【正文】 年產(chǎn)8萬(wàn)噸酒精工藝工廠設(shè)計(jì)項(xiàng)目可 行 性 報(bào) 告建 設(shè) 性 質(zhì)： 新 建 班別 食品本092班 (0911402220)(0911402215)(0911402218)(0911402221)項(xiàng)目申報(bào)單位：********有限責(zé)任公司項(xiàng)目申報(bào)日期：****年***月***日29 / 30引 言酒精生產(chǎn)過(guò)程是將淀粉質(zhì)原料預(yù)制成葡萄糖，通過(guò)其與酵母發(fā)酵使其轉(zhuǎn)化為含酒精混合物，再通過(guò)精餾分離制得乙醇的過(guò)程。在理論上來(lái)說(shuō)者這是個(gè)簡(jiǎn)單的過(guò)程，但是要想在一個(gè)大規(guī)模的水平上獲得最大效率，卻需要依靠生物學(xué)和工程的結(jié)合。根據(jù)要達(dá)到80000噸/年的食用酒精生產(chǎn)水平的要求設(shè)計(jì)其生產(chǎn)工藝，按照流程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室生產(chǎn)，最后擴(kuò)大為工業(yè)化食用酒精生產(chǎn)。在生產(chǎn)過(guò)程中根據(jù)傳統(tǒng)工藝流程，在預(yù)處理、糖化、發(fā)酵，蒸餾等方面進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)，選用較為先進(jìn)的方法和設(shè)備，使原料和投入得到最大的利用，并以節(jié)省原料、降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率為原則，從而設(shè)計(jì)出達(dá)到80000噸/年的食用酒精生產(chǎn)水平的最佳工藝。 設(shè)計(jì)任務(wù)以薯類(lèi)和玉米等淀粉質(zhì)，采用發(fā)酵的方法生產(chǎn)酒精。生產(chǎn)規(guī)模為80000噸/年，生產(chǎn)中不能有次級(jí)酒精產(chǎn)品，全部為國(guó)標(biāo)普通級(jí)食用酒精。3/4的食用酒精用薯干作原料，1/4的食用酒精用玉米作原料。4. 根據(jù)生產(chǎn)方法的選擇原則，確定普通級(jí)食用酒精的具體生產(chǎn)方法，詳細(xì)說(shuō)明理由。5. 確定生產(chǎn)中原料、輔料消耗量及副產(chǎn)品生產(chǎn)量。并根據(jù)物料衡算結(jié)果，初步選擇生產(chǎn)設(shè)備，繪制帶控制點(diǎn)工藝流程圖6. 根據(jù)廠區(qū)總平面布置的基本原則，在自己設(shè)定的廠區(qū)平面上，將酒精生產(chǎn)的各個(gè)車(chē)間（包括輔助車(chē)間）合理的布置在廠區(qū)平面上。7. 根據(jù)初步設(shè)計(jì)階段設(shè)備布置的基本原則，進(jìn)行蒸煮糖化車(chē)間設(shè)備布置設(shè)計(jì)。一 淀粉質(zhì)原料酒精生產(chǎn)工藝淀粉質(zhì)原料酒精生產(chǎn)的特點(diǎn): （1）淀粉是以淀粉顆粒的形式存在于原料的細(xì)胞之中，為了使淀粉能最 終轉(zhuǎn)化成酒精，首先要?jiǎng)?chuàng)造條件，使淀粉有可能從細(xì)胞中游離出來(lái)。為此,原料要粉碎，以破壞植物細(xì)胞組織，便于淀粉的游離。 （2）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 好地接受酶的作用并轉(zhuǎn)化成為可發(fā)酵性糖。所以，淀粉質(zhì)原料粉碎以后要加水拌成漿液并進(jìn)行加熱處理。