【正文】 糖化，淀粉質(zhì)原料的連續(xù)發(fā)酵也在一些工廠開始采用液體曲，以后又有 糖化酶、液化酶、問世； 80 年代中， 80～ 85℃ 液化和其他低溫蒸煮工藝開始在我國(guó)酒精工業(yè)中得到應(yīng)用。 酒精廢糟 由于最大，加上處理技術(shù)沒有過關(guān)，目前已經(jīng)成為了輕工業(yè) 各行業(yè)中第二大污染源。h），也就是說比間歇發(fā)酵提高了 50倍以上。 畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù) (1)確定建廠的意義 ； (2)廠址選擇、建廠規(guī)模及布置方案 ； (3)對(duì)所給設(shè)計(jì)題目進(jìn)行總體構(gòu)思，包括工藝流程選 擇、工藝批次及工藝參數(shù)的選取等。 設(shè)計(jì)的依據(jù) 依據(jù)國(guó)家和地方政府的經(jīng)濟(jì)計(jì)劃，綜合國(guó)內(nèi)、國(guó)際市場(chǎng)情況，當(dāng)?shù)卦?、水源、水質(zhì)、能源供應(yīng)及交通運(yùn)輸狀況的調(diào)查與研究，依據(jù)自然狀況、查閱大量相關(guān)資料，遵從設(shè)計(jì)的題目要求，用學(xué)過的理論知識(shí)與實(shí)踐知識(shí)相結(jié)合，進(jìn)行此題目的設(shè)計(jì)工作 。 吉林市境內(nèi)多年平均水資源量 億立方米，據(jù) 1999年統(tǒng)計(jì)，當(dāng)年全市平均降水量 毫米。水的硬度不應(yīng)超過 7 毫克當(dāng)量 /L，即中等硬度的水?；瘜W(xué)吸收法是目前常使用的方法 , 特別適用于從 CO2 濃度低的混合氣體精制濃縮 CO2。 國(guó)內(nèi)外液體 CO2和干冰的制備工藝大同小異 ,都圍繞臨界溫度 (℃ ),臨界壓力 (7512㎏/cm2) 上作文章。迄今為止，酒糟綜合利用的途徑有 ：酒糟干燥生產(chǎn)飼料，酒糟濾液生產(chǎn)菌體蛋白，酒糟濾液全回流，酒糟或酒糟渣生產(chǎn)其他生物活性物質(zhì)，沼氣發(fā)酵和其他用途 [3]。 酒精生產(chǎn)工藝流程見圖 31。 ⑨ 為了便于糖化酶的作用，必須在糖化以前將醪液 pH 值由 降至 ，這一步是在酸東北電力大學(xué)學(xué)士學(xué)位畢業(yè)論文 19 化罐中加入 H2SO4進(jìn)行，同時(shí)向酸化罐加入 25℃ 的酒糟水。 ③ 不需要連續(xù)酒擴(kuò)培工序。 （ 4） 再沸器 再沸器是一種耐蒸汽高壓的換熱器，來自蒸汽鍋爐的一次蒸汽通過再沸器給蒸餾塔間接加熱。 （ 5） 冷凝器 冷凝器是一種用于為蒸餾塔塔頂酒精蒸氣降溫的熱交換器。 ④ 有利于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。 發(fā) 酵工序 （ 1） 目的：酵母菌把可發(fā)酵性糖，經(jīng)過細(xì)胞內(nèi)酒化酶的作用生成酒精與 CO2,再通過細(xì)胞膜將這些產(chǎn)物排出體外。 液化糖化工序 （ 1） 目的：液化糖化的目的是將淀粉變成可發(fā)酵性糖。將空氣經(jīng)過立式熱風(fēng)換熱器強(qiáng)制熱交換送入氣升式干燥塔中，將分離機(jī)濾出含水分 80%的稠酒精糟進(jìn)行強(qiáng)制烘干，然后經(jīng)旋風(fēng)分離器分離，年可收取分狀飼料 2 萬(wàn)噸，以 400600/噸計(jì)，可新增產(chǎn)值。液體 CO2和干冰的制備方法可分為高壓法和低壓法。氣體吸收膜法的主要元件是一種微孔疏水膜 ,它把氣體和液體吸收劑分隔開。 硬度過高的水不能用于酒精生產(chǎn)，因?yàn)樗械木凭a(chǎn)工藝過程都是在弱酸性的條件下進(jìn)行的（ ～ ） . 冷卻用水硬度也不能過高，否則容易引起設(shè)備和管道表面結(jié)垢，影響冷卻效果。吉林省播種面積為 萬(wàn)公頃，糧食人均占有量、糧食商品率 、糧食調(diào)出量、玉米出口連續(xù)多年居全國(guó)首位，是我國(guó)最大的商品糧基地，生產(chǎn)玉米、大豆、睡到等。 