高校酒精工藝學案例式教學的探索

趙輝+王葳+賈樹彪

摘要：酒精廣泛應用于工業、醫藥、食品等領域，為適應酒精行業對應用、創新型人才的需求，必須建立以技術應用能力和基本素質為主線的教學新體系。本文以現代酒精行業的最新工藝為例，對酒精工藝學課程案例式教學進行了初步的研究和探索。

關鍵詞：高校； 酒精工藝學 ； 案例式教學

中圖分類號：G642.0文獻標識碼：A文章編號：1002-4107（2014）05-0007-02

酒精工業是我國改革開放以后有重大發展的一個產業，因為我國以可再生資源為原料的酒精開始進入新能源——燃料乙醇時代，這不僅可以充分利用可再生資源，還很好地解決了汽車尾氣的環保問題。酒精工藝學是生物工程專業的一門重要的專業課，其工藝有一百多年的發展歷史。由于生物工程技術突破性的發展，酒精工業將有一個更大的發展和技術進步。

培養大學生具有一定的技術思想和具體工藝的技術能力同等重要，傳統教學比較側重基礎理論，與具體的技術思想和技術能力尚有較大的距離，不易增強學生投身具體產業的積極性，不利于激發大學生立志創業。為適應高素質、高水平的創新型人才的培養目標，改變教學中重理論輕實踐、重知識輕素質的傳統模式，就必須建立以技術應用能力和基本素質為主線的教學新體系。

案例教學是指教育者本著理論與實際有機整合的宗旨，遵循教學目的要求，以案例為基本素材，將學習者引入一個特定的真實工藝中，通過師生之間的雙向互動，促使學生充分理解問題的復雜性、變化性、多樣性等屬性的重要教學形式。應用案例教學會使學生運用所學到基本理論知識和分析方法更好地聯系實際，增強獨立分析解決問題的能力。本文將對黑龍江大學現代酒精工藝學課程教學過程中的案例式教學進行探討。

一、薄板換熱器應用的案例式教學

酒精生產過程中使用換熱器的工序較多，如液化、糖化工序中的液化醪冷卻、糖化醪冷卻，發酵工序中的發酵醪液冷卻，蒸餾工序中發酵醪液的預熱，酒精蒸氣的冷卻，DDGS生產過程中蒸發酒糟離心液的二次蒸氣冷凝等都需要使用換熱設備。但就其使用的換熱器而言，過去的蛇管冷卻器、噴淋冷卻器、列管式冷卻器現在基本不多見，近年發展起來的薄板換熱器越來越受青睞。

板式換熱器是以波紋板為傳熱介質的新型高效換熱器，因其具有傳熱效率高、結構緊湊、不易結垢、可拆卸清洗、熱損失極小、可利用低溫熱源等優點而被廣泛用于輕工、食品、化工、制藥、動力機械等部門。對于薄板換熱器的教學以原黑龍江華潤酒精有限公司的糖化醪工序使用螺旋板換熱器在實際運行中的情況為例進行案例式教學。針對實際生產中該發酵系統出現的換熱器物料出口溫度偏高且進料不均，—直影響生產的穩定運行，結合當時企業的工藝改造進行課堂討論，薄板換熱器改造如圖1、圖2所示。

該工藝為180 m2的可拆式螺旋式換熱器，進出口管徑均為200 mm，所使用的糖化醪泵的最大流量為120 m3／h，因此糖化醪在換熱器內的流速只有1.062 m／s，螺旋板換熱器的理想流速為（1—2）m／s。由于兩臺換熱器分料不均，其中必然有一臺流速低于換熱器內物料的最小流速，而使換熱效率大大下降；另一臺也達不到預期的效率。因此將A線兩臺螺旋板換熱器的物料管路由并聯改為了串聯，效果明顯。通過對實際工藝改造的討論，學生進一步理解了換熱器和糖化醪泵的匹配在實際生產中的重要性，特別是換熱器連接的差異在實踐中的重要性。

圖1A線糖化醪用螺旋板換熱器并聯示意圖

二、酵母連續培養的案例式教學

酵母連續培養是按順流方式，在一只或幾只順次連接的罐中進行。它為連續發酵準備了種子擴培的必要條件。酵母糖化醪連續加入首罐，同時添加酵母種液。酵母糖化醪沿酵母擴培罐或罐組流動，酵母不斷增殖，當醪液從酵母罐或酵母罐組最后一罐流出時，已是成熟的生產用酵母菌種，應及時送往發酵罐。

