【正文】 這樣可以降低一部分能耗。壓力輸送在輸送管內(nèi)又較大的壓力，所以對設(shè)備的要求也較高，并且因管內(nèi)的壓力高于大氣壓管內(nèi)的原料粉末從設(shè)備縫隙中漏出造成原料的損失，而真空輸送不存在這些問提，所以在此選用真空輸送。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。所以，淀粉原料在進(jìn)行糖化之前一定要經(jīng)過水熱處理，使淀粉從細(xì)胞中游離出來，并轉(zhuǎn)化為溶解狀態(tài)，以便淀粉酶系統(tǒng)進(jìn)行糖化作用。 目前除了少數(shù)小型酒精工廠仍采用間歇蒸煮外，大多數(shù)工廠都采用連續(xù)蒸煮工藝。 粉漿的預(yù)煮 粉碎原料加水制成粉漿時，應(yīng)注意防止粉料的結(jié)塊。分料結(jié)塊的主要原因是攪拌不充分或不均勻；攪拌溫度過高，達(dá)到或接近糊化溫度。拌料水溫度一般為 70℃。因此在預(yù)煮時生溫速度應(yīng)較快，并在打到預(yù)定溫度后迅速送去蒸煮。 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)備簡單，操作方便，投資也較少，適用于生產(chǎn)規(guī)模較小的工廠。 （2）輔助操作時間長，設(shè)備利用率低。 （4）難以實(shí)現(xiàn)操作過程的自動化。其連續(xù)蒸煮工藝流程如圖 13 所示。第一、第二維持罐的溫度分別控制在 88℃、84℃，并在里面停留 40min 左右。 糖化工藝木薯干原料在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為酵母能發(fā)酵的糖類。糖化后的醪液叫糖化醪，糖化后的主要產(chǎn)物對比如表 14 所示。因此，糖化的目的是將淀粉充分轉(zhuǎn)化成可發(fā)酵性糖。表 14 淀粉糖化的主要產(chǎn)物對比 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。 糖化工藝糖化過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。在間歇糖化時，所有的操作，除最后的泵送外都是在一個稱為糖化鍋的設(shè)備中完成的。連續(xù)糖化和間歇糖化的工藝比較如表 15 所示。連續(xù)糖化工藝可分為：混合冷卻連續(xù)糖化、真空冷卻連續(xù)糖化和二級真空冷卻連續(xù)糖化?；旌侠鋮s連續(xù)糖化：它的特點(diǎn)是蒸煮醪在進(jìn)入糖化鍋以前，在螺旋薄板換熱器內(nèi)冷卻至 62℃。 測定糖化醪質(zhì)量的方法1. 外觀糖度 用糖度計(Brix)測定粗濾糖化醪中的濃度，所測得的數(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。適用于一些小廠和液體白酒廠。連續(xù)糖化節(jié)約時間，提高設(shè)備利用率便于實(shí)現(xiàn)自動化控制。 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，此酸度能說明雜菌感染情況。4. 碘液試驗(yàn) 如加入碘液后，沒有藍(lán)紅等顏色產(chǎn)生，仍然是碘和糖化醪的原色時，則表示糖化優(yōu)良，因?yàn)樘腔^程是淀粉被酶水解的過程，糖化醪遇碘不起呈色反應(yīng)時，就說明糖化醪中基本上沒有淀粉與大分子糊精的存在，表示糖化進(jìn)行得較好。6. 測定糖化醪中酶的活力 糖化結(jié)束后，并不是糖化醪中所有的淀粉與大分子糊精都水解成糖，其中尚有一部分糊精要在發(fā)酵期間依靠后糖化作用而變成糖，因此糖化完畢的糖化醪中，酶的活力還必須很強(qiáng)，才能保證糖化作用的徹底，那么就有測定糖化醪中酶活力的必要。 糖化醪的發(fā)酵 糖化醪發(fā)酵目的淀粉質(zhì)原料經(jīng)過預(yù)處理、蒸煮和糖化等物理和生物化學(xué)過程，淀粉以充分糊化和液化，其中相當(dāng)一部分以轉(zhuǎn)化成可發(fā)酵性糖。 影響酒精發(fā)酵的因素1. 稀釋速度 在間歇發(fā)酵中，糖化醪要求自接種后 8～10 小時內(nèi)加完，這樣可以有較長的后發(fā)酵時間，將糊精徹底水解發(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。