课程设计说明书
课 程 名 称 生物工程工厂设计课程设计
设 计 题 目 32000Ta食酒精工艺设计
学院(直属系) 生 物 工 程 学 院
年级 专业 生 物 工 程
学 生 姓 名
学 号
指 导 教 师
开 始 时 间 2011 年 12 月 2 日
完 成 时 间 2011 年 12 月 16 日
目 录
摘………………………………………………………………………………………4
引言………………………………………………………………………………………4
设计务…………………………………………………………………………………4
淀粉质原料酒精生产工艺………………………………………………………… 5
1淀粉质原料酒精生产流程………………………………………………………… 6
2 预处理
21原料杂…………………………………………………………………………6
22原料粉碎…………………………………………………………………………7
3 原料输送
31气流输送俗称凤送………………………………………………………………8
32选择气流输送原……………………………………………………………8
4原料预处理流程……………………………………………………………………… 8
5 原料水热处理
51原料水热处理流程……………………………………………………………8
52原料水热处理理基础………………………………………………………8
53 连续蒸煮工艺……………………………………………………………………9
6 糖化工艺
61糖化剂定义……………………………………………………………………10
62 糖化目…………………………………………………………………… 10
63 淀粉水解动力学…………………………………………………………… 10
64 糖化程中物质变化……………………………………………………… 11
65 糖化方法……………………………………………………………………… 11
66 糖化程控制……………………………………………………………… 12
7 酒精酵母………………………………………………………………………………12
71酒精生产酵母求……………………………………………………… 12
72 酵母生长条件……………………………………………………………… 13
73 生物合成发酵产品糖耗………………………………………………… 13
74 污染酵母净化方法……………………………………………………… 13
75 影响酵母质量素…………………………………………………… 13
8 糖化醪发酵
81 酒精发酵求……………………………………………………………… 14
82 酒精发酵机制………………………………………………………………… 15
83 酒精发酵动力学…………………………………………………………… 15
9 发酵成熟醪蒸馏精馏
91 原理…………………………………………………………………………… 19
92 发酵成熟醪化学组成 …………………………………………………… 19
93 酒精蒸馏精馏工艺流程操作…………………………………………… 19
94 酒精蒸馏精馏装置操作…………………………………………………… 20
95 酒精化学处理………………………………………………………………21
96 蒸馏程中酒精损失………………………………………………………21
二 食酒精生产物料衡算
1 酒精生产工艺技术指标………………………………………………………………21
2 工艺流程图 见具体图纸……………………………………………………………22
3 原料消耗计算（生产1000kg国标食酒精例）
31原料计算……………………………………………………………………… 22
32辅料计算……………………………………………………………………… 24
33煮醪量计算…………………………………………………………………… 25
34品发酵醪量计算…………………………………………………………… 26
35成品发酵醪量计算………………………………………………………… 26
4 根求实际原料耗算览表…………………………………………………… 27
5 生产设备相关计算
51粉浆罐………………………………………………………………………… 29
52蒸煮锅熟器……………………………………………………………… 29
53 酒母罐………………………………………………………………………… 29
