畢業(yè)設(shè)計(jì)論文年產(chǎn)16萬(wàn)噸食用酒精廠初步工藝的設(shè)計(jì).doc

1、摘 要摘 要本次設(shè)計(jì)為年產(chǎn)16萬(wàn)噸食用酒精廠初步工藝的設(shè)計(jì)，原料為玉米，廠址擬選擇在吉林市。工藝上的設(shè)計(jì)為：高溫雙酶法液化糖化工藝以提高淀粉利用率；在發(fā)酵方面，采用了耐高溫酒精酵母、大型發(fā)酵罐，外循環(huán)冷卻連續(xù)濃醪發(fā)酵新工藝，可以提高生產(chǎn)效率；蒸餾車間采用五塔差壓蒸餾來(lái)保證產(chǎn)品質(zhì)量并提高熱能利用率。通過(guò)物料衡算、設(shè)備選型計(jì)算，用汽計(jì)算等合理優(yōu)化設(shè)計(jì)生產(chǎn)工藝過(guò)程。關(guān)鍵詞： 食用酒精；工藝；糖化；發(fā)酵；蒸餾 ii東北電力大學(xué)本科畢業(yè)論文說(shuō)明書(shū)abstractthe paper is the preliminary process design for the 160,000 tons edible

2、alcohol plant, the raw materials is maize, the site is intended to select the jilin city. workmanship is designed to that in cooking starch materials, using temperature dual enzymatic saccharification of liquefied starch to improve utilization; during fermentation, using a high-temperature applicati

3、ons saccharomyces cerevisiae, a large fermentation tanks , the outer loop cooling continuous thick mash fermentation of new technology that can improve production efficiency; distillation plant using five differential pressure distillation tower to ensure product quality and improved utilization of

4、geothermal energy. by calculting material balance, equipment sizing, steam computing rational design to optimize the production process.keywords: edible alcohol ；process ；saccharification ；fermentation ；distillation第1章 緒 論1.1 我國(guó)酒精工業(yè)的發(fā)展歷史我國(guó)現(xiàn)代化酒精工業(yè)的發(fā)展歷史不長(zhǎng)，1907年德國(guó)人在哈爾濱建立的酒精廠是我國(guó)的第一個(gè)酒精廠；1920年福建酒精廠建立，原料是薯

5、干；1922年山東溥盆酒精廠投產(chǎn)，原料是甜菜糖蜜；1935年上海中國(guó)酒精廠成立，以進(jìn)口甘蔗糖蜜為原料；這些是我國(guó)的第一批酒精廠。解放前夕，我國(guó)酒精工業(yè)發(fā)展十分緩慢，全國(guó)的酒精總產(chǎn)量不及萬(wàn)噸，淀粉利用率也僅有60%左右，生產(chǎn)工藝均為間歇法，原料不經(jīng)粉碎，糖化劑為麥芽。50年代初期是我國(guó)酒精產(chǎn)業(yè)的恢復(fù)時(shí)期，酒精產(chǎn)量逐步恢復(fù)，隨后進(jìn)行技術(shù)革新，用微生物糖化劑代替麥芽，用前蘇聯(lián)的三段蒸煮代替間歇蒸煮，進(jìn)而采用粉碎原料連續(xù)蒸煮；糖化方面采用混合冷卻連續(xù)糖化，而后采用一級(jí)真空冷卻連續(xù)糖化；糖蜜發(fā)酵實(shí)現(xiàn)了連續(xù)化，淀粉質(zhì)原料的連續(xù)發(fā)酵也在一些工廠開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)。70年代開(kāi)始，我國(guó)酒精工業(yè)開(kāi)始采用液體曲，隨后糖化酶、

6、液化酶問(wèn)世。80年代中，8085液化和其他低溫蒸煮工藝開(kāi)始在我國(guó)酒精工業(yè)中得到應(yīng)用1。近年來(lái)，各種新技術(shù)、新設(shè)備、新菌種開(kāi)始在我國(guó)酒精工業(yè)中得到應(yīng)用，如高溫a-淀粉酶、耐高溫活性干酵母、差壓蒸餾和酒糟處理技術(shù)，同時(shí)引進(jìn)了國(guó)外的酒精聯(lián)產(chǎn)飼料的成套技術(shù)和設(shè)備，使我國(guó)的酒精生產(chǎn)水平上了一個(gè)新的臺(tái)階。1.2 我國(guó)酒精工藝裝備技術(shù)的發(fā)展新中國(guó)成立以來(lái)，我國(guó)酒精企業(yè)在科研部門(mén)、大專院校的密切配合和指導(dǎo)下，進(jìn)行了一系列的技術(shù)革新，如間歇蒸煮改為連續(xù)蒸煮，間歇糖化改為連續(xù)糖化。液體曲的使用，糖蜜酒精的連續(xù)發(fā)酵，新型蒸餾塔的應(yīng)用，設(shè)備工藝的改進(jìn)及綜合利用等方面都取得了很好的成績(jī)。隨著人民生活水平的提高，對(duì)食用酒

7、精的質(zhì)量要求也越來(lái)越高，我國(guó)食用酒精企業(yè)開(kāi)始從外國(guó)引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)和工藝，并對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行改革。谷類原料生產(chǎn)酒精排出的酒糟液采用全干燥法制取全價(jià)干酒糟的技術(shù)就是一個(gè)典型的例子，該技術(shù)不僅消除了酒糟廢液的污染，同時(shí)又制得了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)緊俏的高蛋白飼料添加劑ddgs。酒糟離心液的回流節(jié)約了拌料用水和蒸汽，同時(shí)使可發(fā)酵性糖得到充分利用，提高淀粉出酒率。酒精發(fā)酵開(kāi)始采用大罐連續(xù)發(fā)酵，螺旋板式換熱器罐外冷卻，此技術(shù)提高了設(shè)備利用率，并減少了設(shè)備內(nèi)的死角。多效蒸餾技術(shù)的采用，使熱能得到多次利用，能源利用更合理。在自控方面，我國(guó)大多數(shù)酒精廠在蒸煮糖化發(fā)酵蒸餾等工序只采用自動(dòng)顯示儀表，少數(shù)較大工廠在蒸餾工段采用微機(jī)

8、自動(dòng)控制2。1.3 解決酒精生產(chǎn)問(wèn)題的對(duì)策我國(guó)食用酒精生產(chǎn)普遍存在以下幾方面問(wèn)題：發(fā)酵酒精的生產(chǎn)成本高，生產(chǎn)食用酒精的原料受到土地和水資源的限制。生產(chǎn)過(guò)程能耗較高，尤其是蒸煮和酒精回收過(guò)程中能耗特別高。酒糟處理問(wèn)題是當(dāng)前酒精生產(chǎn)處理的一大難題。酒精發(fā)酵的強(qiáng)度問(wèn)題。綜上所述，酒精工業(yè)面臨原料、成本、污染三大問(wèn)題，解決這些問(wèn)題可以從以下幾方面著手：因地制宜的消化吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，改進(jìn)傳統(tǒng)工藝，將重點(diǎn)放在高溫雙酶法液化糖化，大罐連續(xù)發(fā)酵，多效節(jié)能蒸餾，ddgs生產(chǎn)技術(shù)等方面全面系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)利用。搞好企業(yè)的深加工及綜合利用，開(kāi)發(fā)新工藝白酒，可節(jié)糧。開(kāi)發(fā)洋酒，供出口，可為國(guó)家創(chuàng)匯。酒糟深加工為飼料，開(kāi)發(fā)玉

