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酒精与白酒酿造工艺学长江师范学院生命科学与技术学院绪论1酒精的特点、用途及国内外发展趋势酒精的化学名词是乙醇，分子式C2H5OH,相对分子质量为46.07酒精的主要用途按需求量多少可以分为三个方面：作为可再生能源的燃料酒精，调制酒精饮料用的食用酒精，以及化工、医用酒精。由于石油、煤炭等矿物燃料的使用增加大气中二氧化碳的含量,引发所谓温室效应,为解决传统能源的枯竭和环境问题,保证经济可持续的方式发展,世界上许多国家都在积极研究和开发新的能源,以减少矿物燃料的用量,从而减少温室气体在大气中的积累量,有效缓解温室效应。特别是自20世纪60年代第一次能源危机以后,许多发达国家和部分发展中国家根据具体资源情况着手燃料酒精的开发和应用。（1）国内外生物燃料酒精发展慨况巴西是世界上燃料酒精发展先驱,第一个推出国家燃料酒精计划,并第一个大规模生产酒精动力汽车。巴西政府为了保持蔗糖的市场平衡,当蔗糖价格过低时,加大酒精产量,以保持甘蔗生产的稳定和均衡。同时,为了实现能源自给,巴西政府于1974年在全国推行了《燃料酒精计划》。巴西的酒精以糖蜜或甘蔗汁为原料,产品分为普通酒精(含水5%)和无水酒精2种。普通酒精可以单独作为汽车燃料,但是需要特别设计的发动机。无水酒精则作为添加剂加到汽油中,最高混入量可达24%,而不用改变目前发动机和气化器的结构。目前巴西的酒精产品中普通酒精占2/3，无水酒精1/3，每年消耗160亿汽油，115亿L酒精(包括含水酒精或无水酒精),在加油站零售中,已经形成完整的燃料酒精供应系统,酒精和汽油都通过管道输送与铁路、公路相连接,供应31979个加油站。目前完全用含水酒精作燃料的酒精汽车达220万辆,成为世界上唯一不供应纯汽油的国家,也是世界上使用以酒精为汽车燃料最为成功的国家之一。美国燃料酒精发展比较晚,主要以玉米为原料。美国政府发展燃料酒精主要是为了解决对于进口石油的依赖。减少空气污染,提高农民的收人。美国生物燃料酒精工业近年来得到发展,其中重要的政策基础是淘汰甲基叔丁基醚(MTBE,一种汽油抗爆成分,污染地下水),美国已有18个州禁止使用MTBE,生物燃料酒精理所当然成为最环保的替代品。1998年克林顿政府签署了“21世纪交通效率法案”,明确了至2007年燃料酒精的免税额度。另一个市场因素是石油价格暴涨,添加生物燃料酒精的经济及社会意义日益显著。2004年,美国生物燃料酒精产量达到了34亿加仑,比2003年的28·1亿加仑增加了21%。到2005年底,生物燃料酒精产量将达到40亿加仑,增长势头非常强劲。2005年,美国通过了能源安全法案,为生物燃料酒精工业进一步发展提供了更为广阔的空间。美国是世界上最大的以谷物为原料生产生物燃料酒精的国家,2004年,美国生产乙醇消耗了3200万t玉米,占产量的11%。目前,美国90%以上的生物燃料酒精生产厂位于玉米产地,近50%企业属于农民合作社,2005年内新建的20多家企业也是由农民和当地其他资本投资的。2005年8月,美国总统布什签署了新的能源安全法案,其中有关再生能源标准(RFS)的政策要求,机动车燃料必需使用一定比例的再生能源,使生物燃料酒精的年需求量大幅增长。预计到2012年,每年至少消耗75亿加仑生物燃料酒精,是目前产量的2倍。这个标准对美国生物燃料酒精乙醇工业的发展将产生深远的影响,也会吸引大量资金投入到农产品深加工,创造约20万个就业机会。从2005-2012年,再生能源标准将促使美国对生物燃料酒精新增扩大生产投资近60亿美元;用于原料和劳动力投资700亿美元,其中430亿美元用于购买玉米。另外,再生能源标准对美国能源平衡也会产生积极影响。欧盟每年约生产176万t酒精,1997年只有5·6%用于燃料。1994年欧盟通过决议,给予生物燃料酒精的中试工厂以免税。并在2010年使燃料酒精的比例达到12%。