廠址選擇 （ 1）廠址選擇的總原則 ① 廠址選擇必須符合工業(yè)布局，符合所在地區(qū)，城市規(guī)劃的要求，按照國(guó)家有關(guān)法律、法規(guī)及建設(shè)前期工作的規(guī)定進(jìn)行。 (5)在物料衡算基礎(chǔ)上，進(jìn)行全廠的設(shè)備設(shè)計(jì)，計(jì)算選型，對(duì)全廠的所有標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備通過生產(chǎn)能力的計(jì)算，選出型號(hào)功率、設(shè)備總量、材料及主要?jiǎng)恿υO(shè)備，最后列出全廠設(shè)備一覽表。h）是完全有可能的。 酒精發(fā)酵的強(qiáng)度問題 發(fā)酵強(qiáng)度愈大，同時(shí)發(fā)酵罐容積生產(chǎn)地酒精就多。 目前酒精生產(chǎn) 存在的主要問題 隨 著國(guó)名經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展，整個(gè)社會(huì)對(duì)酒精的需要量會(huì)有所增加，但是，酒精最大的需要量是作為汽油的代用品，即作燃料。依據(jù)東北地區(qū)的特點(diǎn)選擇以玉米為原料，廠址選擇在有 ―玉米黃金帶 ‖之稱的吉林省吉林市郊區(qū)。以玉米原料為例，生產(chǎn)1L 酒精能耗約 14235～ 18840KJ，而每 1L 酒精的燃燒值約為 23446KJ，能量平衡值較低。一旦酒精有可能成為燃料，則其產(chǎn)量增加幾倍、幾十倍，建新廠投資就很大，運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的經(jīng)費(fèi)也大。 第 1 章 緒 論 3 國(guó)內(nèi)外酒精生產(chǎn)技術(shù)水平比較分析 目前國(guó)內(nèi)外酒精加工生產(chǎn) 技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)四大趨勢(shì) 。 (8)重點(diǎn)車間平面布置設(shè)計(jì)和全廠平面布置設(shè)計(jì)； （ 9）繪制圖紙； (10)全廠經(jīng)濟(jì)技 術(shù)指標(biāo)的校核、計(jì)算。 （ 2）廠址選擇的具體條件 自然條件 ① 地理位置：方位與城 鎮(zhèn)關(guān)系 地形：簡(jiǎn)單、整齊、矩形 面積：滿足工廠總平面布置要求 ② 地勢(shì)：基本平坦，略有坡度 平原＞ % 山區(qū)＜ 5% ③ 地質(zhì)條件 ：礦藏區(qū)、采空區(qū)、古井、古墓、坑穴 ＞ 120～ 180KN/m2 ，注意凍土層 7 度或 7 度以上地區(qū)建廠 ④ 氣象條件（風(fēng)向、風(fēng)景、雨量、溫度） 、最低和平均數(shù)據(jù) ⑤ 水文條件 水資源：地下水（滌井水）、自來水、地表水（江、河、水庫(kù)）、泉水 、水量供產(chǎn)量、水價(jià)、取水點(diǎn)、水層條件 ：原水提純 →工藝水：靠近水源豐富、水質(zhì)優(yōu)良的水源 ⑥ 環(huán)境衛(wèi)生條件 、含塵含菌濃度低、無(wú)有害氣體污染 （ 3）技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件 ① 原料、輔料等供應(yīng)條件 ： 靠近原料、燃料基地、產(chǎn)品銷售地 ② 動(dòng)力供應(yīng)條件：靠近水源、電源 ③ 交通運(yùn)輸條件：交通運(yùn)輸便利 ④ 協(xié)作條件 擬建年產(chǎn) 25 萬(wàn)噸食用酒精工廠 布置方案 ： 按功能區(qū)分為廠前辦公區(qū)、生產(chǎn)裝置區(qū)、生產(chǎn)輔助區(qū)、熱能 動(dòng)力區(qū)、凈水處理區(qū)、污水處理區(qū)、原料倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)、成品罐裝區(qū)、鐵路、發(fā)遠(yuǎn)區(qū)等。峽谷湖泊區(qū)分布在豐滿電站大壩到白山水庫(kù)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。 