9、米油等。搞好酒糟廢液治理，實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放，消除工廠污染源。如采用薯干土豆等淀粉質(zhì)原料生產(chǎn)食用酒精的工廠，可以采用厭氧-好氧法處理的技術(shù)路線，投資少，見(jiàn)效快。以玉米等谷類為原料生產(chǎn)食用酒精的工廠可以采用全干燥法制取全價(jià)干酒糟的技術(shù)路線，提高原料利用率，為企業(yè)增效。由于計(jì)算機(jī)的發(fā)展和多領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用，在未來(lái)的酒精生產(chǎn)中，采用微機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)作為首選對(duì)象，解決傳統(tǒng)自動(dòng)化儀表不能達(dá)到控制質(zhì)量要求的問(wèn)題，提高自動(dòng)控制質(zhì)量。原料產(chǎn)區(qū)可以以生產(chǎn)酒精，酒糟治理，飼料加工，玉米油開(kāi)發(fā)為主體，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化聯(lián)合的多種經(jīng)營(yíng)聯(lián)合體。1.4 國(guó)內(nèi)外酒精生產(chǎn)技術(shù)比較分析我國(guó)目前多數(shù)酒精工廠對(duì)原料成分利用不盡合理，有的企業(yè)僅利用淀粉

10、生產(chǎn)酒精及co2等產(chǎn)品，一般以酒精為主導(dǎo)產(chǎn)品，如酒精的銷售市場(chǎng)價(jià)格等因素影響，可能導(dǎo)致企業(yè)效益偏低，影響企業(yè)的正常生產(chǎn)。國(guó)外的酒精企業(yè)，尤以美國(guó)最突出，對(duì)淀粉的利用相對(duì)合理。以玉米為生產(chǎn)原料，一般將玉米經(jīng)濕法粉碎工藝做成淀粉，然后淀粉直接液化糖化生產(chǎn)酒精，同時(shí)全面回收淀粉以外的各種副產(chǎn)品，并組成淀粉、酒精、飲料、油脂、養(yǎng)殖飼料等聯(lián)合企業(yè)。18我國(guó)在以薯干為原料生產(chǎn)食用酒精的酒糟廢液治理技術(shù)方面較為成熟，主要采用厭氧-好氧法，該方法能回收大量能源，并且沒(méi)有二次污染。以玉米為原料生產(chǎn)食用酒精，國(guó)外的技術(shù)明顯比我國(guó)先進(jìn)許多。我國(guó)的吉林、黑龍江、上海、山東等一些省份的酒精廠先后從法國(guó)、奧地利、美國(guó)、意

11、大利等國(guó)引進(jìn)酒精生產(chǎn)及ddgs技術(shù)，從工藝及裝備來(lái)看，各有千秋。因此我國(guó)在引進(jìn)設(shè)備和國(guó)產(chǎn)化方面應(yīng)綜合考慮，要突出技術(shù)的先進(jìn)性。3.4第2章 設(shè)計(jì)概論2.1 畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的本次設(shè)計(jì)旨在樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想，在技術(shù)上采用先進(jìn)的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和成熟的科技成果，選擇先進(jìn)可靠、安全適用的工藝流程和工藝條件及生產(chǎn)設(shè)備；技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)先進(jìn)，生產(chǎn)損耗和能量消耗低，在經(jīng)濟(jì)上具有合理；對(duì)環(huán)境污染程度低，在環(huán)境保護(hù)上具有可行性。對(duì)物料、水、電、汽進(jìn)行平衡計(jì)算，對(duì)主要生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行選型與計(jì)算，同時(shí)進(jìn)行重點(diǎn)設(shè)備的設(shè)計(jì)和重點(diǎn)車間平面布置設(shè)計(jì)以及全廠平面布置設(shè)計(jì)，并繪制圖紙。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)使學(xué)生熟悉酒精生產(chǎn)過(guò)程和解決一些工程技術(shù)問(wèn)題，培

12、養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立查找、分析和使用技術(shù)資料，獨(dú)立編寫(xiě)設(shè)計(jì)文件，熟練使用cad軟件繪制工藝流程圖和設(shè)備裝配圖的能力。2.2 畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是年產(chǎn)16萬(wàn)噸食用酒精廠的初步工藝設(shè)計(jì)，年產(chǎn)日320天，產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到國(guó)家優(yōu)級(jí)食用酒精使用標(biāo)準(zhǔn)，濃度99.5%（v）。2.3 畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)選擇并確定工廠廠址、生產(chǎn)工藝流程和工藝條件，確定技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)；進(jìn)行全廠物料平衡計(jì)算；主要生產(chǎn)設(shè)備的選型和計(jì)算，水、電、汽消耗計(jì)算；重點(diǎn)設(shè)備精餾塔的工藝、設(shè)計(jì)及討論；重點(diǎn)車間平面布置設(shè)計(jì)和全廠平面布置設(shè)計(jì)；繪制圖紙 液糖化發(fā)酵工藝流程圖一張、蒸餾工藝流程圖一張、全廠平面布置圖一張、重點(diǎn)設(shè)備裝配圖一張 。2.4 設(shè)計(jì)的指導(dǎo)

13、思想在技術(shù)上采用先進(jìn)的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和成熟的科技成果，使其具有現(xiàn)實(shí)性和先進(jìn)性；工藝流程、選用設(shè)備、工藝控制和工藝條件先進(jìn)可靠、安全適用；生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)先進(jìn)，生產(chǎn)損耗和能量消耗低，在經(jīng)濟(jì)上具有合理性；對(duì)環(huán)境污染程度低，在環(huán)境保護(hù)上具有可行性。2.5 畢業(yè)設(shè)計(jì)的依據(jù)根據(jù)東北電力大學(xué)生物工程系2013年度下達(dá)的設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，查閱大量相關(guān)文獻(xiàn)，進(jìn)入深度調(diào)查研究，收集必須得設(shè)計(jì)資料，與實(shí)習(xí)時(shí)的經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合。技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)應(yīng)達(dá)到或超過(guò)國(guó)內(nèi)同類型工廠生產(chǎn)平均水平。切合實(shí)際，因地制宜，做到通用型與獨(dú)特性相結(jié)合。采用先進(jìn)技術(shù)和專利成果，盡可能地提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低能量消耗，達(dá)到高質(zhì)量水平設(shè)計(jì)。2.6 廠址選擇的原則廠址選

