【正文】 （kg）（6）a淀粉酶消耗量 應(yīng)用酶活力為 2022u/g 的 a淀粉酶使淀粉液化，促進(jìn)糊化，可減少蒸汽消耗。（10）硫酸銨用量 7kg/t（酒精） 。（5）食用酒精年產(chǎn)量 100000t。13 / 54第 2 章 全廠物料衡算 工藝技術(shù)指標(biāo)及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（1）生產(chǎn)規(guī)模 100000t/a 酒精。 污水種類1. 熱交換器排出廢水。酒糟：可運(yùn)用于做飼料等。液體二氧化碳可以用于食品和工業(yè)原料。進(jìn)入分凝器前塔頂酒精蒸汽之溫度 78～79℃。工藝流程示意圖如圖 16 所示。殘留的頭級(jí)雜質(zhì)和甲醇隨酒精蒸汽上升，經(jīng)預(yù)熱器和三個(gè)冷凝器絕大部分冷凝下來，預(yù)熱器和前兩個(gè)冷凝器中的冷凝液作為回流回入精塔頂部，第三個(gè)冷凝器中的冷凝液作為雜醇油酒取出，同時(shí)排除相當(dāng)部分的頭級(jí)雜質(zhì)。發(fā)酵罐成熟醪儲(chǔ)罐11發(fā)酵罐11 / 54程有許多種（1）單塔蒸餾（2）兩塔蒸餾（3）三塔流程（4）多塔流程。 酒精的蒸餾和精餾工藝及分支篩脫水工藝 蒸餾車間操作流程酒精的蒸餾和精餾是為了從發(fā)酵成熟醪中分離、提純得到成品酒精。糖液在發(fā)酵罐中停留時(shí)間：55h。待發(fā)酵醪中含量達(dá)到 億個(gè)/ml 以上時(shí)，再以適當(dāng)?shù)牧髁刻砑拥?1發(fā)酵罐中，同時(shí)以相同的流量向預(yù)發(fā)酵罐中添加新鮮糖液；也向 1發(fā)酵罐中流加適當(dāng)?shù)男迈r糖液。 發(fā)酵生產(chǎn)工藝考慮到在發(fā)酵的過程中糖化醪中的可發(fā)酵性糖在不斷的消耗，為了使其中的糖在一定時(shí)間內(nèi)保持在一定的量利于酵母的生長(zhǎng)和發(fā)酵，所以選擇用連續(xù)發(fā)酵法，并配一個(gè)預(yù)發(fā)酵罐，降低發(fā)酵罐組守罐的稀釋率。易染雜菌。三種發(fā)酵方式的優(yōu)缺點(diǎn)比較如表 15 所示。解決這個(gè)問題的方法是選育糖化酶含量高的菌種，以加強(qiáng)糖化作用。糖化醪濃度稀，雖然有利于酵母的代謝活動(dòng)，提高出酒率，但是濃醪發(fā)酵卻有提高設(shè)備利用率，節(jié)省水、電、汽、降低生產(chǎn)成本，增加產(chǎn)量的優(yōu)點(diǎn)。連續(xù)發(fā)酵各罐溫度控制在 30～33℃。酒精酵母繁殖溫度為 27～30℃，發(fā)酵溫度 30～33℃，如果溫度高于 40℃，則酒精發(fā)酵很難進(jìn)行。由于連續(xù)發(fā)酵無(wú)菌條件要求較嚴(yán)，其 pH 控制在～ 為宜。在連續(xù)發(fā)酵過程中，各罐基本上處于相對(duì)穩(wěn)定的發(fā)酵狀態(tài)。測(cè)定后用愛佛龍(Effront)法觀察碘的呈色反應(yīng)，如呈藍(lán)色或紫紅色，則證明酶的活力不強(qiáng)；如呈碘黃色，則表示酶的活力強(qiáng)，因?yàn)樗軐⒖扇苄缘矸刍旧蠌氐缀吞腔?. 還原糖 用廉愛濃(LAneeyron）法測(cè)定還原糖，所測(cè)得的糖，多以葡萄糖計(jì)算，用這種方法測(cè)得糖化醪中約含的糖量。設(shè)備利用率低，很難實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。其工藝流程如圖 14 所示。為了縮短糖化時(shí)間和提高設(shè)備的利用率決定采用連續(xù)糖化工藝。糖化可分為間歇糖化工藝和連續(xù)糖化工藝兩種。其中，淀粉酶水解就是使 α1，4 葡萄糖苷鍵和 α1，6 葡萄糖苷鍵斷裂。淀粉轉(zhuǎn)化成糖的這個(gè)過程，叫糖化。