20世紀70年代中期以後，國際上酒精發酵技術的研究重點主要集中在提高酒精發酵效率和細菌發酵新菌種上。
一、高效酒精發酵
（一）影響酒精高效發酵的因素
1．葡萄糖濃度的影響
當葡萄糖濃度很低時（低於10mg/L），其消耗速度和糖濃度呈均勻的直線關係；當葡萄糖濃度達150g/L以上時，它對酵母的發酵和呼吸作用都產生抑製。在間歇發酵時醪液中葡萄糖含量均超過這個數值，因此高濃度葡萄糖對酒精發酵有抑製作用。
2．酵母細胞密度的限製
發酵醪中酵母細胞的密度越高，發酵強度越大，單位時間單位容積產生的酒精就越多。在間歇發酵條件下，發酵醪中酵母細胞的密度因受到營養物質含量、酒精等代謝產物濃度及其他因素的限製，在達到一定水平後就不再增加了，其一般在5～10g/L。由於酵母細胞密度低，所以酒精發酵強度也是低水平。
3．溶解氧濃度的影響
正常酒精發酵時，因合成細胞原生質膜和線粒體中的聚不飽和脂肪酸及類脂質，所以需要少量氧氣。常規酒精發酵醪中溶解氧的含量已能保證酵母對氧的需要，不必另外供氧。但如采用高酵母細胞密度進行酒精發酵，則醪液中溶解氧就不能滿足酵母的需要，就必須定期供應氧氣。采用的方法是定期往發酵罐中通入純氧。
4．酒精的抑製作用
不同的酵母菌株具有不同的耐酒精能力。當醪液中酒精含量高於12%時，一般的酵母不再生長，也不再產生酒精。在間歇發酵時，酒精含量超過4%，酵母的出芽就會受到影響，隨著酒精濃度進一步增加，它對酵母的生長和發酵能力的抑製作用明顯增強。
（二）高效酒精發酵的條件
高效酒精發酵的條件主要有：
（1）發酵醪中酒精濃度應保持在30g/L上下，盡量減少酒精的抑製效應。
（2）發酵醪中葡萄糖濃度不能超過150g/L，以排除葡萄糖的抑製作用。
（3）定期供應必要的微量氧氣，保持6．67～14．7Pa的氧分壓，以供酵母正常代謝活動所需。
（4）提高發酵醪中的酵母細胞密度，盡可能保持在80g/L以上，保證高效酒精發酵的進行。
（三）酵母細胞回用發酵罐
酵母細胞回用連續發酵係統。該係統發酵時酵母細胞密度可增加到83g/L，酒精產率達3040g/（L·h）。但離心分離酵母細胞要增加設備投資、操作費用和電能消耗。因此，找到細胞分離的簡易方法是推廣酵母細胞回用技術的關鍵。
（四）連續攪拌發酵器（CSTR）
CSTR是一種全混式連續發酵罐。
該發酵方法是將滅過菌的糖液連續流入發酵器，含有酒精和酵母及殘糖的發酵液則從罐上部排出。此間定期從底部噴入純氧或無菌空氣。
CSTR的優點：在一定程度上解決了葡萄糖抑製作用；減輕了酵母細胞周圍酒精等代謝產物濃度局部過濃問題；發酵時酵母細胞密度可達10～12g/L，酒精產率達6g/（L·h），是間歇發酵的3倍；投資及操作成本可比間歇發酵工藝降低50%；如采用兩隻連續攪拌發酵器串聯進行酒精發酵，其酒精產率要比單罐提高30%。
（五）透析膜發酵器
透析膜發酵器。
（1）結構 該發酵器中部裝有透析膜，將發酵器分為發酵區和進出料區兩部分。
（2）操作 糖液進入進料區，糖分通過透析膜進入發酵區，發酵區保持有高濃度的酵母，將糖迅速發酵，產生的酒精反向通過透析膜進入出料區並排出器外。發酵區定期送入無菌空氣。
（3）特點
①優點：由於避免了酵母流失，所以醪中酵母細胞密度較高；因過程中酒精不斷被排除，故可避免酒精抑製作用。
②缺點：糖分滲透速度較慢；膜微孔易堵塞。
（六）塔式發酵器
APV塔式發酵器。
1．結構
該發酵器係圓柱形，錐形底部，頂部裝有大直徑的沉澱段，下部有篩孔擋板。塔徑0．9～2m，徑高比1∶（710）。兩塊擋板之間裝有絮凝酵母顆粒。
2．操作
糖液從底部進入，在上升過程中被發酵，酵母則逐步下沉，並被保留在發酵器內。發酵器內的細胞密度可達50～80g/L，酒精產率為60～150g/（L·h）。該發酵器需定期供氧，原供氧方式是從底部噴入，這樣會破壞酵母沉降，因此供氧方式要進一步研究。
3．特點
（1）優點 穩定操作一旦建立，在正常情況下，可保持12個月甚至更長生產時間。
（2）缺點 開工階段延續時間較長，為了達到所需的細胞密度和穩定操作，需要2～3周時間。
（七）萃取發酵係統
萃取發酵係統。
1．特點
發酵醪中的酒精被溶劑萃取，從而保持發酵醪的低酒精濃度，將酒精的抑製作用降低到最低限度。
