酒精发酵大实验指导书

生物工程专业综合（设计）性大实验报告书学生姓名：徐从富学号：3092106237班级：生工2092专业：生物工程指导教师：魏胜华2012年12月1安徽工程大学实验报告书学生姓名：徐从富学号：3092106237专业班级：生物工程实验类型：□验证□综合□设计□创新实验日期：2012/12/19——2012/12/26实验成绩：（酒精发酵实验为例需学生完成以下主要内容）一、当前酒精生产工艺的技术进展及现状二、实验目的三、实验原理3.1酒精发酵工艺原理3.2酒精生产工艺流程及工艺参数选择与依据3.3酒精发酵工艺流程（方框图）3.3糖化工艺参数选择3.4发酵工艺参数选择四、材料与方法4.1原料、药品以及仪器设备4.2分析测定方法五、实验结果与分析六、讨论七、参考文献八、要求1.遵守实验室纪律，保持实验室卫生，每天实验结束后将实验室彻底打扫，离开实验室时保证水、电的安全，并注意关闭窗，门。2.实验态度严肃，认真，实验前要对实验所用仪器、设备的使用方法和注意事项弄清楚，熟悉实验方法，购买所需原料、试剂，配制所需的溶液，实验前后认真清洗仪器设备。3.实验采用分组方式，实验内容按任务书要求完成，如更改必须在指导教师同意下进行。4.严格按照工艺流程和工艺参数进行操作；5.值班时定时取样，按标准分析方法，进行认真测定；填好试验纪录表，试验数据真实。6.对原始记录进行必要的分析、整理。包括实验数据与理论值的比较，产生误差的原因及减小误差的方法，实验故障原因的分析等。总结试验结果，认真完成综合实验报告并2附原始记录表，用打印纸打印装订。7.总结本次实验的体会和收获。8.实验报告应简单明了，语言通顺，图表数据齐全规范。生物工程专业设计（综合）实验任务书设计（综合）实验名称：生物工程专业设计（综合）大实验实验时间：第十六～十九周实验内容：淀粉质原料发酵生产酒精大实验1.完成淀粉质原料成分的测定2.完成糖化试验及过程参数的测定；3.完成发酵试验及过程参数的测定；4.完成酒精蒸馏及参数的测定；5.计算酒精的得率。实验要求：1.完成实验设计报告书；2.完成实验记录表；3.完成实验总结报告；4.上述报告用A4纸打印装订成册打印要求：标题小4黑体字，正文小4楷体，单倍行距，页眉小5宋体（单页：生物工程专业设计（综合）实验，双页酒精发酵实验报告）。注：实验报告、实验总结报告严禁雷同。附：实验设计报告书内容格式（见实验指导书）附录：1.实验原始记录表2.实验过程参数选择记录酒精发酵生产设计（综合）实验原始记录表姓名：徐从富学号：3092106237实验时间：12/19——12/26同组成员：范振辉、汪加伟、郑晓丽、申珅、范捷测定指标1.**（填写你实验中所用的淀粉原料）淀粉主要质量控制指标的测定表1淀粉质原料水分和淀粉含量序号测定项目参考值测定值备注（及其评价）实验完成人31水分2淀粉含量2.糖化试验及其过程控制表2淀粉质原料糖化过程指标参数实验过程控制参数实验目的控制参考值实验测定值实验完成人投料淀粉量(g)料水比水温（℃）pH糖化糊化温度范围（℃）保温时间（℃）液化α-淀粉酶(g)温度范围（℃）保温时间（℃）pH糖化糖化酶(g)保温时间（℃）温度范围（℃）pH3.糖化醪发酵实验及其过程控制表3糖化醪接种指标参数实验阶段项目控制参考值实验测定值实验完成人糖化醪数量糖浓度接种接种量（%）种龄接种温度（℃）表4糖化醪发酵过程指标参数指标时间(h)残糖浓度酒精度酵母形态酵母浓度pH温度控制值测定值控制值测定值0816243240485646472808896104112120注：1.酵母形态可语言描述，也可使用显微照片单独记录；计算1g纯淀粉（或1g淀粉质原料）的产酒精的理论值，并计算其产酒精的效率。一淀粉质原料的水分测定水分在工业发酵中是一个极为重要的分析项目。原料中水分，对原料的品质与保存关系甚大。水分过高，原料在贮藏时容易发霉变质，影响原料的利用价值。水分测定方法一般采用烘干法，即在100-105℃烘箱中直接干燥。