酒精生产中常用的物料计算
一日难再晨-
淀粉生产酒精物料衡算
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
6
H
10
O
5
)n
十
nH
26
H
22
O
6
—→n2C
2
H O
—→nC
5
OH
十
n2CO
2
↑
淀
粉
葡萄糖
酒
精
分子量：
162.14 180.16
92.14
(1)
设
100
％的淀粉
100kg
，理论上产
100
％的酒精为
xKg
：<
/p>
则有
x
＝92.14×100／162.14≈56.82kg
<
/p>
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
％
(<
/p>
容量
)
的酒精为：
56.82÷0.9385≈60.54Kg
注：
0.9385
是
96
%(
容量
)
的酒精换算成
100%
的酒精的折算系数，
即是
< br>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<
/p>
％
(
容量
)
的酒精折算系数。原理与上相同。
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，
< br>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
< br>，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
100×63％＝
63kg
从上面的
计算中已经知道
100kg
淀粉可产
1
00
％的酒精
56.82kg
，
所以
63kg
淀粉
可
产酒精为
xkg
，则有
x
＝56.82×63／100≈35.8Kg
<
/p>
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
＝100×1000／61.49≈1626.3kg
所以需含淀粉为
18
％的鲜苕为：
1626.3÷18％≈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。
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：
C
12
H
22
O
11
十
H
2
O─→2C
6
H
12
O
6
─→4C
< br>2
H
5
OH
十
4CO
2
↑
蔗糖
葡萄糖、果糖
酒
精
分子量
342.2
360.3 184.28
(1)100kg
纯蔗糖可产
100
％酒精：
184.28×100／342.2≈53.85kg
即
100kg<
/p>
纯蔗糖，理论上可产
100
％的酒精
53.85kg
。
(2)100kg
纯蔗糖可产
96
％
(
容量
)
的酒
精为：
53.85÷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<
/p>
，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：
1000×45％＝
450kg
已知
100k8
蔗糖可产
100
％的酒精
53.85kg
。所以
< br>450kg
蔗糖可产
100
％的
酒精
为：
450×53.85／100≈243.2Kg
即是
1000kg
含蔗糖为
45
％的糖蜜，可产
100
％的酒精<
/p>
242.3kg
。
同理可求得
1000kg
含蔗糖
4
5
％的糖蜜产
96
％
< br>(
容量
)
的酒精
258.1kg
，
产
95
％
(
容
量
)
的酒精
262.2kg
。
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
Bx
1
，
稀释后的稀糖液糖度为
Bx<
/p>
2
，
制备稀糖液的体积
< br>为
V
2
。
求添加糖度为
Bx
1
的糖蜜为多少
?
需加多少水
?
设所需糖度为
Bx
l
的糖蜜重
W
1
，根据糖度与
比重的关系，查附表，求出在
Bx
1
时
和
Bx
2
时的
比重分别为
d
1
和
d
2
。
由于稀释前后溶质的含量不变，从而可得方程：
W
1
×Bx
1
＝
V
2
×d
2
×Bx
2
(V
2
×d
2
为稀释后的重量
W
2
)
所以
W
1
＝
V
2
×d
2<
/p>
×Bx
2
／
Bx
1
则所需糖度为
Bx
1
的糖蜜的体积为
V
1
。
V
1
＝
W
1
/d
1
=V
2
×d
2
×Bx
2
/(Bx
1
×d
1
)
故稀释到
Bx
2
时的
加水量为
W
3
W
3
＝
V
2
×d
2
-W
1
=W
1
（
Bx
1
-Bx
2
）
/Bx
2
注：式中的
Bx
都是以
20℃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
d
< br>1
＝
1.417t
／
m3
，当为
14Bx
时；
比重
d
2
＝
1
.056t
／
m3
。
< br>
根据公式
W
1
＝
V
2
×d
2
×Bx
2
／
Bx
1
，
V
< br>2
＝
6m3
则
W
1
＝6
×1.056×14／
80=1.1088t
V
1
＝
W
1
< br>／
d
1
=1.1088
／
1.417=0.782m3
。
稀释时的加水量为
W
2
W
2
=V
2<
/p>
×d
2
-W
1<
/p>
=6×1.056－
1.1088=5.227t
或者用
W
2
＝
W
1
×（
BX
1
-BX
2
）／
Bx
2
=1.1088×（
80-14
）／
14=5.227t
若水的比重按
1
计算，则应加水
5.227m3
。
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
V
1
，成熟酒母醪中的酵母细胞数工艺指标中
已规定，设为
X
1
亿／<
/p>
ml
，接种量为
V
2
，每毫升中酵母细胞数为
X
2
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。
成熟酒母醪中酵母细胞总数为
V
1
×X
1
接种时的酵母细胞总数为
V
2
×X
2
根据酵母菌的繁殖规律，
则
(V
2
×
X
2
)×2n＝
V
1
×X
1
式中
n
为繁殖代数。
整理上式，取对数得：
n
＝
lg
（
V
1
×X
1
）
-lg
（
V
2
×X
2
）/lg2≈3.3lg×V
< br>1
×X
1
／
V
2
×X
2
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×V
1·
X
1
／（
V
2
X
2
）（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／
m
l
。
采用通风培养，酵母菌繁殖世代
时间为
100
分钟，求在正常培养条件下，
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：
10×10
6
×1.2＝1.2×10
7
亿
100ml
接种量中的酵母细胞数为：
100×1.8＝1.8×10
2
亿<
/p>
设酵母细胞从
1.8×10
2
亿增加到
1.2×10
7
亿时的繁殖代
数为
n
，则根据公式
n
＝3.3lg×V
1
×X
1
／（
V
2
×X
2
）得：
n
＝3.3lg×1.2×10
7
／
1.8×10
2
=3.3×4.8239≈16
代
酒母至少需培养
16×100／
60
＝
27
小时
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%×20/85=8.24%
从
85Bx
稀释到
20Bx
后，其中含还原糖分应为：
15%×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<
/p>
54.49
％，则此时发
酵醪中成熟时含
96
％
(
容量
)
酒分为：
(8
．
24
％×57.38％十
3.53
％×54.49%)×100％
<
/p>
＝
(0.0472811
十
0.0192349)×100％
=6.65
％
(
重量
)
此时相对于发酵成熟醪中含纯酒精为：
6.65
％×0.9385=6.24％
< br>注：
0.9385
为
96%(<
/p>
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：
20×5%/85=1.18%
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，
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
0.49
g
或
0.272ml
，所以把
6m3
原酸度为
3.5°的酒
< br>母醪调到酸度为
5.5°时，需加入此种浓硫酸为：
(5.5
—3.5)X
0.49×6×10
3
＝
5.88kg
或
(5.5
—3.5)×0.272
×6×10
3
＝
3264ml
＝
3.264l
。
<
/p>
设加酸处理若干小时后，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)×6＝
(4.5
—3.0
)×x
则
x
＝（
5.5-4.5
）×6/（
4.
5-3.0
）
=4m3
所以，要使<
/p>
6m3
的酒母醪酸度从
3.5°上升到<
/p>
5.5°时，需加浓度为
98
％的浓硫<
/p>
酸
5.88kg
；要使此酒母醪酸度从<
/p>
5.5°下降到
4.5°时，需加入酸度为
3.0°的
糖化醪
4m3
。
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<
/p>
％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？