【正文】 ④貯存罐放料口口徑宜大，在南方地區(qū)貯存罐應(yīng)設(shè)糖蜜降溫裝置。左 右，總還原物（全糖分）為 48%~56%，蔗糖為 30%~35%，還原糖為 15%~20%，非發(fā)酵性糖為 2%~4%，硫酸灰分為 10%~15%，膠體為 4%~7%，含磷 %~%，蛋白質(zhì)為 2%~3%及少量的烏頭酸、檸檬酸、蘋果酸、琥珀酸等。因此，甘蔗糖蜜的產(chǎn)量也較大，產(chǎn)量約為原料甘蔗的 ％。在發(fā)酵罐流入高濃稀糖液是為了提高流加糖的平均糖分，保證連續(xù)發(fā)酵效率。 酵母擴(kuò)大培養(yǎng)采用間歇通風(fēng)培養(yǎng)，所需的空氣，由空氣壓縮機(jī)供給，經(jīng)空氣凈化器和空氣過濾器處理后入酒母罐和 1 號 主 發(fā)酵罐。 2． 4 雙糖流加發(fā)酵工藝流程 工藝流程圖 年產(chǎn) 2700 噸 無水 酒精工廠的初步設(shè)計(jì) 17 酵母固體斜面菌種 營養(yǎng)鹽 硫酸 水 糖蜜 糖蜜貯罐 液體試管 營養(yǎng)液高位槽 硫酸高位槽 三角瓶 糖蜜高位槽 糖液酸化罐 1連續(xù)稀釋器 糖蜜磅秤 小酒母罐 2連續(xù)稀釋器 糖蜜供應(yīng)器 3連續(xù)稀釋器 酒母培養(yǎng)稀糖液 酒母罐 發(fā)酵基本糖液 酒母 1主發(fā)酵罐 連續(xù)發(fā)酵罐組 9后發(fā)酵罐 計(jì)量罐 成熟醪 無水酒精 分子篩 塔 精餾酒精 蒸餾車間 再生 酒精 蒸餾塔 工藝流程說明 （ 1）糖蜜的處理 糖蜜自糖蜜貯池流出，經(jīng)除砂器除去部分砂土，然后用泵送到糖蜜磅，由電動觸點(diǎn)自動控制計(jì)量后，放至糖蜜池，然后用往復(fù)泵送到 4 樓的糖蜜高位箱暫貯。 理論上 1 噸蔗糖應(yīng)產(chǎn)生 公斤無水酒精，或 682 公升無水酒精 (以20℃ 計(jì)算 )，或 公升無水酒精 (以 15℃ 計(jì)算 )，同時產(chǎn) 公斤 CO?，可見糖蜜酒精發(fā)酵過程中產(chǎn)生 CO?數(shù)量不少。單濃度連續(xù)發(fā)酵法是酒母培養(yǎng)與連續(xù)發(fā)酵醪的糖液均采用同一種濃度：22— 25186。發(fā)酵醪的流動速度需調(diào)節(jié)到第 一罐發(fā)酵度 14％，第二罐發(fā)酵度10％，第三罐發(fā)酵度 ％，第四罐 ％，成熟醪酒精濃度約為 ％ (容量 )。 ④ 回收酵母多級連續(xù)發(fā)酵法 此法的特點(diǎn)是將發(fā)酵醪的酵母，用高速離心機(jī)回收再用。 ② 循環(huán) (往復(fù) )多級連續(xù)發(fā)酵法 此法的特點(diǎn)是發(fā)酵設(shè)備與多級連續(xù)發(fā)酵法相同，但管道布置與換種操作則不同，共同點(diǎn)是發(fā)酵設(shè)備同樣由 9 至 10 個發(fā)酵罐一組串聯(lián)起來，酒母與基本稀糖液的流加，由 2 發(fā)酵罐，依次經(jīng)過所有的發(fā)酵罐完成連續(xù)發(fā)酵的全過程，成熟醪從最終發(fā)酵罐排出，送去蒸餾。 多級連續(xù)發(fā)酵法的特點(diǎn)是：把前兩個發(fā)酵罐作為主體罐，在酒母與基本稀糖液連續(xù)流加的條件下，酵母處在對數(shù)生長期，保持旺盛的生命活動能力，發(fā)酵 一 開始便達(dá)到主發(fā)酵期，發(fā)酵時間可以大大縮短。 連續(xù)流加發(fā)酵法是先將占發(fā)酵醪總?cè)萘考s 30%的成熟酒母醪一次放入發(fā)酵罐中，然后加入相同數(shù)量的濃度為 14％的稀糖液，通入空氣，使其與酒母混勻，促使酒母很快增殖，約經(jīng)過兩小時，發(fā)酵度降低 7— ％，這時就連續(xù)地加入濃度 32— 35％的基本稀糖液，連續(xù)流加基本糖液的速度，主要是維持加入過程中發(fā)酵醪的濃度在 10％左右。稀糖液濃度以全糖分為標(biāo) 準(zhǔn)，冬季為 12— 13％，夏季為 11— 12％，酒母稀糖液的濃度一般比發(fā)酵所用的低 2— 3％，發(fā)酵時間只需要 30— 36小時，成熟醪含酒精夏季 6— ％ (容量 )，冬季 — 7％ (容量 )。缺點(diǎn)是直接與空氣接觸不利于嫌氣性發(fā)酵，容易感染雜菌，同時也容易導(dǎo)致酒精揮發(fā)損失及 CO?無法回收，設(shè)備利用率低。為了保證酒母細(xì)胞質(zhì)膜半滲透作用的正常進(jìn)行，對于糖蜜原料，特別是低純度糖蜜原料，應(yīng)想辦法先除去搪蜜中的焦糖、黑色素、果膠等膠體物質(zhì)；只有適當(dāng)降低糖密濃度和粘度才能調(diào)整至適宜的滲透壓，才能保證酵母細(xì)胞質(zhì)膜半滲透作用的正常進(jìn)行和提高工作效率。 （ 8） 3— 磷酸甘油酸在磷酸甘油酸變位酶催化下、生成 2— 磷酸甘油酸。 酵母酒精發(fā)酵全過程的 12 步反應(yīng)： （ 1） 發(fā)酵醪中的葡萄糖，被酵母吸收后，在 ATP 與己糖激酶的催化下，將葡萄糖變?yōu)?6— 磷酸葡萄糖。 