d=10mg CaO/L 或 MgO/L 表示，即 1L水中含 10mg CaO/L 或 MgO/L 為 1176。氣體吸收膜工藝流程與化學(xué)吸收法相同 , 只是在吸收塔內(nèi)使用了中空纖維膜 , 其設(shè)備成本比化學(xué)吸收法降低 30% ,整個(gè)吸收再生裝置的投資下降 10%。固體 CO2可以用木制的或隔熱塑料容器貯運(yùn)。目前，國(guó)內(nèi)外已成功應(yīng)用的酒糟液處理方法很多，把他們大致分類，有物理處理、物理化學(xué)處理、化學(xué)處理和生物處理。蒸煮醪前冷卻實(shí)在真空條件下瞬時(shí)間完成，使得糊化的淀粉分子來不及聚合排列形成晶體結(jié)構(gòu)，對(duì)糖化有利，真空冷卻可省去大量冷卻用水，最終的能耗也低于混合冷卻工藝。1℃ ； 酵母出芽率 15%以上； 酸度 ～ ； 成熟的酒母醪酵母細(xì)胞數(shù) 1108 個(gè) /mL 左右； 發(fā)酵成熟醪外觀糖 （清液回配時(shí)， ）； 發(fā)酵成熟醪酒精濃度 %（體積）以上； 發(fā)酵成熟醪殘總糖 %以下（清液回配時(shí)， %以下；揮發(fā)酸： %以下）； 成熟救母出芽率 15%～ 30%； 耗糖率 40%～ 50%； 成熟的酒母醪中的酒精含量 3%～ 4%； 總發(fā)酵時(shí)間 51～ 56 h。蒸餾結(jié)果得到粗酒精和酒糟。再沸器屬于具有加熱功能的換熱器，冷凝器則指 具有降溫功能的換熱器，普通換熱器是指具有冷卻、升溫功能的換熱 器。由于氣體中還夾帶少量酒精，為回收這部分酒精需增 設(shè)一小型冷凝器，所得冷凝液送入醪液暫存容器。 ② 提高淀粉的酒精產(chǎn)率。 ⑥ 玉米漿將通過溢流（重力作用）進(jìn)入初液化罐。隨著社會(huì) 的進(jìn)步和人民生活水平的提高，市場(chǎng)對(duì)酒精產(chǎn)品的需求也逐步提高， 到 2021 年，以上各領(lǐng)域?qū)凭哪晷枨罅繉⑦_(dá)到 356 萬(wàn)噸（市場(chǎng)流通量）。它們可作油漆溶劑 , 香精香料、選礦藥劑、 醫(yī)藥品及塑料增塑劑、橡膠硫化劑等。 此外還有直接燃燒法 , 物理吸附法 等精制技術(shù) , 可針對(duì)二氧化碳中雜質(zhì)的種類和數(shù)量不同 , 以及對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量要求和生產(chǎn)規(guī)模選擇適宜的精制工藝。 ⑴ CO2的濃縮精制 ① 化學(xué)吸收法 該法是利用 CO2和吸收液之 間的化學(xué)反應(yīng)將 CO2從混合氣體中分離濃縮的方法。 東北電力大學(xué)學(xué)士學(xué)位畢業(yè)論文 9 表 21 玉米 理化指標(biāo) 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。春季干燥多風(fēng)，夏季溫?zé)岫嘤?，秋季溫和涼爽，冬季漫長(zhǎng)寒冷。 （ 4）設(shè)計(jì)考慮到工人勞動(dòng)條件 的改善及勞動(dòng)強(qiáng)度的降低，采用了一些新工藝、新設(shè)備，同時(shí)又確保酒精 質(zhì)量。對(duì)物料、水、電、汽進(jìn)行平衡計(jì)算，對(duì)主要生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行選型與計(jì)算，同時(shí)進(jìn)行重點(diǎn)設(shè)備的設(shè)計(jì)和重點(diǎn)車間平面布置設(shè)計(jì)以及全廠平面布置設(shè)計(jì)，并繪制圖紙。 在節(jié)能方面，主要的努力應(yīng)放在無(wú)蒸煮工藝和酒精節(jié)能回收技術(shù)的研究上，將節(jié)能消耗降低 50%或更多是完全可能的。一般酒糟的 BOD 值在 25000～ 35000mg/L 之間。 我國(guó)現(xiàn)代化酒精工業(yè)的歷史不長(zhǎng)， 1907 年德國(guó)人在哈爾濱建立了第一個(gè)酒精廠； 1920年福建酒精廠成立。 18 世紀(jì)末，首選報(bào)道了無(wú)水酒精的生產(chǎn)方法。酒精與民爭(zhēng)糧、爭(zhēng)地的情況不解決，要大發(fā)展是幾乎不可能的。