什麼是酒精發酵？
酒精發酵是在無氧條件下，微生物（如酵母菌）分解葡萄糖等有機物，產生酒精、二氧化碳等不徹底氧化產物,同時釋放出少量能量的過程。在高等植物中，存在酒精發酵和乳酸發酵,並習慣稱之為無氧呼吸.
酒精的發酵過程中，酵母菌進行的是屬於厭氣性發酵，進行著無氧呼吸，發生了複雜的生化反應。從發酵工藝來講，既有發酵醪中的澱粉、糊精被糖化酶作用，水解生成糖類物質的反應；又有發酵醪中的蛋白質在蛋白酶的作用下，水解生成小分子的蛋白腖、肽和各種氨基酸的反應。這些水解產物，一部分被酵母細胞吸收合成菌體，另一部分則發酵生成了酒精和二氧化碳，還要產生副產物雜醇油、甘油等 。
生物進行的一種無氧糖酵解，從糖或多糖生成乙醇和二氧化碳，如下式：
C6H12O6——2CH3CH2OH+2CO2
酒精發酵過程如下
C6H12O6 + 2NAD+ + 2pi —— 2CH3COCOOH + 2NADH + 2H+ +2H2O
2CH3COCOOH + 2NADH + 2H+ —— 2CH3CH2OH + 2CO2 + 2NAD+
它和乳酸發酵同是具有代表性的發酵。微生物尤其是野生型微生物皆可進行這種發酵，在植物界相當普遍。進行這種發酵的最具特徵的生物是釀酒酵母。把這種反應歸於酵母作用的是巴斯德（L．Pasteus，1857—1858）。此後，E．Buchner（1897）用酵母壓榨液實現了無細胞發酵，並對其酶系——酒化酶進行了分析。至1940年前後，糖的磷酸酯化、反應途徑以及各階段的反應，還有與這些相關的許多酶、輔助因子等幾乎都已明確。
其反應的要點是：糖質變成磷酸酯，分割為2分子的丙糖磷酸，與其氧化相關連，生成2個ATP而產生丙酮酸，放出二氧化碳後轉化為乙醛，依靠補償以上氧化的還原，以產生酒精而告完成。根據上式放出的約50卡的自由能釋放出來，可產生4個ATP，其中2個ATP被用於第一步的糖的磷酸化，因此1mol葡萄糖酒精發酵產生2molATP。酒精發酵的檢測，通常是通過測壓計、發酵管等對放出的二氧化碳的測定，或是利用蒸氣蒸餾收集的酒精定量進行的。
燃料乙醇的酒精發酵技術
一種酵母固定化細胞連續酒精發酵裝置(ZL 201621320874 .6)
連續發酵是在發酵罐內連續不斷地流加培養液，同時又連續不斷地排出發酵液， 使得發酵罐中的微生物一直維持在生長加速期，同時又降低了代謝產物的積累，培養液濃 度和代謝產物含量相對的穩定性，微生物在整個發酵過程中始終維持在穩定狀態，細胞處 於均質狀態，這樣就縮短了發酵週期，提高了設備的利用率。
酒精連續發酵中，發酵前調糖的預處理階段如果攪拌加熱不均勻，會影響後續的 發酵過程；且現有設備中的發酵反應中，過濾也僅僅是通過過濾網初步進行過濾，過濾效果 不佳，部分小顆粒的雜質會通過過濾網進入酒液回收裝置中，影響成品酒的質量和外觀。 實用新型內容 [0004] 本實用新型要解決的技術問題是提供一種過濾效果好、預處理時溫度和攪拌容易 控制、方便使用的酵母固定化細胞連續酒精發酵裝置，其具有預處理過時攪拌均勻、反應時 過濾效果好的特點。
實用新型內容
本實用新型要解決的技術問題是提供一種過濾效果好、預處理時溫度和攪拌容易 控制、方便使用的酵母固定化細胞連續酒精發酵裝置，其具有預處理過時攪拌均勻、反應時 過濾效果好的特點。
一種酵母固定化細胞連續酒精發酵裝置，包括預處理裝置、柱式反應器、酒液回收 裝置和尾氣回收裝置，所述預處理裝置通過循環管路和蠕動泵與所述柱式反應器連接，所 述柱式反應器通過酒液回收裝置與所述尾氣回收裝置連接；
所述柱式反應器底部設有蠕動泵進料口，所述柱式反應器內置有第一過濾裝置， 所述第一過濾裝置包括由不鏽鋼鋼網圍城的圓柱形結構，所述圓柱形結構內部為空腔，所 述空腔內設有佈網和紗網，所述佈網和紗網間隔設置於所述空腔內.