對于酵母連續培養工藝，流程式的文字教學不利于學生理解連續培養的本質，教學中結合俄羅斯酒精廠的酵母順流式連續培養流程進行教學如圖3所示，糖化醪進入貯罐，在其中55℃保溫，繼續糖化45—60min，用泵經換熱器加熱醪液至75—78℃并送入混合罐。在混合罐中保持20—30min，進行巴斯德滅菌，然后醪液被送入氣液分離器，在這里產生的二次蒸氣被噴嘴吸走，并與蒸汽混合后用于換熱器的熱源。消毒后的糖化醪用泵經換熱器冷卻至28—30℃，送往三個酵母增殖罐。然后再向三個酵母罐連續流加糖化醪。二級酵母罐接受來自一級酵母罐的酵母種液，同時流加30℃的糖化醪。學生主要針對三級不同酵母種子罐的連接、設計大小、培養液流速以及工藝過程進行討論。

通過此案例教學，學生很好地掌握了酵母連續培養的基本工藝：按順流方式，在一只或幾只順次連接的罐中進行，它為連續發酵準備了種子擴培的必要條件，酵母糖化醪連續加入首罐，同時添加酵母種液，酵母糖化醪沿酵母擴培罐或罐組流動，酵母不斷增殖，當醪液從酵母罐或酵母罐組最后一罐流出時，已是成熟的生產用酵母菌種，應及時送往發酵罐。

圖3酒精廠酵母順流式連續培養流程

三、酒精連續發酵的案例式教學

連續發酵過程的實現是生物化學工程等多學科發展與結合的結果，連續發酵的設備運行穩定并提高其利用率。采用連續發酵法生產酒精，使設備始終處于發酵運行狀態，通常需要20天對罐進行一次清洗、滅菌，極大地減少了發酵輔助時間，同時，連續發酵時，醪液進入發酵罐即進入主發酵期，可提高設備利用率20%以上。

對于酒精連續發酵工藝，教學中結合哈爾濱釀酒總廠五罐連續發酵生產流程進行講解。如圖4所示，把培養好的成熟酵母由酵母罐送入預發酵罐后，以5m3/h的流速將糖化醪液連續輸入預發酵罐，至預發酵罐裝滿。待發酵罐中糖度達到8.0—9.0 BX，溫度達到32—33℃時，以5m3/h的速度輸入1號發酵罐，仍往預發酵罐以5 m3/h的流速輸送糖化醪，同時向1號發酵罐以25m3/h的流速送入糖化醪。1號 罐滿后，以30m3/h的速度輸入2號罐，2號罐滿后再以同樣的速度輸入3號、4號和5號發酵罐。當5號發酵罐中的成熟發酵醪液量達到60%—70%后按同樣的速度送入蒸餾塔進行蒸餾。在發酵進程中，1號發酵罐內的溫度控制在33—34℃；2號、3號發酵罐內溫度控制在36—38℃；4號發酵罐內溫度控制在33—34℃；5號發酵罐內溫度控制在32—34℃。發酵罐中糖的消耗速度非?？?，當3號發酵罐的外觀糖已耗至零，5號發酵罐的外觀糖為負值，發酵醪外觀糖不再下降，酒精含量不再增加時為發酵成熟醪，可以輸送至蒸餾塔中進行酒精蒸餾。發酵總時間為60—65h。

通過此案例教學，學生對連續發酵的真正含義以及連續發酵的優點有了新的認識：多個發酵罐在同一水平的基礎上，罐之間的發酵醪液靠泵輸送，罐之間醪液不僅可按順序輸送，每個罐還設計了自體循環，在自體循環中通過螺旋板換熱器降溫，這種順序連接發酵罐方式，在實際運行中發酵效果很好，是徹底取代間歇發酵工藝的設備基礎。

圖4水平連接發酵系統

四、多塔差壓蒸餾的案例式教學

對于差壓蒸餾系統，教學中結合安徽特酒廠多塔差壓蒸餾機組進行講解。如圖5所示，對于差壓蒸餾的節能性、氣相過塔和液相過塔的優缺點、塔形的選擇、塔的規范尺寸、CO2分離器的大小、差壓蒸餾與常壓蒸餾的優缺點以及整個工藝過程進行探討。通過此案例教學，學生對于多塔的含義、差壓酒精蒸餾的意義、多塔蒸餾的工藝有了深刻的理解。