54 糖化罐………………………………………………………………………… 30
55 发酵罐………………………………………………………………………… 30
56粗馏塔精馏塔……………………………………………………………… 30
57 搅拌器………………………………………………………………………… 30
58 设备……………………………………………………………………… 30
6 生产设备览表………………………………………………………………………31
7 生产布置说明…………………………………………………………………………32
8 参考文献………………………………………………………………………………32
摘
根达32000吨年食酒精生产水求设计生产工艺流程进行实验室生产扩工业化食酒精生产生产程中根传统工艺流程预处理糖化发酵蒸馏等方面进行适改进选较先进方法设备原料投入利节省原料降低生产成提高生产效率原设计出达80000吨年食酒精生产水佳工艺
关键词：预处理 糖化 发酵 蒸馏
According to reach 80000 tonsyear of edible alcohol production level requirement design its production process according to the process finally to expand production laboratory industrialization edible alcohol production In the process of production according to the traditional process the pretreatment saccharification and fermentation distillation etc choose appropriate improvement methods and advanced equipment and raw materials and input maximizing utilization and to save raw material reduce production cost improve production efficiency for the principle thus designed reach 80000 tonsyear of edible alcohol production level the optimal process
Keywords pretreatment saccharification and fermentation distillation
引 言
酒精生产程淀粉质原料预制成葡萄糖通酵母发酵转化含酒精混合物通精馏分离制乙醇程理说者简单程想规模水获效率需生物学工程结合
设计务
薯类玉米等淀粉质采发酵方法生产酒精生产规模80000吨年生产中次级酒精产品全部国标普通级食酒精34食酒精薯干作原料14食酒精玉米作原料
4 根生产方法选择原确定普通级食酒精具体生产方法详细说明理
5 确定生产中原料辅料消耗量副产品生产量根物料衡算结果初步选择生产设备绘制带控制点工艺流程图
6 根厂区总面布置基原设定厂区面酒精生产车间（包括辅助车间）合理布置厂区面
7 根初步设计阶段设备布置基原进行蒸煮糖化车间设备布置设计
淀粉质原料酒精生产工艺
淀粉质原料酒精生产特点
（1）淀粉淀粉颗粒形式存原料细胞中淀粉 终转化成酒精首先创造条件淀粉细胞中游离出原料粉碎破坏植物细胞组织便淀粉游离
（2）采水热处理淀粉糊化液化破坏细胞形成均醪液更 接受酶作转化成发酵性糖淀粉质原料粉碎加水拌成浆液进行加热处理年采高压高温水热处理方法高压蒸煮方法年低温常压水热处理方法低温蒸煮8085 °C液化法广泛推广应次试验求高压蒸煮416k5气压（表压）蒸煮
（3）糊化液化淀粉催化剂作转成葡萄糖种催化剂硫酸等机酸淀粉酶类生物催化剂目前国外酒精生产淀粉酶系统淀粉酶系统糊化酶（般细菌α淀粉粉酶更耐高温）糖化酶α淀粉粉酶水解淀粉产物糊精糖化酶糊精转化发酵葡萄糖
1 薯干玉米属淀粉质原料面淀粉质原料酒精生产流程
淀粉质原料
杂粉碎
粉 料
加水调浆
粉 浆
加α淀粉酶喷射液化
粉浆液化液
加入糖化酶糖化
取部分加入酵母
糖 化 醪 酒母
加入酒精酵母进行酒精发酵
CO2 酒精发酵醪
蒸馏
