【正文】 發(fā)酵率 86% 發(fā)酵時(shí)間 ≤36小時(shí)成熟醪含酒分 ≥10% 殘?zhí)?%蒸餾率 ≥97% 發(fā)酵溫度：27~34℃產(chǎn)品分配比（占成熟醪中無(wú)水酒精重量%）成品酒精 100% 雜醇油 ≤% 蒸餾損失 ≤3%產(chǎn)品與糖蜜耗材比1：注：參數(shù)為生產(chǎn)工藝指標(biāo)：以上百分率為體積百分率。= m3/d 247。= 247。= 247。= 247。= 247。= 247。= 247。= 247。= m3/d 247。= 247。4 物料衡算與熱量衡算（1）原料原料：廢糖蜜規(guī)格：固形物80186。溫度不能過(guò)低，醪中的酒精沒(méi)有完全蒸發(fā)出來(lái)，逃酒率明顯增大。Bx~27~30℃濃糖液30~33186。 蒸餾和膜脫水生產(chǎn)無(wú)水酒精是將精餾酒精通過(guò)高分子膜塔制得無(wú)水酒精的，該方法生產(chǎn)無(wú)水酒精成本低、耗能省，有很好的發(fā)展前途。所以選用此種方法。本設(shè)計(jì)選用半直接式液相進(jìn)塔三塔蒸餾流程。生產(chǎn)醫(yī)藥酒精的糖蜜酒精工廠大多采用雙塔式液相過(guò)塔連續(xù)蒸餾流程。 川345酵母的最適發(fā)育溫度是28—30℃，最適發(fā)酵溫度31—35℃，能耐高溫，40℃時(shí)發(fā)酵尚好，耐酒精能力10—12%(容量），成熟醪含酒精較高。如溫度升高超過(guò)40℃以上，則成熟醪殘?zhí)窃龈?，酒分下降、發(fā)酵率明顯下降。 (3) Ⅰ，Ⅱ。PAM是無(wú)色無(wú)臭的粘性液體，可以作為絮凝劑加速糖蜜中膠體物質(zhì)，灰分和懸浮物的絮凝，從而使澄清糖液的純度提高。（2）加酸澄清法加酸澄清法分為冷酸通風(fēng)澄清法和熱酸通風(fēng)澄清法。酸化糖蜜酸化的主要目的在于防止雜菌在發(fā)酵時(shí)的繁殖，同時(shí)得到適合于酵母發(fā)酵的pH糖液，此外，酸化還有利于去除糖液中的部分灰分和膠體物質(zhì)。糖蜜滅菌糖蜜中常污染又大量雜菌，主要是野生酵母、白鏈球菌及乳酸菌等產(chǎn)酸菌，為保證稀糖液的正常發(fā)酵，除加酸提高糖液酸度抑制雜菌生長(zhǎng)繁殖外，還必須對(duì)糖蜜滅菌。②連續(xù)稀釋法目前我國(guó)糖蜜酒精工廠多采用連續(xù)稀釋法，糖蜜連續(xù)稀釋是原糖蜜不斷流入連續(xù)稀釋器，稀釋水及滅菌劑等不斷加入，稀糖液不斷排出的稀釋方法。所謂的單濃度流程就是酒母培養(yǎng)和發(fā)酵采用同一濃度稀糖液的酒精生產(chǎn)流程；雙濃度流程則是酒母培養(yǎng)和發(fā)酵采用不同濃度稀糖液的酒精生產(chǎn)流程。③貯存罐的位置應(yīng)兼顧運(yùn)輸和生產(chǎn)兩方面，以有利于使用方便。/% 純度/% 非法酵性糖分/% 非法酵性糖/全糖/% 膠體/% 酸度/（mmol/100g） 硫酸灰分/% 總氮量/% 磷酸（P2O5）/糖蜜成分糖蜜是蔗糖結(jié)晶的母液，含有蔗汁中天然成分和在蔗汁處理和煮糖時(shí)的添加物質(zhì)以及蔗汁處理和煮糖時(shí)的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物，如焦糖、黑色素等。從制糖原料來(lái)分，糖蜜可分為甘蔗糖蜜和甜菜糖蜜。Bx的低濃度稀糖液，在發(fā)酵罐罐流加32~40186。生產(chǎn)時(shí)，濃硫酸與磷酸、銨鹽溶液匯同一起送入1號(hào)連續(xù)稀釋器內(nèi)，稀釋用的冷水來(lái)自蒸餾車間冷水高位箱，經(jīng)液位調(diào)節(jié)器維持恒壓送入連續(xù)稀釋器內(nèi)。排出的CO2所帶走的酒精數(shù)量與發(fā)酵醪的溫度、酒精濃度以及蒸發(fā)表面的狀態(tài)都有密切的關(guān)系。根據(jù)糖蜜酒精發(fā)酵化學(xué)反應(yīng)式：C12H22O11十H2O → 2C6H12O6多級(jí)連續(xù)發(fā)酵法可分為單濃度連續(xù)發(fā)醉法和雙濃度連續(xù)發(fā)酵法兩種。