淀粉生产酒精物料衡算

1、淀粉生产酒精物料衡算9.1 纯淀粉生产酒精如何计算 ?淀粉水解发酵生成酒精的化学反应方程：（C 6H0O）n 十 nH6H2G6>n2QH O->nC5OH十 n2COT淀 粉 葡萄糖 酒 精分子量： 162.14 180.16 92.14 设100%的淀粉100kg，理论上产100%的酒精为xKg：则有 x = 92.14 X 100/162.14 56.82kg即是 100kgl00 %的淀粉理论上产 100%酒精约 56.82kg。（2）100kg100 %的淀粉理论上产 96%（容量）的酒精为：56.82 - 0.9385 60.54Kg注：0.9385是96%容量）的酒精

2、换算成100%勺酒精的折算系数，即是100kg96%容 量）的酒精中含纯酒精 93.85Kg。（3）100kg100 %的淀粉理论上产 95%（容量）的酒精为56.82 - 0.9241 61.49kg其中 0.9241 也是 95%（容量）的酒精折算系数。原理与上相同。9.2 常用原料的理论产酒精量如何计算 ?常用原料， 是指含有一定淀粉的干原料或鲜原料的理论产酒精的计算， 它是先测 得原料中含淀粉量，然后将换算成淀粉量后再计算其产酒精量。例1:含淀粉为63%的苕干100kg，求理论上能产100%的酒精多少kg ?根据已知条件可知原料中共有淀粉100X 63%= 63kg从上面的计算中已经知

3、道100kg淀粉可产100%的酒精56.82kg ,所以63kg淀粉 可产酒精为xkg，则有x = 56.82 X 63/100" 35.8Kg同理可求得63kg淀粉，产96% （容量）的酒精为38.1kg，产95% （容量）的酒精 力 38.7kg 。例 2：某鲜苕含淀粉为 18%，求生产 1 吨 95%（容量）的酒精，理论上需要多少 吨鲜苕？设生产1吨95% （容量）的酒精需淀粉为xkg，根据100kg淀粉可产95% （容量） 的酒精 61.49kg 可得x = 100X 1000/61.49 " 1626.3kg所以需含淀粉为 18%的鲜苕为：1626.3 - 18%

4、" 9035kg= 9.035 吨即生产 1吨95%（容量）的酒精，理论上需要含淀粉 18%的鲜苕 9.035吨。9.3 糖蜜原料的理论产酒精量如何计算 ?糖蜜原料生产酒精，主要是利用糖蜜中所含蔗糖水解后，发酵产生酒精。 其反应 原理可用下式表示：C12H2O1 十 H ->2C6H12O6>4QHsOH十 4COT蔗糖葡萄糖、果糖酒 精分子量342.2360.3184.28(1) 100kg 纯蔗糖可产 100%酒精：184.28X100/342.2"53.85kg即 100kg 纯蔗糖，理论上可产 100%的酒精 53.85kg(2) 100kg 纯蔗糖可产

5、 96%(容量)的酒精为：53.85 十 0.9385"57.39kg可产 95%(容量)的酒精为53.85 - 0.9241 " 58.27kg（3）糖蜜原料产酒精的理论计算，是先求出糖蜜中的蔗糖含量，再根据蔗糖求得 糖蜜原料的酒精理论产量。例如，有含蔗糖45%的糖蜜1000kg，求理论上应产100%的酒精多少kg。根据已知可得糖蜜中蔗糖量为：1000X 45%= 450kg已知100k8蔗糖可产100%的酒精53.85kg。所以450kg蔗糖可产100%的酒精 为：450X 53.85 /100" 243.2Kg即是1000kg含蔗糖为45%的糖蜜，可产100