14、擇要符合工業(yè)布局和地區(qū)的發(fā)展規(guī)劃，廠址選擇的正確與否，不僅關(guān)系到建廠過(guò)程中能否以最節(jié)省的投資費(fèi)用，按質(zhì)按量按期完成工廠設(shè)計(jì)所提出的各項(xiàng)指標(biāo)，而且對(duì)投產(chǎn)后的長(zhǎng)期生產(chǎn)、技術(shù)管理和發(fā)展遠(yuǎn)景都有深遠(yuǎn)影響。所以要對(duì)所建廠在某地區(qū)內(nèi)的方位及其所處的自然環(huán)境狀況，面積大小、場(chǎng)地外形及其潛藏的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性，進(jìn)行周密的調(diào)查、預(yù)測(cè)、對(duì)比分析，作為確定廠址的依據(jù)。自然條件地理位置酒精廠廠址選擇應(yīng)考慮微生物發(fā)酵對(duì)環(huán)境因素的特殊要求。發(fā)酵工廠廠址周圍應(yīng)清潔衛(wèi)生，廠區(qū)應(yīng)在居民區(qū)下風(fēng)側(cè)，河流上游，遠(yuǎn)離有毒工廠和有機(jī)廢料、化學(xué)廢料堆放地區(qū)及傳染病中心地點(diǎn)。地形、地勢(shì)與地質(zhì)現(xiàn)代化的發(fā)酵工廠，從原料、糖化、發(fā)酵、分離、提取、精制、

15、包裝，是一條流水作業(yè)線。車間占地面積較大且為矩形者多，因此要求廠址地形及外形整齊為好，最適宜為矩形，這樣有利于工廠總平面的布置。廠址選擇要求地勢(shì)平坦，自然坡度最好在5/1000以下，以利于排泄雨水、廠內(nèi)交通運(yùn)輸及廠房建筑物座落基礎(chǔ)施工。水文要有豐富的水源，包括地表水、深層水、水庫(kù)水、江河水及泉水和城市自來(lái)水等。根據(jù)發(fā)酵工廠的特點(diǎn)，水質(zhì)要滿足生產(chǎn)工藝要求，包括滿足飲用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)及釀造用水標(biāo)準(zhǔn)、硬水及軟化水等。一般深井水及泉水的水量、水溫、水質(zhì)均較適宜；地表水、水庫(kù)水、江河水的水量大而水質(zhì)不高；城市自來(lái)水來(lái)源方便但價(jià)格不便宜。使用時(shí)要注意其合理性與經(jīng)濟(jì)性。氣象氣象資料是工廠總平面布置的重要依據(jù)之一，

16、也是廠房設(shè)計(jì)和排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要依據(jù)。要對(duì)選擇地進(jìn)行全年平均氣溫、平均濕度，最熱月及最冷月的平均氣溫、濕度，最高氣溫與濕度和最低氣溫與濕度進(jìn)行調(diào)查，同時(shí)了解該地降雨量冬季積雪情況、冰凍期及地層冰凍深度、土壤溫度、風(fēng)玫瑰圖及風(fēng)級(jí)表、最高最低氣壓及全年平均氣壓、全年日照數(shù)、各月日照分布情況等條件是否符合標(biāo)準(zhǔn)。技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件原料供應(yīng)與產(chǎn)品銷售選擇廠址時(shí)應(yīng)對(duì)原料的產(chǎn)地、供應(yīng)、運(yùn)輸、貯藏及其規(guī)格質(zhì)量、化學(xué)成分等技術(shù)經(jīng)濟(jì)性狀進(jìn)行調(diào)查分析。所選的廠址應(yīng)盡量接近原料產(chǎn)地，異地原料應(yīng)保證供應(yīng)方便，減少運(yùn)輸損失，進(jìn)廠后須有相應(yīng)的貯備工藝（貯備量、貯倉(cāng)面積、貯藏管理等），以保證正常生產(chǎn)，降低原料成本。能源供應(yīng)電、熱及

17、燃料供應(yīng)方便是選擇廠址的重要原則之一。首先要對(duì)廠址與高壓電網(wǎng)的距離、電源設(shè)備和電壓等情況詳細(xì)了解，以便確定輸電方式和廠內(nèi)變壓配電所的位置。發(fā)酵工廠的耗汽量較大，故熱源供應(yīng)量也較大。選擇廠址要考慮供熱方式、汽量及汽壓等情況。如廠址與城市熱電站鄰近，熱汽可由它供應(yīng)。給排水發(fā)酵工廠用水量較大，而且水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)高。所選擇廠址必須有符合要求的水源。有條件時(shí)，廠址應(yīng)盡量靠近水源地，如靠近泉水、江河湖泊水。最好在所選廠址內(nèi)，能自己轉(zhuǎn)井以建造水塔獲得深井水。這樣，水質(zhì)好、水溫低、給水量準(zhǔn)確。廠區(qū)生產(chǎn)廢水、污水及雨水的排放量很大，其量超過(guò)給水量。其中除部分工藝性廢水可以處理使用外，其余均要排掉，但必須符合廢水排放標(biāo)

18、準(zhǔn)。為此所選廠址應(yīng)盡量靠近城市的排水系統(tǒng)，以便統(tǒng)一處理。如附近無(wú)排水系統(tǒng)，則需自行設(shè)置污水處理站排放。交通運(yùn)輸現(xiàn)代化的發(fā)酵工廠，以其產(chǎn)品商業(yè)化、社會(huì)化為特征，沒(méi)有發(fā)達(dá)的交通和方便的運(yùn)輸，是難以取得高效益的。發(fā)酵工廠的運(yùn)輸量很大，且運(yùn)出量比運(yùn)入量大。如果運(yùn)出與運(yùn)入失調(diào)，輕者影響工廠生產(chǎn)的正常秩序，重者導(dǎo)致停產(chǎn)而效益猛降。故選擇廠址，必須以交通運(yùn)輸方便為原則。要求交通運(yùn)輸方式可靠，鐵路、公路、水路優(yōu)勢(shì)明顯，且有發(fā)展的前景。2.7 廠址選擇選址地點(diǎn):吉林省吉林市。選擇依據(jù)：吉林市是吉林省內(nèi)一大市，人口較多，消費(fèi)量大，且勞動(dòng)資源豐富；交通便利，利于產(chǎn)品的輸出和出口；水資源充足，水只能滿足工藝要求；吉林

19、省是我國(guó)玉米的主要產(chǎn)區(qū)，原料易得，價(jià)格適中。地理狀況地理位置吉林市為吉林省轄地級(jí)市，吉林市地處東北腹地長(zhǎng)白山脈，向松嫩平原過(guò)渡地帶的松花江畔，三面臨水、四周環(huán)山。東經(jīng)125°40e127°56e，北緯42°31n44°40n。東接延邊朝鮮族自治州，西臨長(zhǎng)春市、四平市，北與黑龍江省哈爾濱市接壤，南與白山市、通化市、遼源市毗鄰。地貌和土壤地貌特征：吉林市有"遠(yuǎn)迎長(zhǎng)白，近繞松花"的地勢(shì)，由東南向西北逐漸降低。除占地1748平方公里的吉林市城區(qū)外，其他區(qū)域是全省重要的農(nóng)業(yè)、林業(yè)、畜牧、漁業(yè)及工礦區(qū)。河谷平原區(qū)，分布在松花江中游、永吉縣北部、舒

