锅式）连续蒸煮、管道式连续蒸煮、塔式（柱式）连续蒸煮等三种方法。罐式连续蒸煮工艺流程简图如图5-6所示。

第44页：蒸煮工艺条件

本页为「2. 蒸料」的工艺条件标题页，源文件仅保留节标题；原课件此处应为蒸煮工艺条件表（表5-1），具体参数未提取到文字，建议对照原课件核校。

第45页：蒸煮能耗与节能工艺

蒸料需要消耗蒸汽这一能源，根据国内的情况，蒸煮工段所消耗的蒸汽占整个生产过程蒸汽消耗的25%～30%。

为了节约能源，人们正在探索其他工艺，如无蒸煮的生淀粉（生料）发酵工艺、低温（100℃以内）蒸煮工艺、膨化工艺和超细磨工艺等，其中有些工艺已经在生产中得到应用。

第46页：蒸料工艺要点补充

本页为「2. 蒸料」一节的补充页，源文件仅保留节标题；结合上下文，原课件此处应为蒸煮设备或工艺条件图示，建议对照原图核校。

第47页：糖化曲的种类与固体曲生产

3. 糖化曲制备：糖化曲分成固体曲和液体曲两种，用麸皮为主要原料制成的固体曲叫麸曲，采用液体深层通风培养的称为液体曲。

（1）固体曲的生产：固体曲生产方法有多种，最早采用的是曲盘制曲，后来发展为帘子制曲，20世纪60年代以后又逐步采用机械通风制曲方法。机械通风制曲工艺包括三角瓶种曲培养、帘子种曲制备和机械通风制曲等几个工段，流程如图5-7所示。

第48页：糖化曲制备要点

本页为「3. 糖化曲制备」的标题页，源文件仅保留节标题。其后内容说明制曲的实质是扩大培养糖化菌并使其产生高活力的淀粉酶类，以及各培养阶段的温度控制要求。

第49页：制曲的实质与三角瓶种曲

制曲过程实际上是将糖化菌扩大培养，并让糖化菌产生高活力的、质量合格的各种淀粉酶等酶类的过程。为此，需要提供让糖化菌生长和产酶的合适原料、水分、温度和通气条件等。

三角瓶种曲培养阶段先保温31～32℃培养16～18h，然后扣瓶并继续培养3～4d，所得种曲要求孢子肥大整齐、稠密。

第50页：帘子种曲的温度控制

帘子种曲制备阶段，在接种之后分阶段控温：

第51页：机械通风制曲的温度控制

机械通风制曲阶段，一般培养时间为24～32h，各阶段控温如下：

所得固体曲要求菌丝粗壮浓密，具特有的清香，无异味，无孢子生成。

原文培养中期标注11～20h、培养后期标注26～30h，中间21～26h区间未作说明，此处按原文照录未作推断补充。

第52页：机械通风制曲设备

本页为「3. 糖化曲制备」的设备图示页，源文件仅保留节标题；结合上下文，原课件此处应为制曲箱结构图（图5-8），建议对照原图补充说明。

第53页：液体曲的生产

（2）液体曲生产：液体曲生产工艺过程包括种子制备、液体曲发酵和无菌空气制备三部分，其工艺流程如图5-9所示。种子罐接种糖化菌孢子悬浮液后，32℃通风培养36h左右接入培养罐，在培养罐内培养48h左右即得成熟液体曲。

第54页：液体曲生产工艺流程

本页为「3. 糖化曲制备」的补充页，源文件仅保留节标题；结合上下文，原课件此处应为液体曲生产工艺流程图（图5-9）或相关设备图，建议对照原图核校。

第55页：间歇糖化工艺

4. 糖化：糖化方法分成间歇糖化和连续糖化两类，目前我国大多数酒精厂采用后者。

（1）间歇糖化工艺

间歇糖化在糖化锅（图5-10，图见第132面）内进行。蒸煮醪放入并冷却到61～62℃时，加入糖化剂，搅拌均匀后静止糖化30min，再冷却至30℃后供发酵用。

第56页：糖化工艺分类

本页为「4. 糖化」的分类标题页，源文件仅保留节标题。其后内容为按冷却方式划分的连续糖化工艺：混合冷却连续糖化、真空冷却连续糖化和三级真空冷却连续糖化。

第57页：连续糖化工艺

（2）连续糖化工艺

根据蒸煮醪冷却（前冷却）和糖化醪液冷却（后冷却）的方法不同，可将连续糖化工艺分成混合冷却连续糖化、真空冷却连续糖化和三级真空冷却连续糖化三大类，所控制的工艺参数与间歇糖化工艺的相似。

第58页：酒母制备

5. 酒母制备

酒母制备过程是酒母扩大培养过程，分为实验室扩大培养和酒母罐扩大培养两阶段，其流程见图5-11所示。整个酒母扩大培养过程控制的温度均为28～30℃。所得酒母应细胞健壮、整齐，出芽率高（15%～30%），没有杂菌污染。