所述預處理裝置包括筒體，所述筒體下端固定設置有電磁攪拌座，轉動設置於所 述筒體底部處、與電磁攪拌座配合的電磁攪拌葉片，若干個沿筒體高度方向設置的環形冷 卻片；
還包括一控制器，所述環形冷卻片和電磁攪拌座均電連接所述控制器，所述蠕動 泵通過驅動模塊與所述控制器的輸出端連接。
在本實用新型的一個優選實施例中，所述酒液回收裝置包括回收槽和設置於回收 槽頂部的入口，所述入口為V型入口，所述V型入口處設有第二過濾裝置。
在本實用新型的一個優選實施例中，所述第二過濾裝置為填充有過濾助劑的過濾 柱。
在本實用新型的一個優選實施例中，所述入口與所述回收槽頂部設有第三過濾裝 置。
在本實用新型的一個優選實施例中，所述第三過濾裝置為過濾篩。 說 明 書 1/3 頁 3 CN 206232729 U 3 [0014] 在本實用新型的一個優選實施例中，所述筒體內設有溫度傳感器，所述溫度傳感 器與所述控制器的輸入端連接。
在本實用新型的一個優選實施例中，所述筒體外套裝有保溫層。
在本實用新型的一個優選實施例中，所述筒體為不鏽鋼筒體。
通過上述技術方案，本實用新型的有益效果是：
本實用新型通過採用不鏽鋼鋼網圍城的圓柱形結構作為第一過濾裝置，將圓柱形 結構內部為空腔，同時將佈網和紗網間隔設置於空腔內，使得整個過濾為多次過濾，且細小 顆粒會被紗網和佈網隔離，有效提高了過濾效果和生產。
本實用新型通過採用電磁攪拌和加熱，實現加熱和攪拌一體化，節省材料，節省空 間。
本實用新型的發酵速度較傳統遊離細胞酒精發酵縮短髮酵週期48小時以上，出口 酒精濃度達13％-16％，較傳統工藝提高6％-8％，從而節約了大量能源。
許朝輝教授的專利裝置
我國食醋生產中的酒精發酵工藝有幾種？
1. 液態法將糖化醪冷卻到27〜30°C後，接人10%的酒母（按醪計）混合 均勻後，控制溫度為30〜33°C，經60〜70h發酵即成熟。有的廠採用分次添加法，此法一般適用於糖化罐容量小，而發酵罐容量大的工 廠。生產操作時，先加人發酵缸容積1-3左右的糖化醪，接人10% 酒母進行發酵，隔2〜3h後，第二次加入糖化醪，再隔2〜3h，第三次加糖化醪，每次加發酵缸容積的20%〜30%。依此，直至加到發 酵罐容積的90%為止。但要求加好時間最好不超過8h，如果拖延時 間太長，會降低澱粉的產酒率。酒精發酵醪成熟指標為：酒精含量6%左右（主料與水1:6);外觀糖度0.5°Bx以下；殘糖0.3%以下； 總酸0.6%以下。
時代鼎豐的酒精發酵設備