20、蘭市中部及松花江支流的局部地段。一般海拔170220米，耕地集中，土壤肥沃，適宜農(nóng)事耕作，是重要的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)區(qū)。氣象、溫濕度、降雨條件吉林市的氣候類型屬于溫帶大陸性季風(fēng)氣候，四季分明。春季少雨干燥,夏季溫?zé)岫嘤辏锛緵鏊嗲?，冬季漫長(zhǎng)而寒冷。氣溫受地形影響，由西、西北向東、東南氣溫逐漸降低。當(dāng)?shù)囟辔髂巷L(fēng)，最小風(fēng)頻東北，詳見(jiàn)下列氣象資料表2-1。通過(guò)以上的調(diào)研分析可見(jiàn)，建設(shè)項(xiàng)目所在地的地理位置、地形地貌、氣候、水文地質(zhì)無(wú)不良影響，能夠滿足建廠條件。表2-1 吉林市自然、氣象條件表序號(hào)自然、氣象要素單位數(shù) 值備 注1海拔m183.83184.092年平均氣溫4.53極端最高氣溫36.64極端最低氣溫

21、-40.25最熱月（七月）平均氣溫22.96最冷月（一月）平均氣溫-17.97最熱月（七月）平均最高氣溫27.98最冷月（一月）平均最低氣溫-28.99年平均相對(duì)濕度%7010最熱月（七月）平均相對(duì)濕度%8011最冷月（一月）平均相對(duì)濕度%7212年平均水氣壓pa87013年平均氣壓pa9934214夏季平均氣壓pa9845215冬季平均氣壓pa10012516年平均降雨量mm668.417日最大降雨量mm119.318小時(shí)最大降雨量mm59.9 19最大積雪深度cm46.920基本雪壓kn/m20.4521年最多風(fēng)向及頻率%14主導(dǎo)風(fēng)向：sw22夏季最多風(fēng)向及頻率%13 風(fēng)向：se23年最多

22、風(fēng)向及頻率%11.8 風(fēng)向：sw24最大風(fēng)速m/s27距離地面10米25年平均風(fēng)速m/s3.426基本風(fēng)壓kn/m20.50距離地面10米27最大凍土深度cm- 19028凍結(jié)日期11月22日29解凍日期3月31日30年日照時(shí)數(shù)2454.7時(shí)31年平均雷暴日數(shù)41天32年均蒸發(fā)量135.6mm2.8 原料來(lái)源規(guī)格及標(biāo)準(zhǔn)來(lái)源：玉米采購(gòu)在吉林省四平市原料玉米的外觀規(guī)格及標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)質(zhì)玉米脫皮、脫胚精制而成玉米粉用于發(fā)酵食用酒精。要求玉米淀粉無(wú)有害、有毒物質(zhì)，無(wú)沙子或其它不純物，質(zhì)量一致且符合食品級(jí)，無(wú)任何添加劑和抗氧劑。外觀要正常、無(wú)霉變、無(wú)雜物，呈白色至黃色自由流動(dòng)的顆粒，沒(méi)有其它雜質(zhì)。具有特有的玉米

23、香味，沒(méi)有酸味、霉變的味道及其它異味。玉米的化學(xué)組成見(jiàn)表2-26淀粉發(fā)酵業(yè)所用玉米粉的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2-35表2-2 玉米的化學(xué)組成表 單位%水分蛋白質(zhì)脂肪碳水化合物粗纖維灰分胡蘿卜素6158.54.3731.31.716×10-5核黃素硫胺素尼克酸抗壞血酸鈣磷鐵1×10-43.4×10-42.3×10-34×10-52.2×10-20.211.6×10-3表2-3 淀粉發(fā)酵工業(yè)用玉米質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)表等級(jí)淀粉%（干基）雜質(zhì)%水分% 不善完粒%色澤氣味 總量%生霉粒% 1 75 1.0 14.0 5.0 1.0 正常 2 72 3 6

24、9注：水分含量大于表規(guī)定的玉米的收購(gòu)，按國(guó)家有關(guān)規(guī)定執(zhí)行2.9 主要輔料的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)食用酒精生產(chǎn)所采用的輔料主要有：酶制劑、液氨、活性干酵母、硫酸等。本設(shè)計(jì)主要采用的酶制劑是耐高溫a-淀粉酶，高活性糖化酶，其中耐高溫a-淀粉酶完成淀粉液化過(guò)程，而高活性糖化酶將液化后的短鏈淀粉和糊精徹底水解為葡萄糖。液氨是大型酒精生產(chǎn)中酵母菌的氮源，以玉米為原料必須添加氮源。碳酸鈉的主要作用是調(diào)整回清夜的ph，使其能達(dá)到耐高溫a淀粉酶的最適ph。 活性干酵母的外觀指標(biāo)6表2-4 活性干酵母性質(zhì) 項(xiàng) 目 性 質(zhì)色澤淡黃至淺黃色形狀顆?；驐l狀氣味具有酵母特殊氣味無(wú)異味雜質(zhì)無(wú)異物無(wú)異物48%酵母細(xì)胞存活率80%保存率8

25、5%水分致病菌（沙門(mén)）重金屬5.0%不得檢出20淀粉酶的外觀指標(biāo)表2-5 耐高溫-淀粉酶性質(zhì)項(xiàng) 目標(biāo) 準(zhǔn)最適ph值5.57.0最適作用溫度90以上ca2+濃度5070mg/kg液化力120knu/g或800.000mwu/g 表2-6糖化酶質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)酶活力,u/g(ml)60000,80000，100000,150000,200000水分,不小于 8.0 細(xì)度(通過(guò)40目銅網(wǎng)篩)不小于 80 酶活力保存率(室溫,半年),不小于 80 重金屬(以pb計(jì)),不超過(guò) 0.004 鉛,不超過(guò) 0.001砷(以as計(jì)),不超過(guò) 0.0003 黃曲霉

26、毒素b1,不超過(guò) 0.0000005  大腸菌群,個(gè)/100g(ml) 不超過(guò) 30 沙門(mén)氏菌 不得檢出2.10 生產(chǎn)用水的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)食用酒精廠是用水大戶，水的主要用途是：工藝過(guò)程用水，成品和半成品冷卻用水，鍋爐用水和各種洗滌用水。工藝用水要符合飲用水標(biāo)準(zhǔn)，水的硬度不應(yīng)超過(guò)7毫克當(dāng)量/l，即中等硬度的水。不符合要求的水要經(jīng)過(guò)必要的處理才能應(yīng)用。硬度過(guò)高的水不能用于酒精生產(chǎn)，因?yàn)樗械木凭a(chǎn)工藝過(guò)程都是在弱酸性的條件下進(jìn)行的（ph4.55.5）。冷卻用水硬度也不能過(guò)高，否則容易引起設(shè)備和管道表面結(jié)垢，影響冷卻效果。鍋爐用水應(yīng)符合鍋爐用水標(biāo)準(zhǔn)，硬度超標(biāo)一定要進(jìn)行軟化處理。具體要

