【正文】 產(chǎn)爭(zhēng)取達(dá)到 50g/（ L 第 1 章 緒 論 3 國(guó)內(nèi)外酒精生產(chǎn)技術(shù)水平比較分析 目前國(guó)內(nèi)外酒精加工生產(chǎn) 技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)四大趨勢(shì) 。 應(yīng)用分子篩脫水和膜蒸發(fā)技術(shù) 傳統(tǒng)的精餾方法只能獲得大約 96%的酒精，以往的解決方法是恒沸 技術(shù)，現(xiàn)在美國(guó)則采用分子篩脫水和膜蒸發(fā)技術(shù)。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。 (4)就設(shè)計(jì)題目的規(guī)格進(jìn)行全廠的物料衡算：包括所有的原輔料、半成品及成品（以1000kg原料為基準(zhǔn)） →(每批次產(chǎn)量、每天產(chǎn)量、月產(chǎn)量、年產(chǎn)量 )。 (8)重點(diǎn)車間平面布置設(shè)計(jì)和全廠平面布置設(shè)計(jì)； （ 9）繪制圖紙； (10)全廠經(jīng)濟(jì)技 術(shù)指標(biāo)的校核、計(jì)算。 東北電力大學(xué)學(xué)士學(xué)位畢業(yè)論文 5 設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想 設(shè)計(jì)以傳統(tǒng)的酒精生產(chǎn)工藝為藍(lán)本，綜合畢業(yè)實(shí)習(xí)時(shí)，收集的資料及查閱的大量相關(guān)資料，力求在技術(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。 （ 4）設(shè)計(jì)考慮到工人勞動(dòng)條件 的改善及勞動(dòng)強(qiáng)度的降低，采用了一些新工藝、新設(shè)備，同時(shí)又確保酒精 質(zhì)量。 生產(chǎn)方案的確定和產(chǎn)品方案 從投資能力、銷售量、水源、能源供應(yīng)、供電狀況、技術(shù)狀況等方面綜合考察，決定設(shè)計(jì)建造一座年產(chǎn) 25 萬噸的酒精 食 用 廠，產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到國(guó)家優(yōu)質(zhì)食用酒精標(biāo)準(zhǔn)，濃度 為 %（ V）。 （ 2）廠址選擇的具體條件 自然條件 ① 地理位置：方位與城 鎮(zhèn)關(guān)系 地形：簡(jiǎn)單、整齊、矩形 面積：滿足工廠總平面布置要求 ② 地勢(shì)：基本平坦，略有坡度 平原＞ % 山區(qū)＜ 5% ③ 地質(zhì)條件 ：礦藏區(qū)、采空區(qū)、古井、古墓、坑穴 ＞ 120～ 180KN/m2 ，注意凍土層 7 度或 7 度以上地區(qū)建廠 ④ 氣象條件（風(fēng)向、風(fēng)景、雨量、溫度） 、最低和平均數(shù)據(jù) ⑤ 水文條件 水資源：地下水（滌井水）、自來水、地表水（江、河、水庫）、泉水 、水量供產(chǎn)量、水價(jià)、取水點(diǎn)、水層條件 ：原水提純 →工藝水：靠近水源豐富、水質(zhì)優(yōu)良的水源 ⑥ 環(huán)境衛(wèi)生條件 、含塵含菌濃度低、無有害氣體污染 （ 3）技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件 ① 原料、輔料等供應(yīng)條件 ： 靠近原料、燃料基地、產(chǎn)品銷售地 ② 動(dòng)力供應(yīng)條件：靠近水源、電源 ③ 交通運(yùn)輸條件：交通運(yùn)輸便利 ④ 協(xié)作條件 擬建年產(chǎn) 25 萬噸食用酒精工廠 布置方案 ： 按功能區(qū)分為廠前辦公區(qū)、生產(chǎn)裝置區(qū)、生產(chǎn)輔助區(qū)、熱能 動(dòng)力區(qū)、凈水處理區(qū)、污水處理區(qū)、原料倉儲(chǔ)區(qū)、成品罐裝區(qū)、鐵路、發(fā)遠(yuǎn)區(qū)等。 