【正文】 9℃ ) 燃燒熱 (kJ/mol)： 臨界溫度 (℃ )： 臨界壓力 (MPa)： 辛醇 /水分配系數(shù)的對數(shù)值： 閃點 (℃ )： 12 引燃溫度 (℃ )： 363 爆炸上限 %(V/V)： 爆炸下限 %(V/V)： 溶解性： 與水混溶，可混溶于醚、氯仿、甘油等多數(shù)有機溶劑。 ，其優(yōu)勢在于發(fā)酵酒精屬于可再生能源，乙醇不僅是一 種優(yōu)良燃料，它作為一種優(yōu)良燃油品質(zhì)改善劑被廣泛使用，其優(yōu)良特性主要有：乙醇是燃油的增氧劑，是汽油燃燒完全，大大節(jié)能和環(huán)保的；乙醇具有很好的抗爆性能；乙醇是優(yōu)于太陽能的一種生物轉(zhuǎn)化能源，是可再生資源。 ，勾兌酒精酒體純凈，既衛(wèi)生又安全，而且透明度高，加水不渾濁。可作為燃料乙醛，乙酸，乙醚。高純度食用級 CO2除用做碳酸飲料外還有氣體保護焊接，藥物萃取，溫室生產(chǎn)等方面有較廣的用途；玉米油；玉米胚芽油是優(yōu)質(zhì)保健食品；玉米，小麥等為原料的大型究竟生產(chǎn)企業(yè)。 ? 世界 酒精生產(chǎn)狀況 目前，全世界酒精年產(chǎn)量約 3394 萬噸。美國，巴西，中國，俄羅斯是世界酒精生產(chǎn)大國。 ? 我國酒精行業(yè)基本狀況 我國的酒精工業(yè)始于 1900 年黑龍江哈爾濱市，建國前全國的總產(chǎn)量已居世界第三位。其中年產(chǎn) 5 萬噸以 上企業(yè) 10 家。 2021 年我國政府燃料酒精規(guī)劃的實施標志著中國酒精產(chǎn)業(yè)還要上一個臺階， 2021年吉林（一期年產(chǎn)量 30 萬噸）大型燃料酒精企業(yè)的投產(chǎn)。包括干法脫胚制油，中溫雙酶法糖化，濃醪連續(xù)發(fā)酵，多塔差溫蒸餾，廢熱多效真空蒸發(fā)； CIP 清洗系統(tǒng)等。 ? 酒精工業(yè)發(fā)展趨勢 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。由于世界 5 范圍內(nèi)耕地面積都在不斷減少。具有關報道，全世界酒精生產(chǎn)所用原料的各種比例為 45%，石油裂解廢氣乙烯占 0%淀粉質(zhì)原料占 16%。這些數(shù)據(jù)表明，將來的酒精生產(chǎn)原料可能以含有可發(fā)酵性工業(yè)廢氣物為主。各國的工 程技術人員都在研究新型的酒精發(fā)酵方法，如現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)上應用的固定化細胞酒精發(fā)酵法，耐高溫活性干酵母法等新的發(fā)酵工藝。但基本上反映了酒精工業(yè)今后的發(fā)展方向。另一種是利用石油原料采用化學合成方法生產(chǎn)酒精。微生物發(fā)酵法在采用不同發(fā)酵原料時生產(chǎn)酒精的工藝有所不同，主要分為淀粉質(zhì)原料酒精生產(chǎn)工藝，糖蜜原料酒精生產(chǎn)工藝，工廠廢液及纖維素原料酒精生產(chǎn)工藝等。 ? 酒精國家標準 酒精質(zhì)量標準是檢驗酒精蒸餾和管理水平的核心，一個國家的酒精質(zhì)量標準是這個國家酒精產(chǎn)業(yè)能力和水平的標志，酒精質(zhì)量國家標準是整個酒精企業(yè)生產(chǎn)活動的最主要的法規(guī)，酒精質(zhì)量是酒精企業(yè)的生命線，不斷提高酒精質(zhì)量是企業(yè)永恒主題。 