多年來(lái)都是采用高壓，高溫的水熱處理方法，即高壓蒸煮的方法；近年來(lái)低溫常壓的水熱處理方法，即低溫蒸煮或8085 176。C液化法得到了廣泛的推廣和應(yīng)用。本次試驗(yàn)要求為高壓蒸煮，即416k，5個(gè)大氣壓（表壓）蒸煮。（3）糊化或液化淀粉只有在催化劑的作用下才能轉(zhuǎn)成葡萄糖，這種催化劑可以是硫酸等無(wú)機(jī)酸，也可以是淀粉酶這類(lèi)生物催化劑。目前國(guó)內(nèi)外酒精生產(chǎn)上用的是淀粉酶系統(tǒng)。淀粉酶系統(tǒng)主要是糊化酶（一般是細(xì)菌α淀粉粉酶,因其更耐高溫）和糖化酶，α淀粉粉酶水解淀粉的產(chǎn)物主要是糊精，糖化酶則主要把糊精轉(zhuǎn)化為可發(fā)酵的葡萄糖。1. 薯干和玉米都屬于淀粉質(zhì)原料，下面為淀粉質(zhì)原料酒精生產(chǎn)的流程［1］ 淀粉質(zhì)原料 除雜粉碎 粉 料 加水調(diào)漿 粉 漿 加α淀粉酶噴射液化 粉漿液化液 加入糖化酶糖化 取小部分加入酵母 糖 化 醪 酒母 加入酒精酵母進(jìn)行酒精發(fā)酵 CO2 酒精發(fā)酵醪 蒸餾 其他產(chǎn)品或雜質(zhì) 廢 醪 酒精 從上述流程可見(jiàn)，淀粉質(zhì)原料酒精生產(chǎn)是由原料預(yù)處理，原料的水熱處理（原料的蒸煮），糖化劑生產(chǎn)，糖化，酒母制備，發(fā)酵和蒸餾等工段組成的。下面分別對(duì)上述諸工段作詳細(xì)的介紹。 淀粉質(zhì)原料在正式進(jìn)入過(guò)程前，必須進(jìn)行預(yù)處理，以保證生產(chǎn)的正常進(jìn)行提高生產(chǎn)的效益。預(yù)處理包括除雜和粉碎兩個(gè)工序。 原料的除雜 必然性 淀粉質(zhì)原料在收獲和干燥的過(guò)程中往往會(huì)摻雜進(jìn)泥土，沙石，纖維質(zhì)雜物，甚至金屬塊等雜物。這些雜質(zhì)如果不在投入生產(chǎn)前予以除去，則將嚴(yán)重影響生產(chǎn)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。石塊和金屬雜質(zhì)會(huì)使粉碎機(jī)的篩板磨損或損傷，造成生產(chǎn)的中斷；機(jī)械設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)部位。泥沙等雜質(zhì)的存在也會(huì)影響正常的發(fā)酵過(guò)程。清除雜質(zhì)，保證生產(chǎn)正常和順利地進(jìn)行，這就是除雜的目的。 方法 （ 篩選 風(fēng)選 磁力除鐵） 氣流篩選分離器用于谷物原料除雜用。凡是厚度和寬度或空氣動(dòng)力學(xué)性質(zhì)與所用谷物不同的雜質(zhì)，都可以用氣流篩選分離器將其分離。 磁力除鐵器 鐵質(zhì)雜質(zhì)通常用磁力除鐵器來(lái)分離。磁力除鐵器分永久性磁力除鐵器和 電磁除鐵器兩類(lèi)。 原料的粉碎 原料粉碎的必然性 對(duì)于連續(xù)蒸煮來(lái)說(shuō)，原料必需預(yù)先進(jìn)行粉碎，才能進(jìn)一步加水制成粉漿，然后再用泵連續(xù)均勻地送入連續(xù)蒸煮系統(tǒng)。所以對(duì)于連續(xù)蒸煮來(lái)說(shuō)，原料粉碎是一個(gè)前提。原料進(jìn)行水熱處理的目的是要使包含在原料細(xì)胞中的淀粉顆粒能從細(xì)胞中游離出來(lái)，充分吸水膨脹，糊化乃至溶解，為隨后的淀粉酶系統(tǒng)作用，并為淀粉轉(zhuǎn)化成可發(fā)酵性糖創(chuàng)造條件。達(dá)到這個(gè)目的?？梢圆捎谜Ｔ细邏赫糁?，粉碎原料較和緩條件下蒸煮和超細(xì)粉碎三種方法。就目前的情況來(lái)看，先將原料粉碎，再在緩和的條件下進(jìn)行蒸煮是較好的方法。 