6、%的酒精242.3kg。同理可求得1000kg含蔗糖45%的糖蜜产96% （容量）的酒精258.1kg，产95% （容 量）的酒精 262.2kg。9.4 如何计算制备稀糖液时糖蜜的添加量和加水量 ?根据题意，已知糖蜜糖度为Bx1，稀释后的稀糖液糖度为Bx2，制备稀糖液的体积 为 V2 。求添加糖度为Bx1的糖蜜为多少？需加多少水？设所需糖度为Bxi的糖蜜重W，根据糖度与比重的关系，查附表，求出在Bx1时和Bx2时的比重分别为d1和d2。由于稀释前后溶质的含量不变，从而可得方程：WX Bx1 = V2Xd2X Bx2 （V2Xd2 为稀释后的重量 W）所以 W1 = V2Xd 2X Bx2Bx

7、1则所需糖度为 Bx1 的糖蜜的体积为 V1。V1=W1/d1=V2Xd2XBx2/（Bx1Xd1）故稀释到Bx?时的加水量为 WW3= V2Xd2-W1=W1（Bx1-Bx2）/Bx2注：式中的Bx都是以20C为标准 例如，某酒精厂，要制备14Bx的糖蜜酒母醪6m3求所需80BX的糖蜜多少m3? 应加水多少 m3？设所需80Bx的糖蜜w1吨，根据糖度与比重的关系查表可知，当为80Bx时，比重 di= 1.417t /m3 当为 14Bx时；比重 d2 = 1.056t /m3根据公式 W1 = V2Xd2X Bx2/Bxi，V2= 6m3则 W = 6X 1.056 X 14/ 80=1.1

8、088tVi = W/ d1=1.1088 / 1.417=0.782m3。稀释时的加水量为 W2W2=V2Xd2-W1=6X1.0561.1088=5.227t或者用WX( B为-BX2)/ Bx2=1.1088 X( 80-14) / 14=5.227t若水的比重按 1 计算，则应加水 5.227m3。9.5 如何估算在正常情况下的酒母成熟时间 ?在估算酒母的成熟时间时，酒母醪的体积是巳知，设为V1，成熟酒母醪中的酵母细胞数工艺指标中已规定，设为X1亿/ml，接种量为V2，每毫升中酵母细胞数为X2亿，酵母菌繁殖的世代时间为 120分钟，通风培养的情况下，一般需90 一 100 分钟。成熟酒

9、母醪中酵母细胞总数为 V1XX1接种时的酵母细胞总数为 V2XX2根据酵母菌的繁殖规律，则(V 2XX2) X2n= V1XX1式中 n 为繁殖代数。整理上式，取对数得：n= lg (Vi XX1) -lg (V2XX2) /lg2 3.3lg XV 1XX1 /V2XX2由于酵母菌繁殖世代时间 (即繁殖 1代所用时间)为2小时，所以，酒母的成熟时间就是： 2n = 6.6lg XVXi/（3X0（小时）例如，某酒精厂，酒母醪为10m3成熟时要求酵母细胞数为1.2亿/ml,接种 量为100ml，其中酵母细胞数为1.8亿/ ml。采用通风培养，酵母菌繁殖世代时间为 1 00分钟，求在正常培养条件

10、下， 至少需 要多少小时，酒母才能成熟。假设酵母菌接入酒母醪中就开始繁殖。10m3的酒母醪成熟时，其中共有酵母细胞数为：10X 106 X 1.2 = 1.2 X 107亿100ml 接种量中的酵母细胞数为：100X 1.8 = 1.8 X 102亿设酵母细胞从1.8 X 102亿增加到1.2 X 107亿时的繁殖代数为n，则根据公式n = 3.3lg XV1 XX1/（ VXX2）得： n = 3.3lg X 1.2 X 107/1.8 X 102=3.3 X 4.8239 16 代 酒母至少需培养16X 100/ 60= 27 小时9.6 如何估算已知成分的糖蜜发酵醪发酵后的含酒分和最低残

11、糖分例如：某糖蜜原料中，蔗糖含量为 35，还原糖含量为 15，不发酵性糖含量 为 5，已知蔗糖理论产 96（容量）的酒精率为 57.38 ，还原糖理论产 96（容 量）的酒精率为54.49 %,设原糖蜜的糖度为85Bx,采用20Bx的单流加进入发酵 罐，求发酵成熟时的含酒分和最低残糖分。当85Bx的糖蜜稀释到20Bx后，其中所含蔗糖分为：35%X 20/85=8.24%从85Bx稀释到20Bx后，其中含还原糖分应为:15%X 20/85=3.53%根据已知条件，蔗糖和还原糖理论产酒率分别为 57.38%和 54.49%，则此时发 酵醪中成熟时含 96%（容量）酒分为：(8 . 24%X 57.

