发酵过程先产生乙酸还是乙醇
发酵过程首先产生的是乙醇,然后乙醇再被氧化成为乙酸。
糖类和蛋白质在微生物作用下,首先发酵得到乙醇。发酵法生产乙醇的原料包括糖质原料(如糖蜜、亚硫酸废液等)和淀粉原料(如甘薯、玉米、高梁等)。发酵法制乙醇是在酿酒的基础上发展起来的,在相当长的历史时期内,曾是生产乙醇的唯一工业方法。
乙酸是乙醇在微生物作用下氧化的产物。在有氧气的条件下,醋杆菌属细菌能够将乙醇氧化产生乙酸。
食品工业中,生产食醋就是基于上述的原理。食醋的原料有大米、小米、糯米等,首先发酵得到米酒,然后米酒再发酵就得到醋。
将富含淀粉的农产品如谷类、薯类等或野生植物果实经水洗、粉碎后,进行加压蒸煮,使淀粉糊化,再加入一定量的水,冷却至60 ℃左右并加入淀粉酶,使淀粉依次水解为麦芽糖和葡萄糖,然后加入酵母菌进行发酵制得乙醇.
发酵液中乙醇的质量分数约为6%~10%,并含有乙醛、高级醇、酯类等杂质,经精馏得质量分数为95%的工业乙醇并副产杂醇油.
糖厂副产物糖蜜含有蔗糖、葡萄糖等糖类50%~60%(质量分数),是发酵法制乙醇的良好原料.糖蜜经用水稀释,酸化和加热灭菌处理后,加入硫酸铵、磷酸盐、镁盐等酶的营养盐以及酵母菌,便可发酵生成乙醇.
以含纤维素的工、农业副产物如木屑、植物茎秆等为原料时,需先用盐酸或硫酸加压、加热处理,使纤维素水解为葡萄糖,中和后再用酵母菌发酵.造纸厂的亚硫酸废液中含有可发酵糖,也可用于发酵制乙醇.这两种过程由于技术经济指标差,在工业上没有得到推广应用.
乙醇,就是我们通常说的酒精。纯乙醇的沸点为78.5℃,很容易燃烧,在世界面临能源危机的今天,开发利用乙醇作动力燃料,正受到人们越来越多的关注。
有的国家把乙醇掺进汽油里混合使用,称为醇汽油,效率甚至比单用汽油还高。产糖量居世界第一的巴西,完全用乙醇开动的汽车,已经在圣保罗的大街上奔驰了。
生产乙醇的主角是大名鼎鼎的酵母菌。它能够在缺氧的条件下,开动体内的一套特殊装置——酶系统,把碳水化合物转变成乙醇。近些年来人们又陆续发现,微生物王国中能够制造乙醇的菌种还不少,比如有一种叫酵单孢菌的,它的本领比酵母菌还高,不仅发酵速度快,生产效率高,而且能更充分地利用原料,产出的乙醇要比酵母菌高出8倍多,是更为理想的乙醇制造者。
在相当长的一段时间里,微生物用来生产乙醇的原料主要是甘蔗、甜菜、甜高粱等糖料作物和木薯、马铃薯、玉米等淀粉作物,现在人们找到了一种廉价的原料,这就是纤维素。
纤维素也是碳水化合物,而且在自然界里大量存在,许多绿色植物及其副产品,如树枝树叶、稻草糠壳等,几乎有一半是纤维素,用它们做原料可以说是取之不尽,用之不竭。当然,用纤维素做原料对酵母菌来说,将发生极大的困难,也就是说很难施展它的发酵本领。
不过有办法,人们早就从牛、羊等牲畜能吸收纤维素的研究中发现,微生物中的球菌、杆菌、黏菌和一些真菌、放线菌,会分泌出一种能催化纤维素分解的酶,叫纤维素酶。
用这种纤维素酶先把纤维素分解成单个葡萄糖分子,然后酵母菌就能把葡萄糖发酵变成乙醇。
更令人赞叹不已的是,有一种叫嗜热梭菌的微生物,它们居然能一边“吃”纤维素,一边“拉”出乙醇来,那就更简单了。在日本和韩国等地,利用木霉和酵母菌协同作战,也成功地用纤维素生产出了乙醇。微生物利用纤维素做原料生产乙醇,为乙醇登上新能源的宝座铺平了道路。由于这些原料都来自绿色植物,所以有人把乙醇称为绿色的汽油。
工业上可以利用乙烯和水在催化剂作用下直接合成酒精。
原料:淀粉类、纤维素类 都是多糖
生产过程是糖发酵 淀粉类发酵,酿酒过程其实就是这样的。一类是以谷物发芽的方式,利用谷物发芽时产生的酶将原料本身糖化成糖份,再用酵母菌将糖份转变成酒精;另一类是用发霉的谷物,制成酒曲,用酒曲中所含的酶制剂将谷物原料糖化发酵成酒。
上面说的是淀粉发酵制得乙醇,生物乙醇要考虑效率一般采用多种酶淀粉使分解为葡萄糖然后利用酵母菌制乙醇。
实际过程就是
淀粉 在淀粉酶、糖化酶等作用下水解为葡萄糖等单糖,葡萄糖在无氧情况下经过酵母菌无氧呼吸将葡糖糖转化为乙醇,并为酵母菌自生提供能量。
酵母菌发酵过程如下图:
纤维素在纤维素酶等作用下分解为葡萄糖等单糖然后再利用酵母菌发酵产生乙醇
2种原料制生物乙醇的共同之处都要在多种酶作用下,把大分子的多糖分解为葡萄糖,再利用酵母菌发酵制乙醇完全一致。
比较两种生物乙醇来说,纤维素制乙醇更好,纤维素可以说在自然界取之不尽用之不竭,像植物秸秆等等,像以甘蔗为原料的制糖厂的废渣富含糖类和纤维素等等,较之要消耗粮食用淀粉发酵来制乙醇来说更具优势。只是现阶段有些技术问题没有很好解决
玉米湿法仅仅是利用淀粉发酵制乙醇,不就是酿酒过程么,这个老祖宗几千年前就会了
用乙醇制作的。
乙醇广泛用于生产酒精、饮料、香精、染料和燃料。在医疗方面,体积分数为70%~75%的乙醇也是常用的消毒剂,广泛应用于国防化工、医疗卫生、食品工业、工农业生产
乙醇在常温常压下是一种易燃、挥发性无色透明液体,毒性低,纯液体不能直接饮用具有特殊的香味,略带刺激性略带甜味,并伴有刺激性的辛辣味。可燃的,其蒸气可与空气形成爆炸性混合物,可与水以任何比例混合。
乙醇可与氯仿、乙醚、甲醇、丙酮等多种有机溶剂混溶,相对密度(d15.56)为0.816。
扩展资料
酒精的制作方法
糖原料(糖蜜、亚硫酸盐废液等)和淀粉原料(甘薯、玉米、高粱等)发酵乙醇发酵是在酿造的基础上发展起来的。在漫长的历史长河中,乙醇是唯一的工业生产方法。
发酵原料可以是含有淀粉的农产品,如谷类、块茎、野生植物果实或糖厂的糖蜜或含有纤维素的木屑、植物茎等。经过一定的预处理后,以废蜂蜜为原料,经水解、发酵得到乙醇。发酵液的质量分数约为6%~10%,并含有其它有机杂质。
参考资料来源:百度百科-乙醇