拌料罐圖 13 連續(xù)蒸煮工藝流程圖粉碎后原料蒸煮時(shí)加水制成粉槳，其料水比為 1：3，水溫為 70℃，并加入α淀粉酶然后進(jìn)行低溫蒸煮，其時(shí)間為 5～7min，溫度控制在 88℃。 （3）蒸煮質(zhì)量較差，出酒率低。在拌料過程中相應(yīng)的加入 a淀粉酶。根據(jù)這種情況，制備粉漿時(shí)，應(yīng)該選擇好攪拌器的結(jié)構(gòu)，保證必要的攪拌速度，嚴(yán)格控制攪拌用水的溫度，使他不超過原料的糊化溫度，一般應(yīng)控制在 65℃左右。所以本設(shè)計(jì)也采用連續(xù)蒸煮工藝。另外，不容解狀態(tài)的淀粉被常規(guī)糖化酶糖化的速度非常慢，水解程度也不高。 氣流輸送又分為壓力輸送和真空輸送。（3）在不用氣流輸送時(shí)，已經(jīng)粉碎好的原料不能流暢地從粉碎機(jī)中排除，影響粉碎機(jī)生產(chǎn)能力發(fā)揮。而氣流輸送和機(jī)械輸送相比主要又三個(gè)優(yōu)點(diǎn)：（1）機(jī)械輸送一般是在開放條件下進(jìn)行，粉塵飛揚(yáng)嚴(yán)重，即造成原料的損失，也惡化了勞動(dòng)條件。濕式粉碎原料粉碎粉末不宜飛揚(yáng)，可減少原料損失和改善勞條件，還可省去除塵設(shè)備所的漿料只能立即用于生產(chǎn)，不宜儲(chǔ)藏，耗電量比干式粉碎高出8～10%，因此常用于濕度較大的原料。粗碎后顆粒在經(jīng)細(xì)碎，最終原料顆粒能通過 ～ 的篩孔因?yàn)樵戏鬯橹林睆?1～ 的原料顆粒易于吸水膨脹和較徹底糊化。其優(yōu)缺點(diǎn)比較如表 13 所示。 原料的粉碎和輸送原料進(jìn)行水—熱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，充分吸水膨脹，糊化乃至溶解，為隨后的淀粉酶系統(tǒng)作用。這些雜物如果 不在生產(chǎn)前除去，則將嚴(yán)重影響生產(chǎn)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。醪液粘度大，甲醇的生成量較多。 木 薯 的 營(yíng) 養(yǎng) 成 分如 表 11 所 示 。本設(shè)計(jì)將木薯干到制成食用酒精中的各環(huán)節(jié)涉及的工藝、設(shè)備、控制條件等有關(guān)情況作一簡(jiǎn)單的闡述，希望能和各位共同討論。像我國(guó)，車用乙醇出廠前加 3%－5% 的汽油，讓它在味道上區(qū)別于食用酒精。 乙醇俗語(yǔ)叫酒精，分為工業(yè)酒精和食用酒精，但車用酒精與它們有明顯的區(qū)別。從糧食、薯類、糖蜜三類原料來看食用酒精產(chǎn)成品的質(zhì)量，糧食酒精最優(yōu)，其次是薯類酒精，最差的是糖蜜酒精。繪制酒精生產(chǎn)工藝流程圖、發(fā)酵車間帶控制點(diǎn)工藝流程圖和發(fā)酵車間平面、立面布置圖。I / 54 摘 要酒精在我國(guó)釀酒行業(yè)、化工行業(yè)等，都發(fā)揮著重要作用。主要包括酒精生產(chǎn)的工藝流程設(shè)計(jì)、工藝計(jì)算、全廠物料衡算（工藝技術(shù)指標(biāo)及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)） 、各個(gè)工段物料和熱量衡算（蒸煮工段、糖化冷卻工段、發(fā)酵工段、蒸餾工段以及酒精生產(chǎn)過程中的供水供氣衡算） 、設(shè)備的設(shè)計(jì)與選型（包括發(fā)酵罐、預(yù)發(fā)酵罐、酒精捕集器、酒母培養(yǎng)罐，泵） ，廠房的整體布置和輪廓設(shè)計(jì)、發(fā)酵車間的布置設(shè)計(jì)?？梢哉f，食用酒精品質(zhì)的好壞是涉及到千家萬(wàn)戶的大事。 食用酒精的度數(shù)是不確定的，通常為食用酒精的純度為 95%。