12、38 %十 3.53 %X 54.49%)X 100%=(0.0472811 十 0.0192349) X 100%=6.65%(重量)此时相对于发酵成熟醪中含纯酒精为：6.65%X 0.9385=6.24 %注： 0.9385 为 96%(容量 )的酒精与纯酒精的折算系数。发酵结束后，发酵醪中最低残糖分假设 就只有不发酵性糖未发酵，仍留在发酵醪中，所以最低残糖分应为：20X5%/85=1.18%9.7 如何估算调整酿度的酸、醪的添加量 ?例如，某酒精厂， 为了挽救被杂菌污染的酒母， 在酒母醪中加入硫酸进行以酸治 酸，将原酸度为 3 . 5 °的酒母醪调到酸度为 5.5°时

13、，需加入比重为 1.84 的浓硫 酸多少？酒母醪体积为6m3苦处理若干小时后，再用酸度为3.0。的鲜糖化醪来 降低酸度，需加入多少这样的糖化醪才能使酒母醪的酸度从 5.5°降到 4.5°？ 假设调酸中不受其它因素的影响。根据实验测得，要使每升酒母醪酸度上升10，需加入浓度为98%的浓硫酸0.49g或0.272ml，所以把6m3原酸度为3.5。的酒 母醪调到酸度为 5.5°时，需加入此种浓硫酸为：(5.5 3.5)X 0.49 X 6X 103 = 5.88kg或(5.5 3.5) X 0.272 X 6X 103= 3264ml= 3.2641。设加酸处理若干小时

14、后，添加酸度为 3.0°的糖化醪使酒母醪酸度从 5.5°下降 到4.5。的添加量为xm3根据题意，添加糖化醪酸度上升量必须等于酒母醪中 酸度下降量，则得如下方程：(5.5 4.5) X 6= (4.5 3.0) Xx则 x =(5.5-4.5 )X 6/ (4.5-3.0 )=4m3所以，要使6m3的酒母醪酸度从3.5。上升到5.5。时，需加浓度为98%的浓硫 酸 5.88kg ；要使此酒母醪酸度从 5.5°下降到 4.5°时，需加入酸度为 3.0°的 糖化醪 4m3。9.8 如何估算酒母醪中氮源的添加量 ?例如，某酒精厂，酒母培养时，酒母醪的

15、体积为10m3要求酒母成熟时，酵母细胞数达到1.5亿/ml，接种量为500ml，其中酵母细胞数为1.8亿/ml，采 用 1500kg 含粗蛋白质为 9的玉米为酒母醪原料，试问配制培养酒母的酒母醪 时，是否还需添加氮源？据题中已知条件，酒母成熟时的酵母细胞总数为：10X 106 X 1.5 亿接种时的酵母细胞总数为 500X 1.8亿因为I亿个鲜酵母细胞重约为7mg鲜酵母细胞中含氮2%,所以培养过程中增 加的酵母细胞中含氮量为：（10 X 106X 1.5 500X 1.8） X 7X 2% = 2099874m孑2.1kg即是培养过程中增加10X106 X 1.5 500X 1.8 = 149