現(xiàn)在可以說石油利用干乙醇發(fā)酵的谷物等原料都源于太陽能的儲備。不用像開采石油那樣投資巨大。酒精生產(chǎn)能力，改造汽油發(fā)動機和柴油發(fā)動機的能力，相信不久的將來，一個良性循環(huán)的能源資源將更多的出現(xiàn)在世人面前。基于以下原因，將廠址選在青島。 2. 其交通便利，利于產(chǎn)品的輸出及出口。廠址標高在洪水水位 米以上，并且靠近水發(fā)電站。為此 ,原料要粉碎，以破壞植物細胞組織，便于淀粉的游離。所以，淀粉質(zhì)原 料粉碎以后要加水拌成漿液并進行加熱處理。 C 液化法得到了廣泛的推廣和應用。 （ 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酸，也可以是淀粉酶這類生物催化劑。淀粉酶系統(tǒng)主要是糊化酶（一般是細菌α 淀粉粉酶 ,因其更耐高溫）和糖化酶，α 淀粉粉酶水解淀粉的產(chǎn)物主要是糊 精，糖化酶則主要把糊精轉(zhuǎn)化為可發(fā)酵的葡萄糖。預處理包括除雜和粉碎兩個工序。這些雜質(zhì)如果不在投入生產(chǎn)前予以除去，則將嚴重影響生產(chǎn)的正常運轉(zhuǎn)。泥沙等雜質(zhì)的存在也會影響正常的發(fā)酵過程。 氣流 篩選分離器 用于谷物原料除雜用。 磁力除鐵器 山東科技大學課程設計說明書 8 鐵質(zhì)雜質(zhì)通常用磁力除鐵器來分離。 對于連續(xù)蒸煮來說，原料必需預先進行粉碎，才能進一步加水制成粉漿，然后再用泵連續(xù)均勻地送入連續(xù)蒸煮系統(tǒng)。原料進行水 熱處理的目的是要使包含在原料細胞中的淀粉顆粒能從細胞中游 離出來，充分吸水膨脹，糊化乃至溶解，為隨后的淀粉酶系統(tǒng)作用，并為淀粉轉(zhuǎn)化成可發(fā)酵性糖創(chuàng)造條件?？梢圆捎谜Ｔ细邏赫糁螅鬯樵陷^和緩條件下蒸煮和超細粉碎三種方法。 干式 ： 干式粉碎應采用粗碎和細碎。粗碎后的物料以薯干為列應能通過 610mm 的篩孔，然后在送去進行細粉碎 。也有采用 篩孔的（適合玉米粉）。 原料粉碎時，應注意下面一些工藝要求： (1)粉碎比 在粉碎過程中，對大塊的原料，不容易一次粉碎到產(chǎn)所要求的細度，可采用二次粉碎法。粉碎前最大物料直徑D與粉碎后最大物料直徑 d 之比，稱之為粉碎比，以 X 表示： X=D/d 粉碎比不能要求過大，否則會導致單位產(chǎn)品電耗增加，單位產(chǎn)品耗電是衡量粉碎效率 的主要指標。 一．淀粉質(zhì)原料酒精生產(chǎn)工藝 9 (2)原料粉碎對工藝過程的影響 有人曾研究了粉碎度對谷物漿液預熱黏度的影響，認為不同粉碎度的原料所配成的漿液在加熱時，粉碎越細，則黏度的增加開始的越早。較粗和較細原料在配成粉漿后，不同加熱速度和添加液化劑情況對黏度的降低也有影響。在試驗中，當粉漿加熱到 70 度時，快加熱的黏度幾乎未變，慢加熱的黏度則有上升，當粉漿溫度達 70 度時，其黏度接近高峰。 甘薯干粉漿加熱時，粉碎度對升溫時黏度的影響，升溫速度與不同粉碎度的黏度關系，與上述現(xiàn)象類似。對于較細的粉料，則應采取緩慢加熱的原則，在不小于 15分鐘的時間內(nèi)加熱至 6070 度。它的簡單原理就是：固體物料在垂直向上的氣流中受到兩個力的作用，一個是向下的重力，一個是向上的推力，如果推力大于重力，則物料被氣流帶動向上運動，從底部移到高位。 甘薯 干先粗碎成小塊后，風運至料箱，這樣流動性好，吸料口容易送料，風運易進行。壓力門的作用原理是靠堆積一定高度的物料，在物料自重的作用下，起到排料和關風的作用。 