27、求見(jiàn)下表2-7。2.11 成品品種及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)食用酒精國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2-8。表2-8 食用酒精國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)gb 10343-2002感官和理化指標(biāo)規(guī)定值簡(jiǎn)表6項(xiàng) 目特 級(jí)優(yōu) 級(jí)普通級(jí) 外 觀 無(wú)色透明 氣 味具有乙醇固有的香氣、無(wú)異味無(wú)異臭 口 味純凈、微甜純正、微甜較純正乙醇（20）% 體積 96.095.595.0氧化時(shí)間（15） min 403020色度 號(hào) 10 10 10硫酸試驗(yàn) 號(hào) 101060甲醇mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l 25050醛（以ch3cho計(jì)）1330正丙醇235100異戊醇+異丁醇1230酸（ch3cooh計(jì)）7

28、1020酯（ch3cooc2h5）101825不揮發(fā)物102025重金屬（以pb計(jì)） 1 1 1氰化物（以hcn計(jì)）5（用木薯為原料產(chǎn)品）表2-7 生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)6項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)感官性狀和一般化學(xué)指標(biāo)色度渾濁度臭和味肉眼可見(jiàn)ph 總硬度（以碳酸鈣計(jì)）鐵錳銅鋅揮發(fā)酚類（以苯酚計(jì)）陰離子合成洗滌劑硫酸鹽氯化物 溶解性總固體色度不超過(guò)15度并不得呈現(xiàn)其他異色 不超過(guò)3度，特殊情況不超過(guò)5度 不得有異臭、異味不得含有6.58.5450mg/l0.3mg/l0.1mg/l 1.0mg/l1.0mg/l 0.002mg/l0.3mg/l250mg/l 250mg/l1000mg/l毒理學(xué)指標(biāo) 氟化物 氰化物

29、 砷 硒 汞 鎘 鉻(六價(jià)) 鉛 銀 硝酸鹽(以氮計(jì)) 氯仿 四氯化碳* 苯并芘 滴滴涕 六六六 1.0mg/l 0.05mg/l 0.05mg/l 0.01mg/l 0.001mg/l 0.01mg/l 0.05mg/l 0.05mg/l 0.05mg/l 20mg/l 60g/l 3g/l 0.01g/l 1g/l 5g/l細(xì)菌學(xué)指標(biāo) 細(xì)菌總數(shù) 總細(xì)菌總數(shù) 游離余氟 100個(gè)/ml 3個(gè)/l 在與水接觸300后應(yīng)不低于0.3 mg/l。集中式給水除出廠水應(yīng)符合上述要求外,管網(wǎng)末梢水不應(yīng)低于0.05 mg/l。放射性指標(biāo) 總放射性 總放射性 0.1bq/l 1bq/l 2.12 主要工藝技術(shù)

30、參數(shù)生產(chǎn)規(guī)模 年產(chǎn)16萬(wàn)噸食用酒精生產(chǎn)天數(shù) 320天/年產(chǎn)品質(zhì)量 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)使用酒精規(guī)格玉米成分 75%淀粉 14%水分淀粉出酒率 55.34%淀粉利用率 91.45%加水比 1：2.5副產(chǎn)品 次級(jí)酒精占2%雜醇油 占成品酒0.5%發(fā)酵周期 48h2.13 生產(chǎn)工作制度年工作時(shí)間 320天日工作時(shí)間 24h連續(xù)工作人員安排 生產(chǎn)工人和管理工人三班倒，保潔人員兩班倒生產(chǎn)方式 連續(xù)生產(chǎn)2.14 環(huán)保措施2.14.1 co2的回收利用食用酒精廠的co2回收，是伴隨著回收co2中酒精蒸汽的過(guò)程而同步進(jìn)行的，現(xiàn)代的回收過(guò)程包括以下工序6：收集 洗滌 壓縮 凈化 干燥 液化 貯存當(dāng)發(fā)酵罐中的發(fā)酵開(kāi)始時(shí)，產(chǎn)生

31、的co2氣體通過(guò)管道，經(jīng)過(guò)氣液分離器進(jìn)入co2回收設(shè)備。氣體co2經(jīng)過(guò)氣液分離器進(jìn)入洗滌塔，在洗滌塔中將比較粗糙的雜質(zhì)除掉。洗滌過(guò)程是系統(tǒng)非常重要的一部分，在水洗滌塔后配備一臺(tái)高錳酸鉀洗滌塔，co2氣體經(jīng)洗滌后送去co2壓縮機(jī)，經(jīng)過(guò)壓縮的氣體經(jīng)活性炭吸附器凈化，可除去co2氣體中的最細(xì)微的有機(jī)雜質(zhì)。通過(guò)干燥器出去氣體中的殘留水蒸氣，最后進(jìn)入co2冷凝器。具體的co2氣體回收工藝流程如下圖所示：發(fā)酵氣co2 貯氣柜 淡酒回收 高錳酸鉀洗滌 水洗滌 壓縮吸附 脫水 干燥 冷卻 貯存2.14.2 雜醇油的回收在酒精發(fā)酵過(guò)程中，由于酵母對(duì)糖和氨基酸利用的結(jié)果，常常產(chǎn)生少量的雜醇油。雜醇油并不是單一的化

32、合物，而是由多種高級(jí)醇所組成的混合物，主要成分異戊醇。異戊醇在水中的溶解度很低，客觀上把異戊醇看成不溶于水，按任何比例與乙醇互溶的有機(jī)物。在實(shí)際生產(chǎn)中，因?yàn)樗迳系恼羝麎毫Σ痪鶆?，雜醇油又是多種高碳鏈醇的混合物，所以雜醇油集中分布在幾塊塔板上。一般液相提取雜醇油的位置是在進(jìn)料層以上的2、4、6塊塔板上，溫度8693，酒精濃度55%60%左右。氣相提取雜醇油是在進(jìn)料層以下2、4、6層塔板上，酒精濃度42%左右。為了分離出較高濃度的雜醇油，可將粗雜醇油加水稀釋，一般稀釋到水層中水的含量為90%左右，酒精在水中含量6%8%之間，而雜醇油只有2%3%，接近于純水中雜醇油的溶解度。在精餾塔中徹底分離雜醇

33、油是十分困難的，可添加間接加熱的雜醇油塔提取含量較高的雜醇油。2.14.3 液體固體co2的制備和儲(chǔ)運(yùn)液體co2的制備發(fā)酵罐中出來(lái)的co2 泡沫捕集器 氣柜 洗滌塔 水環(huán)式空壓機(jī)分水器 一級(jí)壓縮 冷卻器 活性炭吸附柱 二級(jí)壓縮 冷卻器 三級(jí)壓縮 冷卻器 硅膠柱 沸石柱 液體co2固體co2的制備液體co2 膨脹箱 噴入壓冰機(jī)的固化室再膨脹 在三相點(diǎn)條件下形成雪花狀固體co2 壓冰機(jī)壓成干冰 保存在有隔熱層的干冰箱內(nèi)備用2.14.4 酵母回收目前，世界上的許多發(fā)達(dá)國(guó)家的一些酒精廠都將發(fā)酵醪中的酵母用酵母分離機(jī)回收，返回發(fā)酵罐重新利用，主要優(yōu)點(diǎn)有：節(jié)省了酵母培養(yǎng)工段，杜絕雜菌感染；采用酵母回流技術(shù)