吉林市右 ―遠(yuǎn)迎長(zhǎng)白，近繞松花 ―的形勢(shì)。春季干燥多風(fēng)，夏季溫?zé)岫嘤?，秋季溫和涼爽，冬季漫長(zhǎng)寒冷。 ② 技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件 a. 原料供應(yīng) 吉林市農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)，地處世界著名的玉米黃金帶上，是全國(guó)重點(diǎn)商品糧基地和農(nóng)產(chǎn)品加工基地。峽谷湖泊區(qū)分布在豐滿電站大壩到白山水庫上游金銀別的沿湖、沿區(qū)區(qū)域，是豐滿、紅石、白山三大梯級(jí)電站建成后形成的地貌區(qū)域。 原料來源、規(guī)格及標(biāo)準(zhǔn) (1)來源：玉米采購在吉林省吉林市 (2)規(guī)格及標(biāo)準(zhǔn)，外觀 指標(biāo) 玉米粉（玉米渣、玉米糝）是由脫皮、脫胚的優(yōu)質(zhì)玉米精制而成。 東北電力大學(xué)學(xué)士學(xué)位畢業(yè)論文 9 表 21 玉米 理化指標(biāo) 項(xiàng)目 單位 指標(biāo) 細(xì)菌總數(shù) Cfu/mg ≤50,000 大腸菌數(shù) MPN/100mg ≤100 霉菌及酵母數(shù) Cfu/mg ≤2,000 磷化物定性 陰性 氰化物定性 陰性 堿性金屬物含量 ％ 汞 mg/kg以 Hg計(jì) 黃曲霉毒素 B1 181。不符合要求的水要經(jīng)過必要的處理才能應(yīng)用。 d=10mg CaO/L 或 MgO/L 表示，即 1L水中含 10mg CaO/L 或 MgO/L 為 1176。 放射性指標(biāo) 總 α放射性 總 β放射性 1Bq/L 第 2 章 設(shè)計(jì)概論 12 表 27 水的硬度分類 [3] 水質(zhì)類別 硬度值 堿性離子濃度（ mmol/L H2O） 較軟水 0～ 0～ 軟水 ～ ～ 中硬水 ～ ～ 較硬水 ～ ～ 硬水 ～ ～ 極硬水 ≥ ＞ 成品品種及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 表 28 食用酒精國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB 103432021 感官和理化指標(biāo)規(guī)定值簡(jiǎn)表 [3] 項(xiàng) 目 單 位 特 級(jí) 優(yōu) 級(jí) 普通級(jí) 外觀 無色透明 氣味 具有乙醇固有的香氣、無異味 無異臭 口味 純凈、微甜 純正、微甜 較純正 乙醇（ 20℃ ） %（體積） ≥ 氧化時(shí)間（ 15℃ ） min ≥ 40 30 20 色度 號(hào) ≤ 10 硫酸試驗(yàn) ≤ 10 10 60 甲醇 mg/L ≤ 2 50 50 醛（以 CH3CHO 計(jì)） 1 3 30 正丙醇 2 35 100 異戊醇 +異丁醇 1 2 30 酸（ CH3COOH 計(jì)） 7 10 20 酯（ CH3COOC2H5） 10 18 25 不揮發(fā)物 10 20 25 重金屬（以 Pb計(jì)） 1 氰化物（以 HCN計(jì)） 5（用木薯為原料產(chǎn)品） 主要工藝技術(shù)參數(shù) 主要工藝技術(shù)參數(shù) 見 表 29 東北電力大學(xué)學(xué)士學(xué)位畢業(yè)論文 13 表 29 主要工藝技術(shù)參數(shù) 項(xiàng)目 參數(shù) 項(xiàng)目 參數(shù) 玉米原料淀粉含量 75% 淀粉出酒率 % 淀粉利用率 % 加水比 1： 生產(chǎn)工作制度 全年生產(chǎn)日 320 天連續(xù)生產(chǎn)。 ⑴ CO2的濃縮精制 ① 化學(xué)吸收法 該法是利用 CO2和吸收液之 間的化學(xué)反應(yīng)將 CO2從混合氣體中分離濃縮的方法。 ② 膜分離法 有兩種膜技術(shù) ,即氣體分離膜和氣體吸收膜法 ,是新近發(fā)展起來的技術(shù)。氣體吸收膜工藝流程與化學(xué)吸收法相同 , 只是在吸收塔內(nèi)使用了中空纖維膜 , 其設(shè)備成本比化學(xué)吸收法降低 30% ,整個(gè)吸收再生裝置的投資下降 10%。 CO2第 2 章 設(shè)計(jì)概論 14 混合氣中的有機(jī)雜質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)生成 CO2和水 , 所在不存在二次污染。 此外還有直接燃燒法 , 物理吸附法 等精制技術(shù) , 可針對(duì)二氧化碳中雜質(zhì)的種類和數(shù)量不同 , 以及對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量要求和生產(chǎn)規(guī)模選擇適宜的精制工藝?；竟に嚶肪€ 是洗滌 ,壓縮 ,氧化 ,干燥 ,活性炭吸附 ,冷凝制成液體 CO2,液體CO2節(jié)流膨脹制干冰。固體 CO2可以用木制的或隔熱塑料容器貯運(yùn)。在酒精蒸餾過程中抽提出雜醇油還能提高酒精的質(zhì)量，穩(wěn)定蒸餾塔的操作。它們可作油漆溶劑 , 香精香料、選礦藥劑、 醫(yī)藥品及塑料增塑劑、橡膠硫化劑等。 利用酒精糟渣生產(chǎn)飼料 糟液經(jīng)過立式旋轉(zhuǎn)糟液分離機(jī)可將其 40%纖維素有機(jī)物濾出（余下 60%去沼氣發(fā)酵），即每 1m3 糟液中 50Kg 絕干物質(zhì)，可濾出 20KgCOD。目前，國(guó)內(nèi)外已成功應(yīng)用的酒糟液處理方法很多，把他們大致分類，有物理處理、物理化學(xué)處理、化學(xué)處理和生物處理。相對(duì)密度 ，沸點(diǎn)℃ ，凝固點(diǎn) ℃ ，閃點(diǎn) 14℃ ，自燃點(diǎn) 390～ 430℃ ，乙醇蒸汽與空氣可形成爆炸性混合物，爆炸極限為 %～ 19%（ V） [3]。隨著社會(huì) 的進(jìn)步和人民生活水平的提高，市場(chǎng)對(duì)酒精產(chǎn)品的需求也逐步提高， 到 2021 年，以上各領(lǐng)域?qū)凭哪晷枨罅繉⑦_(dá)到 356 萬噸（市場(chǎng)流通量）。 水 蒸汽 糖化劑 酒母 蒸汽 ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ 成品酒精 原料 →預(yù)處理 →液化 →糖化 →發(fā)酵 →蒸餾 雜醇油 ↓ 醛酯餾分 CO2 酒糟 圖 31 酒精生產(chǎn)工藝流程 東北電力大學(xué)學(xué)士學(xué)位畢業(yè)論文 17 工藝條件及說明 玉米粉供應(yīng)工序 ① 工藝流程：玉米粉箱 →電子稱 →拌料罐 ② 工藝指標(biāo)：玉米粉箱中玉米粉應(yīng)儲(chǔ)存 1/2 以上，保證均勻供料 [3]。蒸煮醪前冷卻實(shí)在真空條件下瞬時(shí)間完成，使得糊化的淀粉分子來不及聚合排列形成晶體結(jié)構(gòu)，對(duì)糖化有利，真空冷卻可省去大量冷卻用水，最終的能耗也低于混合冷卻工藝。 ① 玉 米清洗除菌后進(jìn)入錘式粉碎機(jī)，要求粉碎后的玉米粉通過 40 目的過篩率不小于65%。 ⑥ 玉米漿將通過溢流（重力作用）進(jìn)入初液化罐。 （ 5） 設(shè)備：拌料罐、液化罐、噴射器、閃蒸罐、糖化罐、真空冷卻汽液分離器、真空泵等。1℃ ； 酵母出芽率 15%以上； 酸度 ～ ； 成熟的酒母醪酵母細(xì)胞數(shù) 1108 個(gè) /mL 左右； 發(fā)酵成熟醪外觀糖 （清液回配時(shí)， ）； 發(fā)酵成熟醪酒精濃度 %（體積）以上； 發(fā)酵成熟醪殘總糖 %以下（清液回配時(shí)， %以下；揮發(fā)酸： %以下）； 成熟救母出芽率 15%～ 30%； 耗糖率 40%～ 50%； 成熟的酒母醪中的酒精含量 3%～ 4%； 總發(fā)酵時(shí)間 51～ 56 h。 