選擇氣流輸送的原因： （ 1） 采用氣流輸送后，輸料管和粉碎設備均在密閉負壓的條件下進行運轉(zhuǎn)，粉 塵飛揚基山東科技大學課程設計說明書 10 本消除，原料損失和勞動條件惡劣兩個問題均迎刃而解。 （ 3） 采用氣流輸送后。 （ 4） 機械輸送動力消耗低。生產(chǎn)實踐證明，當氣流速度降低后，回收尾粉效率就有所提高。料漿品溫控制在 6065 度，在料漿打出前五分鐘加入細菌淀粉酶，添加量為原料重量的 %（細菌淀粉酶的活性以 2021 單位為標準），若淀粉酶的活性提高，使用量即減少。這是由于采取風送新技術后，鐵和石頭進入細粉碎機的機會較少，這對后面各工序設備磨損大大降低。 ，風送提升比機械提升要提高 50%。 但是采用氣流輸送，在粉碎過程中反映出來的 不足之處就是風機噪音大，風送運動裝置的動力費用也較大。 原料 稱重 倒包 皮帶輸送 除鐵 粗碎 斗式提升機 料斗 細粉碎 吸風管 一．淀粉質(zhì)原料酒精生產(chǎn)工藝 11 旋風分離器 粉料 閉風機 料斗 加 料 器 （ 絞 龍 ） 拌 料預煮罐 風機 布袋過濾器 大氣 細粉回收 本設計方案用連續(xù)蒸煮工藝流程。且其所需要的工人數(shù)也比間歇工藝減少，勞動生產(chǎn)率因此提高。新建連續(xù)蒸煮裝備時，應采用管式連續(xù)蒸煮工藝。 原料粉碎后，經(jīng)螺旋拌料器（絞龍），加水（ 1∶ ∶ ），混合后流到粉降罐，內(nèi)有攪拌器進行攪拌，混合的漿料泵送至預熱鍋中，利用后熟器來的二次廢蒸汽進行加熱預煮，溫度為 75℃，預煮后的醪液經(jīng)過濾器濾去較大的雜質(zhì)后，再用泥漿泵送到加熱器。單向閥是為了保證加熱器有足夠的壓力和正常的工作。新鮮蒸汽分二路進入加熱器中，一路進入加熱器的套管內(nèi)，套管壁上開有許多直徑為 3毫米的小孔，新鮮蒸汽向外噴射，一路進入加熱器的外加套內(nèi)，在器壁上也有許多直徑為 3毫米的小孔，蒸汽由小孔向內(nèi)噴射，為蒸煮醪進入套管空間時，被兩路來的蒸汽接觸，然后送入蒸煮管道，蒸汽噴入管內(nèi)速度為 40米 /秒，管式蒸煮器管道直徑為 117毫米，總長 78米，豎立安裝，在管的接頭處放置 3 50毫米孔徑的銳孔板，順次排列，粉漿通過銳孔板前后，由于突然的收縮和膨脹，壓力下降，而相應的醪液沸點也變更，結(jié)果產(chǎn)生了自蒸發(fā)現(xiàn)象，使醪液在沸騰的狀態(tài)下更好的進行蒸煮，另外，醪液經(jīng)山東科技大學課程設計說明書 12 過銳孔板時產(chǎn)生了機械碰撞和銳板邊緣摩擦，有利于淀粉顆粒的破碎，因而增強了蒸煮醪與蒸汽的接觸面積。醪液通過整個蒸煮器的壓力為 萬帕斯卡左右，蒸煮醪自管式蒸煮器出來以后，經(jīng)過壓力控制閥底部進入后熟器，醪液逐漸上升，停留 5060分鐘，即完全煮熟。此時壓力降至常壓，因此排出大量二次蒸汽，醪液由下部排出，二次蒸汽送出作預熱使用。 此流程的特點 流速較快，故醪液和蒸汽在管道連續(xù)蒸煮器內(nèi)應該是混合的較好，因而蒸煮醪的質(zhì)量也應該是較均勻的，但實際上，并非如此理想。 糖化是將短的淀粉鏈即糊精轉(zhuǎn)化為可發(fā)酵性糖，糖化是一個復雜的生物化學變化過程，受糖化酶添加量、時間、溫度等多種因素的影響。糖化酶添加量一般控制在 100200u/g 原料，糖化階段的溫度在 5862℃，糖化時間控制在 3060min。 C糖化醪，在開動攪拌器和開大冷卻水前提下，連續(xù)從后熟器或蒸汽分離器送入蒸煮醪。糖化醪則以鍋底醪經(jīng)往復泵送往噴淋冷卻器，冷卻到 30176。