【正文】 堰液頭h0ˊ由固流液量ls方形流堰長度如下，回流液ls，其單位為m/s取回流液的平均分子量為m2=，其密度為，則有：ls=h0ˊ=h1=l/=()塔板液面高為：hl=110mm尖縫上緣到液面的距離為：hˊ=32mm這樣袍罩厚度為：z=52mm根據(jù)前面的計(jì)算可以得到升氣管的高度比溢流長堰高為97mm，符合袍罩要求。若按要求取5m179。 蒸餾醪液與成品計(jì)算（1）醛油含量（次級(jí)酒精）：本次設(shè)計(jì)要求不得含有次級(jí)酒精（2）食用酒精產(chǎn)量：1000kg（3）雜醇油產(chǎn)量：%～%，據(jù)本次設(shè)計(jì)要求，%，所以生產(chǎn)1000kg要求酒精雜醇油產(chǎn)量為：1000%=5kg（4）廢醪量的計(jì)算：廢料醪糟是成熟發(fā)酵醪進(jìn)入蒸餾塔后除去部分水和酒精及其他揮發(fā)性成分的殘留液，由于是使用直接蒸汽加熱蒸餾，所以應(yīng)該又加上入塔的加熱蒸汽冷凝水。以設(shè)計(jì)要求玉米為原料，應(yīng)用酶活力為2000u/g的α淀粉酶進(jìn)行液化，促進(jìn)糊化，可減少蒸汽消耗，據(jù)技術(shù)指標(biāo)，α淀粉酶的用量按8u/g原料計(jì)算，則酶用量為： （kg）1000（g/kg）8（u/g）247。蒸煮鍋后熟器要求。液化醪冷卻后儲(chǔ)存到液化醪儲(chǔ)存罐中。常見的流程有單塔式、雙塔式、三塔式和多塔式?；瘜W(xué)組成一般為：含水82%~90%，酒精7%~11%,還含有醇、醛、酸、酯等揮發(fā)性物質(zhì)，浸出物、無機(jī)鹽、酵母泥和其他不揮發(fā)性物質(zhì)以及夾雜物。⑥防止雜菌污染除了對(duì)原始菌種進(jìn)行定期分離純化外，在培養(yǎng)過程中要加強(qiáng)無菌管理和環(huán)境衛(wèi)生工作，特別要注意酒母罐的情況和管道閥門的清洗和滅菌，要注意消除死角。第二步是利用糖化酶將糊精或低聚糖進(jìn)一步水解，轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟堑倪^程。(3)后熟 在原料的蒸煮階段，雖然原料不斷軟化，植物組織和細(xì)胞也有部分裂解，但大部分仍未失去原有的形態(tài)，只有經(jīng)過一定時(shí)間的后熟，在吹醪時(shí)即醪液在蒸煮罐內(nèi)吹出時(shí)，由于醪液通過蒸煮鍋噴出口的狹縫，壓力發(fā)生變化，產(chǎn)生蒸汽的絕熱膨脹，使細(xì)胞破裂，植物組織才能完全碎解。原料經(jīng)粉碎后，受熱面積可增加，利于淀粉原料的吸水膨化糊化，從而提高熱處理效率。項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)放射性指標(biāo)總α放射性總β放射性1Bq/L 表36 水的硬度分類水質(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≥＞第4章 工藝設(shè)計(jì) 淀粉質(zhì)原料 除雜粉碎 粉 料 加水調(diào)漿 粉 漿 加α淀粉酶噴射液化 粉漿液化液 加入糖化酶糖化 取小部分加入酵母 糖 化 醪 酒母 加入酒精酵母進(jìn)行酒精發(fā)酵 CO2 酒精發(fā)酵醪 蒸餾 其他產(chǎn)品或雜質(zhì) 廢 醪 酒 精 圖4—1 淀粉原料酒精生產(chǎn)的總工藝流程淀粉質(zhì)原料酒精生產(chǎn)的特點(diǎn)（1）淀粉是以淀粉顆粒的形式存在于原料的細(xì)胞之中，為了使淀粉能最終轉(zhuǎn)化成酒精，首先要?jiǎng)?chuàng)造條件，使淀粉有可能從細(xì)胞中游離出來。向雜醇油液體中加水會(huì)導(dǎo)致混合分成兩層，下層含水和酒精,稱萃取相；上層主要含雜醇油，稱萃余相。