原料粉碎的方法 (干式粉碎 濕式粉碎） 干式 ： 干式粉碎應(yīng)采用粗碎和細(xì)碎。 粗碎：原料過(guò)磅稱(chēng)重后，進(jìn)入輸送帶，電磁除鐵后進(jìn)行粗碎。粗碎后的物料以薯干為列應(yīng)能通過(guò)610mm的篩孔，然后在送去進(jìn)行細(xì)粉碎 。 細(xì)碎：經(jīng)過(guò)粗碎的原料進(jìn)入細(xì)碎機(jī)。（適合玉米粉）。 濕式 ：濕式粉碎是指粉碎時(shí)將拌料用水與原料一起加到粉碎機(jī)中去進(jìn)行粉碎。 （本設(shè)計(jì)采用氣流輸送） 。是利用氣流管子中輸送物料。它的簡(jiǎn)單原理就是：固體物料在垂直向上的氣流中受到兩個(gè)力的作用，一個(gè)是向下的重力，一個(gè)是向上的推力，如果推力大于重力，則物料被氣流帶動(dòng)向上運(yùn)動(dòng)，從底部移到高位。舉例：甘薯和玉米進(jìn)入接料器，它就被吸料管中的上升氣流帶動(dòng)，從低位運(yùn)送到高位，原料中的金屬，泥土和石塊等雜質(zhì)，則因相對(duì)密度較大，不能為氣流所帶走而留在接料器底部或直接落在地上。 選擇氣流輸送的原因：（1） 采用氣流輸送后，輸料管和粉碎設(shè)備均在密閉負(fù)壓的條件下進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，粉 塵飛揚(yáng)基本消除，原料損失和勞動(dòng)條件惡劣兩個(gè)問(wèn)題均迎刃而解。（2） 實(shí)現(xiàn)氣流輸送后，鐵片，石塊等雜物，能較可靠地在一級(jí)升料管的接料器底部被自動(dòng)風(fēng)選出來(lái)，從而保證了篩子和設(shè)備較長(zhǎng)期的完好使用。（3） 采用氣流輸送后。粉料被氣流從粉碎機(jī)中吸出，從而提高錘碎機(jī)能力百分之五十。（4） 機(jī)械輸送動(dòng)力消耗低。4原料預(yù)處理流程原料 稱(chēng)重 倒包 皮帶輸送 除鐵 粗碎 斗式提升機(jī) 料斗 細(xì)粉碎 吸風(fēng)管 旋風(fēng)分離器 粉料 閉風(fēng)機(jī) 料斗 加料器（絞龍） 拌料預(yù)煮罐 風(fēng)機(jī) 布袋過(guò)濾器 大氣 細(xì)粉回收5 原料的水熱處理 含在原料細(xì)胞中的淀粉顆粒，由于植物細(xì)胞壁的保護(hù)作用，不易受到淀粉酶系統(tǒng)的作用。另外，不溶解狀態(tài)的淀粉被常規(guī)糖化酶糖化的速度非產(chǎn)的緩慢，水解程度也不高。所以，淀粉原料在進(jìn)行糖化之前一定要經(jīng)過(guò)水熱處理，使淀粉從細(xì)胞中游離出來(lái)，并轉(zhuǎn)化為溶解狀態(tài)，以便淀粉酶系統(tǒng)進(jìn)行糖化作用，這就是原料水熱處理的主要目的。 原料水熱處理的理論基礎(chǔ)（1）淀粉顆粒的形狀淀粉顆粒呈白色，不溶于冷水和有機(jī)溶劑，顆粒內(nèi)部呈復(fù)雜的結(jié)晶組織。不同的淀粉顆粒具有不同的形狀和大小。一般來(lái)說(shuō)，含水分高，蛋白質(zhì)少的植物其淀粉顆粒較大，形狀也比較整齊，大多數(shù)呈圓形或卵形，如甘薯的淀粉。同一淀粉的顆粒大小也不均勻。淀粉顆粒具有抵抗外力作用較強(qiáng)的外膜，其化學(xué)組成與內(nèi)層淀粉相同，但由于水分較少，密度較大，故強(qiáng)度較大。（2）淀粉分子的結(jié)構(gòu) 淀粉分子是有許多葡萄糖基團(tuán)聚合而成的。根據(jù)淀粉分子鏈結(jié)構(gòu)的不同，淀粉可分成直鏈和支鏈淀粉兩類(lèi)。直鏈淀粉溶解于7080 176。C的溫水中。支鏈淀粉具有分支，它不溶解于溫水中。它也是由葡萄糖基團(tuán)組成。（3） 淀粉的膨脹和溶解淀粉在水中加熱，即發(fā)生膨