第三與第四兩個(gè)發(fā)酵罐之間上部用導(dǎo)管相連，發(fā)酵醪由第四發(fā)酵罐的下部放出，使酵母沉降，便于回收。間歇通氣攪拌對(duì)穩(wěn)定和保證較高的比生長(zhǎng)速度更為有利。但應(yīng)該看到多級(jí)連續(xù)發(fā)酵經(jīng)常會(huì)因雜菌感染，不可能長(zhǎng)期維持下去，必須定期更換酵母種子，一般每隔幾天，必要時(shí)甚至每隔7—8天各發(fā)酵罐需要交替排空滅菌再重新接入酵母種子進(jìn)行發(fā)酵。酒母和基本稀糖液，以一定的速度連續(xù)地流入前兩個(gè)發(fā)酵罐，發(fā)酵時(shí)醪液從1發(fā)酵罐上部沿連通管流入2發(fā)酵罐底部，再經(jīng)2發(fā)酵罐上部流入3發(fā)酵罐底部，這樣順序連續(xù)流動(dòng)，經(jīng)過(guò)一組串聯(lián)的發(fā)酵設(shè)備所連接的空間，酵母完成增殖和發(fā)酵作用的全過(guò)程，成熟醪從最后的發(fā)酵罐中連續(xù)排出，送去蒸餾。⑤連續(xù)流加發(fā)酵法 連續(xù)流加發(fā)酵法的特點(diǎn)是把成熟的酒母一次加入發(fā)酵罐中，然后連續(xù)流加基本糖液，連續(xù)流加基本糖液的速度應(yīng)控制，使發(fā)酵糖液的濃度大致相同，這樣可使發(fā)酵時(shí)間大大縮短，發(fā)醪中酒精含增高。我國(guó)南方小型糖蜜酒精工廠采用此法較普通。開(kāi)放式間歇發(fā)酵法的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單，容易上馬，操作簡(jiǎn)便。（7）1，3—二磷酸甘油酸在磷酸甘油激酶的催化下，生成3—磷酸甘油酸。④丙酮酸脫羧形成乙醛，乙醛為氫受體，其羰基氧化甘油醛3P脫氫所生成的NADH（H+），從而再生NAD+，乙醛生成乙醇。酵母進(jìn)行糖蜜酒精發(fā)酵時(shí)，在有氧的情況下，由于進(jìn)行了呼吸作用，而酒精產(chǎn)量大大降低，糖的消耗速度在單位時(shí)間內(nèi)也減慢?；蛘吆?jiǎn)單地說(shuō)，就是在無(wú)氧條件下，微生物將復(fù)雜的有機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)楹?jiǎn)單的產(chǎn)物的過(guò)程，就叫做發(fā)酵。③生產(chǎn)易實(shí)現(xiàn)連續(xù)化 糖蜜酒精廠基本上采用了雙流加連續(xù)發(fā)酵工藝。為了維持正常的酵母生長(zhǎng)和發(fā)酵速率，在酒母培養(yǎng)和酒精發(fā)酵時(shí)要適當(dāng)通風(fēng)。在酸化罐加入定量的水、硫酸、營(yíng)養(yǎng)鹽等輔料進(jìn)行處理，處理后用雙濃度法稀釋，稀糖液濃度14~18186。1．2設(shè)計(jì)依據(jù)（1）大學(xué)理工學(xué)院（生物工程專業(yè)） 《年產(chǎn)4000噸酒精工廠的初步設(shè)計(jì)》任務(wù)書(shū)（2）設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料：產(chǎn)品名稱：無(wú)水酒精（優(yōu)級(jí)純）工廠廠址：?？诮忌a(chǎn)原料：廢糖蜜（海南各地糖廠的副產(chǎn)物）生產(chǎn)天數(shù)“全年生產(chǎn)260天（全天候）當(dāng)?shù)貧夂驐l件（來(lái)自海南氣象臺(tái)資料）：溫度 極端高溫39℃ 最低溫度6℃ ℃濕度 最高濕度92% 平均濕度85%水溫 河水（1米） 最高30℃ 最低10℃ 自來(lái)（飲用）水 最高30℃ 最低10℃ 深井水 平均18℃風(fēng)頻率 年平均風(fēng)速：降水量 年平均：1691ml/a風(fēng)向 東北風(fēng)和東風(fēng)1．