2．操作
將發酵醪引出發酵罐，經離心後，酵母乳回入發酵罐，離心液與溶劑混合，萃取蒸餾得到酒精，而回收的溶劑再用於萃取。
3．萃取用溶劑的特性
對酵母沒有毒害作用；對酒精有高的分配係數；對酒精的選擇性高於水和其他發酵產物；與發酵液不形成乳濁液。
4．常用的萃取劑
有十二烷醇和二丁酸苯二酸酯等。
（八）中空纖維發酵係統
中空纖維發酵係統。
1．結構
這是基於膜分離技術的發酵新工藝。組成係統的纖維膜具有微孔，將膜製成管狀，中心具有通道，通道的直徑根據需要不同而異，一般為0．2～1．1mm。
2．操作
發酵液從通道通過，酵母和糖留在管內，而酒精則隨溶劑一起經過纖維膜滲出。
3．優點
利用該係統既增加了發酵醪中的酵母數，又降低其中的酒精含量，減少酒精的抑製作用，最終提高酒精產率。
（九）真空發酵工藝
在酒精發酵過程中，當產生的酒精濃度增大到一定程度時對酵母細胞會產生抑製作用，使得酵母細胞減少，影響發酵速率。為此，減小發酵過程中的酒精濃度成為必要。真空發酵技術是通過發酵過程中抽真空使酒精不斷地逸出，從而消除酒精濃度過高對酵母細胞的抑製。
連續真空發酵流程。
1．操作要點
（1）發酵罐保持6．8kPa壓力和35℃的溫度，濃糖液不斷流加，並維持一定的液麵，酒精在這樣的真空度下處於沸騰狀態，蒸發的酒精、水蒸氣被抽走，並冷凝。
（2）發酵罐中酒精含量保持35g/L，而冷凝液中則達到200g/L。
（3）細胞密度可達120g/L，酒精產率達80g/（L·h）。
（4）真空發酵時，因酵母密度高，要定期噴入一定量的氧氣，以保持酵母的活性。
2．缺點
易汙染雜菌，二氧化碳排除也比較困難，還要消耗一部分能量。有人設計了一種連續閃急蒸發發酵係統，有望消除真空發酵的缺陷，而保持其優點。
二、大罐發酵技術
我國酒精發酵多采用11～15個容積為40～120m3的發酵罐，發酵過程中的冷卻采用罐外淋水冷卻、罐內蛇管冷卻；發酵過程中一般不通風（無菌空氣）供氧；發酵罐放空後，一般需清洗、殺菌。這種方式存在著發酵設備數量較多、占地麵積大、冷卻用水多及操作複雜等缺點。
大罐發酵技術可有效地克服上述缺點。大罐發酵發酵罐數量多為3～6個；發酵過程中多采用螺旋板式熱交換器作為冷卻設備，減少了設備內部的死角，更有利於清洗殺菌；在預發酵罐或1號發酵罐供給適量的無菌空氣。
（一）大罐發酵工藝流程
酒精大罐發酵分為間歇發酵和連續發酵兩種。
1．間歇發酵
酒精大罐間歇發酵工藝流程。
此流程中，2隻預發酵罐相當於傳統工藝中的大酒母，2隻預發酵罐交替使用；在預發酵罐中補充營養鹽，供給無菌空氣。
2．連續發酵
大罐連續發酵工藝流程。
在酒精大罐連續發酵工藝流程中，預發酵罐實質上是種子罐，它為1號發酵罐提供良好的菌種，糖化醪在1號發酵罐流加，也有在1號、2號發酵罐都流加。為了保證酵母的正常增殖，在預發酵罐加入營養鹽並定期加入殺菌劑，在預發酵罐、1號發酵罐（有時也在2號發酵罐）供給無菌空氣。
酒精大罐連續發酵在國內已有應用，連續發酵時間可持續60d以上，澱粉出酒率在53%～54%，產量也有大幅度提高。
（二）影響酒精大罐發酵的主要因素
1．進醪速度（流加速度）
在間歇發酵中，傳統工藝接種量要求為8%～10%，而大罐酒精發酵則要求接種量為20%～25%，糖化醪液要求自接種後8～10h內加完。
在連續發酵過程中，要求進入各罐的醪液糖分基本上等於被酵母消耗的糖分與流出的糖分之和；發酵階段，新增殖的酵母細胞數加上由上一罐流入的酵母細胞數等於流入下一罐的細胞數，新增殖的酵母細胞數取決於發酵醪營養物質的多少，營養物質的多少又取決於進、出料速度，所以控製進、出料速度就可以控製營養成分進而控製酵母細胞數。
由於發酵罐容積的不同，因此不可能製定統一的流加速度，為了方便控製，通常采用“稀釋率”指標。所謂稀釋率是指流加速度與流加罐總容積之比。即，
D=qVV
式中 D——稀釋率，h-1
qV——流加速度，m3/h
V——流加罐總容積，m3
實踐表明，稀釋率D一般控製在0．035～0．0451h-1為宜。在此範圍內，流加罐的酵母細胞數，可控製在0．7～1．5億/mL，稀釋率太大，即使酵母菌繁殖快，酵母也來不及積累而被衝流帶走，不能保持相對的穩定狀態。