第 2 章 設(shè)計(jì)概論 20 連續(xù)發(fā)酵的優(yōu)點(diǎn)如下： ① 設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定并提高其利用率。 ② 提高淀粉的酒精產(chǎn)率。連續(xù)發(fā)酵工藝可間隔 20 天甚至 180 天才接種一次酵母菌，而間歇發(fā)酵要每天都擴(kuò)培酵母菌。蒸餾結(jié)果得到粗酒精和酒糟。 工藝流程：采用五塔壓差蒸餾 工藝 ， 酒精蒸餾工藝流程見圖 35。由于氣體中還夾帶少量酒精，為回收這部分酒精需增 設(shè)一小型冷凝器，所得冷凝液送入醪液暫存容器。這種間接加熱方式比蒸汽直接加熱有很多優(yōu)點(diǎn)，如可節(jié)約 鍋爐蒸汽用水量，減少酒精糟液含水量，提高蒸餾系統(tǒng)酒精質(zhì)量。再沸器屬于具有加熱功能的換熱器，冷凝器則指 具有降溫功能的換熱器，普通換熱器是指具有冷卻、升溫功能的換熱 器。 表 41 每個(gè)發(fā)酵罐酒分分配如下 罐編號(hào) %（ V/V） %（ w/w） R402A/B % % R411 % % R412 % % R413 % % R414 % % R415 11% % R416 % % R417 % % R418 12% % R418：設(shè)產(chǎn)生 CO2量（帶酒氣）為 x；產(chǎn)生純酒精量為 y； CO2 洗滌塔帶回淡酒量 =%%/%= CO2 帶出的酒氣占發(fā)酵罐內(nèi)純酒精量的 % 第 2 章 設(shè)計(jì)概論 24 則 x= 4644 y+%y 即 x= 由進(jìn)出發(fā)酵罐的酒精量平 衡列方程得： %+%y=y+? %+(+) ? % 解得： y= kg/h CO2 量（帶酒氣）： ? = kg/h R417 進(jìn)料量： += kg/h 產(chǎn)熱 :1170/= kcal/h R417：設(shè)產(chǎn)生 CO2 量（帶酒氣）為 x；產(chǎn)生純酒精量為 y； 由進(jìn)出發(fā)酵罐的酒精量平衡列方程得： ? %+%y=y+(+) ? % 解得： y= kg/h CO2 量（帶酒氣）： ? = kg/h R416 進(jìn)料量： += kg/h 產(chǎn)熱 :1170/= kcal/h 循環(huán)醪量 :((3533))=循環(huán)水量 :/1(3330)= kg/h R416：設(shè)產(chǎn)生 CO2 量（帶酒氣）為 x；產(chǎn)生純酒精量為 y； 由進(jìn)出發(fā)酵罐的酒精量平衡列方程得： ? %+%y=y+(+) ? % 解得： y= kg/h CO2 量（帶酒氣）： ? = kg/h R415 進(jìn)料量： += kg/h 產(chǎn)熱 :1170/= kcal/h 循環(huán)醪量 :(3533)= kg/h 循環(huán)水量 ： （ 3330） =R415：設(shè)產(chǎn)生 CO2 量（帶酒氣）為 x；產(chǎn)生純酒精量為 y； 由進(jìn)出發(fā)酵罐的酒精量平衡列方程得： ? %+%y=y+(+) ? % 解得： y= kg/h CO2 量（帶酒氣）： ? = kg/h R414 進(jìn)料量： += kg/h 產(chǎn)熱 ： 1170/= kcal/h 循環(huán)醪量 ： （ 3533） = kg/h 東北電力大學(xué)學(xué)士學(xué)位畢業(yè)論文 25 循環(huán)水量： （ 3330） = kg/h R414：設(shè)產(chǎn)生 CO2 量（帶酒氣）為 x；產(chǎn)生純酒精量為 y； 由進(jìn)出發(fā)酵罐的酒精量平衡列方程得： ? %+%y=y+(+) ? % 解得： y= kg/h CO2 量（帶酒氣）： ? = kg/h R413 進(jìn)料量： += kg/h