3指導(dǎo)思想 以設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)為基礎(chǔ)，以最新科研成果和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)為依據(jù)，通過(guò)文獻(xiàn)檢索、收集資料，調(diào)查研究，綜合分析；貫徹節(jié)省基建投資，充分重視技術(shù)先進(jìn)，降低工程造價(jià)等思想，從節(jié)約能源和降低原料消耗，創(chuàng)較高經(jīng)濟(jì)效益等角度出發(fā)，以“工藝先進(jìn)、技術(shù)可靠、系統(tǒng)科學(xué)、經(jīng)濟(jì)合理、安全環(huán)保”為原則，同時(shí)注重“三廢”治理和綜合利用副產(chǎn)物，充分重視環(huán)保防污。通過(guò)完成本次設(shè)計(jì)，基本掌握酒精生產(chǎn)工藝流程設(shè)計(jì)、基本工藝計(jì)算、主要設(shè)備選型等。（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(wú)水酒精4000噸，年工作日：全年生產(chǎn)260天（全天候）；其余時(shí)間為副產(chǎn)品加工、設(shè)備維修檢修、員工技能培訓(xùn)等。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(guò)醪塔粗餾后酒汽從塔頂出來(lái)，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(lái)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(wú)水酒精。糖蜜酒精蒸餾一般需增加一個(gè)脫醛塔以排除乙醛，要加強(qiáng)雜醇油分離操作（提油）。酵母活細(xì)胞中水解酶首先將糖蜜醪中的蔗糖水解生成一分子葡萄糖和一分子果糖，然后再由酵母活細(xì)胞中的酒化酶進(jìn)行發(fā)酵，酒化酶是參與酒精發(fā)酵的各種酶和輔酶的總稱。從整個(gè)發(fā)酵工藝來(lái)講，既有發(fā)酵醪中的淀粉、糊精繼續(xù)被糖化酶作用，水解生成糖類物質(zhì)的反應(yīng)，同時(shí)又有發(fā)酵醪中的蛋白質(zhì)在蛋白酶的作用下，水解生成小分子的蛋白胨、肽和各種氨基酸的反應(yīng)，這些水解產(chǎn)物一部分被酵母細(xì)胞吸收合成菌體，另一部分則發(fā)酵生成了酒精和二氧化碳，還要產(chǎn)生副產(chǎn)物雜醇油、甘油等。 酵母進(jìn)入糖化醪后，糖分被酵母細(xì)胞吸收滲入細(xì)胞內(nèi)，經(jīng)過(guò)酵母細(xì)胞內(nèi)糖酒轉(zhuǎn)化酶系統(tǒng)的作用，最終生成酒精、CO2和能量，其中一部分能量被酵母細(xì)胞用作新陳代謝的能源，余下的部分能量和酒精及CO2一起，通過(guò)細(xì)胞膜排出細(xì)胞外。（2）轉(zhuǎn)化為6—磷酸葡萄糖后，再經(jīng)酵母細(xì)胞中磷酸己糖異構(gòu)酶催化下，生成6磷酸果糖。（10）2—磷酸烯醇式丙酮酸在丙酮酸激酶的催化下、生成烯醇式丙醇酸，由于烯醇式丙酮酸很不穩(wěn)定，立即就會(huì)生成丙酮酸。 調(diào)整酵母外界環(huán)境的滲透壓是提高糖蜜酒精發(fā)酵效率的關(guān)鍵，酵母細(xì)胞內(nèi)酶系催化效率的提高，依賴于酵母細(xì)胞質(zhì)膜的半滲透作用。2．3糖蜜酒精的發(fā)酵方法糖蜜酒精發(fā)酵方法很多，基本上可分為間歇法與連續(xù)法兩大類。酒母罐預(yù)先以100℃空消1小時(shí)，送入12—15％的稀糖液后，再加熱到100℃，滅菌30分鐘，—，然后冷卻到30℃時(shí)接入種母，培養(yǎng)濃度降至6—8％時(shí)即為成熟酒母。 分段添加發(fā)酵法是在發(fā)酵罐中加入10—20％的成熟酒母，并且分三次或更多次加入基本稀糖液。間歇式發(fā)酵是始終在一個(gè)容器內(nèi)進(jìn)行，酵母始終處在一個(gè)變動(dòng)的環(huán)境中，即酵母的繁殖與生命活動(dòng)是在糖分不斷下降，酒精含量逐步增加的變化過(guò)程中進(jìn)行的。