产品杂质
废 醪 酒精
述流程见淀粉质原料酒精生产原料预处理原料水热处理（原料蒸煮）糖化剂生产糖化酒母制备发酵蒸馏等工段组成面分述诸工段作详细介绍
2预处理
淀粉质原料正式进入程前必须进行预处理保证生产正常进行
提高生产效益预处理包括杂粉碎两工序
21 原料杂
211 必然性
淀粉质原料收获干燥程中会掺杂进泥土沙石纤维质杂物甚金属块等杂物杂质果投入生产前予严重影响生产正常运转石块金属杂质会粉碎机筛板磨损损伤造成生产中断机械设备运转部位泥沙等杂质存会影响正常发酵程清杂质保证生产正常利进行杂目
212 方法 （ 筛选 风选 磁力铁）
2121 气流筛选分离器
谷物原料杂厚度宽度空气动力学性质谷物杂质气流筛选分离器分离
2122 磁力铁器
铁质杂质通常磁力铁器分离磁力铁器分永久性磁力铁器 电磁铁器两类
22 原料粉碎
221 原料粉碎必然性
连续蒸煮说原料必需预先进行粉碎进步加水制成粉浆然泵连续均匀送入连续蒸煮系统连续蒸煮说原料粉碎前提原料进行水热处理目包含原料细胞中淀粉颗粒细胞中游离出充分吸水膨胀糊化溶解淀粉酶系统作淀粉转化成发酵性糖创造条件达目采整粒原料高压蒸煮粉碎原料较缓条件蒸煮超细粉碎三种方法目前情况先原料粉碎缓条件进行蒸煮较方法
222 原料粉碎方法 (干式粉碎 湿式粉碎）
干式 ： 干式粉碎应采粗碎细碎
粗碎：原料磅称重进入输送带电磁铁进行粗碎粗碎物料薯干列应通610mm筛孔然送进行细粉碎
细碎：粗碎原料进入细碎机细碎原料颗粒般应通1215mm筛孔采1820mm筛孔（适合玉米粉）
湿式 ：湿式粉碎指粉碎时拌料水原料起加粉碎机中进行粉碎
3原料输送 （设计采气流输送）
31气流输送俗称凤送利气流子中输送物料简单原理：固体物料垂直气流中受两力作重力推力果推力重力物料气流带动运动底部移高位举例：甘薯玉米进入接料器吸料中升气流带动低位运送高位原料中金属泥土石块等杂质相密度较气流带走留接料器底部直接落
32 选择气流输送原：
（1） 采气流输送输料粉碎设备均密闭负压条件进行运转粉 尘飞扬基消原料损失劳动条件恶劣两问题均迎刃解
（2） 实现气流输送铁片石块等杂物较级升料接料器底部动风选出保证筛子设备较长期完
（3） 采气流输送粉料气流粉碎机中吸出提高锤碎机力百分五十
（4） 机械输送动力消耗低
4原料预处理流程
原料 称重 倒包 皮带输送 铁 粗碎 斗式提升机 料斗 细粉碎 吸风 旋风分离器 粉料 闭风机 料斗 加料器（绞龙） 拌料预煮罐
风机 布袋滤器 气
细粉回收
5 原料水热处理
51原料水热处理目
含原料细胞中淀粉颗粒植物细胞壁保护作易受淀粉酶系统作外溶解状态淀粉常规糖化酶糖化速度非产缓慢水解程度高淀粉原料进行糖化前定水热处理淀粉细胞中游离出转化溶解状态便淀粉酶系统进行糖化作原料水热处理目
52 原料水热处理理基础
521淀粉结构理化性质
（1）淀粉颗粒形状
淀粉颗粒呈白色溶冷水机溶剂颗粒部呈复杂结晶组织淀粉颗粒具形状般说含水分高蛋白质少植物淀粉颗粒较形状较整齐数呈圆形卵形甘薯淀粉淀粉颗粒均匀淀粉颗粒具抵抗外力作较强外膜化学组成层淀粉相水分较少密度较强度较
（2）淀粉分子结构
淀粉分子许葡萄糖基团聚合成根淀粉分子链结构淀粉分成直链支链淀粉两类直链淀粉溶解7080 °C温水中支链淀粉具分支溶解温水中葡萄糖基团组成
（3） 淀粉膨胀溶解
淀粉水中加热发生膨胀淀粉颗粒渗透系统中支链淀粉起着半透膜作渗透压膨胀程度温度增高增高40°C开始膨胀速度明显加快温度升高定数值（6080°C）时淀粉颗粒体积膨胀原体积50100倍时淀粉分子间联系削弱引起淀粉颗粒部分解体形成均粘稠液体种限膨化现象淀粉糊化相应温度做糊化温度糊化现象发生果温度继续升达130 °C左右时支链淀粉已全部溶解网状组织彻底破坏淀粉溶解变成粘度较低流动性醪液种现象称淀粉溶解
（4） 淀粉糊化醪反生现象
液化淀粉醪液温度降低时粘度会逐步增加冷60°C时变非常粘55°C会变成冻胶时间长会重新发生部分结晶现象
522淀粉质原料组成分蒸煮程中变化
（1） 淀粉变化 淀粉水解变化
（2） 糖变化 （糖 戊糖 焦糖 氨基糖）
（3） 纤维半纤维素 纤维素植物细胞壁成分半纤维素蒸煮程中会部分溶解水解
（4） 果胶质 果胶质细胞壁组成成分细胞间层填充剂化学结构半乳糖醛酸半乳糖醛酸甲酯组成链状化合物
（5） 含氮物脂肪物质变化
523蒸煮程中发酵性物质损失
53连续蒸煮工艺
531 连续蒸煮工艺应满足求
（1）原料粉碎（2）粉浆预煮预煮醪蒸煮（4）蒸煮醪汽液分离