有氧情況下，為什么糖蜜酒精發(fā)酵的發(fā)酵率反而減低？從酒精發(fā)酵反應(yīng)式可總結(jié)如下： C6H12O6+2ADP+2H3PO4→ 2C2H5OH+2ATP+2CO?↑ 在酒精發(fā)酵過程中，在無氧情況下，一分子葡萄糖經(jīng)酵母酒化酶系的催化作用最終生成二分子的乙醇，二分子 ATP，二分子二氧化碳，同時在酒精發(fā)酵中進(jìn)行底物水平磷酸化，每發(fā)酵一分子葡萄糖產(chǎn)生 4 分子 ATP，同時需要用去 2 分子 ADP 和 2 分子磷酸： 2ADP+2Pi→ 2ATP 在有氧的情況下，進(jìn)行電子傳遞磷酸化，每消耗一分子葡萄糖，則產(chǎn)生 38 個 ATP，因此也需要 38 個分子的 ADP 和 Pi： 38ADP+38 Pi→ 38ATP 在酵母細(xì)胞內(nèi)， ADP 和 Pi量是有限的，由于發(fā)酵的高速度進(jìn)行， ADP和 Pi已經(jīng)被充分利用了，當(dāng)有氧的情況下進(jìn)行了電子傳遞磷酸化，生成大量的 ATP，因而消耗了大量的 ADP 和 Pi， 而用來進(jìn)行發(fā)酵的底物磷酸化就年產(chǎn) 2700 噸 無水 酒精工廠的初步設(shè)計(jì) 8 會感到不足，從而降低了發(fā)酵速度，因此在有氧的情況下，糖蜜酒精發(fā)酵的效應(yīng)反而降低。或者簡單地說，就是在無氧條件下，微生物將復(fù)雜的有機(jī)物轉(zhuǎn)變年產(chǎn) 2700 噸 無水 酒精工廠的初步設(shè)計(jì) 7 為簡單的產(chǎn)物的過程，就叫做發(fā)酵。 （ 8）性能穩(wěn)定，不易變異。 （ 3）耐酸能力強(qiáng)，在酸度較高的糖液中仍能增殖快。糖蜜酒精蒸餾一般需增加一個脫醛塔以排除乙醛，要加強(qiáng)雜醇油分離操作（提油）。兩種溶液流進(jìn)主發(fā)酵罐進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵得到成熟醪（酒精濃度 10%以上） 成熟醪 經(jīng)預(yù)熱器預(yù)熱至 72℃ 左右從醪塔頂加入，經(jīng)過醪塔粗餾后酒汽從塔 頂出來，從 排醛 塔 13 層左右 進(jìn)入， 排醛塔底進(jìn)入精餾塔的脫醛酒，脫醛液進(jìn)入精餾塔， 塔頂排出來的酒精汽（ 96%），再經(jīng)預(yù)熱器加熱到200~250℃ 后進(jìn)入分子篩塔進(jìn)行脫水，出分子篩得到產(chǎn)品無水酒精。 （ 7）設(shè)計(jì)重點(diǎn)：蒸餾工藝流程設(shè)計(jì)； 蒸餾塔、精餾塔 設(shè)計(jì)選型 （ 8）技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)分析 1． 5 生產(chǎn)規(guī)模及產(chǎn)品執(zhí)行質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) （ 1）生產(chǎn)規(guī)模 生產(chǎn)規(guī)模：年產(chǎn)工業(yè)無水酒精 2700 噸，日生產(chǎn) 噸 年工作日：全年生產(chǎn) 260 天（全天候）；其余時間為副產(chǎn)品加工、設(shè)備維修檢修、員工技能培訓(xùn)等。 （ 2） 在畢業(yè)設(shè)計(jì)中著重培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作、鼓勵思考并運(yùn)用已學(xué)知識解決實(shí)際工程技術(shù)問題的能力 ，結(jié)合課題的需要更應(yīng)注意培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立獲取知識的能力。 Anhydrous alcohol 年產(chǎn) 2700 噸 無水 酒精工廠的初步設(shè)計(jì) 2 目錄 前 言 ....................................................................................................................... 1 1 總論 .................................................................................................................... 1 1． 1 設(shè)計(jì)的目的和意義 ................................................................................... 1 1． 2 設(shè)計(jì)依據(jù) ................................................................................................. 