連續(xù)發(fā)酵中發(fā)酵醪的 pH 值控制，既要考慮到要適宜于酵母菌的繁殖和代謝，又要考慮適宜于各種糖化酶的作用。間歇發(fā)酵 pH 值可控制在 ～。3. 發(fā)酵溫度控制 溫度對微生物生命活動影響很大，發(fā)酵成績的好壞與溫度控制關(guān)系極為密切。產(chǎn)酸細(xì)菌繁殖適溫為 37～50℃，因此高溫發(fā)酵易被細(xì)菌污染。1℃。4. 發(fā)酵醪的滯流和滑漏問題 在間歇發(fā)酵中不存在醪液的滯流和滑漏問題，但在連續(xù)發(fā)酵工藝中，這個問題就十分重要了。5. 關(guān)于發(fā)酵醪濃度問題 酒精發(fā)酵要求在一定濃度的糖化醪中進(jìn)行，醪液濃度9 / 54高低，直接影響到生產(chǎn)成績。因此，生產(chǎn)上希望盡量采用濃醪發(fā)酵。為了縮短發(fā)酵時間，就需要設(shè)法加速水解支鏈淀粉中以 1，6 相結(jié)合的鍵。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)酵時間的有力措施。 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。表 16 各種發(fā)酵方法的優(yōu)缺點(diǎn)比較發(fā)酵方式 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn)間歇式發(fā)酵設(shè)備簡單，易于操作，不易染菌，適用于中小型酒廠。半連續(xù)發(fā)酵酒母消耗量少，可適當(dāng)縮短發(fā)酵時間。連續(xù)式發(fā)酵易染雜菌，操作要求和設(shè)備要求高。所以最終選用露天大罐連續(xù)發(fā)酵技術(shù)。預(yù)發(fā)酵罐在發(fā)酵車間開機(jī)和換罐時，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。圖 15 發(fā)酵工藝流程控制圖連續(xù)添發(fā)酵的操作方法：生產(chǎn)開始時，先將規(guī)定數(shù)量的酒母醪打入酒母罐讓酒母復(fù)水活化，同時連續(xù)添加糖化醪。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)。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，若流加過快，則會造成發(fā)酵醪中的酵母密度低，不易造成酵母的群體優(yōu)勢，雜菌感染有可能發(fā)生；若流加過慢，則將延長滿罐時間，可能造成可發(fā)酵物質(zhì)的損失。發(fā)酵醪成熟時的酒精度：10%（V） 。先用清水噴洗罐體后再用 4%的堿液噴洗 30min，再用清水噴洗罐體，洗干凈后即可使用。其操作流預(yù)發(fā)酵罐1發(fā)酵罐2發(fā)酵罐3發(fā)酵罐。 。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。其工藝流程為：成熟醪用泵自醪池經(jīng)過欲熱器預(yù)熱后，送入粗溜塔，由此引出的酒精水蒸氣直接進(jìn)入醛塔，再次進(jìn)入精溜塔的中部。極少部分未凝結(jié)的頭級雜質(zhì)和不凝結(jié)氣體一起排入大氣。酒精成的濃度為 95%（V） 。 `醪塔圖 16 工藝流程示意圖 蒸餾操作的控制蒸餾操作的控制主要是三塔流程：1. 醪塔 蒸餾釜溫度為 105～103℃，保證酒糟內(nèi)不含酒精；蒸餾釜壓力為～ 萬帕斯卡（表壓）；進(jìn)入精溜塔的酒精蒸汽溫度為 93～95℃(醪塔頂溫度)。3. 精餾塔 塔釜溫度為 102～104℃；塔釜壓力為 ～ 萬帕期卡(表壓)；塔中部(取雜醇油區(qū))溫度為 86～93℃，比控制塔頂溫度靈敏。第二冷凝器流至第三冷凝器的酒溫為 35～40℃，這是保證成精餾塔分 子 篩 脫 水 塔醛塔醛酒品質(zhì)量的重要措施之一。二氧化碳：可以制成干冰，和液體二氧化碳。但對其標(biāo)準(zhǔn)要求高。雜醇油：可凈化后，運(yùn)用于工業(yè)中作為某些原料。冷卻工藝水：經(jīng)處理后可以做為生活用水。因此，酒精工業(yè)廢水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)選擇 CODcr、BODSS、PH 值，以及排水量作為行業(yè)廢水排放的控制指標(biāo)。