【正文】 玉米粉）； 蛋白酶加量： 7u/（ g 玉米粉）； 停留時(shí)間： ； 稀硫酸： 16％～ 20％。 液化糖化工序 （ 1）液化即將玉米粉按比例與水調(diào)配成均一的粉漿，并進(jìn)行升溫預(yù)煮，利于淀粉的吸水膨脹，經(jīng)加熱后，使淀粉呈溶解狀態(tài)，在耐高溫 α—淀粉酶的作用下，徹底液化分解成短鏈糊精和少量麥芽糖，葡萄糖。 酒精的用途 酒精是一種新能源，其優(yōu)勢(shì)在于發(fā)酵酒精屬于可再 生能源。雜醇油的得率一般是酒精產(chǎn)量的 ％～ ％。其中變性燃料乙醇國家標(biāo)準(zhǔn)GB18350—2021[8]見表 211。 H2SO4含量在 92％以上，砷含量不允許大于 ％。 （ 1）麩皮是面粉生產(chǎn)過程中的一種副產(chǎn)品，它具有培養(yǎng)霉菌的良好性能，麩皮中除含有碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪、纖維及灰分等外，還含有多鐘酶系。 通過以上的調(diào)研分析可見，建設(shè)項(xiàng)目所在地的地理位置，地形地貌，氣候，水文，地址無不良影響，能夠滿足建廠條件。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，環(huán)境幽美，景色狀觀，是大有前途的能源、特產(chǎn)、漁業(yè)、旅游綜合性經(jīng)濟(jì)開區(qū)和建立良好生態(tài)環(huán)境的重要生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)。40′E～ 127176。 1992年歐共體 通過法律，統(tǒng)一各種礦物油的消費(fèi)稅，對(duì)于可再生資源為原料生產(chǎn)燃料的試驗(yàn)性項(xiàng)目，成員國可采取免稅政策，包括燃料乙醇都有稅收優(yōu)惠。目前，美國新東北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 5 配方汽油的消耗量約占全美汽油總消耗量的三分之，其中 約有 8％的新配方汽油使用無水乙醇添加劑。經(jīng)過半個(gè)多世紀(jì)的沉淀之后，自九十年代以來，之所以又重新成為許多國家大力研究和發(fā)展的對(duì)象，究其原因是人們對(duì)乙醇極優(yōu)越的物理、東北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 4 化學(xué)特性有了更深入的認(rèn)識(shí)和了解。在菌種選育方面，常規(guī)的誘變育種技術(shù)加上遺傳工程技術(shù)，將有可能獲得能直接發(fā)酵生淀粉、纖維素、半纖維素的菌株；纖維素酶高產(chǎn)菌株、耐高溫酵母和其他優(yōu)良東北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 3 的酒精發(fā)酵微生物、抗雜菌酒精發(fā)酵菌也將有得到的可能。由于微生物發(fā)酵法生產(chǎn)工藝成熟，能耗低，對(duì)生產(chǎn)設(shè)備要求不高，且能就地取材，充分利用本地資源，因此，該法被廣泛采用?？谷諔?zhàn)爭勝利后，由于我國經(jīng)濟(jì)比較落后，工業(yè)基礎(chǔ)十分薄弱，糧食產(chǎn)量很低，國內(nèi)糧食還處于自給的狀況，只有少部分糧食用來生產(chǎn)食用酒精，燃料乙醇的價(jià)格高于汽油價(jià)格，因此也限制了酒精工業(yè)的發(fā)展。采用干法粉碎技術(shù)對(duì)原料進(jìn)行粉碎處理，運(yùn)用噴射閃蒸技術(shù)進(jìn)行常壓蒸煮，通過液糖化過程，進(jìn)行大罐連續(xù)發(fā)酵，采用 傳統(tǒng)式 三塔蒸餾技術(shù) 直接蒸汽進(jìn) 行加熱蒸餾，排醛脫水得到無水乙醇，最后以 95:5（體積比）和 93 號(hào)汽油混合變性，得到成品燃料乙 醇。 2021 年中國政府燃料酒精規(guī)劃的實(shí)施，標(biāo)志著中國酒精產(chǎn)業(yè)上了一個(gè)大臺(tái)階。