1原理样品中的水分受热后产生的蒸汽压，高于空气在电热干燥箱中的分压，水分便从样品中挥发出5来。样品干燥的速度取决于这个压差的大小，在此条件下失去的主要是试样中的游离水。试样的水分一般是指在100℃左右直接干燥的情况下，所失去的总量。在此条件下失去的重量不仅是水分，还有微量的挥发性物质。2仪器与设备（1）分析天平（2）称量瓶（3）干燥器（4）电热恒温干燥箱3测定步骤准确称取约2克试样，置入经100-l05℃干燥恒重后的称量瓶中，在100-105℃烘箱中干燥3-4小时，取出，置入干燥器中冷却至室温，称重。再于相同温度下干燥1小时左右，同上操作，直至恒重。计算%100%0121）水分（式中W0：称量瓶重（g）W1：干燥前试样与称量瓶重（g）W2：干燥后试样与称量瓶重（g）4说明（1）原料的水分测定一般需采用100-105℃烘箱中直接干燥，其结果较为准确。对生产过程中的水分快速测定，可采用更高温度下干燥(如120-140℃)或红外灯下干燥，以缩短分析时间。（2）测定水分时，称量恒重指试样连续两次干燥后，称量之差不超过2mg。5参考书（1）天津轻工业学院等，《工业发酵分析》，轻工业出版社，1980年二原料中粗淀粉的测定1原理淀粉经酸或水解生成葡萄糖：（C6H10O5）n+nH2O酸或酶nC6H12O6所生成的葡萄糖用斐林试剂测定。斐林试剂由甲、乙液组成。甲液为硫酸铜溶液，乙液为氢氧化钠与酒石酸钾钠溶液。平时甲、乙液分别贮存，测定时甲、乙液等体积混合。混合时，硫酸铜与氢氧化钠反应，生成氢氧化铜沉淀：62NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4所生成的氢氧化铜沉淀与酒石酸钾钠反应，生成酒石酸钾钠铜络合物，使氢氧化铜溶解：Cu(OH)2+CHOHCOOKCOOHCOONaCHOCOOKCOOCOONaCu=+2H2O酒石酸钾纳铜络合物中二价铜是一个氧化剂，能使还原糖中羰基氧化，而二价铜被还原生成一价的氧化亚铜沉淀：CHOHCOOKCOOHCOONaCHOCOOKCOOCOONaCu=+2H2O2+(CHOH)4HCCH2OHO2(CHOH)4COOHCH2OH++Cu2O↓（红色）反应终点用次甲基蓝指示剂显示。因次甲基蓝氧化能力较二价铜弱，故待二价铜全部被还原后，过量一滴还原糖立即使次甲基蓝还原，溶液蓝色消失以示终点：=+(CHOH)4HCCH2OHO(CHOH)4COOHCH2OH+SN(CH3)2NN+（CH3）2Cl-+H2OSHN(CH3)2NN(CH3)2+HCl次甲基蓝（蓝色）（无色）2试剂2.1斐林试剂甲液：称取69.3克硫酸铜(CuSO4·15H2O)，用水溶解并稀释至1000毫升，如有不溶物可用滤纸过滤。乙液：称取346克酒石酸钾钠，100克氢氧化钠，用水溶解并稀释至1000毫升。2.22％盐酸溶液量取4.5毫升浓盐酸，用95.5毫升水稀释。2.320％盐酸溶液量取20毫升浓盐酸，缓慢倒入80毫开水中。72.420％氢氧化钠溶液称取200克氢氧化钠，用水溶解并稀释至1000毫升。2.51％次甲基蓝溶液称取1克次甲基蓝，加100毫升水，加热溶解，贮存于棕色瓶中。2.60.2％标准葡萄糖溶液准确称取2克无水葡萄糖(预先于100~l05℃烘干)，用水溶解，加5毫升浓盐酸，用水定容至1000毫升。3仪器与设备（1）三角瓶（2）长玻璃管(约1米)（3）容量瓶（4）分析天平（5）干燥器（6）电热恒温干燥箱（7）滴定管（8）称量瓶（9）移液管（10）pH试纸试验（11）电炉（12）小铜锅4测定步骤4.1试样水解粗淀粉测定中试样水解：准确称取试样1.5~2克，置入250毫升三角瓶中。加l00毫升2%盐酸溶液，轻轻摇动三角瓶，使试样充分湿润。瓶口按上回流冷凝器或长玻璃管(约1米)，于沸水浴中回流水解3小时(图2-1)。取出，迅速冷却，用20％氢氧化钠溶液中和至中性或微酸性(用pH试纸试验)。