圖5安徽特酒公司六塔差壓蒸餾系統

石油資源日益枯竭不可避免，酒精作為可再生能源具有其他能源不可比擬的優勢，酒精行業在未來將有更大的發展。為適應酒精行業對應用、創新型人才的需求，就必須改變酒精工藝學教學中重理論輕實踐、重知識輕素質的傳統模式，建立以技術應用能力和基本素質為主線的教學新體系，結合現代酒精行業的最新工藝進行案例式教學無疑是培養應用、創新型人才的捷徑。

參考文獻：

[1]賈樹彪，李盛賢，吳國峰等.新編酒精工藝學[M].北京：化學工業出版社，2009：8.

[2]章克昌.酒精與蒸餾酒工藝學[M].北京：中國輕工業出版社，1995：1.

[3]劉羅華，湯瓊.工科院校大學數學的案例式教學探討[J].湖南工業大學學報，2010，(2).

收稿日期：2013-10-05

作者簡介：趙輝（1971—），男，黑龍江肇東人，黑龍江大學生命科學學院副教授，工學博士，生物工程省級重點專業負責人，主要從事發酵工程研究。

基金項目：2011年黑龍江省高等教育教學改革工程項目（7971）；2011年黑龍江大學高等教育教學改革工程項目“高校發酵工程類課群教學改革的研究與實踐”（2011B026）；2011年黑龍江省高等教育學會課題“高校生物工程專業工程類課程教學改革的研究與實踐”（HGJXHB1110492）

摘要：酒精廣泛應用于工業、醫藥、食品等領域，為適應酒精行業對應用、創新型人才的需求，必須建立以技術應用能力和基本素質為主線的教學新體系。本文以現代酒精行業的最新工藝為例，對酒精工藝學課程案例式教學進行了初步的研究和探索。

關鍵詞：高校； 酒精工藝學 ； 案例式教學

中圖分類號：G642.0文獻標識碼：A文章編號：1002-4107（2014）05-0007-02

酒精工業是我國改革開放以后有重大發展的一個產業，因為我國以可再生資源為原料的酒精開始進入新能源——燃料乙醇時代，這不僅可以充分利用可再生資源，還很好地解決了汽車尾氣的環保問題。酒精工藝學是生物工程專業的一門重要的專業課，其工藝有一百多年的發展歷史。由于生物工程技術突破性的發展，酒精工業將有一個更大的發展和技術進步。

培養大學生具有一定的技術思想和具體工藝的技術能力同等重要，傳統教學比較側重基礎理論，與具體的技術思想和技術能力尚有較大的距離，不易增強學生投身具體產業的積極性，不利于激發大學生立志創業。為適應高素質、高水平的創新型人才的培養目標，改變教學中重理論輕實踐、重知識輕素質的傳統模式，就必須建立以技術應用能力和基本素質為主線的教學新體系。

案例教學是指教育者本著理論與實際有機整合的宗旨，遵循教學目的要求，以案例為基本素材，將學習者引入一個特定的真實工藝中，通過師生之間的雙向互動，促使學生充分理解問題的復雜性、變化性、多樣性等屬性的重要教學形式。應用案例教學會使學生運用所學到基本理論知識和分析方法更好地聯系實際，增強獨立分析解決問題的能力。本文將對黑龍江大學現代酒精工藝學課程教學過程中的案例式教學進行探討。

一、薄板換熱器應用的案例式教學

酒精生產過程中使用換熱器的工序較多，如液化、糖化工序中的液化醪冷卻、糖化醪冷卻，發酵工序中的發酵醪液冷卻，蒸餾工序中發酵醪液的預熱，酒精蒸氣的冷卻，DDGS生產過程中蒸發酒糟離心液的二次蒸氣冷凝等都需要使用換熱設備。但就其使用的換熱器而言，過去的蛇管冷卻器、噴淋冷卻器、列管式冷卻器現在基本不多見，近年發展起來的薄板換熱器越來越受青睞。