將糧食原料酒精生產(chǎn)與酒精糟處理結(jié)合起來，使得酒精生產(chǎn)與飼料生產(chǎn)合，實(shí)現(xiàn)飼料糧先釀酒精 ,酒糟作飼料的戰(zhàn)略目標(biāo)是部分解決酒精生產(chǎn)原料的有效途徑。其優(yōu)點(diǎn)是無(wú)夾帶物，無(wú)化學(xué)物、可用簡(jiǎn)單的計(jì)算機(jī)操作、操作費(fèi)用低廉。 （ 1）在工藝上的選擇和設(shè)備的選用上為確保工 藝穩(wěn)定、可靠和產(chǎn)品質(zhì)量，部分采用了傳統(tǒng)式，同時(shí)進(jìn)行了革新改造，引進(jìn)了一部分國(guó)外較先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備。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，形成了中山地區(qū) ——低山丘陵區(qū) ——峽谷湖泊去 ——河谷平原區(qū)的地貌，地勢(shì)由東南向西北逐漸降低的地理景觀。無(wú)有害、有毒物質(zhì)，無(wú)沙子或其它不純物，質(zhì)量一致且符合食品級(jí)，無(wú)任何添加劑和抗氧劑。 環(huán)保措施 CO2 回收利用 目前 ,世界上不少國(guó)家對(duì) CO2的回收利用深為關(guān)切。 ⑤ 精餾吸附聯(lián)合工藝 大連理工大學(xué)和北京燕山石化公司聯(lián)合開發(fā)的乙二醇車間乙烯氧化副產(chǎn) CO2精制回收新技術(shù)已通過了石化總公司發(fā)展部組織的中試鑒定 , 鑒定會(huì)認(rèn)為該工藝流程簡(jiǎn)單 , 設(shè)備少 , 工藝條件緩和。所以在酒精生產(chǎn)中設(shè)法多抽提出雜醇油回收利用是非常必要的。 用途 酒精是一種重要的基礎(chǔ)工業(yè)原料，廣泛應(yīng)用于化學(xué)工業(yè)、食品工業(yè)、日用化工和醫(yī)藥衛(wèi)生等領(lǐng)域，是合成橡膠、聚氯乙烯、乙二醇、冰醋酸、苯胺、乙醚、氯乙醇、氯乙 烷和乙基苯等的主要原料，還可作為酒基、浸出劑、洗滌劑、溶劑、表面活性劑等。 ② 進(jìn)入混合罐的水有： 50℃ 熱工藝水， 80℃ 的酒糟水離心液， 50℃ 的蒸發(fā)工段的二次蒸汽冷凝液和 100℃ 的精餾塔底部的余餾水。采用 連續(xù)發(fā)酵法生產(chǎn)酒精，使設(shè)備始終處于發(fā)酵運(yùn)行狀態(tài)。 熱酒氣 ↓ ↑ 成熟醪 → 預(yù)熱器 → 粗餾塔 → 濃縮塔 ↓ 水洗塔 → 水洗塔酒氣 ↓ ↓ 工業(yè)酒精塔 ← 精餾塔 → 甲醇塔 ↓ 工業(yè)酒精 圖 35 酒精蒸餾工藝流程圖 東北電力大學(xué)學(xué)士學(xué)位畢業(yè)論文 21 （ 4） 酒精蒸餾 工藝指標(biāo) 酒精蒸餾工藝參數(shù)見表 32 表 32 酒精蒸餾工藝參數(shù) 項(xiàng)目 塔釜溫度 (℃ ) 塔頂溫度 (℃ ) 真空度 (kPa) 酒精蒸汽濃度 (% 體積） 粗餾塔 78 55 30 水洗塔 92～ 93 89～ 90 — 30～ 35 精餾塔 125～ 130 95 96 甲醇塔 78 71 — 96 工業(yè)酒精塔 — — — 95 表 33 不同蒸餾塔的名稱與主要功能 塔名 主要功能 其他名 粗餾塔 從發(fā)酵成熟醪液蒸餾出粗酒精 醪塔 水洗塔 將濃度高的粗酒精稀釋，以利清除雜質(zhì) — 精餾塔 經(jīng)水萃取后的低濃度酒精再次除雜、濃縮 水萃取塔、稀釋塔、萃取塔 甲醇塔 把從精餾塔出來的含較少雜質(zhì)的酒精再一次進(jìn)行除甲醇等處理 — 工業(yè)酒精塔 把源于粗餾塔、水洗塔、精餾塔、甲醇塔的含雜餾分進(jìn)行處理 — 蒸餾塔的輔助設(shè)備包括： （ 1） 醪液預(yù)熱器 其功能是：利用精餾塔或粗餾塔塔頂上升的酒精蒸汽中的熱量，把即將蒸餾的發(fā)酵成熟醪液預(yù)熱至較高溫度，這樣一則能做到充分利用余熱；二則酒 精蒸汽在將醪液預(yù)熱過程中，也起著分冷凝器的作用。 每小時(shí)產(chǎn)出酒精量 =108? （ 1+2%） /320? 24 = kg/h 成熟醪量 =%