換句話說(shuō)，如果交換速度過(guò)大，在營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)豐富的情況下，雖然酵母的生長(zhǎng)速度加大，但不利于酵母的積累，往往酵母來(lái)不及繁殖就有可能被流掉，酵母積累便在后面幾個(gè)罐內(nèi)進(jìn)行，并且速度緩慢。該法的優(yōu)點(diǎn)是不需用泵轉(zhuǎn)換，可簡(jiǎn)化操作，節(jié)省電力消耗。由于代謝產(chǎn)物的反饋抑制作用，發(fā)酵過(guò)程中隨著酒精濃度迅速增高，抑制了酵母的增殖，使酵母迅速衰亡。再加過(guò)磷酸鈣，而不加氮源養(yǎng)料，—5％時(shí)，即將酒母醪送至發(fā)酵罐，在發(fā)酵過(guò)程所釋出的二氧化碳，通過(guò)捕集器，而洗水則用來(lái)稀釋糖蜜，發(fā)酵醪用泵送入沉降槽，通過(guò)高速離心分離器將醪液和酵母分離，醪液送去蒸餾，酵母重回至活化罐中，如此反復(fù)使用15次左右。Bx；連續(xù)發(fā)酵法添加基本稀糖液采用高濃度糖液，濃度為32—40186。 ，或682公升無(wú)水酒精(以20℃計(jì)算)，(以15℃計(jì)算)，可見(jiàn)糖蜜酒精發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生CO2數(shù)量不少。2．4雙糖流加發(fā)酵工藝流程酵母固體斜面菌種 營(yíng)養(yǎng)鹽 硫酸 水 糖蜜糖蜜貯罐液體試管 營(yíng)養(yǎng)液高位槽 硫酸高位槽 泵三角瓶 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 酒母泡沫捕集器酒精回收液 1主發(fā)酵罐 連續(xù)發(fā)酵罐組 9后發(fā)酵罐 計(jì)量罐 CO2 成熟醪 液體CO2車間 蒸餾車間 液體二氧化碳 干冰 工藝流程說(shuō)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(dòng)觸點(diǎn)自動(dòng)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。 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(guò)濾器處理后入酒母罐和1號(hào)主發(fā)酵罐。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。因此，甘蔗糖蜜的產(chǎn)量也較大，％。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%，%~%，蛋白質(zhì)為2%~3%及少量的烏頭酸、檸檬酸、蘋(píng)果酸、琥珀酸等。（2）糖蜜貯存設(shè)備：糖蜜貯存設(shè)備主要是貯罐。Bx，發(fā)酵醪32~40 186。（2）營(yíng)養(yǎng)鹽的添加工廠時(shí)間和甘蔗糖蜜的組分表明，甘蔗糖蜜中缺乏的主要營(yíng)養(yǎng)成分是氮素。常用的糖蜜殺菌防腐劑及其用量如下表24。本設(shè)計(jì)選用硫酸酸化。加入KMnO4可使亞硫酸鹽、亞硝酸鹽氧化，減輕對(duì)酵母的毒害或使其沉淀。本設(shè)計(jì)選用聚酰胺（PAM）絮凝劑澄清法。菌落邊緣稍不整。最適發(fā)育溫度為30—32℃，—。1956—1967年曾在廣東揭陽(yáng)糖廠酒精車間生產(chǎn)采用，證明川102酵母在甘蔗糖蜜酒精發(fā)酵溫度不超過(guò)36℃情況下，發(fā)酵率較F—396及川345等酵母高。排醛塔通常用較多的塔板層數(shù)（28~34層）和冷凝面積很大的冷凝器，并采用較大的回流比來(lái)提高塔頂酒精濃度。而糖蜜酒精連續(xù)蒸餾過(guò)程中精餾塔除了提取成品和排除酯醛頭級(jí)雜質(zhì)的任務(wù)外，還必須排除雜醇油。三塔式連續(xù)蒸餾流程，由于醪塔蒸餾出的粗酒精進(jìn)入排醛塔，以及排醛塔脫醛酒進(jìn)入精餾塔是氣相或液相的不同，又可分為直接式、半直接式及間接式三種類型，其中以半直接三塔式連續(xù)蒸餾在糖蜜酒精工廠廣泛采用