只要單位時間由蒸煮醪帶入的多余熱量和冷卻水單位時間帶走的熱量相等 ，則糖化鍋內(nèi)的醪液的溫度就可以維持在 60176。 淀粉為高分子化合物，一定條件下可以水解，稀硫酸 ,加熱淀粉是一種重要的多糖，是一種相對分子量很大的天然高分子化合物。糖化醪濃度的影響：實際生產(chǎn)中，糖化醪溫度一般以 20%40%為宜 .影響淀粉水解的因素： ①麥芽的質(zhì)量及粉碎度：糖化力強、溶解良好的麥芽，糖化的時間短，形成可發(fā)酵性糖多，可采用較低糖化溫度作 用 。 ③ 糊化溫度的影響：糖化溫度趨近于 63℃可得到最高可發(fā)酵性糖 。酒精含量約 50%的粗酒精蒸氣從粗餾塔頂部進入精餾塔中部，精塔底 溫為 108～ 109℃，中溫為 84～ 85℃，進行精餾，精塔底部廢水排入污水處理場，然后再經(jīng)水洗、脫醇等工序制成成品，成品酒精和雜醇油分別經(jīng)冷卻進入成品儲罐。三是精餾塔，它除有濃縮酒精提高濃度作用外，還繼續(xù)排除雜質(zhì)，使能獲得精餾酒精。由 于粗酒精是蒸汽狀態(tài)進入排醛塔，再以氣體狀態(tài)進入精餾塔，所以它的排除雜質(zhì)效率是不高的。雖然這種流程熱能最經(jīng)濟，由于上述缺點沒有推廣。熱能消耗雖然比直接式大些，但可以得到質(zhì)量比較優(yōu)良的成品，因此在我國酒精工業(yè)上得到廣泛的應用。它的成品質(zhì)量比半直接式的高，還可以生產(chǎn)高純度酒精。顯然生產(chǎn)費用要大些。 ： 精餾塔 液相取油 冷卻 加水稀釋 分層 上層粗雜醇油 鹽析 成品雜醇油 下層談酒 回入精塔下部相應塔板 原料酒精生產(chǎn)的特點 （ 1）原料系采用薯類、糧谷類及野生植物等，在投產(chǎn)前必須先經(jīng)過破碎處理。 （ 2）原料必須經(jīng)過蒸煮，在高溫高壓過程中，引起原料細胞的組織破裂，使存在于細胞中的淀粉轉(zhuǎn)化為可發(fā)酵性糖。高溫處理除了使淀粉糊化，便于淀粉酶起糖化作用外，還可把附著的有害雜菌殺死。由于曲的生產(chǎn)方法不同，可分為麩曲糖化法、液曲糖化法、根酶糖化法（阿米羅法）、根酶酒母混合法、麥芽糖化法等。 將根霉或毛霉等霉菌，在糊化醪冷卻至 30— 40 度時，接種培養(yǎng)，在霉菌生長 過程中轉(zhuǎn)化淀粉成發(fā)酵性糖，再加酵母發(fā)酵。 用淀粉酶代替曲。 （ 5）蒸煮過程中原料因受高溫高壓，易產(chǎn)生焦糖。在蒸煮時，不同的糖分其化學變化也不同。焦糖是不能被發(fā)酵的，還會阻按礙酵母的發(fā)酵作用，影響發(fā)酵而降低酒精產(chǎn)量。由于形成焦糖的作用，一般在高濃度溶液中比低濃度溶液中容易進行，因而淀粉質(zhì)原料蒸鑄時，如原料內(nèi)含有較多的糖分，便容易形成黑色物質(zhì)和焦糖。因此，我國個酒精廠對甘薯干的原料加水比，一般都采用 1∶ 3— 1∶ ，有時還要稍稀些，這樣便于淀粉率的提高。 （ 2）中間產(chǎn)品 蒸煮醪，糖化醪，酒母醪，發(fā)酵醪等。 生產(chǎn)工藝采用雙酶糖化，間歇發(fā)酵。 （ 2）生產(chǎn)方法 雙酶糖化，間歇發(fā)酵。 （ 4）食用酒精年產(chǎn)量 15000 噸。 （ 7）雜醇油量 為成品酒精量的 %。 （ 9）薯干原料含淀粉 67%,水分 12%。 （ 11）硫酸氨用量 7kg/t（酒精）。 （ 1）淀粉原料生產(chǎn)酒精的總化學反應式： 糖化： （ C6H10O5） n + nH2O—— nC6H12O6 162 18 180 發(fā)酵： C6H12O6—— 2C2H5OH