因此一些后续的国家如荷兰、瑞典和西班牙也出台了生物能源计划。法国:年产酒精60万t,在欧盟国家内名列第一。德国:欧盟第二大酒精生产国,年产酒精31·2万t。主要为合成酒精,约占总产量的2/3。发酵法生产10万t~14万t,其中谷物40%,马铃薯占35%。英国:在欧盟中名列第三。年产达4·3亿L。其中97%是由BritishPetmlemn一家公司生产的合成酒精。意大利、西班牙:这2个国家的酒精年产量为14·4万t~28万t。产量波动的原因是根据欧盟葡萄酒发展战略的要求。每年多余的葡萄酒要蒸馏成酒精,作为食用酒精向第三国出口,以保证葡萄酒工业的发展。现在欧盟正在试图减少葡萄酒的生产,来降低这种高成本的酒精产量。独联体:年产酒精25亿L(约200万t),以谷物、水果、乳清、葡萄酒和糖蜜为原料,其中60%供饮用。加拿大:每年产酒精4·5万t,其中30%用于燃料。其他主要用于香水、化妆品和外用药等。印度:仅次于中国的亚洲第二大酒精生产国。日本:是亚洲最大的酒精进口国。日本每年从美国、巴西、泰国和中国进口14万t~17万t的酒精。国内生物燃料酒精发展慨况中国是亚洲第一大酒精生产国,使用酒精替代汽油始于20世纪三四十年代,抗战期间因日军封锁,汽油奇缺,军用、民用燃料多求助于酒精,建国初期至50年代末曾有所发展,后因大庆油田开发成功,缓解了汽油的供应危机,燃料酒精的应用终止。直到1993年中国成为石油净进口国,且随着中国加入WTO,油价与国际市场接轨,从1994年4月至今,国际市场原油价格平均上涨幅度达180%,随着中国能源消费量的不断增长,不得不重新考虑利用可再生的生物燃料。中国科学院、清华大学等对加醇汽油的使用及其对环境的影响,做过大量的试验研究,2001年9月国务院正式批准了在国内发展燃料酒精试点,并于2001年在长春、洛阳、郑州等地启动燃料酒精试点工作。“十五”期间国家改造和新建一些规模大,设备先进燃料酒精生产项目,包括:吉林燃料酒精有限责任公司(30万t/年)(一期)、河南天冠集团(30万t/年)、安徽丰原生物化学股份有限公司(32万t/年)和黑龙江华润酒精有限公司(10万t/年)。2003年11月18日零点,吉林省全境200多座加油站,停止销售普通汽油,取而代之的是清洁环保车用酒精汽油。2005年年底吉林燃料酒精有限责任公司60万t/年工程建设全部完工,当年我国燃料酒精生产量达到132万t/年。近几年,天冠集团先后与山东大学、清华大学、华中科技大学、浙江大学、河南农业大学等院校进行交流合作,拥有了多项利用秸秆生产乙醇的关键技术。2006年8月中国中央电视台报道,河南天冠集团利用玉米和小麦秸秆生产燃料酒精达到了每6t秸秆生产1t燃料酒精的目前全球最高记录,其年产3000t的纤维乙醇项目已于8月底在镇平县奠基,这是国内首条千吨级纤维乙醇产业化试验生产线。2006年10月中国政府决定在安徽丰原建立研发秸秆燃料酒精国家级实验室。同时,秸秆燃料酒精的研发已列为了国家重大科技专项,许多科研院所已投入到秸秆燃料酒精的研发工作中。燃料酒精研究方向燃料酒精的价格比汽油贵约1000元/t,且传统的酒精生产方法对环境的污染都较大。因此如何采用高科技技术以降低生产成本、减少生产过程中对环境的污染是今后燃料酒精的研究方向。（1）改进原有技术,降低成本,减少污染；（2）寻找廉价原料研究新生产工艺燃料酒精的应用可以带来巨大的经济、社会和环境效应,世界各国已有了不同程度地研究和应用。随着现代生物技术与工程技术的不断发展,高产菌株的获取越来越简单,发酵工艺也得到不断改进,这些都为燃料酒精的大规模生产提供了技术保证。随着燃料酒精的研究领域和应用范围不断扩展,燃料酒精在可再生燃料市场中将占主要地位。（2）调制酒精饮料及蒸馏酒以优质酒精为基础，以固态发酵白酒及其调香酒进行调配；或以酒精串香，使固态酒赔中香味成分在加热蒸馏过程中充分混合溶解。如果酒精质量差，含杂醇油及其他杂质多，勾兑时会影响白酒质量，甚至饮后上头。