以淀粉質(zhì)原料生產(chǎn)酒精的廠家，大多數(shù)采用了風(fēng)選風(fēng)送的原料粉碎新工藝，大大減少了車間的粉塵飛揚(yáng)，改善了勞動(dòng)條件。 酒精工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì) 隨著酒精工業(yè)的不斷發(fā)展，酒精工業(yè)已逐步從傳統(tǒng)工藝的模式中解放出來。它是汽油中加入一定比例的變性燃料乙醇形成的一種新型混合燃料，目前一些國家作為汽車燃料來用。 巴西燃料乙醇的應(yīng)用始于二十世紀(jì)初，到 1930 年乙醇 —汽油混合燃料的使用就達(dá)到一定的規(guī)模。 畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目 年產(chǎn) 14 萬噸燃料乙醇廠初步工藝設(shè)計(jì)，重點(diǎn)設(shè)備為發(fā)酵罐。 B. 地貌和土壤 吉林市有 ―遠(yuǎn)迎長白，近繞松花 ‖的地勢(shì)，由于不同時(shí)期的大地構(gòu)造運(yùn) 動(dòng)，以及江河的侵蝕、剝蝕和堆積，形成了中山山區(qū) —低山丘陵區(qū) —峽谷湖泊區(qū) —河谷平原區(qū)的地貌。春季少雨干燥，夏季溫?zé)岫嘤辏锛緵鏊嗲?，冬季漫長而寒冷。 東北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 11 玉米品種很多，如裂皮玉米、硬皮玉米、馬齒玉米、甜玉米等，其中以馬齒玉米淀粉含量高，產(chǎn)量大。因此，在酒精生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)采用已榨過油的米糠餅。工藝用水要求符合飲用水標(biāo)準(zhǔn)。故酒精生產(chǎn)過程中所生產(chǎn)的副產(chǎn)物，必須進(jìn)行綜合利用，變廢為寶，減少環(huán)境污染。在醫(yī)藥方面，還可用濃鹽提取法或稀堿提取法從酵母中提取核糖核酸。 玉米原料生產(chǎn)酒精流程 玉米是淀粉質(zhì)原料，其生產(chǎn)酒精的基本原理為： 酶 （ C6H10O5） n ＋ nH2O → nC6H12O6 淀粉 葡萄糖 東北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 20 酵母菌 C6H12O6 → 2CH3CH2OH ＋ 2CO2↑ 30～ 32℃ 采用的基本工藝流程為： 原料 粉碎 調(diào)漿 α－淀粉酶 蒸煮 糖化酶 糖化 酵母培養(yǎng)液 回收 CO2 發(fā)酵 蒸餾 廢液 雜醇油 酒精 圖 31 酒精生產(chǎn)工藝流程圖 工藝簡單描述如下：玉米經(jīng)干法粉碎技術(shù)進(jìn)行粗碎和細(xì)碎，然后以重量比 1:（ 3～4）與水進(jìn)行調(diào)漿，經(jīng)醪液泵打入蒸煮罐進(jìn)行高溫或中溫連續(xù)蒸煮，同時(shí)加入液化酶蒸煮 1 小時(shí)左右，進(jìn)行冷卻開始糖化階段。 發(fā)酵工序 發(fā)酵可使酵母菌充分利用葡萄糖及其他可發(fā)酵糖，最大限度地把可發(fā)酵糖轉(zhuǎn)化為酒精。玉米粉箱中玉米粉應(yīng)儲(chǔ)存 1/2/以上，保證均勻供料。與水能形成共沸混合物分析純級(jí)的無水乙醇是無色透明，易揮發(fā)，具有特殊芳香和強(qiáng)烈刺激味的易燃液體。由于雜醇油與汽油主要成分相近，它可用作燃料添加劑，也可用作工業(yè)溶劑。不同規(guī)格的酒精只能應(yīng)用于與其規(guī)格相符合的目的和對(duì)象。 表 27 糖化酶質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) [6] 項(xiàng)目 標(biāo)準(zhǔn) 酶活力 ， u/g(mL) 60000， 80000， 100000， 150000， 202100 水分 ， ％ 不小于 細(xì)度 (通過 40 目銅網(wǎng)篩 )， ％ 不小于 80 酶活力保存率 (室溫 ， 半年 )， ％ 不小于 80 重金屬 (以 Pb計(jì) )， ％ 不超過 鉛 ， ％ 不超過 砷 (以 As 計(jì) )， ％ 不超過 黃曲霉毒素 B1， ％ 不超過 大腸菌群 ， 個(gè) /100g(ml) 不超過 30 沙門氏菌 不得檢出 （ 4）硫酸在酒精生產(chǎn)中主要用來調(diào)整醪液的 pH。