34、，加大了發(fā)酵罐的接種量或連續(xù)補(bǔ)充新鮮酵母，提高了發(fā)酵罐中酵母濃度，是發(fā)酵直接進(jìn)入主酵期；縮短發(fā)酵周期，一般20h，提高了設(shè)備利用率；大型酒精生產(chǎn)廠，采用酵母分離回流工藝，便于自動(dòng)控制和自動(dòng)操作，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。淀粉質(zhì)為原料生產(chǎn)酒精酵母回流工藝在澳大利亞昆士蘭州酒精廠投入使用，具體工藝要求是：首先將糖化醪冷卻至32，連續(xù)流入發(fā)酵罐中進(jìn)行單罐發(fā)酵。盡管加入發(fā)酵罐中的糖液濃度較高，但由于酵母的循環(huán)使用，酵母細(xì)胞生長(zhǎng)旺盛，糖液很快變?yōu)榫凭?。正常生產(chǎn)時(shí)成熟的發(fā)酵醪首先進(jìn)入曲篩，該曲篩的篩孔為0.2mm，含酒精的酒精糟液進(jìn)入待蒸餾罐含酵母的液體進(jìn)入酵母分離機(jī)進(jìn)行一級(jí)分離。酵母分離及分離出來(lái)的酵母送入

35、二級(jí)酵母分離機(jī)中，分離出的酒精醪液送入待蒸餾罐。二級(jí)酵母分離機(jī)分離出的酒精醪泵如待蒸餾罐，分離出來(lái)的酵母乳送入酸化罐，加入硫酸及工藝水調(diào)酸，調(diào)酸后的酵母液經(jīng)活化送入預(yù)發(fā)酵罐作為種子使用。具體工藝流程如下： 預(yù)發(fā)酵罐 糖液 發(fā)酵罐 酒精醪 0.2mm曲篩 蒸餾 酵母醪液 酵母分離機(jī) 糖液 酵母醪液 酵母活化罐 無(wú)菌氧 酵母分離機(jī) 酵母乳 酸化罐 硫酸 工藝水圖2-1酵母菌回收工藝流程圖2.14.5 酒精糟的回收以玉米為原料生產(chǎn)食用酒精，除了已轉(zhuǎn)化為酒精co2及其他揮發(fā)性產(chǎn)品的那部分淀粉與糖外，原料的其余干物質(zhì)全部轉(zhuǎn)入酒糟中，酒糟中不僅有機(jī)物濃度高，水分多運(yùn)輸困難，而且不經(jīng)處理排放會(huì)造成資源的浪費(fèi)

36、并且嚴(yán)重污染環(huán)境。目前，大型食用酒精廠普遍采用全干燥法制取全價(jià)干酒糟的技術(shù)來(lái)處理玉米酒糟廢液，生產(chǎn)的ddgs營(yíng)養(yǎng)豐富，蛋白質(zhì)含量27%以上，易儲(chǔ)存便于運(yùn)輸，是良好的飼料添加劑。具體過(guò)程如下：玉米酒糟 沉降離心 常壓蒸發(fā)濃縮 干燥 ddgs 造粒 包裝離心分離是酒糟處理的第一步，離心分離的好壞直接影響到能量消耗生產(chǎn)運(yùn)行等，選用高效的臥螺機(jī)可以達(dá)到很好的分離效果，酒糟離心所得的濾液中含有很多的營(yíng)養(yǎng)成分，為了回收這些營(yíng)養(yǎng)成分，必須將水分蒸發(fā)，以便得到干物質(zhì)濃度為40%的濃漿液，這種漿狀物與濾渣混合后干燥制成ddgs，干燥階段主要選擇管式干燥機(jī)。第3章 酒精生產(chǎn)工藝流程的設(shè)計(jì)及說(shuō)明3.1 酒精的性質(zhì)用

37、途及生產(chǎn)方法概述3.1.1 酒精的性質(zhì)酒精學(xué)名是乙醇，分子式為c2h5oh，相對(duì)分子質(zhì)量46.07。相對(duì)密度0.7893，凝固點(diǎn)-117.3，沸點(diǎn)78.2，閃點(diǎn)14。與水、甲醇、乙醚和氯仿等以任何比例混溶。有吸濕性。與水能形成共沸混合物分析純級(jí)的無(wú)水乙醇是無(wú)色透明，易揮發(fā)，具有特殊芳香和強(qiáng)烈刺激味的易燃液體。自燃點(diǎn)390430，乙醇蒸汽與空氣可形成爆炸性混合物，爆炸極限為3.3%19%（v）。似水性，與堿金屬反應(yīng)放出氫氣。會(huì)發(fā)生脫水反應(yīng)，氧化反應(yīng)，酯化反應(yīng)7。3.1.2 酒精的用途酒精有很廣泛的用途，在釀酒行業(yè)，橡膠工業(yè)，油漆涂料工業(yè)，電子工業(yè)及紙漿生產(chǎn)行業(yè)，醫(yī)藥行業(yè)，化妝品行業(yè)等都發(fā)揮著重要

38、的作用。在食品行業(yè)中，酒精是配制各類白酒、果酒、葡萄酒、露酒、藥酒和生產(chǎn)食用醋酸及食用香精的主要原料。在化學(xué)工業(yè)中，酒精是不可缺少的基礎(chǔ)原料和溶劑，利用酒精可以制造合成橡膠、聚氯乙烯、聚苯乙烯、乙二醇、冰醋酸、苯胺、乙醚、脂類、環(huán)氧乙烷和乙基苯等大量化工產(chǎn)品。在醫(yī)藥工業(yè)和醫(yī)療事業(yè)中，酒精用來(lái)配制、提取醫(yī)藥制劑，可以作為消毒劑。在國(guó)防工業(yè)等其他部門(mén)也需要大量酒精，隨著石油資源的緊缺，酒精代替石油可減少環(huán)境污染、解決能源危機(jī)，是綠色可再生能源。酒精工業(yè)與農(nóng)業(yè)也有十分密切的關(guān)系，酒精工業(yè)從農(nóng)業(yè)獲得原料，農(nóng)業(yè)需要酒精制備農(nóng)藥。酒精工業(yè)的下腳料酒糟經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)奶幚砗笫橇己玫娘暳虾头柿稀?.1.3 酒精的生