2. 固態法固態發酵工藝的特點，是採用比較低的溫度，讓糖化作用和酒精 發酵作用同時進行，即採用邊糖化邊發酵的工藝。澱粉釀成酒必須經過糖化與發酵兩個過程。固態酒精發酵開始時，發酵比較緩慢些，發 酵時間要適當延長。由於高粱、大米顆粒組織緊密，糖化較為困難， 且由於採用固態發酵，澱粉更不容易被充分利用，故殘餘澱粉較多，澱粉出酒率比液態法低，但該法最大的優點是固態醅具有較多的氣一 固、液一固界面，它與液態發酵有所不同。以曲汁為基礎，添加玻璃 絲為界面劑，以形成無極性的固一液界面進行酒精發酵對比試驗，其結果是酸、酯都有所增加，酒精含量略為降低。
3. 小曲法小曲法是鎮江香醋的酒精發酵工藝，可保證用曲量少而糖化率較 高。該法保持了“先培菌糖化後發酵”與“邊糖化邊發酵”的傳統工藝特點。它的特色是飯粒下缸，固態培菌，糖化後即轉為半固態半液態，然後“投水發酵”。這一操作，實質上是根黴與酵母在固體飯粒 中擴大培養併合成酶系的過程。隨著根黴與酵母的繁殖，糖化酶、酒化酶的活力增強。同時進行了糖化和發酵甚至邊糖化邊發酵。小曲發 酵一般可分為兩個階段，第一階段為培菌糖化，飯粒下缸，要求控制 溫度在32〜34°C,時間為24h左右。固體培養根黴時，屬無性繁殖，酶系豐富多樣，糖化型澱粉酶活力較高。第二階段為“投水發酵”， 使酒醅從固態轉為液態進行發酵，有利於發酵率的提高。因固態培菌 糖化後，酒醅中滲透壓較高，發酵基質與酶的擴散速度勢必會減慢，從而影響酶的催化速度，最終導致發酵效率降低。“投水發酵”能相 應地降低滲透壓，這樣有利於發酵基質葡萄糖的擴散，並通過菌體的 細胞質膜，也就有利於邊糖化邊發酵的連鎖進行，使成熟酒醅獲得較高的酒精濃度，而且殘糖也較低。
4. 生糧免蒸法釀酒造醅的傳統工藝都是將糧食作為原料，經過蒸煮處理後，再 經微生物發酵來進行釀製的。在蒸煮過程中，需要消耗大量的蒸汽、電、勞動力。因此，國內外的釀造工作者都在為實現無蒸煮釀造而努 力。據報道，日本在這方面取得了較大的成功，但用於發酵釀酒、釀 醋還存在許多不足之處。如麩曲用量大，發酵週期長，易染雜菌，酒液、食醋混濁度大等問題。現在，我國各釀造廠家廣泛使用生料發酵劑，如“生釀寶”根 黴型華豐5號。本產品利用多種微生物增殖、分離複合而成，含有0.澱粉酶、葡萄糖澱粉酶、木聚糖酶、果膠酶、羧甲基纖維素酶等 多種酶體，其中果膠酶能分解果膠質，纖維素酶能降解纖維素、半 纖維素，從而達到破壞澱粉抵抗外力作用較強的外膜和原料細胞組織的目的，使澱粉能更好地釋放。其中，木聚糖酶能使釋放出來的 澱粉親水疏鬆、膨化，使之易受澱粉酶的作用，水解成可發酵的 糖，提高了原料的糖化率，從而在無蒸煮的情況下，達到與蒸煮相同的效果。顆粒大米、米粉、高粱、玉米、小米生糧免蒸釀酒法簡介：以大 米、高粱、玉米為主料，經過粉碎成粉，生糧免蒸，然後加4倍的水；再加華豐5號根黴型發酵劑0.4%，人酒精發酵罐，保持在28〜 33°C下進行酒精發酵，每天攪拌1次，經6〜8d酒精發酵即可成熟。 酒醪中，含酒精可達10%左右，一般最高為11%，最低為9.5%。 本工藝已在多家釀造廠生產應用，取得了很好的效果。