g/kg ＜ 5 東北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 12 表 24 技術(shù)指標(biāo) （雜糧） 等級(jí) 單位 普通玉米粉（國標(biāo)） 精制玉米粉（國標(biāo)） 粗細(xì)度 目數(shù) 通過 10 通過 10 水分 ％ ≤14 ≤14 皮胚含量 干基％ ≤ ≤ 含砂量 ％ ≤ ≤ 磁性金屬物 g/kg ≤ ≤ 脂肪酸值 mgKOH/100g ≤80 ≤80 鉛 mg/kg 主要輔料的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 在酒精生產(chǎn)中 ，常用的輔助材料主要有麩皮、米糠、酶制劑、硫酸等。哈大電氣化改造已經(jīng)開始，京哈，集錫，沈明三條國道在境內(nèi)貫穿，哈大高速公路至長春大連段已經(jīng)開通。除占地 1748 平方公里的吉林市城區(qū)外，其他區(qū)域是全省重要的農(nóng)業(yè)、林業(yè)、畜牧、漁業(yè)及工礦區(qū)。東經(jīng) 125176。目前，其乙醇 —汽油混合燃料的使用量大約在 億 L以上。七十年代的世界石油危機(jī)和 1990 年美國國會(huì)通過空氣清凈法（修正案）后，是美國燃料乙醇兩個(gè)主要發(fā)展時(shí)期。 乙醇這一傳統(tǒng)產(chǎn)品。在節(jié)能方面 ，研究無蒸煮工藝和酒精節(jié)能回收技術(shù)將能量消耗降低 50％或更多是完全可能的，原料粉碎消耗電能也很大，如何降低粉碎電耗也是應(yīng)引起重視的問題。 我國酒精工藝和裝備技術(shù)的發(fā)展 我國酒精生產(chǎn)主要是采用微生物發(fā)酵法和化學(xué)合成法?？谷諔?zhàn)爭爆發(fā)以后，我國開始大量使用乙醇做燃料，乙醇工業(yè)在后方發(fā)展很快，當(dāng)時(shí)河南、陜西、四川大約有 50 多家乙醇生產(chǎn)廠。運(yùn)用理論基礎(chǔ)知識(shí)，本設(shè)計(jì)對(duì)年產(chǎn) 14 萬噸燃料乙醇生產(chǎn)過程進(jìn)行了工藝計(jì)算，為最初設(shè)備選型提供理論依據(jù)。2021 年中國釀酒工業(yè)協(xié)會(huì)酒精分會(huì)開始創(chuàng)辦專業(yè)刊物《酒精》，體現(xiàn)中國酒精產(chǎn)業(yè)又開始了一個(gè)科研與生產(chǎn)相結(jié)合的新階段。糖化劑生產(chǎn)技術(shù)已從固體曲生產(chǎn)發(fā)展到液體曲生產(chǎn)。廣大工程技術(shù)人員都在努力研究和開發(fā)新工藝、新設(shè)備，選育新的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的菌種。在這種燃料中，乙醇代替了四乙鉛基和 MTBE，既做增氧劑，又是一種能源。二十世紀(jì)七十年代，為防止國內(nèi)能源的消耗，盡快利用國內(nèi)資源代替石油進(jìn)口，保持經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，巴西政府設(shè)立了 ProAlcool 計(jì)劃（用生物質(zhì)原料制備乙醇代替汽油）和 ProOleo 計(jì)劃（用植物油代替柴油）。 畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù) （ 1）選擇并確定工廠廠址、生產(chǎn)工藝流程和工藝條件，確定技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)； （ 2）進(jìn)行全廠物料平衡計(jì)算； （ 3）主要生產(chǎn)設(shè)備的選型和計(jì)算； （ 4）水、電、汽消耗計(jì)算 ； （ 5）重點(diǎn)設(shè)備 —發(fā)酵罐的工藝、設(shè)計(jì)及討論； （ 6）重點(diǎn)車間平面布置設(shè)計(jì)和全廠平面布置設(shè)計(jì)； （ 7）繪制圖紙，包括液糖化發(fā)酵工藝流程圖一張、蒸餾工藝流程圖一張、全廠平面布置圖一張、重點(diǎn)設(shè)備裝配圖一張。