532 连续蒸煮工艺流程
设计方案塔式连续蒸煮工艺流程
5321塔式连续蒸煮工艺流程特点选择原：
评价工艺技术济指标：出酒率原料粉碎拌料电耗蒸汽消耗设备价值安装费劳动力消耗等方面谈起连续蒸煮出酒率方面间歇蒸煮高原蒸煮条件较缓发酵性物质损失减少需工数间歇工艺减少劳动生产率提高综合素塔式连续蒸煮工艺流程出酒率高电耗蒸汽量低相方法新建连续蒸煮装备时应采塔式连续蒸煮工艺
6 糖化工艺
61糖化剂定义
淀粉质原料生产酒精时进行酒精发酵前定事先淀粉全部部分转化成葡萄糖等发酵性糖淀粉转化糖程称糖化促淀粉转化成糖生物催化剂称糖化剂
62 糖化目
淀粉质原料蒸煮蒸煮醪者蒸煮工艺醪液发酵前均加入定数量糖化剂淀粉淀粉酶系统作水解成酵母发酵糖类淀粉转变糖程称糖化糖化醪液称糖化醪目淀粉酶解成发酵性糖
63 淀粉水解动力学
（1）酶浓度
糖化剂活性相计算方法条件样时着糖化剂量增加酶浓度效酶基质复合物量增加淀粉水解速度加快没数量糖化时间间存明确例关系糖化醪发酵速度着酶添加量增加明显加快
（2）温度
着温度升高基质分子反应力提高动增加时电子处量较高轨道微生物源酶适应温度范围
（3）氢离子浓度
氢离子浓度许方面影响酶活性改变没活性中心电子化改变蛋白质三相结构稳定程度等等酶合适作PH值酶作适PH酶源合适PH样作温度适合PH值会变化
64 糖化程中物质变化
（1）碳水化合物
（2）含氮物质
糖化程中醪液中蛋白质蛋白酶作水解成胨肽氨基酸等糖化时醪液中氨基酸含量增加15—20倍分子氨基酸酵母菌体增殖良营养分
（3）果胶物质半纤维素
糖化程中醪液中果胶质半纤维素会程度水解生成相应水解产物
（4）含磷化合物
磷酸酯酶作磷机化合物中释放出酵母生长发酵重意义醪液缓性改善
65 糖化方法
651 糖化程组成
蒸煮醪冷糖化温度加糖化剂蒸煮醪液化淀粉糖化物料巴斯灭菌糖化醪冷发酵温度泵醪液送发酵酒母车间
652 连续糖化工艺
6521类型
混合冷连续糖化真空冷连续糖化二级真空冷连续糖化
6522方法（实验选择真空冷连续糖化）
原：利原糖化设备糖化工序放原糖化锅中进行糖化前采气液分离器真空条件先醪液冷糖化温度
6523操作
先间歇操作方法制备锅60 °C糖化醪开动搅拌器开冷水前提连续熟器蒸汽分离器送入蒸煮醪固体曲曲乳液体曲糖化醪稀释液断贮罐定量流入糖化醪锅底醪复泵送喷淋冷器冷30°C糖化醪送发酵车间送酒母车间糖化醪必冷单位时间蒸煮醪带入余热量冷水单位时间带走热量相等糖化锅醪液温度维持60°C持久变混合冷连续糖化工艺
66 糖化程控制
（1） 糖化温度
蒸煮醪时宜采糖化酶适作温度酶稳定适温度作适温度低适作温度进行糖化然糖化速度提高酶失活率较高利发酵程中进行淀粉糖化作
（2） 糖化时间
糖化30min够醪中含糖已够酵母初繁殖发酵需糖化时间延长仅糖含量增加较慢糖化酶失活量增加会造成发酵程中边发酵边糖化作削弱综合效果反恶化外糖化时间长会降低糖化设备利率
(3 )糖化剂量
糖化剂会增加成
（4） 糖化醪质量检测
测定外观糖酸度
（5） 糖化设备清洗灭菌
停止送糖化醪达15min者定水蒸汽道中糖化醪放空洗干净喷淋冷器等设备结构排污没死角
7酒精酵母
71酒精生产酵母求
（1） 应具较高发酵力快速完全糖分转化酒精
（2） 繁殖速度快具高生长速度
（3） 具高耐酒精力身代谢产物稳定性高进行浓醪发酵
（4） 抵抗杂菌力强杂菌代谢产物稳定性高耐机酸力强
（5） 培养基适应性强耐高温耐盐耐干物质浓度性强
72 酵母生长条件
（1） 温度PH
酵母生存繁殖温度范围宽正常生活繁殖温度2930°C高低温度酵母生命活动削弱停止酵母发育高温度38°C低温度5°C50°C时酵母死亡
（2） 酵母营养物质求
酵母化学组成培养基培养条件酵母身处生理状态关根酵母化学组成讨营养物质需求
（3） 营养源
酵母营养区分部营养外部营养两类外部营养时营养物质培养基进入细胞部营养时酵母利贮存物质：肝糖海藻糖脂类含氮化合物
（4） 素
糖化醪浓度 机酸机酸影响钙铁镁离子作
73 生物合成发酵产品糖耗
酒精发酵氧型呼吸种呼吸量方面氧呼吸合算分解1mol糖生产酒精二氧化碳时释放出11723热量糖燃烧成水二氧化碳时释放出282190KJ热量发酵时酵母分解许倍呼吸糖获量酒精生产实际利点制备更酒精样原生质合成糖分解生成发酵产品副产品两性质相反程酵母生命活动程中紧密连接起称物质代谢两方面——化异化
74 污染酵母净化方法