16、99100亿个酵母细胞，需要 100%能合成细胞的氮源 2.1kg。原料中含粗蛋白 9%，根据粗蛋白百分率与全氮百分率的关系式：粗蛋白= 6.25 X全氮则全氮 =粗蛋白 %/6.25所以原料中全氮含量为9%/6.25 = 1.44 %1500kg 玉米原料中共含氮量为：1500X 1.14 %= 21.6kg假设原料中的氮只有 30%能被酵母合成细胞，即原料中的有效氮量为：21.6X 30% =6.48g6.48kg >2.1kg，即是原料中的有效氮量大于酵母合成细胞所需的氮量，则配制 酒母培养的酒母醪时，就不需要再添加氮源。9.9 如何计算任意浓度 （容量）酒精中纯酒精含量 ?例如，

17、在20r时，有90% （容量）的酒精1000kg，试问其中含纯酒精多少kg?巳知 90 % （容量）的酒精，查附表可得比重为 0.82925，纯酒精的比重为 0.78934， 设90%（容量）的酒精的重量百分含量为 W%，则有：90%=WX%0.82925/0.78934W%=90%0.78934/0.82925 85.6685%=0.856685 即是 90（ 容量） 的酒精换算为纯酒精的折算系数为 0.856685。故 1000kg90（ 容量）的酒精中含纯酒精为：1000X 0.856685 = 856.685 856. 7kg从上面的计算中可以看出， 在任意容量百分率下的酒精重量， 换

18、算为纯酒精的重 量时，先应求出该容量百分率下的重量百分率， 再求得其纯酒精的重量。 即可用 如下公式表示：W严 V%< 0.78934/dW= W< W式中：V 容量百分率；d容量百分率为V%的比重；W在V%的重量百分率；0.78934 纯酒精在20/4C时的比重；W在V%时的酒精重量；W2换算为纯酒精的重量。9.10 怎样根据日产量计算用曲量？例如，某酒精厂日产纯酒精 10 吨，酒精生产原料为淀粉质原料。在糖化时，采 用糖化力为 1000单位的液体曲作为糖化剂，求每小时至少需要这种液体曲多 少？要求每克淀粉在糖化过程中，液体曲添加量为250 300单位。根据淀粉转化为酒精的反应，

19、可知每天生产纯酒精 10吨，每小时理论上需耗淀粉量为： 162<10<1000/24<92=733.7kg h式中 162、92分别为淀粉和酒精参与反应时的分子。若实际生产中淀粉利用率为 90%，则实际需要淀粉量为：733.7/90%=815.2kgh又根据糖化力定义可知，每小时1ml液体曲能转化淀粉的量为:162/180<1000=900mg/1ml注： 162 180 为淀粉与葡萄糖的换算系数。在糖化过程中，假设要求糖化 25 分钟使糖化效率达到 45，按此推算每小时应 加液体曲量为：815.2 X 106 x 25/60 X 45沧 900=169833.2ml/

20、h 0.1698m3/h实际生产中，为了保证有足够的后糖化作用，把整个糖化中 ( 前、后糖化作用 ) 糖化力的损失按 30计算，则实际添加量为：0.1698 十 0.1698 X 30%= 0.22074m3/ h即日产纯酒精 1 0吨，每小时需耗糖化力为 1 000单位的液体曲 0.22074m3。这时每克淀粉的加曲量为：0.22074 X 1000X 1000X 1000-( 815.2 X 1000)=271 单位所以，每克淀粉的加曲量为 271 单位，在 250一 300单位之间，故合符题意。注： 有的厂加曲量计算并不是按糖化力原理来推导而是从小型实验或经验中获得，对生产来 说，最好是

21、采用小型实验获得比较确切的加曲量。现在很多厂均采用每g 淀粉添加 200 230单位的加曲量，这个数据是否可行，应根据各地的生产原料、生产工艺、生产条件来加以验证， 从而获得准确、可行的加曲量。9.11 如何计算连续发酵中的物料添加量 ?某酒精厂采用连续发酵，其发酵罐的有效容积都是60m3根据工艺规定，1*发酵罐保持精度为8Bx, 2*发酵罐保持糖度为6Bx,添加糖化醪的糖度为16Bx,设 发酵罐中不加入糖化醪时，每小时糖度下降1Bx，求连续发酵中建立物料平衡后， 采用I*、2*发酵罐分别连续添加糖化醪时，1*发酵罐每小时需添加16Bx的糖化 醪多少m3 2*发酵罐需添加多少16Bx的糖化醪，