板式換熱器是以波紋板為傳熱介質的新型高效換熱器，因其具有傳熱效率高、結構緊湊、不易結垢、可拆卸清洗、熱損失極小、可利用低溫熱源等優點而被廣泛用于輕工、食品、化工、制藥、動力機械等部門。對于薄板換熱器的教學以原黑龍江華潤酒精有限公司的糖化醪工序使用螺旋板換熱器在實際運行中的情況為例進行案例式教學。針對實際生產中該發酵系統出現的換熱器物料出口溫度偏高且進料不均，—直影響生產的穩定運行，結合當時企業的工藝改造進行課堂討論，薄板換熱器改造如圖1、圖2所示。

該工藝為180 m2的可拆式螺旋式換熱器，進出口管徑均為200 mm，所使用的糖化醪泵的最大流量為120 m3／h，因此糖化醪在換熱器內的流速只有1.062 m／s，螺旋板換熱器的理想流速為（1—2）m／s。由于兩臺換熱器分料不均，其中必然有一臺流速低于換熱器內物料的最小流速，而使換熱效率大大下降；另一臺也達不到預期的效率。因此將A線兩臺螺旋板換熱器的物料管路由并聯改為了串聯，效果明顯。通過對實際工藝改造的討論，學生進一步理解了換熱器和糖化醪泵的匹配在實際生產中的重要性，特別是換熱器連接的差異在實踐中的重要性。

圖1A線糖化醪用螺旋板換熱器并聯示意圖

二、酵母連續培養的案例式教學

酵母連續培養是按順流方式，在一只或幾只順次連接的罐中進行。它為連續發酵準備了種子擴培的必要條件。酵母糖化醪連續加入首罐，同時添加酵母種液。酵母糖化醪沿酵母擴培罐或罐組流動，酵母不斷增殖，當醪液從酵母罐或酵母罐組最后一罐流出時，已是成熟的生產用酵母菌種，應及時送往發酵罐。

對于酵母連續培養工藝，流程式的文字教學不利于學生理解連續培養的本質，教學中結合俄羅斯酒精廠的酵母順流式連續培養流程進行教學如圖3所示，糖化醪進入貯罐，在其中55℃保溫，繼續糖化45—60min，用泵經換熱器加熱醪液至75—78℃并送入混合罐。在混合罐中保持20—30min，進行巴斯德滅菌，然后醪液被送入氣液分離器，在這里產生的二次蒸氣被噴嘴吸走，并與蒸汽混合后用于換熱器的熱源。消毒后的糖化醪用泵經換熱器冷卻至28—30℃，送往三個酵母增殖罐。然后再向三個酵母罐連續流加糖化醪。二級酵母罐接受來自一級酵母罐的酵母種液，同時流加30℃的糖化醪。學生主要針對三級不同酵母種子罐的連接、設計大小、培養液流速以及工藝過程進行討論。

通過此案例教學，學生很好地掌握了酵母連續培養的基本工藝：按順流方式，在一只或幾只順次連接的罐中進行，它為連續發酵準備了種子擴培的必要條件，酵母糖化醪連續加入首罐，同時添加酵母種液，酵母糖化醪沿酵母擴培罐或罐組流動，酵母不斷增殖，當醪液從酵母罐或酵母罐組最后一罐流出時，已是成熟的生產用酵母菌種，應及時送往發酵罐。

圖3酒精廠酵母順流式連續培養流程

三、酒精連續發酵的案例式教學

連續發酵過程的實現是生物化學工程等多學科發展與結合的結果，連續發酵的設備運行穩定并提高其利用率。采用連續發酵法生產酒精，使設備始終處于發酵運行狀態，通常需要20天對罐進行一次清洗、滅菌，極大地減少了發酵輔助時間，同時，連續發酵時，醪液進入發酵罐即進入主發酵期，可提高設備利用率20%以上。

對于酒精連續發酵工藝，教學中結合哈爾濱釀酒總廠五罐連續發酵生產流程進行講解。如圖4所示，把培養好的成熟酵母由酵母罐送入預發酵罐后，以5m3/h的流速將糖化醪液連續輸入預發酵罐，至預發酵罐裝滿。待發酵罐中糖度達到8.0—9.0 BX，溫度達到32—33℃時，以5m3/h的速度輸入1號發酵罐，仍往預發酵罐以5 m3/h的流速輸送糖化醪，同時向1號發酵罐以25m3/h的流速送入糖化醪。1號 罐滿后，以30m3/h的速度輸入2號罐，2號罐滿后再以同樣的速度輸入3號、4號和5號發酵罐。當5號發酵罐中的成熟發酵醪液量達到60%—70%后按同樣的速度送入蒸餾塔進行蒸餾。在發酵進程中，1號發酵罐內的溫度控制在33—34℃；2號、3號發酵罐內溫度控制在36—38℃；4號發酵罐內溫度控制在33—34℃；5號發酵罐內溫度控制在32—34℃。發酵罐中糖的消耗速度非常快，當3號發酵罐的外觀糖已耗至零，5號發酵罐的外觀糖為負值，發酵醪外觀糖不再下降，酒精含量不再增加時為發酵成熟醪，可以輸送至蒸餾塔中進行酒精蒸餾。發酵總時間為60—65h。