生產(chǎn)有機(jī)化工產(chǎn)品。 環(huán)保措施CO2的回收利用來自發(fā)酵罐回收的CO2 →除沫器 →水洗塔1→KMnO4洗滌塔→水洗塔2→→儲(chǔ)氣囊 回流 ↓ ↓ ↓二級(jí)壓縮機(jī)→活性碳吸附塔→分子篩干燥塔→蒸餾塔→冷凝器→制冷機(jī) ↓ ↓ 成品CO2 不凝氣體排空?qǐng)D2—1 CO2低溫低壓液化工藝流程CO2是含碳化合物氧化反應(yīng)的最終產(chǎn)物[14],廣泛存在于大氣海洋中,可以說是取之不盡,用之不竭的碳源。甲醇是由果膠質(zhì)在果膠酶、高溫及酸作用下分解而成。若直接將這些廢水排放,將會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成嚴(yán)重污染。目前研究較多的蒸餾工藝有高效節(jié)能的差壓式蒸餾，膜分離酒精等。這將是許多發(fā)展中國家的一個(gè)機(jī)遇，在這些國家，甘蔗酒精可以很低的成本生產(chǎn)。1996年黑龍江華潤酒精有限公司年產(chǎn)24萬噸優(yōu)質(zhì)食用酒精生產(chǎn)線的投產(chǎn)標(biāo)志著中國酒精行業(yè)初步完成了引進(jìn)和消化現(xiàn)代國外大型酒精生產(chǎn)技術(shù)?？梢岳棉r(nóng)副產(chǎn)品、野生植物等再生資源進(jìn)行酒精生產(chǎn)。依據(jù)要求選擇以玉米為原料，耐高溫α淀粉酶作為液化酶；β淀粉酶作為糖化酶；安琪牌高溫酒精活性干酵母作為酵母菌。有吸濕性，自燃點(diǎn)390～430℃，乙醇蒸汽與空氣可形成爆炸性混合物，%～19%（V）。中國現(xiàn)有發(fā)酵法酒精生產(chǎn)能力已達(dá)500萬噸，其中年產(chǎn)5萬噸以上的企業(yè)10家，3萬噸級(jí)的企業(yè)20家，1萬噸級(jí)的企業(yè)50家。亞洲的產(chǎn)量增長與歐盟差不多，而非洲和大洋洲的產(chǎn)量增長不到4%。在設(shè)備方面也有不少新型生物反應(yīng)器出現(xiàn)，如單罐連續(xù)攪拌反應(yīng)器、酵母回用連續(xù)攪拌反應(yīng)器、塔式反應(yīng)器、細(xì)胞固定化反應(yīng)器等。(5) 考慮到酒精廠的環(huán)境，進(jìn)行了污水處理、CO2回收等綜合利用，不但改善了環(huán)境污染，同時(shí)增加工廠的收入。對(duì)食用酒精要求的12項(xiàng)檢測指標(biāo)中[12]，有甲醇、雜醇油、氧化時(shí)間、硫酸試驗(yàn)等4項(xiàng)指標(biāo)不易達(dá)到。另外排出二氧化碳等不凝氣體，也提高了粗塔的效率。滅火。主要成份是異戊醇、異丁醇、正丙醇、戊醇等。鍋爐用水應(yīng)符合鍋爐用水標(biāo)準(zhǔn)，硬度超標(biāo)一定要進(jìn)行軟化處理。常用的除雜方法有篩選、風(fēng)送除雜和電磁除鐵三種。(2)蒸煮 在原料蒸煮過程中，當(dāng)溫度升高至120~135℃時(shí)，最初20~25min內(nèi)，果膠質(zhì)的溶解便可完成，淀粉和多聚戊糖的溶解也開始劇烈地進(jìn)行。①酸解法 酸解法又稱酸糖化法，它是以酸（無機(jī)酸或有機(jī)酸）為催化劑，在高溫高壓下將淀粉水解轉(zhuǎn)化為葡萄糖的方法。④酒母培養(yǎng)溫度由于酒母培養(yǎng)期間會(huì)產(chǎn)生熱量而使醪液溫度升高，操作時(shí)要及時(shí)注意開冷卻水冷卻，以保證酵母菌健壯成長。此時(shí)醪液溫度應(yīng)控制在30~32℃。雜質(zhì)因揮發(fā)性不同而在塔里分布和聚集的區(qū)域不同，運(yùn)用雜質(zhì)分布的規(guī)律可在蒸餾操作中分離部分雜質(zhì)。淀粉酶系統(tǒng)主要是糊化酶（一般是細(xì)菌α淀粉粉酶,因其液化溫度很高，而α淀粉粉酶有耐高溫性）和糖化酶。