39、產(chǎn)方法由于工藝流程的不同，酒精的生產(chǎn)方法可分為合成法和微生物發(fā)酵法。合成法是以石油裂解產(chǎn)生的乙烯氣體為制造合成酒精的原料。用此法生產(chǎn)酒精比例已在國(guó)外占酒精總產(chǎn)量的20%，我國(guó)也有生產(chǎn)，它可以節(jié)約大量的糧食。發(fā)酵法大多用于食品、飲料工業(yè)以及燃料乙醇的生產(chǎn)，它以谷物、玉米、小麥、薯類、糖蜜等為原料，經(jīng)發(fā)酵、蒸餾制得，將發(fā)酵法酒精進(jìn)一步脫水，再經(jīng)雙酶法液化糖化、連續(xù)發(fā)酵、蒸餾制得。食用酒精的生產(chǎn)必須采用微生物發(fā)酵法，并且產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求。3.2 酒精生產(chǎn)工藝流程的確定以玉米為原料生產(chǎn)酒精，原料的可發(fā)酵性物質(zhì)是淀粉，酵母不能直接利用淀粉發(fā)酵生成酒精，所以以玉米為原料的酒精生產(chǎn)必須滿足以下幾點(diǎn)

40、：玉米淀粉以顆粒狀的形式存在于玉米細(xì)胞當(dāng)中，為了是淀粉從細(xì)胞中游離出來(lái)，原料必須經(jīng)過(guò)粉碎。采用水熱處理，使淀粉糊化-液化，并破壞細(xì)胞，形成均一的醪液，使它能更好的接受酶的作用并轉(zhuǎn)化為可發(fā)酵性糖，玉米原料粉碎以后要加水扮成漿料并進(jìn)行加熱處理，根據(jù)玉米原料的特點(diǎn)，采用高壓蒸煮的辦法。糊化或液化了的淀粉只有在催化劑的作用下才能轉(zhuǎn)化為葡萄糖，采用淀粉酶。根據(jù)以上特點(diǎn)確定食用酒精生產(chǎn)工藝流程圖如下： 玉米原料 多級(jí)除雜 雜質(zhì) 循環(huán)粉碎 拌料 耐高溫淀粉酶 液化 糖化 新型糖化酶co2 大罐連續(xù)發(fā)酵 耐高溫酒用性干燥酵母 多效節(jié)能蒸餾 高級(jí)酒精酒糟離心液 酒糟離心分離 濾渣多效蒸發(fā) 濃漿 干燥機(jī) ddgs

41、二次蒸汽利用圖3-1食用酒精生產(chǎn)工藝流程圖3.3 工藝條件及說(shuō)明3.3.1 玉米淀粉供應(yīng)工序玉米原料在進(jìn)行正式的生產(chǎn)過(guò)程前，必須進(jìn)行預(yù)處理。主要包括除雜和粉碎兩個(gè)工序。玉米磨粉工序擬采用半濕法玉米脫胚磨粉工序，該方法可以提高玉米的綜合利用率并生產(chǎn)副產(chǎn)品粗玉米油，又能降低副產(chǎn)品的ddgs中的脂肪含量，是ddgs產(chǎn)品質(zhì)量更佳。半濕法玉米脫胚磨粉工藝設(shè)備投資少、成本低提胚效果好，提胚率一般在85%95%之間，具體工藝流程如下：玉米 篩選 磁選 濕潤(rùn) 脫皮破渣 粉粉 篩選 磨粉 比重提胚 篩選分級(jí) 粉 皮胚 風(fēng)選玉米原料在收獲和干燥過(guò)程中，往往會(huì)摻進(jìn)泥土沙石纖維質(zhì)雜質(zhì)甚至是金屬塊等。消除雜質(zhì)，可以保證

42、產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)過(guò)程的順利進(jìn)行，主要采用篩選組和永磁滾筒進(jìn)行除雜。半濕法脫胚的水分應(yīng)控制在16%18%。將玉米篩選分級(jí)粉碎至直徑11.8mm，這樣的原料顆粒易于吸水膨脹，能較徹底的糊化。3.3.2 液化糖化工序液化糖化工序的主要目的是將合格的玉米淀粉變成可發(fā)酵性糖，以利于酵母吸收、繁殖、發(fā)酵產(chǎn)生酒精和co2.高溫雙酶法液化糖化過(guò)程如圖所示3-2所示。圖3-2高溫雙酶法液化糖化工藝流程圖該工藝中液化酶分兩步加入，第一步是先加入1/3的液化酶至拌料罐，目的是降低醪液的粘度，以利于液化醪的噴射蒸煮，第2步加入2/3液化酶至末液化罐?；旌瞎拗械乃菑U水利用，用于拌料，溫度控制在6065，同玉米粉一同進(jìn)入

43、拌料罐混合同時(shí)加入液化酶naoh石灰乳。料水比控制在1:2.02.5，醪液溫度控制在60左右，拌料罐中加入的naoh石灰乳酒糟水等可以中和有機(jī)酸控制料液ph為6.5，利于液化酶作用，而加入的ca2+對(duì)液化酶具有保護(hù)作用，濃度70mg/kg最宜。玉米漿進(jìn)入初液化罐中被加熱到9093液化50min左右，然后經(jīng)噴射蒸煮器加熱到120125，由于加水及溫度的升高，淀粉吸水膨脹，細(xì)胞破裂，淀粉由顆粒變成溶解狀態(tài)的糊液，適于淀粉酶進(jìn)行液化糖化，蒸煮后的醪液進(jìn)入閃蒸罐，通過(guò)真空泵的抽吸產(chǎn)生負(fù)壓，使醪液的溫度由125降到93是淀粉顆粒溢裂，閃蒸后的醪液進(jìn)入末液化罐中，加入余下液化酶，液化5060min。為了便

44、于糖化酶的作用，必須在糖化以前將醪液的ph由6.5降到4.5，這一步是在酸化罐中加入h2so4進(jìn)行，同時(shí)向酸化罐加入25酒糟水，一方面降低料液溫度，兩一方面降低料液濃度，利于發(fā)酵，物料與h2so4酒糟水混合時(shí)間15min。酸化后經(jīng)螺旋板換熱器降溫至5860進(jìn)入糖化罐進(jìn)行糖化，同時(shí)加入糖化酶，時(shí)間45min滿,糖化后的醪液由螺旋板式冷卻器冷卻至2830將此醪液送往發(fā)酵工序發(fā)酵即可。3.3.3 發(fā)酵工序發(fā)酵的目的是可發(fā)酵性糖在酵母細(xì)胞內(nèi)酒化酶的作用下生成酒精與co2，在通過(guò)細(xì)胞膜將這些產(chǎn)物排除體外。具體化學(xué)反應(yīng)是：(c6h10o5)n +nh2o nc6h12o6 c6h12o6 2c2h5oh