為了防止一些廠家把車用乙醇回流到食品工業(yè)，從而拿政府補(bǔ)貼，躲避高額稅，車用乙醇出廠時(shí)就必須加變性劑，讓它從顏色或味道上區(qū)別于食用酒精。采用低溫蒸煮，雙酶液化糖化，連續(xù)發(fā)酵，三塔直接式蒸餾，分子篩脫水。 中 國(guó) 于 19 世 紀(jì) 20年 代 引 種 栽 培 ， 現(xiàn) 已 廣 泛 分 布 于 華 南 地 區(qū) ， 廣 東 和 廣 西 的 栽 培 面 積 最 大 ， 福 建 和臺(tái) 灣 次 之 ， 云 南 、 貴 州 、 四 川 、 湖 南 、 江 西 等 省 亦 有 少 量 栽 培 。3. 木薯的缺點(diǎn)在于膠質(zhì)、果膠質(zhì)等粘性物質(zhì)較多。表 12 木薯干相關(guān)工藝參數(shù) 原料的預(yù)處理 原料的除雜淀粉質(zhì)原料在收獲和干燥的過程中，往往會(huì)摻夾進(jìn)泥土，沙石，纖維質(zhì)雜物，甚至金屬塊雜物。電磁鐵除鐵器具有固定不變的磁場(chǎng)因此不永久性磁鐵除鐵器更為完善，所以選用電磁鐵除鐵器。原料粉碎的方法分為兩種：干式粉碎和濕式粉碎。原料經(jīng)過粗碎后原料顆粒應(yīng)能通過 6～10mm 的篩孔。原料粉碎時(shí)粉末易飛揚(yáng)，造成原料損失，且勞動(dòng)條件較差?；旌陷斔褪菣C(jī)械輸送和氣流輸送的混合物。實(shí)現(xiàn)氣流輸送后，鐵片等雜物，能可靠的在一級(jí)升料管的接料器底部被自動(dòng)風(fēng)選出，從而保證了篩子和設(shè)備較廠期的使用。而粉碎前木薯干是較大的塊狀物，可采用機(jī)械輸送，這樣可以降低一部分能耗。木薯干 稱重 到包 皮帶輸送 除鐵 粉碎料斗 細(xì)粉碎 吸風(fēng)管 旋風(fēng)分離器風(fēng)機(jī) 布袋過濾器 大氣 加料器細(xì)粉回收 拌料罐圖 12 混合輸送工藝流程圖 原料蒸煮工藝 蒸煮目的 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，不宜受到淀粉酶系統(tǒng)作用。 目前除了少數(shù)小型酒精工廠仍采用間歇蒸煮外，大多數(shù)工廠都采用連續(xù)蒸煮工藝。分料結(jié)塊的主要原因是攪拌不充分或不均勻；攪拌溫度過高，達(dá)到或接近糊化溫度。因此在預(yù)煮時(shí)生溫速度應(yīng)較快，并在打到預(yù)定溫度后迅速送去蒸煮。 （2）輔助操作時(shí)間長(zhǎng)，設(shè)備利用率低。其連續(xù)蒸煮工藝流程如圖 13 所示。 糖化工藝木薯干原料在蒸煮以后得到的蒸煮醪，在發(fā)酵前均要加入一定數(shù)量的糖化劑，使淀粉在淀粉酶的作用下水解成為酵母能發(fā)酵的糖類。因此，糖化的目的是將淀粉充分轉(zhuǎn)化成可發(fā)酵性糖。 糖化工藝糖化過程由以下諸多操作組成：蒸煮醪冷卻致糖化溫度；加唐花劑，使蒸煮醪液化；淀粉糖化，物料的巴氏滅菌，糖化醪冷卻到發(fā)酵溫度和用泵將醪液送往發(fā)酵車間或酒母車間。連續(xù)糖化和間歇糖化的工藝比較如表 15 所示?；旌侠鋮s連續(xù)糖化：它的特點(diǎn)是蒸煮醪在進(jìn)入糖化鍋以前，在螺旋薄板換熱器內(nèi)冷卻至 62℃。適用于一些小廠和液體白酒廠。 糖化劑 蒸煮醪 螺旋薄板換熱器 糖化鍋 螺旋薄板換熱器 發(fā)酵車間 糖化溫度：62℃ 糖化時(shí)間：16min 糖化率：60～70% 圖 14 糖化工藝流程圖2. 酸度 用 10 毫升粗濾的糖化液，加水沖稀后，以 溶液滴定，以酚酞作指示劑．氫氧化鈉每消耗 1 毫升，即為 1 度酸，此酸度能說明雜菌感染情況。6. 測(cè)定糖化醪中酶的活力 糖化結(jié)束后，并不是糖化醪中所有的淀粉與大分子糊精都水解成糖，其中尚有一部分糊精要在發(fā)酵期間依靠后糖化作用而變成糖，因此糖化完畢的糖化醪中，酶的活力還必須很強(qiáng)，才能保證糖化作用的徹底，那么就有測(cè)定糖化醪中酶活力的必要。 