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基于电导率酒精发酵过程在线监测及发酵终点判定

成果类型:: 新技术

发布时间: 2022-08-22 13:57:30

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:黑龙江省哈尔滨新区| 梁爽 | 2023-10-31 10:46:46
酒精发酵过程的产品质量是企业经济效益的决定性因素。一直以来,人们都是采用从发酵罐取样回实验室进行检测的方法,来监测酒精发酵过程和判断发酵 终点,这种属于离线检测方式至少需要2h,这样不仅错过了最恰当的排放时间 (因发酵时间过长,乙醇氧化为乙酸,造成乙醇产量降低),而且延长了生产周期,在很大程度上也增加了人力物力消耗以及人为监测的误差。
本课题组根据前期研究结果,确立了酒精发酵过程中电导率与酒精质量浓度之间的负向线性关系,通过BP神经网络建立数学模型,既可以监测发酵过程中 酒精浓度和还原糖的变化,又可以判断酒精发酵的终点。2014年该研究成果在哈尔滨酿酒总厂酒精车间试用成功,获得了工厂领导和广大职工的一致认可。若以年产10万t酒精厂(每个发酵罐200m3发酵醪酒精质量浓度平均按12.5%计),每发酵罐至少可以节省15L发酵醪,每天至少可多产酒精0.42t,按照每吨酒精5000元计算,保守估计,正常生产情况下每月可增加5.25万,一年可增加63万元收益,如果生产出现异常现象,该技术带来的收益会更多,这一结果在今天激烈的市场竞争条件下具有非常重要的意义。下一步,继续开展研究,将该技术应用于连续酒精发酵的生产。

基于电导率酒精发酵过程在线监测及发酵终点判定方法的应用场景,可以应用于酒精生产领域。通过安装电导率检测探头,对酒精发酵过程中的电导率进行实时监测,同时控制辅料氯化钙和硫酸铵的加入量,以降低成本和减少劳动量。该方法能够快速判断酒精发酵终点,检测方法简单、实用,可以应用于酒精生产领域,提高酒精生产的效率和产品质量。

黑龙江大学(简称黑大,Heilongjiang University)于1941年始建,坐落于黑龙江哈尔滨,教育部、国家国防科技工业局与黑龙江省重点共建综合性大学,国家首批中西部高校基础能力建设工程高校,是中国共产党一手创办的中国最早培养俄语高级专门人才的红色大学。其前身为中国人民抗日军政大学第三分校俄文队。[1] 该校入选国家首批卓越法律人才教育培养计划、国家建设高水平大学公派研究生项目、特色重点学科项目、新工科研究与实践项目、国家级特色专业建设点、国家级大学生创新创业训练计划、教育部来华留学示范基地,世界翻译教育联盟、中俄新闻教育高校联盟创始成员,中俄大学联盟、上海合作组织大学主要成员、“一带一路”智库合作联盟理事单位,中国政府奖学金来华留学生接收院校,拥有首批17所国家教育体制改革试点学院之一,全国首批9所创业教育试点院校之一,全国首批深化创新创业教育改革示范高校,黑龙江省“双一流”建设A类高校,学科门类最全、专业覆盖最广。

首先,该方法能够快速、准确地判断酒精发酵终点,减少人工检测的误差和时间成本。由于发酵终点是酒精生产过程中的关键控制点,因此提高终点的判断准确性和及时性,可以显著提高酒精生产的效率和产品质量。

其次,该方法可以降低辅料的消耗和能源的消耗。通过控制辅料氯化钙和硫酸铵的加入量,可以减少浪费和污染,同时降低能源的消耗,提高酒精生产的可持续性。

此外,该方法还可以提高发酵液中酒精含量的均匀性,从而降低后续蒸馏过程的难度和成本。由于电导率与酒精含量之间存在一定的关系,通过电导率监测可以及时发现发酵过程中的异常情况,并进行相应的调整,从而保证发酵液中酒精含量的均匀性和稳定性。

最后,该方法还可以提高生产过程的安全性和卫生水平。由于电导率监测可以及时发现发酵过程中的异常情况,如杂菌污染等,从而可以及时采取措施进行控制和调整,保证生产过程的安全性和卫生水平。

技术转让、合同、入股均可,具体资金双方协商,希望尽快落地实现产业化。