久母醪中添加硫酸浓硫酸事先810倍水稀释然加净化酒母醪中酸度达85度保持34h时醪液PH应273酸化处理死细胞应超百分五十否应适缩短处理时间净化处理酒母醪新流加久母醪酸度应较常规糖化醪低般常规酸度低051度
75 影响酵母质量素
（1） 接种成熟久母细胞数关系
种酒母糖化醪接种量新增酵母细胞数相应减少接种量太酵母世代数增加新鲜强壮酵母量会相应减少
（2） 接种量培养时间关系
接种量变培养时间缩短工厂中采分割法培养酒母酒母成熟时间成倍缩短
（3） 接种时间
繁殖旺盛期醪液中酵母增殖力特强生命活动处旺盛阶段细胞总数达接高峰时接种利酵母继续扩培养迅速造成酵母优势抑制杂菌生长
（4） 酒母培养温度
酒母培养期间会产生热量醪液温度升高操作时时注意开冷水冷保证酵母菌健壮成长
（5） 通风培养久母
实际培养酒母时停期搅拌适补充点溶解氧基满足酵母生长需果工厂具备菌空气通23次风次12min风量立方米酒母醪时通入2立方米菌空气
（6） 防止杂菌污染
原始菌种进行定期分离纯化外培养程中加强菌理环境卫生工作特注意酒母罐情况道阀门清洗灭菌注意消死角酒母车间应车间隔开避免污染
8 糖化醪发酵
81 酒精发酵求
（1） 发酵前期创造条件酵母菌迅速繁殖占绝统治位
（2） 保持定量糖化酶活力糖化醪中糊化淀粉继续分解生成发酵性糖保持糖化继续进行
（3） 发酵程中期期造成厌气条件酵母氧条件进行糖酒精发酵
（4） 搞杂菌污染防止工作避免中造成损失
（5） 采取必措施提高酒精发酵强度降低酒精厂造价酒精生产成
（6） 注意回收二氧化碳夹带酒精二氧化碳应进步利
82 酒精发酵机制
酒精酵母进入糖化醪糖分酵母细胞吸收渗入细胞酵母细胞酒化酶系统作终生成酒精量部分量酵母细胞作新陈代谢源余部分酒精起通细胞膜排体外酵母菌种方式进行烫酒精发酵
酒精细胞膜渗出快渗透周围介质中酒精例水混合样酵母细胞周围酒精浓度醪液中高会液体中快达饱状态产生吸附细胞表面直超细胞重力时候气泡带着细胞浮直气泡破裂释入空中细胞留醪中慢慢沉升带动醪液中酵母细胞游动酵母细胞更充分醪液中糖分接触发酵作更充分彻底
发酵期醪液中糖分含量降低定水液体中已饱时排细胞发酵形成阻碍种情况释放必须某种表面接触表面接触易释放原电荷液体中气体样带负电荷带负电发酵罐表面接触时电荷排斥力法壁停留二溢出容易壁溢出
着升仅带动酵母细胞固形物起浮时底层物料持久浮醪液表面种类型发酵称盖式发酵果发酵醪较粘稠气泡达页面破裂逐渐形成持久散泡沫严重泡沫会罐顶溢出造成发酵性物质损失种类型发酵称泡沫型发酵盖型泡沫型发酵理想发酵类型
83 酒精发酵动力学
831表示方法
（1）测定发酵度数值变化
（2）测定释放二氧化碳重量体积
（3）时测定已发酵糖数量绝百分数表示
832三阶段
（1）前发酵期
醪液中酵母细胞密度高发酵作强酒精二氧化碳生产量少发酵醪表面显较静糖分消耗较慢醪液温度升较慢发酵温度般2628℃超30°C免引起酵母早期衰老表现发酵早结束造成发酵彻底弊病应特注意防止杂菌污染般10h
（2）发酵期
酵母菌基停止繁殖进行酒精发酵醪液糖分迅速降酒精含量逐渐增表观产生量二氧化碳二氧化碳释放带动醪液翻动发出泡沫破裂响声温度般控制3034℃总时间般12h
（3）发酵期
醪液中糖分已部分酵母菌发酵醪液中残存糊精等继续淀粉酶系统作转化糖酵母转化酒精程缓慢温度降温度般3032℃总时间般40h
833 酒精发酵机制
1） 葡萄糖磷酸化生成活泼16二磷酸果糖
（1）葡萄糖磷酸化——6磷酸葡萄糖生成
（2）6磷酸葡萄糖6磷酸果糖互变
（3）6磷酸果糖生成16二磷酸果糖
2） 16磷酸果糖裂解称两分子磷酸丙糖
（1）16二磷酸果糖分解生成两分子三碳糖
（2）磷酸二羟基丙酮3磷酸甘油醛互变
3）3磷酸甘油醛氧化磷酸化生成13二磷酸甘油酸然高磷酸键转移ADP产生ATP磷酸基变位分子重新排列出高磷酸键生成丙酮酸
（1）3磷酸甘油醛脱氢磷酸化生成13二磷酸甘油酸
（2）3磷酸甘油酸生成
（3）3磷酸甘油酸2磷酸甘油酸互变
（4）2磷酸烯醇式丙酮酸生成
（5）丙酮酸生成
8341 酒精发酵程中副产品生成
（1）甘油生成
酵母定条件转化糖分甘油正常酒精发酵条件发酵醪中少量甘油生成含量约发酵醪量0305正常酒精发酵应酸性情况进行免甘油产生造成酒精出率降低
（2）杂醇油生成
酒精发酵程中原料中蛋白质分解产生氨基酸者氨基酸酵母菌化作氮源存额部分脱羧生成相应醇类醇类杂醇油
（3）琥珀酸生成
（4）乳酸等机酸生成
常见机酸醋酸丁酸等分乳酸菌醋酸菌丁酸菌发酵产生
834 酒精发酵工艺 （选择连续发酵工艺）
8341 连续发酵控制
（1）稀释确定