滤纸过滤滤液用500毫升容量瓶接收，用水充分洗搽残渣，然后用水定容至刻度，摇匀，为供试糖液。4.2斐林试剂的校正吸取斐林试剂甲、乙液各5毫升，置入250毫升三角瓶中，加20毫升水，并从滴定管中加入约24毫升0.2％标准葡萄糖溶液(其量应控制在后滴定时消耗0.2％标准葡萄糖溶液在1毫升以内)，摇匀，于电炉上加热至沸，并保持微沸2分钟。加2滴1％次甲基蓝溶液继续用0.22％标准葡萄糖溶8液滴定至蓝色消失，此滴定操作需在1分钟内完成。总耗糖量为v毫升。图2-1水解装置校正值的计算：先求得10毫升斐林试剂相当的葡萄糖克数(F)，F=CV式中C：标准葡萄糖溶液浓度(g/ml)再从斐林试剂糖量表(见附表2-1)查得V毫升时相当的葡萄糖克数(F0)，斐林试剂校正值f为：00FCVFFf4.3定糖吸取斐林试剂甲、乙液各5毫升，置入250毫升三角瓶中，加20毫升水，并从滴定管中预先加入适量的水解糖液(其量应控制在后滴定时消耗水解糖液在1毫升以内)，摇匀，于电炉上加热至沸，并保持微沸2分钟。加2滴1％次甲基蓝溶液，继续用水解糖液滴定至蓝色消失，此滴定操作需在1分钟内完成。5计算从附表2-1查得10毫升斐林试剂消耗水解糖液体积相当于100毫升水解糖液中所含葡萄糖量（G），则1毫升水解糖液中含葡萄糖量为G/100，再乘以斐林试剂校正值，即为1毫升水解糖液中实际含葡萄糖量：)(100gfG%1009.01500100%WfG）粗淀粉（式中500：试样稀释体积（ml）9W：试样重量（g）0.9：葡萄糖与淀粉的换算系数6参考书（1）天津轻工业学院等，《工业发酵分析》，轻工业出版社，1980年附表1-1斐林试剂糖量表消耗糖液体积(毫升)相当葡萄糖量(毫克)100毫升糖液中所含葡萄糖的量(毫克)消耗糖液体积(毫升)相当葡萄糖量(毫克)100毫升糖液中所含葡萄糖的量(毫克)15161718192021222324252627282930313249.149.249.349.349.449.549.549.649.749.849.849.949.950.050.050.150.250.2327307289274260247.4235.8225.5216.1207.4199.3191.8184.9178.5172.5167.0161.8156.933343536373839404142434445464748495050.350.350.450.450.550.550.650.650.750.750.750.850.950.951.051.051.051.1152.4148.0143.9140.0136.4132.9129.6126.5123.6120.8118.1115.5113.0110.6108.4106.2104.1102.2三还原糖的测定1原理原糖的测定采用快速法。其反应与粗淀粉测定相似，不同点为斐林试剂甲液中硫酸铜量较小，适用于含糖量较少的试样。另外，斐林试剂中加入亚铁氰化钾(黄血盐)，使红色氧化亚铜沉淀生成可溶性的复盐，反应终点更为明显。10Cu2O+K4Fe(CN)6+H2O=K2Cu2Fe(CN)6+2KOH(淡黄色)2试剂2.1斐林试剂甲液：称取35g硫酸铜，0.05g次甲基蓝，用水溶解并定容至1000ml。乙液：称取117g酒石酸钾钠，126.4g氢氧化钠，9.4g亚铁氰化钾，用水溶解并定容至1000ml。2.20.1%标准葡萄糖溶液精密称取1.0000g经95~105℃烘干的无水葡萄糖，用少量水溶解，加入5ml盐酸，用蒸馏水定容至1000ml，摇匀。3仪器与设备（1）三角瓶（2）容量瓶（3）分析天平（4）干燥器（5）电热恒温干燥箱（6）滴定管（7）称量瓶（8）移液管（9）电炉4测定步骤4.1斐林试剂的标定吸取斐林试剂甲、乙液各5毫升，置入250毫升三角瓶中，加10毫升水，并从滴定管中预先加入约20毫升0.1%标准葡萄糖溶液(其量控制在后滴定时消耗0.1%标准葡萄搪溶液1毫升以内)，摇匀，于电炉上加热至沸，立即以4~5秒钟1滴的速度继续用0