第59页：酒母扩大培养流程

本页为「5. 酒母制备」的标题页，源文件仅保留节标题；结合上下文，原课件此处应为酒母扩大培养流程图（图5-11），建议对照原图核校。

第60页：乙醇发酵的工艺类型

6. 乙醇发酵：糖化醪送入发酵罐（图5-12），接入酒母后，即可开始乙醇发酵。发酵工艺有间歇发酵、半连续式发酵和连续式发酵三类。乙醇发酵过程可分为前发酵期、主发酵期和后发酵期三个阶段。

前发酵期一般为前10h左右：在酒母与糖化醪加入发酵罐后，醪液中的酵母开始数量还不多，主要进行繁殖。

第61页：乙醇发酵前发酵期

本页为「6. 乙醇发酵」的标题页，源文件仅保留节标题。其后内容为前发酵期、主发酵期和后发酵期三个阶段的特征与工艺控制。

第62页：前发酵期与主发酵期

• 前发酵期：发酵作用不强，酒精和二氧化碳产生得少，糖分消耗得比较慢，发酵醪表面显得比较平静；前发酵期一般控制发酵温度不超过30℃。
• 主发酵期：为前发酵期之后的12h左右，在此阶段酵母细胞已大量形成，每毫升醪液中酵母数可达1亿以上，酵母菌基本上停止繁殖而主要进行乙醇发酵作用，使糖分迅速下降，酒精量逐渐增多，醪液中产生大量的二氧化碳，有很强的二氧化碳泡沫响声。

第63页：乙醇发酵工艺参数

此期间发酵醪温度上升也快，生产上应加强温度控制。经主发酵期，醪液的糖分大部分已被消耗，发酵进入后发酵期；后发酵期发酵作用弱、产生热量少，发酵醪温度逐渐下降。主要工艺参数如下：

第64页：糖蜜酒精发酵的前处理

（二）糖质原料酒精发酵工艺：糖质原料制酒精不必进行糖化及之前的工艺操作，工艺过程较为简单。下面以糖蜜为例扼要说明。糖蜜酒精发酵工艺过程包括前处理、酒母制备、乙醇发酵和蒸馏四个工序。

前处理包括的内容有：将糖蜜稀释至糖浓度为12%～18%（依不同的发酵工艺而异）；糖蜜中常缺乏酵母必需的营养物质，需要添加一些氮源、营养盐（如硫酸铵、硫酸镁、磷酸盐等）以及生长素（如酵母菌自溶物）等。

第65页：糖蜜发酵的营养盐与工艺

• 一般来说，用甘蔗糖蜜的要添加硫酸铵0.1%～0.12%、硫酸镁0.04%～0.05%及适量的酵母自溶液等；用甜菜糖蜜的要添加过磷酸钙约1%，有时还要加少量的硫酸铵。
• 在前处理中还需要加酸，所用的酸一般为硫酸，现在也有用盐酸的。加酸将发酵稀糖液的pH调至4.0～4.5，这样能起到防止发酵过程中杂菌繁殖等作用。
• 乙醇发酵所用工艺主要是间歇法和连续法，糖蜜经上述前处理后，接入酒母，于30～35℃发酵，成熟醪酒精度为6%～9%（V/V）。

第66页：酒精蒸馏与精馏概述

五、酒精蒸馏与精馏：发酵成熟醪中除含酒精外，还含其他杂质，需要进行蒸馏及精馏才能得到酒精成品。经过蒸馏可得到粗酒精，所用设备为醪塔，又称蒸馏塔、粗馏塔；粗酒精再经精馏即可得到各级成品酒精和杂醇油等副产物，所用设备为精馏塔。

第67页：发酵成熟醪的组成

（一）发酵成熟醪的组成及其分离：发酵成熟醪的成分随原料的种类、加工方式、菌种性能不同而不同，分成不挥发性成分和挥发性成分两大类。

• 不挥发性成分：包括甘油、琥珀酸、乳酸、脂肪酸、无机盐、酵母菌体、不发酵性及未发酵完的糖、皮壳、纤维等。这些成分易与酒精等挥发性成分分离，在精馏中它们和大部分水一起进入精馏塔。
• 挥发性杂质：共有50多种，分成醇类、醛类、酸类和酯类等四大类。

第68页：头级杂质与尾级杂质

在精馏中，沸点比酒精低的杂质先被蒸馏出，称为头级杂质（中间杂质）；有些沸点高的杂质出现在蒸馏酒尾中，呈油状浮在液面，称为尾级杂质，又称杂醇油。两类杂质对比如下：

第69页：酒精蒸馏工艺流程类型

（二）酒精蒸馏与精馏工艺：酒精蒸馏有单塔、两塔、三塔和多塔蒸馏等多种蒸馏工艺。

单塔蒸馏适用于对成品质量与浓度要求不高的工厂，国外常用于生产浓度为88%（V/V）的粗酒精，我国一般不采用此工艺。

第70页：双塔蒸馏的馏分取出位置

双塔蒸馏的蒸馏和精馏两个过程分别在粗馏塔和精馏塔内进行，根据进料方式分为气相进料塔和液相进料塔两种型式。气相进料两塔蒸馏（流程图见5-13）中各馏分的取出位置如下：