糖化醪91%作為生產(chǎn)糖化醪，9%作為酒母糖化醪，酒母糖化醪制備時(shí)，料水比為1:。從淀粉質(zhì)原料生產(chǎn)酒精的化學(xué)反應(yīng)式原料與成品之間的定量關(guān)系如下：可以得到每生產(chǎn)1000kg無水酒精需要淀粉量為：1000（162／92）=（kg）而95%(V)%(w)，故生產(chǎn)1000kg95%（V）成品酒精需要的淀粉量為： %=(kg) 故生產(chǎn)120000t95%（v/v）食用酒精所需淀粉為： （120000/1000）1000=130176000kg因此，%之間，若以上表為依據(jù)，%計(jì)算，每生產(chǎn)1000kg成品酒精需要淀粉量為：247。（2）所以最終需要蒸餾的醪液中含酒精約為： （1000%）/()100%=%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)） %（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。故總?cè)莘eV有 V = V1 + V2 =π(D/2) 178。每個(gè)后熟器配2個(gè)攪拌器，糖化鍋1個(gè)，發(fā)酵罐2個(gè)，則至少需要攪拌器為： 24+12+252=114 酒精蒸餾設(shè)備及計(jì)算 蒸餾塔的設(shè)計(jì)設(shè)酒精發(fā)酵醪選用醛塔、粗塔、精餾塔三塔流程，采用浮閥塔。塔頂應(yīng)設(shè)有一層分離空間取1米高，塔釜貯液以15㎜計(jì)，相應(yīng)塔頂高為：，則總塔底：一般將分為八段，~，放4~5塊塔板，法蘭連接，連放支柱上。230==52時(shí)產(chǎn)酒母醪的體積應(yīng)為：（15625/1000）==179。（2）發(fā)酵工段：（71）為循環(huán)水總消耗量= kg/h （69）為冷卻水總消耗量= kg/h（3）蒸餾工段：雜醇油冷卻器循環(huán)水量:G== 成品酒冷卻器循環(huán)水量:G== 235161 kg/h粗塔冷凝器A,B循環(huán)水量:G== 粗塔冷凝器C循環(huán)水量:G== kg/h蒸餾工段總耗水量= +235161++= kg/h 蒸汽消耗量的計(jì)算由物料平衡圖知（1）液糖化工段：（14）為鍋爐來生蒸汽量= kg/h（2）發(fā)酵工段無蒸汽消耗（3）蒸餾工段：（32）為鍋爐來生蒸汽量= kg/h總汽耗量： 根據(jù)要求實(shí)際原料耗算一覽表因計(jì)算方便，上面計(jì)算的是生產(chǎn)1000kg要求酒精相關(guān)數(shù)據(jù)，實(shí)際生產(chǎn)120000t酒精則進(jìn)行放大，因取的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（如比熱容）都一樣，所以對(duì)結(jié)果沒有影響，下表則是1000kg酒精和放大后120000t酒精相關(guān)數(shù)據(jù)一覽表：表52計(jì)算結(jié)果和相關(guān)數(shù)據(jù)和放大數(shù)據(jù)一覽表1000kg酒精相應(yīng)用量產(chǎn)量120000t酒精相應(yīng)用量產(chǎn) 