通過此案例教學，學生對連續發酵的真正含義以及連續發酵的優點有了新的認識：多個發酵罐在同一水平的基礎上，罐之間的發酵醪液靠泵輸送，罐之間醪液不僅可按順序輸送，每個罐還設計了自體循環，在自體循環中通過螺旋板換熱器降溫，這種順序連接發酵罐方式，在實際運行中發酵效果很好，是徹底取代間歇發酵工藝的設備基礎。

圖4水平連接發酵系統

四、多塔差壓蒸餾的案例式教學

對于差壓蒸餾系統，教學中結合安徽特酒廠多塔差壓蒸餾機組進行講解。如圖5所示，對于差壓蒸餾的節能性、氣相過塔和液相過塔的優缺點、塔形的選擇、塔的規范尺寸、CO2分離器的大小、差壓蒸餾與常壓蒸餾的優缺點以及整個工藝過程進行探討。通過此案例教學，學生對于多塔的含義、差壓酒精蒸餾的意義、多塔蒸餾的工藝有了深刻的理解。

圖5安徽特酒公司六塔差壓蒸餾系統

石油資源日益枯竭不可避免，酒精作為可再生能源具有其他能源不可比擬的優勢，酒精行業在未來將有更大的發展。為適應酒精行業對應用、創新型人才的需求，就必須改變酒精工藝學教學中重理論輕實踐、重知識輕素質的傳統模式，建立以技術應用能力和基本素質為主線的教學新體系，結合現代酒精行業的最新工藝進行案例式教學無疑是培養應用、創新型人才的捷徑。

參考文獻：

[1]賈樹彪，李盛賢，吳國峰等.新編酒精工藝學[M].北京：化學工業出版社，2009：8.

[2]章克昌.酒精與蒸餾酒工藝學[M].北京：中國輕工業出版社，1995：1.

[3]劉羅華，湯瓊.工科院校大學數學的案例式教學探討[J].湖南工業大學學報，2010，(2).

收稿日期：2013-10-05

作者簡介：趙輝（1971—），男，黑龍江肇東人，黑龍江大學生命科學學院副教授，工學博士，生物工程省級重點專業負責人，主要從事發酵工程研究。

基金項目：2011年黑龍江省高等教育教學改革工程項目（7971）；2011年黑龍江大學高等教育教學改革工程項目“高校發酵工程類課群教學改革的研究與實踐”（2011B026）；2011年黑龍江省高等教育學會課題“高校生物工程專業工程類課程教學改革的研究與實踐”（HGJXHB1110492）

摘要：酒精廣泛應用于工業、醫藥、食品等領域，為適應酒精行業對應用、創新型人才的需求，必須建立以技術應用能力和基本素質為主線的教學新體系。本文以現代酒精行業的最新工藝為例，對酒精工藝學課程案例式教學進行了初步的研究和探索。

關鍵詞：高校； 酒精工藝學 ； 案例式教學

中圖分類號：G642.0文獻標識碼：A文章編號：1002-4107（2014）05-0007-02

酒精工業是我國改革開放以后有重大發展的一個產業，因為我國以可再生資源為原料的酒精開始進入新能源——燃料乙醇時代，這不僅可以充分利用可再生資源，還很好地解決了汽車尾氣的環保問題。酒精工藝學是生物工程專業的一門重要的專業課，其工藝有一百多年的發展歷史。由于生物工程技術突破性的發展，酒精工業將有一個更大的發展和技術進步。

培養大學生具有一定的技術思想和具體工藝的技術能力同等重要，傳統教學比較側重基礎理論，與具體的技術思想和技術能力尚有較大的距離，不易增強學生投身具體產業的積極性，不利于激發大學生立志創業。為適應高素質、高水平的創新型人才的培養目標，改變教學中重理論輕實踐、重知識輕素質的傳統模式，就必須建立以技術應用能力和基本素質為主線的教學新體系。