2. 工藝設(shè)備洗滌用水3. 精餾廢水和酒糟蒸發(fā)冷淋水4. 生活污水 污水處理方法 采用的主要污水凈化措施有：機(jī)械法，化學(xué)法，物理化學(xué)法和生物法等。對木薯原料這類污水主要采用機(jī)械法和生物法處理即可達(dá)到要求指標(biāo)。（2）生產(chǎn)方法： 低溫蒸煮 雙酶連續(xù)糖化 大罐斜底連續(xù)發(fā)酵 三塔蒸餾。（4）食用酒精日產(chǎn)量 。（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。 (9)a淀粉酶用量 8u/g 原料，糖化酶用量為 150u/g 原料，酒母糖化醪用糖化酶量 300u/g。（11）硫酸用量（調(diào) PH 用）5kg/t(酒精)。據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，各階段淀粉損失率如表 21 所示。a淀粉酶按 8u/g 計算。其工藝流程圖如圖 21 所示。K)]粉漿干物質(zhì)濃度為：B1=87/(4100)=%蒸煮醪比熱容為：c1＝ B 1c0＋(?B1)Cw＝％＋（－％）＝[kＪ/(kgK)]為了計算方便，假定蒸煮醪的比熱容在整個蒸煮過程維持不變。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)酵過程放出 CO2總量為： （1000%/98%）（44/46）=902（kg） (5) 接種量按 10%計，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)酵醪量的計算（1）醛酒產(chǎn)量 在醛塔取酒一般占成品酒精的 %—3%。設(shè)醛酒酒量占成品酒精的 2%，則生產(chǎn)1000 千克成品酒精可得次品酒精量為：100020%=20（kg）17 / 54 (2)食用酒精量為 每生產(chǎn) 1000kg 酒精，其食用酒精產(chǎn)量為： 100020=980(kg)（3）雜醇油產(chǎn)量 雜醇油量通常為酒精產(chǎn)量的 %～%，取平均值%，則淀粉原料生產(chǎn) 1000kg 究竟副產(chǎn)雜醇油量為： 1000%=5（kg）（4）廢醪液量的計算 廢醪液量是進(jìn)入蒸餾塔的成熟發(fā)酵醪減去部分水和酒精成分以及其他組分的殘留液。醪塔的物料和熱量衡算如圖所示。則： V 1 圖 22 醪塔示意圖醪塔上升蒸汽為： V 1=12477%/%=1999（kg） 殘留液量： Wx=124771999=10478 (kg)成熟醪比熱容為： c 1=() =（%） =[kJ/（kgK）]塔底殘留液帶出的熱量為： Q′ 4 = Wxc2t4=10478105=106(kJ)查《發(fā)酵工廠工藝概論》附表得 50%酒精蒸汽焓為 i=1965kJ/kg。根據(jù)熱量衡算得，可消耗蒸汽量為： D1=(Q3+Q4 +QnQ1)/(Icwt4) =(+)106/(105）99% =2199（kg)采用直接蒸汽加熱，則塔底排出廢醪量為： Wx+D1=10478+2199=12677(kg) 100000t/a 淀粉原料酒精廠總物料衡算前面對淀粉原料生產(chǎn) 1000kg 酒精（95%）進(jìn)行了物料平衡計算，以下對1000t/a 木薯干原料酒精廠進(jìn)行計算，設(shè)計年生產(chǎn) 300 天。300=(t/d),考慮到富余量取 334t。19 / 54表 22 100000t/a 淀粉原料酒精廠物料衡算表數(shù)量項(xiàng)目生產(chǎn)1000k 酒精物料量（kg）每小時數(shù) 量（t）每天數(shù)量（t）每年數(shù)量(t)成品酒精次品酒精980203341002002046木薯干原料 259895a淀粉酶 1041糖化酶 1949硫酸銨 硫酸 511蒸煮粉漿 144 1036890成熟蒸煮醪 10321 1055280糖化醪 12327 175 1260390蒸煮發(fā)酵醪 12477 1270620雜醇油 5 510二氧化碳 902 92226廢醪 12677 1296174第 3 章 酒精生產(chǎn)各工段物料和熱量衡算 蒸煮工段的物料和熱量衡算 蒸煮工段的工藝流程蒸煮工段的工藝