大多数饮料不会包含纯酒精——饮用纯酒精可能致命，因为只饮用几盎司的纯酒精（1美制液体盎司=29.57毫升），血液中的酒精含量就会迅速升到危险区。在各种酒精饮料中，乙醇含量（按体积）如下：啤酒=4％到6％（平均约4.5%）；葡萄酒=7%到15%（平均约11%）；香槟=8%到14%（平均约12%）；蒸馏所得的烈性酒（例如朗姆、杜松子、伏特加和威士忌等酒）=40%到95%。在酒店购买的烈性酒中，大多数都含有40%的酒精。像朗姆酒和威士忌酒这样的一些高浓度酒（75%到90%）在酒店中可以买到。也有人非法酿造和（/或）购买一些高浓度的威士忌酒（例如：私酿威士忌）。在美国的大多数州，只有年满21周岁或更长者才允许购买酒精饮料，向未成年人提供或出售酒精饮料者会受到处罚。（3）医用、化工领域①灭菌消毒70%-75%的酒精用于灭菌消毒：用于包括皮肤消毒、医疗器械消毒、碘酒的脱碘等。有人以为，酒精浓度越高，消毒效果越好，这是错误的。酒精消毒的作用是凝固细菌体内的蛋白质，从而杀死细菌。但95%的酒精能将细菌表面包膜的蛋白质迅速凝固，并形成一层保护膜，阻止酒精进入细菌体内，因而不能将细菌彻底杀死。如果酒精浓度低于70%，虽可进入细菌体内，但不能将其体内的蛋白质凝固，同样也不能将细菌彻底杀死。只有70%-75%的酒精即能顺利地进入到细菌体内，又能有效地将细菌体内的蛋白质凝固，因而可彻底杀死细菌。用70%-75%的酒精消毒医疗器械应当用浸泡的方法，时间不得少于30分钟；浸泡消毒后应用无菌生理盐水冲洗，免器械上的残余酒精刺激机体组织。因为酒精只能杀死细菌，不能杀死芽孢和病毒，所以，医疗注射或手术前的皮肤消毒常使用效果更好的碘酒。为了减少碘对皮肤的长期刺激，一般在用碘酒消毒后，用75%的酒精脱去碘。由于酒精具有一定的刺激性，75%的酒精可用于皮肤消毒，但不可用于黏膜和大创面的消毒。②预防40%-50%的酒精用于预防褥疮：长期卧床患者的背、腰、臀部因长期受压可引发褥疮，而且褥疮一旦形成很难愈合；其预防的方法就是要勤翻身、勤擦洗、勤按摩。按摩时，护理人员会将少40%-50%的酒精倒入手中，均匀地按摩患者受压部位，以达到促进局部血液循环，防止褥疮形成的目的。③物理退热25%-50%的酒精用于物理退热：高烧患者除药物治疗外，最简易、有效、安全的降温方法就是用25%-50%酒精擦浴的物理降温方法。用酒精擦洗患者皮肤时，不仅可刺激高烧患者的皮肤血管扩张，增加皮肤的散热能力；还由于其具有挥发性，可吸收并带走大量的热量，使体温下降、症状缓解。具体方法是：将纱布或柔软的小毛巾用酒精蘸湿，拧至半干轻轻擦拭患者的颈部、胸部、腋下、四肢和手脚心。擦浴用酒精浓度不可过高，否则大面积地使用高浓度的酒精可刺激皮肤，吸收表皮大量的水分。④酒精是一种很好的有机溶剂，许多有机制剂的生产中都要使用，如利用酒精脱水成为乙烯，用以生产合成橡胶、聚乙烯、聚氯乙烯等。还可用来制造农药。总之，酒精在国防工业、医疗卫生、有机合成、食品工业、工农业生产中都有广泛的用途。2000年~2006年全国酒精产量统计2006年酒精产品结构据统计我国每年大约需要燃料酒精400万吨（燃料乙醇试点初期），2006年国家定点生产燃料乙醇的企业产能已增加到159万吨。其中吉林燃料酒精公司产能为40万吨，黑龙江省华润公司产能25万吨，河南天冠集团产能50万吨，安徽丰原集团产能44万吨。以现阶段的中国四家燃料乙醇生产企业的产能来看，远远不能满足未来国内对燃料乙醇的需求，燃料乙醇装置产能扩张不可避免。因此未来政府还将继续适度发展燃料乙醇行业。国家发展改革委已经对中国生物燃料产业发展，做出三个阶段的统筹安排：“十一五”实现技术产业化，“十二五”实现产业规模化，2015年以后大发展。预计到2020年，中国生物燃料消费量将占到全部交通燃料的15%左右，建立起具有国际竞争力的生物燃料产业。在未来几年内，燃料乙醇必将成为行业的领先者，成为酒精产业的主力军，国内将以燃料乙醇一统天下酒精发酵原料、水和辅助原料从生产工艺的角度来看，凡是含有可发酵性糖或可变