案例教學是指教育者本著理論與實際有機整合的宗旨，遵循教學目的要求，以案例為基本素材，將學習者引入一個特定的真實工藝中，通過師生之間的雙向互動，促使學生充分理解問題的復雜性、變化性、多樣性等屬性的重要教學形式。應用案例教學會使學生運用所學到基本理論知識和分析方法更好地聯系實際，增強獨立分析解決問題的能力。本文將對黑龍江大學現代酒精工藝學課程教學過程中的案例式教學進行探討。

一、薄板換熱器應用的案例式教學

酒精生產過程中使用換熱器的工序較多，如液化、糖化工序中的液化醪冷卻、糖化醪冷卻，發酵工序中的發酵醪液冷卻，蒸餾工序中發酵醪液的預熱，酒精蒸氣的冷卻，DDGS生產過程中蒸發酒糟離心液的二次蒸氣冷凝等都需要使用換熱設備。但就其使用的換熱器而言，過去的蛇管冷卻器、噴淋冷卻器、列管式冷卻器現在基本不多見，近年發展起來的薄板換熱器越來越受青睞。

板式換熱器是以波紋板為傳熱介質的新型高效換熱器，因其具有傳熱效率高、結構緊湊、不易結垢、可拆卸清洗、熱損失極小、可利用低溫熱源等優點而被廣泛用于輕工、食品、化工、制藥、動力機械等部門。對于薄板換熱器的教學以原黑龍江華潤酒精有限公司的糖化醪工序使用螺旋板換熱器在實際運行中的情況為例進行案例式教學。針對實際生產中該發酵系統出現的換熱器物料出口溫度偏高且進料不均，—直影響生產的穩定運行，結合當時企業的工藝改造進行課堂討論，薄板換熱器改造如圖1、圖2所示。

該工藝為180 m2的可拆式螺旋式換熱器，進出口管徑均為200 mm，所使用的糖化醪泵的最大流量為120 m3／h，因此糖化醪在換熱器內的流速只有1.062 m／s，螺旋板換熱器的理想流速為（1—2）m／s。由于兩臺換熱器分料不均，其中必然有一臺流速低于換熱器內物料的最小流速，而使換熱效率大大下降；另一臺也達不到預期的效率。因此將A線兩臺螺旋板換熱器的物料管路由并聯改為了串聯，效果明顯。通過對實際工藝改造的討論，學生進一步理解了換熱器和糖化醪泵的匹配在實際生產中的重要性，特別是換熱器連接的差異在實踐中的重要性。

圖1A線糖化醪用螺旋板換熱器并聯示意圖

二、酵母連續培養的案例式教學

酵母連續培養是按順流方式，在一只或幾只順次連接的罐中進行。它為連續發酵準備了種子擴培的必要條件。酵母糖化醪連續加入首罐，同時添加酵母種液。酵母糖化醪沿酵母擴培罐或罐組流動，酵母不斷增殖，當醪液從酵母罐或酵母罐組最后一罐流出時，已是成熟的生產用酵母菌種，應及時送往發酵罐。

對于酵母連續培養工藝，流程式的文字教學不利于學生理解連續培養的本質，教學中結合俄羅斯酒精廠的酵母順流式連續培養流程進行教學如圖3所示，糖化醪進入貯罐，在其中55℃保溫，繼續糖化45—60min，用泵經換熱器加熱醪液至75—78℃并送入混合罐。在混合罐中保持20—30min，進行巴斯德滅菌，然后醪液被送入氣液分離器，在這里產生的二次蒸氣被噴嘴吸走，并與蒸汽混合后用于換熱器的熱源。消毒后的糖化醪用泵經換熱器冷卻至28—30℃，送往三個酵母增殖罐。然后再向三個酵母罐連續流加糖化醪。二級酵母罐接受來自一級酵母罐的酵母種液，同時流加30℃的糖化醪。學生主要針對三級不同酵母種子罐的連接、設計大小、培養液流速以及工藝過程進行討論。

