【正文】 真空輸送不存在這些問(wèn)提，所以在此選用真空輸送。 5 / 54 間歇蒸煮與連續(xù)蒸煮工藝相比較其優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)： 間歇蒸煮的設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，投資也較少，適用于生產(chǎn)規(guī)模較小的工廠。表 14 淀粉糖化的主要產(chǎn)物對(duì)比 糖化的目的淀粉質(zhì)原料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酵母能發(fā)酵的糖類。連續(xù)糖化節(jié)約時(shí)間，提高設(shè)備利用率便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。間歇發(fā)酵 pH 值可控制在 ～。另外，采用連續(xù)發(fā)酵和選用發(fā)酵力強(qiáng)的酵母菌種，也是加速發(fā)酵、縮短發(fā)酵時(shí)間的有力措施。當(dāng) 1發(fā)酵罐裝滿后，向 2發(fā)酵罐流加，2發(fā)酵罐滿后以相同的速度打入 3發(fā)酵罐、4發(fā)酵罐、5發(fā)酵罐待發(fā)酵醪成熟后，將其以同樣的速度送入蒸餾系統(tǒng)。極少部分未凝結(jié)的頭級(jí)雜質(zhì)和不凝結(jié)氣體一起排入大氣。冷卻工藝水：經(jīng)處理后可以做為生活用水。（11）硫酸用量（調(diào) PH 用）5kg/t(酒精)。醪塔的物料和熱量衡算如圖所示。由于酒母培養(yǎng)和菌種擴(kuò)大過(guò)程的物料衡算數(shù)據(jù)太少，無(wú)法與車間生產(chǎn)的原料、成品和在制品的數(shù)量相比，故在平衡表內(nèi)沒(méi)有列入。 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 32 糖化冷卻工段工藝流程圖表 31 蒸煮工段物料和熱量衡算匯總表進(jìn)入系統(tǒng)物料(Kg/h) 熱量(kJ/h)項(xiàng)目 符號(hào) 數(shù)量 符號(hào) 數(shù)量10 7粉碎原料 G 36100 GC0t0 拌料水 W1 108300 W1C eT0 加熱蒸汽加熱蒸汽D1D250497347D1I1D2I2累計(jì) 156796 離開系統(tǒng)物料(Kg/h) 熱量(kJ/h)項(xiàng)目 符號(hào) 數(shù)量 符號(hào) 數(shù)量10 7二次蒸汽二次蒸汽二次蒸汽D1D2D394926899976DIDIDI成熟醪液 W6 143185 W6C5T6 累計(jì) 156796 糖化過(guò)程中的物料和熱量衡算進(jìn)入糖化鍋冷卻的蒸煮醪量為 144546kg/h，濃度 B1=36100糖化醪的數(shù)量可以根據(jù)要求發(fā)酵醪內(nèi)含酒量倒過(guò)來(lái)算。并設(shè)蒸餾效率為 98%，而且發(fā)酵罐酒精捕集器回收酒精洗水和洗罐用水為成熟醪量的 5%，則生產(chǎn) 1000kg95%（體積分?jǐn)?shù)）,相當(dāng)于 %(質(zhì)量分?jǐn)?shù))酒精成品有關(guān)的計(jì)算如下：（1）需蒸煮的發(fā)酵成熟醪量為： F1 =1000%/(98%%)（1+5%）=12477(kg）（2）不記酒精捕集器和洗罐用水，則成熟發(fā)酵醪量為： 12477/106%=11711（kg）（3）入塔蒸餾的成熟醪乙醇濃度為： 1000%/(98%12477）=%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）（4）相應(yīng)發(fā)酵過(guò)程放出 CO2總量為： （1000%/98%）（44/46）=902（kg） (5) 接種量按 10%計(jì)，則酒母醪量為： （11771+902）/[(100+10)/100]10%=(kg) (6)糖化醪量：酒母醪的 70%是糖化醪，其余為糖化劑和稀釋水，則糖化醪量為： （11771+902）/[(100+10)/100]+70%=12327(kg) 成品與發(fā)酵醪量的計(jì)算（1）醛酒產(chǎn)量 在醛塔取酒一般占成品酒精的 %—3%。（6）雜醇油量 為成品酒精的 %（7）產(chǎn)品質(zhì)量 乙醇含量 95%（體積分?jǐn)?shù)）的食用酒精。但對(duì)其標(biāo)準(zhǔn)要求高。