影響酒精發(fā)酵的因素1. 稀釋速度 在間歇發(fā)酵中，糖化醪要求自接種后 8～10 小時(shí)內(nèi)加完，這樣可以有較長(zhǎng)的后發(fā)酵時(shí)間，將糊精徹底水解發(fā)酵。連續(xù)發(fā)酵中發(fā)酵醪的 pH 值控制，既要考慮到要適宜于酵母菌的繁殖和代謝，又要考慮適宜于各種糖化酶的作用。3. 發(fā)酵溫度控制 溫度對(duì)微生物生命活動(dòng)影響很大，發(fā)酵成績(jī)的好壞與溫度控制關(guān)系極為密切。1℃。5. 關(guān)于發(fā)酵醪濃度問題 酒精發(fā)酵要求在一定濃度的糖化醪中進(jìn)行，醪液濃度9 / 54高低，直接影響到生產(chǎn)成績(jī)。為了縮短發(fā)酵時(shí)間，就需要設(shè)法加速水解支鏈淀粉中以 1，6 相結(jié)合的鍵。 酒精發(fā)酵的方式酒精發(fā)酵的方式有三種：間歇式發(fā)酵、半連續(xù)發(fā)酵、和連續(xù)式發(fā)酵。半連續(xù)發(fā)酵酒母消耗量少，可適當(dāng)縮短發(fā)酵時(shí)間。所以最終選用露天大罐連續(xù)發(fā)酵技術(shù)。圖 15 發(fā)酵工藝流程控制圖連續(xù)添發(fā)酵的操作方法：生產(chǎn)開始時(shí)，先將規(guī)定數(shù)量的酒母醪打入酒母罐讓酒母復(fù)水活化，同時(shí)連續(xù)添加糖化醪。流加糖液應(yīng)注意速度：將 1發(fā)酵罐的稀釋率控制在 ～ 之間，若流加過快，則會(huì)造成發(fā)酵醪中的酵母密度低，不易造成酵母的群體優(yōu)勢(shì)，雜菌感染有可能發(fā)生；若流加過慢，則將延長(zhǎng)滿罐時(shí)間，可能造成可發(fā)酵物質(zhì)的損失。先用清水噴洗罐體后再用 4%的堿液噴洗 30min，再用清水噴洗罐體，洗干凈后即可使用。 。其工藝流程為：成熟醪用泵自醪池經(jīng)過欲熱器預(yù)熱后，送入粗溜塔，由此引出的酒精水蒸氣直接進(jìn)入醛塔，再次進(jìn)入精溜塔的中部。酒精成的濃度為 95%（V） 。3. 精餾塔 塔釜溫度為 102～104℃；塔釜壓力為 ～ 萬(wàn)帕期卡(表壓)；塔中部(取雜醇油區(qū))溫度為 86～93℃，比控制塔頂溫度靈敏。二氧化碳：可以制成干冰，和液體二氧化碳。雜醇油：可凈化后，運(yùn)用于工業(yè)中作為某些原料。因此，酒精工業(yè)廢水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)選擇 CODcr、BODSS、PH 值，以及排水量作為行業(yè)廢水排放的控制指標(biāo)。對(duì)木薯原料這類污水主要采用機(jī)械法和生物法處理即可達(dá)到要求指標(biāo)。（4）食用酒精日產(chǎn)量 。 (9)a淀粉酶用量 8u/g 原料，糖化酶用量為 150u/g 原料，酒母糖化醪用糖化酶量 300u/g。據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，各階段淀粉損失率如表 21 所示。其工藝流程圖如圖 21 所示。K)]為了計(jì)算方便，假定蒸煮醪的比熱容在整個(gè)蒸煮過程維持不變。設(shè)醛酒酒量占成品酒精的 2%，則生產(chǎn)1000 千克成品酒精可得次品酒精量為：100020%=20（kg）17 / 54 (2)食用酒精量為 每生產(chǎn) 1000kg 酒精，其食用酒精產(chǎn)量為： 100020=980(kg)（3）雜醇油產(chǎn)量 雜醇油量通常為酒精產(chǎn)量的 %～%，取平均值%，則淀粉原料生產(chǎn) 1000kg 究竟副產(chǎn)雜醇油量為： 1000%=5（kg）（4）廢醪液量的計(jì)算 廢醪液量是進(jìn)入蒸餾塔的成熟發(fā)酵醪減去部分水和酒精成分以及其他組分的