通過此案例教學，學生很好地掌握了酵母連續培養的基本工藝：按順流方式，在一只或幾只順次連接的罐中進行，它為連續發酵準備了種子擴培的必要條件，酵母糖化醪連續加入首罐，同時添加酵母種液，酵母糖化醪沿酵母擴培罐或罐組流動，酵母不斷增殖，當醪液從酵母罐或酵母罐組最后一罐流出時，已是成熟的生產用酵母菌種，應及時送往發酵罐。

圖3酒精廠酵母順流式連續培養流程

三、酒精連續發酵的案例式教學

連續發酵過程的實現是生物化學工程等多學科發展與結合的結果，連續發酵的設備運行穩定并提高其利用率。采用連續發酵法生產酒精，使設備始終處于發酵運行狀態，通常需要20天對罐進行一次清洗、滅菌，極大地減少了發酵輔助時間，同時，連續發酵時，醪液進入發酵罐即進入主發酵期，可提高設備利用率20%以上。

對于酒精連續發酵工藝，教學中結合哈爾濱釀酒總廠五罐連續發酵生產流程進行講解。如圖4所示，把培養好的成熟酵母由酵母罐送入預發酵罐后，以5m3/h的流速將糖化醪液連續輸入預發酵罐，至預發酵罐裝滿。待發酵罐中糖度達到8.0—9.0 BX，溫度達到32—33℃時，以5m3/h的速度輸入1號發酵罐，仍往預發酵罐以5 m3/h的流速輸送糖化醪，同時向1號發酵罐以25m3/h的流速送入糖化醪。1號 罐滿后，以30m3/h的速度輸入2號罐，2號罐滿后再以同樣的速度輸入3號、4號和5號發酵罐。當5號發酵罐中的成熟發酵醪液量達到60%—70%后按同樣的速度送入蒸餾塔進行蒸餾。在發酵進程中，1號發酵罐內的溫度控制在33—34℃；2號、3號發酵罐內溫度控制在36—38℃；4號發酵罐內溫度控制在33—34℃；5號發酵罐內溫度控制在32—34℃。發酵罐中糖的消耗速度非?？?，當3號發酵罐的外觀糖已耗至零，5號發酵罐的外觀糖為負值，發酵醪外觀糖不再下降，酒精含量不再增加時為發酵成熟醪，可以輸送至蒸餾塔中進行酒精蒸餾。發酵總時間為60—65h。

通過此案例教學，學生對連續發酵的真正含義以及連續發酵的優點有了新的認識：多個發酵罐在同一水平的基礎上，罐之間的發酵醪液靠泵輸送，罐之間醪液不僅可按順序輸送，每個罐還設計了自體循環，在自體循環中通過螺旋板換熱器降溫，這種順序連接發酵罐方式，在實際運行中發酵效果很好，是徹底取代間歇發酵工藝的設備基礎。

圖4水平連接發酵系統

四、多塔差壓蒸餾的案例式教學

對于差壓蒸餾系統，教學中結合安徽特酒廠多塔差壓蒸餾機組進行講解。如圖5所示，對于差壓蒸餾的節能性、氣相過塔和液相過塔的優缺點、塔形的選擇、塔的規范尺寸、CO2分離器的大小、差壓蒸餾與常壓蒸餾的優缺點以及整個工藝過程進行探討。通過此案例教學，學生對于多塔的含義、差壓酒精蒸餾的意義、多塔蒸餾的工藝有了深刻的理解。

圖5安徽特酒公司六塔差壓蒸餾系統

石油資源日益枯竭不可避免，酒精作為可再生能源具有其他能源不可比擬的優勢，酒精行業在未來將有更大的發展。為適應酒精行業對應用、創新型人才的需求，就必須改變酒精工藝學教學中重理論輕實踐、重知識輕素質的傳統模式，建立以技術應用能力和基本素質為主線的教學新體系，結合現代酒精行業的最新工藝進行案例式教學無疑是培養應用、創新型人才的捷徑。

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收稿日期：2013-10-05

作者簡介：趙輝（1971—），男，黑龍江肇東人，黑龍江大學生命科學學院副教授，工學博士，生物工程省級重點專業負責人，主要從事發酵工程研究。

基金項目：2011年黑龍江省高等教育教學改革工程項目（7971）；2011年黑龍江大學高等教育教學改革工程項目“高校發酵工程類課群教學改革的研究與實踐”（2011B026）；2011年黑龍江省高等教育學會課題“高校生物工程專業工程類課程教學改革的研究與實踐”（HGJXHB1110492）