45、+ 2co2本次設(shè)計(jì)采用大型發(fā)酵罐，外循環(huán)冷卻連續(xù)濃醪發(fā)酵新工藝。大罐發(fā)酵中使用預(yù)發(fā)酵罐，即大發(fā)酵罐的種子罐，除作為種子罐外，它還保證了1號(hào)發(fā)酵罐的稀釋速度。大罐連續(xù)發(fā)酵設(shè)備流程圖見(jiàn)圖3-3.圖3-3大罐發(fā)酵設(shè)備流程圖具體操作工藝條件如下：首先向預(yù)發(fā)酵罐和首發(fā)酵罐中分別加入約為罐容積的20%的糖化醪。向兩個(gè)罐中投入耐高溫酒用活性干酵母適量。向兩個(gè)罐中投入（nh4)2hpo4適量。向預(yù)發(fā)酵罐泵入適量的糖化酶。分別向罐中通入適量的無(wú)菌空氣（間歇通風(fēng)）。觀察溫度，控制醪液溫度3133。每2h測(cè)定一次酵母質(zhì)量。810h后向兩個(gè)罐中加入糖化醪液。當(dāng)預(yù)發(fā)酵罐滿罐時(shí)，一邊加入糖化醪，一邊將預(yù)發(fā)酵罐中的酒母醪

46、泵入首發(fā)酵罐中。當(dāng)首發(fā)酵罐液位達(dá)到98%時(shí)，打開(kāi)閥門(mén)向第二個(gè)發(fā)酵罐溢流，當(dāng)?shù)诙€(gè)罐達(dá)到96%時(shí)，向第三個(gè)發(fā)酵罐溢流，以此類推。進(jìn)入最后一個(gè)罐的成熟發(fā)酵醪送去蒸餾車間蒸餾。3.3.4 酒精蒸餾在酒精生產(chǎn)中，將酒精和所有的揮發(fā)性雜質(zhì)從發(fā)酵成熟醪中分離的過(guò)程稱為蒸餾，蒸餾后得到粗酒精，所用設(shè)備是粗餾塔。除去粗酒精中的雜質(zhì)，進(jìn)一步提高酒精濃度與質(zhì)量的過(guò)程稱為精餾，所用設(shè)備精餾塔。我國(guó)絕大多數(shù)酒精廠都采用三塔常壓蒸餾，但是蒸餾消耗高，酒精質(zhì)量差，與發(fā)達(dá)國(guó)家食用酒精質(zhì)量相比還有很大差距。根據(jù)我國(guó)食用酒精現(xiàn)狀和引進(jìn)的國(guó)外設(shè)計(jì)情況，本次設(shè)計(jì)擬采用五塔差壓蒸餾工藝。所謂差壓蒸餾是多次重復(fù)利用蒸汽的熱量,所以也稱

47、為多效蒸餾。各個(gè)塔在不同的壓力下操作,前一塔的壓力高于后一塔的壓力,前一效塔頂蒸汽的冷凝溫度略高于后一效塔底液體的沸騰溫度。第一效蒸餾用直接蒸汽加熱,其塔頂蒸汽作為第二效塔釜再沸器的加熱介質(zhì),它本身在再沸器中冷凝.依次逐效進(jìn)行。直到最后一效塔頂蒸汽用外來(lái)冷卻水冷凝。五塔差壓蒸餾工藝過(guò)程十分合理，雜質(zhì)去除機(jī)會(huì)多，產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)，自動(dòng)化程度高，工人的勞動(dòng)強(qiáng)度低，熱能重復(fù)利用，節(jié)省了有效能損失,提高了系統(tǒng)的熱力學(xué)效率5。本次設(shè)計(jì)粗餾塔采用泡罩塔，其余四塔采用浮閥塔，具體工藝特征見(jiàn)下表：表3-1 五塔壓差蒸餾特征表序號(hào)名稱作用及特征工藝特點(diǎn)1粗餾塔將酒精等易揮發(fā)組分從發(fā)酵醪中分離，兼有濃縮糟液及排除大部分

48、雜質(zhì)的作用。負(fù)壓操作，利用精餾塔塔頂蒸汽間接加熱2排醛塔采用水萃取精餾技術(shù)，更好的排除頭級(jí)雜質(zhì)中級(jí)雜質(zhì)，排除醛酯等。用水來(lái)自精餾塔的廢熱水，充分利用余熱，達(dá)到節(jié)能的目的，不采用外部工藝水，防止污染。3精餾塔徹底排除低沸餾分及雜醇油等雜質(zhì)，并達(dá)到酒精濃縮的目的余餾水送去液化糖化工段拌料，抽吸適量的回流液至排醛塔中清洗。4回收塔是保證酒精質(zhì)量的環(huán)節(jié)，主要減少工業(yè)酒精量，保證食用酒精的質(zhì)量集中各塔含有雜質(zhì)的雜酒進(jìn)行二次蒸餾，分離出部分工業(yè)酒精和雜醇油。5甲醇塔在高酒精濃度下，實(shí)現(xiàn)甲醇與食用酒精的分離，達(dá)到無(wú)甲醇的目的。負(fù)壓操作，塔頂排除甲醇，塔釜采出優(yōu)質(zhì)食用酒精。具體工藝操作如下：粗餾塔在負(fù)壓的條件

49、下進(jìn)行操作，發(fā)酵成熟醪經(jīng)塔頂預(yù)熱器預(yù)熱后進(jìn)入粗餾塔，發(fā)酵成熟醪在粗餾塔中經(jīng)初步蒸餾。粗餾塔塔頂酒精蒸汽經(jīng)冷凝器冷凝進(jìn)入排醛塔。粗餾塔利用精餾塔塔頂蒸汽經(jīng)再沸器進(jìn)行加熱。排醛塔又稱水萃取塔。來(lái)自粗餾塔的淡酒精液體進(jìn)入排醛塔中部，排除大部分頭級(jí)雜質(zhì)。精餾塔頂部少量成品酒精、殘留的頭級(jí)雜質(zhì)以及雜醇油塔回來(lái)的低質(zhì)酒重新回入排醛塔再次回收頭級(jí)雜質(zhì)。酒精沿塔板下流愈來(lái)愈徹底的頭級(jí)雜質(zhì)，最終以高純度酒精的形式從甲醛塔取出。脫醛液從排醛塔塔底部排出。為了不使酒精成品變稀，排醛塔用加熱器間接加熱。精餾塔在0.2mpa絕壓的條件下進(jìn)行操作。從排醛塔來(lái)的脫醛液進(jìn)入精餾塔中、下部進(jìn)行蒸餾，高純度酒精從精餾塔頂部以下數(shù)塊塔板取出進(jìn)入甲醇塔，從精餾塔相應(yīng)部位取出的雜醇油進(jìn)入回收塔。為了不使酒精成品變稀，精餾塔用加熱器間接加熱。甲醇塔在負(fù)壓的條件下進(jìn)行操作。從精餾塔來(lái)的高純度酒精在甲醇塔中進(jìn)一步分離提純排除頭級(jí)雜質(zhì)。尾級(jí)雜質(zhì)以工業(yè)酒精的形式從塔頂排出。從甲醇塔相應(yīng)位置排出合格的食用酒精。甲醇塔利用排醛塔塔頂蒸汽經(jīng)再沸器進(jìn)行加熱?；厥账饕鞘占瘉?lái)自于精餾