22、才能使发酵罐内保持物料平衡？根据连续发酵物料平衡理论， 1*发酵罐中物料平衡公式为：流加量=消耗量 +流出量设每小时流加入1*发酵罐中16Bx糖化醪体积为X1 m3则其中流加量为16BXXX1; 发酵罐中每小时糖度下降1Bx，所以每小时发酵罐中消耗量为1BxX 60; 1*发酵 罐流出的物量，根据连续发酵理论则为 8BxXX1。代入物料平衡公式得：16BxXX 1= 1BxX 60 十 8BxXX 1解此方程得： X1=7.5m3即1*发酵罐建立物料平衡后，每小时应加入16Bx的糖化醪7.5m3,才能使1*发酵罐中物料保持平衡。 2*发酵罐根据连续发酵理论，其中的物料平衡公式为：流加量+流入量

23、=消耗量 +流出量设2*发酵罐每小时流加16Bx的糖化醪体积为X2m3则其流加量为16BxX X2,流 入量为8BxX 7.5，消耗量为1BxX 60,流出量为（7.5+x2） X 6Bx,将它们代入公 式得：16BxXX 2 十 8BxX 7.5 = 1BxX 60+（7.5 十 X2） X 6Bx将上式整理得：X2 = 4.5m3即2*发酵罐建立物料平衡后，每小时应加入 16Bx的糖化醪4.5m3,才能使2*发 酵罐中保持物料平衡。9.12不同原科在主发酵期的CO2产生量如何计算？设有150m3的淀粉发酵醪，发酵醪中的糖含量相当于含淀粉 18%，其比重为 1.074kgl ,主发酵的真正发

24、酵度为 50,求此发酵醪在主发酵期,最多能产 生多少公斤 CO2？根据题意可知，主发酵期中被发酵的淀粉量为：150X 1000X 1.0741 X 18%X 50%= 14500.35kg再根据淀粉发酵产生二氧化碳的反应式。（C6HwQ）n 十 nH ->2nGHsOI十 2nCO T1622X 4414500.35kgxkg得CO的生成量x=2X 44X 14500.35/162 7877kg所以，150m3相当于含淀粉18%的发酵醪，在主发酵期最多能产生7877KgCO又如：在主发酵期完全发酵 14500.35kg 蔗糖时，最多能产生多少公斤 CO2? 根据蔗糖发酵产生CO的反应式：

25、C12H2O1 十 耳一->4QH5OI十 4COT3424X 4414500.35kgxkg得 CO2 的产生量x = 4X 44 X 14500.35/342=7462kg即在主发酵期中发酵 14500.35kg 蔗糖，最多能产生 7462kgCO2。假设主发酵期完全发酵葡萄糖14500.35kg，最多能产生CO量应根据：C6H12T2C2H5O十 2CO2T1802X 4414500.35kgxkg得x = 2X 44 X 14500.35/180=7089kg故完全发酵 14500.35kg 葡萄糖最多能产生 CO2 7089kg。另外还可根据发酵中CO2产生量来计算发酵中酒精生成量和残余糖量。例如：有含还原糖为12%的发酵醪1500g,通过酵母发酵后重量减轻到1420g（即 产生CO2 80g），求此发酵醪发酵结束时其中酒精浓度及残糖量。假设繁殖酵母 和其它耗糖为 2%。解：此发酵醪在发酵前共含还原糖为：12%X 1500= 180g由题中可知产生CO为80g，则产生80gCO需耗还原糖为 Xg：根据 C6H12O5> 2C2F5OH+ 2COT1809288X 80 2 = 180X 80/ 88= 163.64g又根据上面反应式得到所产纯酒精量为：92 X 163.64 / 180=83.64g则此发酵醪发酵结束时其中含