（2）滑流滞留防止
滑留指进醪液先流出滞留指先进醪液流出
（3）污染防止
加酸酸化预防性灭菌
（4）二氧化碳气塞防止
8342 酒精连续发酵工艺流程 （梯形式发酵罐）
梯形式连续培养法：方法微生物培养发酵程组罐进行罐身种参数保持基变罐罐间相定规律形成梯度
835 发酵成熟醪指标
（1）外观糖
成熟醪纱布滤直接糖度计测量数值外观糖干物质浓度越低酒精含量越高糖度计测量数值越
（2）原糖
取滤布滤发酵醪液加热蒸含酒精加水恢复原体积测定原糖方法测数值
（3）残总糖
发酵醪滤2HCL水解转化测糖量仅包括发酵醪中具原性糖类包括未转化发酵淀粉糊精
（4）酸度
发酵醪酸度采滴定法测定判断发酵醪否感染杂菌指标酵母发酵基产生酸杂菌会产酸
（5）挥发酸
测定方法取发酵醪干加入适量水蒸馏方法蒸出相原发酵醪体积馏出液测定酸度方法测定
（6）酒精含量
蒸馏方法测定
836 影响酒精发酵素
（1）糖化醪浓度
糖化醪浓度高发酵醪酒精含量高设备利率提高水电气等单消耗相应降低酒精额生产成低
（2）发酵温度
节约冷水水保证热天酒精发酵利进行国外研究耐高温酵母进行高温酵母酒精发酵时特注意防止细菌繁殖否难良结果
(3）发酵醪酸度
（4）酵母接种发酵时间
（5）连续发酵稀释
837 酒精发酵中杂菌污染危害防止
（1）杂菌污染造成直接损失
杂菌消耗糖造成直接损失
（2）杂菌污染造成间接损失
杂菌产生机酸酵母生命活动明显影响酸度增加淀粉酶系统活性造成抑制性影响麦芽作糖化剂时候明显影响
（3）杂菌污染防止
提高车间清洁卫生操作规程中规定消毒灭菌工作重性认识次健全操作规定特消毒灭菌条例
9 发酵成熟醪蒸馏精馏
91 原理
蒸馏利液体混合物中组分挥发性组分分离方法前全世界酒精工业发酵醪中回收酒精采唯方法
92 发酵成熟醪化学组成
发酵醪中干物质分溶性悬浮物质溶性物质两类属前者酵母菌体皮壳纤维溶性淀粉杂质属者未发酵完糖糊精溶性蛋白质机盐等外甘油琥珀酸乳酸等属挥发性杂质
93 酒精蒸馏精馏工艺流程操作
931 薯干玉米原料
薯干原料果胶质含量高玉米原料蛋白质含量高薯干原料生产酒精时容易导致甲醇含量高玉米原料生产酒精容易导致杂醇油（异丙醇异戊醇等）含量高根物质蒸馏特性甲醇典型端级杂质杂醇油典型中级杂质甲醇蒸馏程中蒸馏塔顶部底部形成浓度高峰杂醇油蒸馏塔中部形成浓度高峰保证普通级食酒精质量首先蒸馏工艺必须选择三塔蒸馏建议采粗馏塔—精馏塔—甲醇塔组合保证甲醇效效解决杂醇油问题然采粗馏塔—精馏塔—甲醇塔组合必须注意精塔分凝器面积分配温度控制工艺采三塔流程三塔流程包括粗流塔排醛塔精馏塔三塔排醛塔作排醛脂类头级杂质排醛塔排头级杂质酒精浓度较低时候进行醛脂类头级杂质精馏系数较精馏塔顶部部分离头级杂质效果外进入精馏塔脱醛酒已含少头级杂质成品酒精液层酒精水蒸汽中头级杂质已相应降低成品酒精质量然相应提高
932 三塔流程
1）原流程
（1）直接式流程特点醪塔酒精蒸汽直接进入醛塔精塔发酵醪先排醛进入醪塔该流程优点低酒毒条件排醛效果加热蒸汽通醪塔精塔底部醛塔直接蒸汽加热蒸汽消耗较
（2）半直接式特点发酵醪先进入醪塔醪塔蒸汽进入醛塔脱醛淡化酒进入精塔
（3）间接式流程特点醛塔精塔液相进料
933直接式蒸馏流程
发酵醪先醛塔进入醪塔发醪中酒精浓度低杂质挥发系数排醛程进行较完全
934 半直接式蒸馏流程
消耗热然直接式较稳定质量较优良成品
935 间接式三塔蒸馏流程
优良操作性操作稳定控制调节方便成品质量高
94 酒精蒸馏精馏装置操作
（1）开机前蒸馏装置进行必试验
新制蒸馏设备投产前蒸馏装备局部更新投产时修开机前者原装置长期闲置没次启前装置进行水试汽试料试
（2）开机
开机操作指设备投入正常生产时系列启动装置操作程序包括检查塔底加热室液位塔板液位塔板湿润状态开塔顶空气阀预先热精塔等
（3）停机
装置长期停止云装停机进行清理时应水代醪蒸馏段时间便塔全部酒精精馏空
（4）蒸馏操作控制参数 （三塔装置控制参数）
初馏塔操作参数排醛塔操作参数精馏塔操作参数
（5）进醪方式
蒸馏装置正常运行求均匀进醪必须时进醪量进行调节
（6）排糟排废水
蒸馏装置正常运行蒸馏塔底酒糟精馏塔底废水定均匀动排出
(7) 加热方式
分直接加热间接加热直接加热通鼓泡器完成间接加热器塔底加热室中装蛇加热器采塔外热交换器
（8）醛酯馏分提取方式回技术
杂醇油分离
杂醇油分离流程：
精馏塔 液相取油 冷 加水稀释 分层 层粗杂醇油 盐析 成品杂醇油
层谈酒 回入精塔部相应塔板
95 酒精化学处理