量生產(chǎn)成品酒精需要淀粉量（計(jì)淀粉損失后）(kg)213516t生產(chǎn)95%（V）成品酒精所需淀粉總量(kg)195264t需要玉米原料量(kg)313992tα淀粉酶的消耗量1260t糖化酶的消耗量2352t酒母糖化酶的消耗量硫酸銨的消耗量156t粉漿量1412964t經(jīng)加熱蒸汽噴射液化過后的醪液量1684344t經(jīng)第二液化維持罐出來的蒸煮醪量為1621632t經(jīng)噴射混合加熱器后的蒸煮醪的量1634604t經(jīng)最后一個(gè)后熟罐出來的醪液量1630920t經(jīng)真空冷卻器后最終蒸煮醪量1519116t計(jì)酒精捕集器回收酒精洗水和洗罐用水需蒸煮的成熟發(fā)酵醪量1526040t入蒸餾塔的混合成熟醪的乙醇濃度%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）相應(yīng)的過程釋放的CO2總量902kg108240t接種量按10%計(jì)算酒母量151908t雜醇油產(chǎn)量50kg6000t1000kg酒精相應(yīng)用量產(chǎn)量120000t酒精相應(yīng)用量產(chǎn) 量成熟醪的比熱容 kj/醪塔上升蒸汽量254232t殘留液量 1271808t生產(chǎn)95%（V）成品酒精所需淀粉總量(kg)195264t蒸煮殘液固形物濃度%%蒸餾殘留液的比熱容 kj/ kj/塔底殘留液帶走的熱量106kj540106 kj上升蒸汽帶走的熱量106 kj106 kj消耗的蒸汽量276312t直接蒸汽加熱塔底排除醪量1548120t注：生產(chǎn)120000t的數(shù)據(jù)位在生產(chǎn)1000kg數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上乘以120，單位為t。 蒸煮醪量計(jì)算根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐，連續(xù)蒸煮首先將粉碎原料在配料調(diào)漿罐內(nèi)與溫水混合，加水比一般為1:3左右，本實(shí)驗(yàn)取1:：(1﹢)＝在蒸煮過程中用直接蒸汽加熱，在后熟器和氣液分離器減壓蒸發(fā)冷卻，這樣隨著蒸煮過程的進(jìn)行，蒸煮醪量將隨時(shí)間發(fā)生變化，要確切知道數(shù)量變化必須與熱量衡算同時(shí)進(jìn)行，這里簡化計(jì)算，用以下方法近似求解。+1/3πh178。 雙酶法酒精生產(chǎn)工藝特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：與其他方法相比，省掉了制曲車間，節(jié)省了建筑投資和設(shè)備投資，水電汽的消耗量也降低，由于酶專一性強(qiáng)，液糖化過程中副反應(yīng)也相應(yīng)減少，提高了糖化醪的質(zhì)量；與高溫法相比，發(fā)酵醪的酒精含量高，同時(shí)殘留的外觀糖度和還原糖的量降低，指標(biāo)優(yōu)于高溫發(fā)酵法。糖化酶：β淀粉酶，80000U/mL，張家港市金源生物化工有限公司生產(chǎn)。精餾有的結(jié)果可以得到各種符合產(chǎn)品質(zhì)量要求的酒精（醫(yī)藥酒精或精餾酒精），所用的設(shè)備稱為精餾設(shè)備。前發(fā)酵時(shí)間的長短取決于酵母的接種量及種酵母的菌齡，一般為6~8h。③具有高的耐酒精能力，即對(duì)本身代謝產(chǎn)物的穩(wěn)定性高，因而可以進(jìn)行濃醪發(fā)酵。糖化后的醪液稱為糖化醪。②濕式粉碎：粉碎時(shí)將攪拌用水與原料一起加到粉碎機(jī)種進(jìn)行粉碎。（3）糊化或液化淀粉只有在催化劑的作用下才能轉(zhuǎn)成葡萄糖，這種催化劑可以是硫酸等無機(jī)酸，也可以是淀粉酶這類生物催化劑。在酒精廠里水的主要用途是：工藝過程用水，成品和半成品冷卻用水，鍋爐用水和各種洗滌用水。CO2已在化學(xué)工業(yè)、石油開采、機(jī)械工業(yè)、食品工業(yè)等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用,特別是在食品在冷藏、保鮮中具有潛在的優(yōu)越性。飲料添加劑。與此同時(shí)，由聚戊糖所組成的半纖維素及龍葵貳，也能形成甲基戊糖，進(jìn)而水解生成少量甲醇。有