2 1． 3 指導(dǎo)思想 ................................................................................................. 2 1． 4 設(shè)計(jì)范圍 ................................................................................................. 3 1． 5 生產(chǎn)規(guī)模及產(chǎn)品執(zhí)行質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) .................................................................. 3 2 生產(chǎn)工藝流程選擇和論證 .................................................................................... 4 2． 1 酒精生產(chǎn)工藝流程設(shè)計(jì) ............................................................................ 4 工藝流程簡圖（見下圖） .................................................................. 4 流程說明 ………………………………………………………………… ..4 2． 2 糖蜜發(fā)酵的依據(jù)和機(jī)理 ............................................................................ 5 糖蜜酒精發(fā)酵特點(diǎn) ............................................................................ 5 糖蜜發(fā)酵對酵母菌種的要求 ……………………………………………… 6 糖蜜酒精發(fā)酵中酵母的有效酶系 ....................................................... 6 糖蜜酒精發(fā)酵在密閉發(fā)酵罐中進(jìn)行的理論依據(jù) .................................. 6 糖蜜酒精發(fā)酵機(jī)理 ............................................................................ 8 提高糖蜜酒精發(fā)酵效率的方法 ........................................................... 9 2． 3 糖蜜酒精的發(fā)酵方法 ................................................................................ 9 間歇發(fā)酵法 ....................................................................................... 9 連續(xù)發(fā)酵法 ......................................................................................12 從 CO?回收酒精的依據(jù) ....................................................................15 2． 4 雙糖流加發(fā)酵工藝流程 ...........................................................................16 工藝流程圖 ......................................................................................16 工藝流程說明 .................................................................................17 2． 5 雙糖流加發(fā)酵工藝流程選擇及論證 ..........................................................18 糖蜜原料及其貯存 ...........................................................................19 稀糖液的制備及處理 ...........................................................