酒精化学处理种辅助措施助酒精中排较难精馏方法杂质化学处理酒精中酸类脂类醛类饱化合物粗酒精中饱化合物指高锰酸钾氧化化合物含量少常规分析法测出品尝时感觉存化学性质尚清楚作脂类酸类采氢氧化钠作醛类稀高锰酸钾溶液时化学处理单独氢氧化钠
96 蒸馏程中酒精损失
蒸馏程中酒精损失总酒糟精馏废水凝结气体带走酒精设备道阀件密闭造成酒精散逸两部分组成允许酒精损失矢量根设备生产力季节决定损失设备运转正确程度操作员验关减少损失首先努力供醪供汽供水达稳定
二 食酒精生产物料衡算
设计题目：32000Ta食酒精工艺设计
1酒精生产工艺技术指标
生产规模：32000Ta
生产方法：双酶糖化间歇发酵三塔蒸馏
生产天数：300天年 食酒精年产量：32000T
食酒精日产量：107T 食酒精时产：444T4440kgh
副产品年产量：次级酒精占酒精
杂醇油量：成品酒精量05
产品质量：国标食酒精（乙醇含量95（体积分数）
生产原料：12薯干原料（含淀粉65水分13）12玉米原料（含淀粉68水分11）
α淀粉酶量8ug原料糖化酶量150ug原料酒酵母糖化醪糖化酶量300ug原料
酸铵量：7KgT（酒精） 浓硫酸（98）量（调PH）：5KgT（酒精）
调浆时：料水135调浆粉浆温度343k粉浆罐容积5m2径高115锥形部分高度圆筒部分高度13交糖化醪91作生产糖化醪9作酒母糖化醪酒母糖化醪制备时料水145
粉浆关数值：粉浆热357kjkgk蒸煮温度416k加热蒸汽压力5气压（表压）加热蒸汽热焓6578×4187kjkg加热蒸汽凝结水热焓143×4187kjkg整蒸煮时间2时熟器压力05气压（表压）应温度384k气液分离器中糊化醪热36kjkgk糊化醪重1085糊化醪热364 kjkgk
蒸煮锅熟器求蒸煮锅熟器容积相等气液分离器装料量50蒸煮锅熟器气液分离器圆筒部分径高13
冷器：真空冷器圆柱形部分锥形部分组成圆柱形部分高度直径15倍圆锥低角45°真空度维持550mm汞柱应温度340k二次真气汽化热558×4187kjkgk二次蒸汽容57m³kg二次蒸汽升速度08ms醪液降长度10m垂直安装
糖化锅糖化锅圆柱形部分球形部分组成装料系数75容积计算进行：
V0785D²+13πh²（3rh）
D—圆筒部分直径（m）H—圆筒部分高度mh—球形底高度mr—底曲率半径mH2Dh025Dr（D²+4h²）8h
糖化时间45min
2工艺流程图 见具体图纸
3原料消耗计算（生产1000kg国标食酒精例）
工艺计算设计改建扩建酒精厂中生产程物料量衡算必少衡算结果生产设备动力设备设计选型提供重获生产程副原料消耗水电气消耗成品副产品废料数量组织理生产进行成核算必
31原料计算
现生产95（V）成品酒精1000kg作计算基准
然玉米薯干淀粉蛋白质含量结构密度粉碎加工混合两者中蒸煮温度取接薯干生产方便
淀粉原料生产酒精化学反应式原料成品间定量关系：
生产1000kg水酒精需淀粉量：
1000×（162／92）17609（kg）
95(V)成品酒精相9241(w)生产1000kg95（V）成品酒精需淀粉量：
17609×924116272(kg)
生产32000t95（vv）食酒精需淀粉：
16272×（320001000）×100052070400kg
酒精生产历许工序复杂生物化学变化生产阶段难免会淀粉损失根实际验生产1000kg食酒精生产程中阶段淀粉损失分配致表
生产程淀粉损失览表
生产工序
淀粉损失原
淀粉损失量（）
原料预处理
粉尘损失
040
蒸煮
未溶解淀粉糖分破坏
050
发酵
未发酵残余糖分
150
发酵
巴斯德效应发酵副产物损失
400
发酵
酒精然蒸发二氧化碳带走
130（加酒精捕集器功率损失降03）
蒸馏
废槽液带走蒸馏损失
185
累计损失
955
酒精捕集器回收酒精
100
实际损失
8．55
般整生产程中淀粉利率9145间表淀粉利率9145计算生产1000kg成品酒精需淀粉量：
16272÷（1855）＝17793(kg)
薯干量：
17793÷6527374 (kg)
玉米量：
17793÷6826166(kg)
生产1000kg12薯干12玉米食酒精总淀粉原料：
(27374+26166)×052677kg
32辅料计算
3．2．1 α淀粉酶消耗量
蒸煮醪需辅料计算设计求薯干玉米原料应酶活力2000ugα淀粉酶进行液化促进糊化减少蒸汽消耗技术指标α淀粉酶量8ug原料计算酶量：
2677（kg）×1000（gkg）×8（ug）÷2000（ug）10708kg