地勢(shì)由東南向西北逐漸降低的地理景觀。氣溫手地形影響，由西、西北向東、東南氣溫逐漸降低。一般黃色玉米的淀粉含量較白色玉米高。 （ 3）酶制劑大多為 α—耐高溫淀粉酶、高活性糖化酶和酸性蛋白酶。水的硬度應(yīng)不超過 7 毫克當(dāng)量 /L，即中等硬度的水。 酒精發(fā)酵時(shí) CO2的理論得率的 ％，在連續(xù)發(fā)酵時(shí) 70％的 CO2可以回收利用。以從酵母菌中提取的核糖核 酸為原料，加入稀堿液，控制在 50℃ ～ 60℃下，使核糖核酸進(jìn)一步降解，從而生成 2′， 3′—核苷酸。糖化工藝要求溫度控制條件很高，必須保證糖化過程的溫度在 60℃ 左右（上下浮動(dòng)不超過 1℃ ）。 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 壓縮空氣 壓縮空氣 糖化醪 預(yù)發(fā)酵罐 1 主發(fā)酵罐 2 發(fā)酵罐 3 發(fā)酵罐 4 發(fā)酵罐 后 酵罐 成熟醪 罐 糖化醪 糖化醪 圖 33 發(fā)酵工藝流程圖 工藝指標(biāo)： （ 1） 1 發(fā)酵罐工藝指標(biāo) 液位： 95％左右； 溫度： 32℃ ； 酵母數(shù)： 108/mL以上； 形態(tài)：酵母健壯，不衰老，空胞少； 酵母出芽率： 15％以上 ； 酵母死亡率： 15％以下； 雜菌數(shù)： 2 個(gè)以下 /顯微鏡下視野； 外觀糖： 7～ 10Bx； 酸度： ～ ； 酒精濃度： ％～ ％（體積）； 揮發(fā)度： ％以下； 進(jìn)料流量： 70～ 100m3/h（單線）。 玉米粉箱內(nèi)應(yīng)有足夠的脫胚去皮玉米粉，保證生產(chǎn)連續(xù)穩(wěn)定，不斷料，不冒料，兩線儲(chǔ)箱的料位均衡。有吸濕性。雜醇油中含有的 高級(jí)醇的酯類可用于制造油漆和酒精。 燃料乙醇成品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 不管原料的品種如何，我國生產(chǎn)的酒精均要符合國家標(biāo)準(zhǔn)（ GB394—81），根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)我國生產(chǎn)的酒精共分優(yōu)級(jí)、一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)和四級(jí)等 5 個(gè)規(guī)格。（ 2） 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) ： 見表 27。 表 22 玉米的化學(xué)組成 /％ 水 分 蛋白質(zhì) 脂 肪 淀 粉 粗纖維 灰 分 7～ 16 8～ 10 ～ 5 60～ 65 表 23 玉米的 理化指標(biāo) [3] 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。京哈，哈大，平齊，平梅鐵路在市內(nèi)交匯。森林已經(jīng)逐漸減退。 （ 3）地理狀況： 東北電力大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 8 ① 自然條件 A. 地理位置 吉林市為吉林省轄地級(jí)市，吉林市地處東北腹地長白山脈，向松嫩平原過渡地帶的松花江畔，三面臨水，四周環(huán)山。其他成員國如荷蘭、英國、德國、奧地利等國家的農(nóng)業(yè)部也已向政府提出規(guī)劃，要求發(fā)展燃料乙醇工業(yè)。 燃料乙醇在國外發(fā)展的情況 美國是世界上燃料乙醇的主要生產(chǎn)國之一，早在二十世紀(jì)三十年代，美國就已開展了燃料乙醇的研究及應(yīng)用工作。