在上述流程中，單塔和兩塔蒸餾的到的究竟品質(zhì)比較差而不采用，而多塔流程雖然酒精的品質(zhì)得到了保證，但其設(shè)備的投資較大增加了生產(chǎn)成本所以也不采用。預(yù)發(fā)酵罐在發(fā)酵車間開機(jī)和換罐時(shí)，可以作為酒母罐提供適量的酒母投入到連續(xù)發(fā)酵罐組中。因此，生產(chǎn)上希望盡量采用濃醪發(fā)酵。為了保持這一狀態(tài)，要求進(jìn)入各罐的發(fā)酵醪糖分基本上等于被酵母消耗的糖分加上流出的糖分。 測(cè)定糖化醪質(zhì)量的方法1. 外觀糖度 用糖度計(jì)(Brix)測(cè)定粗濾糖化醪中的濃度，所測(cè)得的數(shù)據(jù)，能表示糖化醪中可溶性物質(zhì)的總含量，不是糖化醪的純糖。糖化后的醪液叫糖化醪，糖化后的主要產(chǎn)物對(duì)比如表 14 所示。拌料水溫度一般為 70℃。采用氣流輸送后，粉碎后的原料被氣流從粉碎機(jī)中吸出，從而提高粉碎機(jī)的生產(chǎn)能力。通過(guò)對(duì)干式粉碎和濕式粉碎的比較，因原料采用的是木薯干，為了節(jié)約成本，所以最終采用干式粉碎。表 11 木 薯 的 營(yíng) 養(yǎng) 成 分 列 表 (每 100 克 中 含 )成分名稱 含量 成分名稱 含量 成分名稱 含量可食部 99 水分(克) 69 能量(千卡) 116能量(千焦) 485 蛋白質(zhì)(克) 脂肪(克) 碳水化合物(克) 膳食纖維(克) 膽固醇(毫克) 0灰份(克) 維生素 A(毫克) 0 胡蘿卜素(毫克) 0視黃醇(毫克) 0硫胺素(微克) 核黃素(毫克) 尼克酸(毫克) 維生素 C(毫克) 35維生素 E(T)(毫克) 0aE 0 (βγ)E 0 δE 0鈣(毫克) 88 磷(毫克) 50 鉀(毫克) 764鈉(毫克) 8 鎂(毫克) 66 鐵(毫克) 鋅(毫克) 0 硒(微克) 0 銅(毫克) 0錳(毫克) 0 碘(毫克) 0 木薯作為酒精原料的特點(diǎn)1. 單位畝產(chǎn)量高，高的可達(dá) 1500—2500kg。 食用酒精使用糧食和酵母菌在發(fā)酵罐里經(jīng)過(guò)發(fā)酵后，經(jīng)過(guò)過(guò)濾、精餾來(lái)得到的產(chǎn)品，通常為乙醇的水溶液，或者說(shuō)是水和乙醇的互溶體。食用酒精作為硬飲料中不可缺少的添加成分，它的品質(zhì)越來(lái)越受到人們的重視，特別是我國(guó)做為世界白酒消費(fèi)大國(guó)，食用酒精品質(zhì)的好壞，就顯得更重要了。1 / 54第 1 章 全廠工藝論證 生產(chǎn)原料：木薯（淀粉質(zhì)原料） 木薯的主要成分木 薯 起 源 于 熱 帶 美 洲 ， 廣 泛 栽 培 于 熱 帶 和 部 分 亞 熱 帶 地 區(qū) ， 主 要 分 布 在 巴 西 、墨 西 哥 、 尼 日 利 亞 、 玻 利 維 亞 、 泰 國(guó) 、 哥 倫 比 亞 、 印 尼 等 國(guó) 。就目前的情況來(lái)看，先將原料粉碎，再在較和緩的的條件下進(jìn)行蒸煮是較好的方法。（2）機(jī)械輸送時(shí)，雖裝有電磁除鐵器，但無(wú)法除去石塊等堅(jiān)硬雜物，鐵片因物料干擾有時(shí)也會(huì)進(jìn)入粉碎機(jī)中，因此，后者的篩板破損率較高，粉碎度不宜保證。一旦形成粉團(tuán)蒸煮的質(zhì)量就會(huì)受到影響，因?yàn)榉蹐F(tuán)內(nèi)部的粉料沒(méi)有吸水膨脹，也就不可能糊化，這將導(dǎo)致不容解淀粉數(shù)量的增加，出酒率因此降低。最后醪液進(jìn)入薄板換熱器，降溫到糖化溫度：62℃。本設(shè)計(jì)采用混合冷卻連續(xù)糖化。這種糖化醪送入發(fā)酵罐，接入酒母后，在后者的作用下，醪中的糖被發(fā)酵生成乙醇和二氧化碳；而保存下來(lái)的糖化酶也不斷地將殘存的糊化了的淀粉轉(zhuǎn)化成可發(fā)酵性糖，就這樣酵母的酒精發(fā)酵和后糖化作用相互配合，最終將醪中的絕大的淀粉及糖轉(zhuǎn)化成乙醇和二氧化碳，這就是糖化醪發(fā)酵的目的。多級(jí)連續(xù)發(fā)酵的醪液始終處于流動(dòng)狀態(tài)，并能使每一發(fā)酵罐的醪液處于相對(duì)穩(wěn)定的均衡狀態(tài)，這就要求醪液保持先進(jìn)先出，防止滯流或滑漏的現(xiàn)象發(fā)生。通過(guò)對(duì)三種方式的比較，考慮到本廠酒精年產(chǎn)量有 10 萬(wàn)噸，雖然半連續(xù)和連續(xù)發(fā)酵都易染菌，發(fā)酵設(shè)備投資多，占地面積寬。 。 發(fā)酵副產(chǎn)品和污水處理 酒精生產(chǎn)的副產(chǎn)品酒精生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品有二氧化碳，酒精酵母，雜醇油，醛脂和酒糟。（3）生產(chǎn)天數(shù) 每年 300 天。K)]式中 Cw—水的比熱容[kＪ/(kg （2）以 300 天計(jì)，全年產(chǎn)品量和原料消耗量 成品酒精年產(chǎn)量：334300=100200 (t/a) （3）10 萬(wàn) t/a 淀粉原料燃料酒精廠物料衡算結(jié)果祥見表 22。進(jìn)塔成熟醪的乙醇濃度:%（W） ，溫度：70℃。K）]成熟醪帶入塔的熱量為： Q1=F1c1t1=1247770=106(kJ)蒸餾殘留固形物濃度為：B2=F1B1/Wx=12477%/10478=%蒸餾殘留液的比熱容為：Q3=V1iF1Q1=F1C1t1D1 Q4=Q′ 4 +D1t4Q2=D1I1 Wx+D1c2=()=[kJ/（kg表 21 各階階段淀粉損失率列表生產(chǎn)過(guò)程 損失原因 淀粉損失（%）原料處理 粉塵損失 蒸煮 淀粉殘留及糖份破壞 發(fā)酵 發(fā)酵殘?zhí)?發(fā)酵 巴斯德效應(yīng) 發(fā)酵 酒氣自然蒸發(fā)與被 CO2 被帶走（有酒精捕集器）蒸餾 廢糟帶走等 總計(jì)損失 故生產(chǎn) 1000kg 食用酒精需淀粉量為：（100%%）=（kg）（5）生產(chǎn) 1000kg 食用酒精木薯干原料消耗量 根據(jù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)給出，木薯干含淀粉 65%故 1t 酒精耗木薯干量為： （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。 污水種類1. 熱交換器排出廢水。工藝流程示意圖如圖 16 所示。糖液在發(fā)酵罐中停留時(shí)間：55h。三種發(fā)酵方式的優(yōu)缺點(diǎn)比較如表 15 所示。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。3. 還原糖 用廉愛(ài)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。糖化可分為間歇糖化工藝和連續(xù)糖化工藝兩種。 （3）蒸煮質(zhì)量較差，出酒率低。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。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。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)。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。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。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。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(guò)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。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。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(guò)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。 （2）輔助操作時(shí)間長(zhǎng)，設(shè)備利用率低。 糖化工藝糖化過(guò)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。 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(shuō)明雜菌感染情況。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。 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。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(guò)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(guò)慢