3．2．2 糖化酶消耗量
蒸煮醪需辅料计算设计求薯干玉米原料应酶活力20000ug糖化进行糖化技术指标糖化酶量150ug原料计算酶量：
2677（kg）×1000（gkg）×150（ug）÷20000（ug）201kg
外酒母糖化制备时糖化酶量300ug原料计算设酒母量10酶量：
2677（kg）×10×70×300（ug）÷20000（ug）281kg
注：中70指酒母糖化醪制备时糖化醪70外补充30水
3．2．3 硫酸铵消耗量
酒精生产中硫酸铵酵母培养基补充氮源量酒母量01硫酸铵量：
10846 ×0110846kg
式中酒母量10846见面计算中
3．3 蒸煮醪量计算
根生产实践连续蒸煮首先粉碎原料配料调浆罐温水混合加水般13左右实验取135粉浆量：
2677×(1﹢35)＝120465kg
蒸煮程中直接蒸汽加热熟器气液分离器减压蒸发冷样着蒸煮程进行蒸煮醪量时间发生变化确切知道数量变化必须热量衡算时进行
里简化计算方法似求解
假定采罐式连续蒸煮工艺混合粉浆温度343K应喷射式液化器粉浆温度迅速升416k然进入罐式连续液化器液化真空冷器中闪击蒸发冷384K进入发酵罐
④ 根数知道蒸煮醪热357kjkgk简化起见设热整蒸煮程中维持变加热蒸汽喷射液化醪液量：
120465+120465×357×（416343）(6578×4187+(416273)×4187)129828kg ①
式中：6578×4187加热蒸汽焓kjkg
⑤ 第二液化维持罐出蒸煮醪量：
设第二液化维持罐出蒸煮醪温度416k降低393k处设温度降低通汽化解决蒸煮醪汽化量：
129828129828×357×（416393）22052124994kg
式中22052393k时水蒸气汽化潜热kjkg②
③ 喷射混合加热器蒸煮醪量：
设喷射混合加热器蒸煮温度393k升398k喷射混合蒸煮醪量：
124994+124994×357×（398393）（6578×4187(398273)×4187）
125994kg
式中：6578×4187加热蒸汽焓（kjkg）398k灭酶温度
④ 熟罐出醪液量：
熟器醪液温度398k降低384k温度降低热损引
醪液量变处设通汽化降温降温醪液量：
125994125994×360×（398384）22346125710kg
注①：参见公式根热量衡算
②：参见化工原理p335—天津学出版社2004年新版
式中22346384k时水蒸气汽化潜热kjkg
⑤ 真空冷器终蒸煮醪量：
125710125710×364×（384340）(558×4187)117092kg
式中：真空冷器二次蒸汽汽化潜热
3．4 糖化醪发酵醪量计算
①发酵程中相应程释放CO2总量：
（1000×9241)98×（4446）902kg
式中：4446指产生分子酒精产生分子CO2理想发酵情况
②终需蒸馏醪液中含酒精约：
（1000×924）(117092902)×100855（质量分数）
计算知发酵结束成熟醪焓酒精约855（质量分数）设蒸馏效98发酵罐酒精捕集器回收酒精洗水洗罐水分成熟醪量51生产1000kg95国际酒精成品关计算：
③需蒸馏成熟发酵醪量：
F1[（1000×9241）(98×855)] ×(100+5+1)÷100116905kg
④计酒精捕集器回收酒精洗水洗罐水设发酵程中成熟发酵醪量：
F2116905106110288kg
⑤接种量10计算酒母量：
｛(110288+902)[(100+10)÷100]}× 10 10846kg注：设计求醪液91发酵9酒母制作相991≈10
⑥入蒸馏塔混合成熟醩乙醇浓度：
（1000× 9241）（98×116905）807
⑦糖化醩量：
糖化醩包括生产糖化醩酒母糖化醩中酒母糖化醩称糖化醩70生产糖化醩30水糖化剂组成糖化醩量：
｛(110288+902)[(100+10)÷100]}+10846×701160522
3．5成品发酵醪量计算
⑴ 醛油含量（次级酒精）：次设计求含次级酒精
⑵ 食酒精产量：1000kg
⑶ 杂醇油产量：杂醇油产量般酒精产量0307次设计求取05生产1000kg求酒精杂醇油产量：1000×055kg
⑷ 废醪量计算：废料醪糟成熟发酵醪进入蒸馏塔部分水酒精挥发性成分残留液直接蒸汽加热蒸馏应该加入塔加热蒸汽冷凝水
设进塔醪液量F1 温度t170℃排废醪温度t4105℃成熟醪固形物浓度B175塔顶升酒气乙醇浓度50（vv）4718（质量分数）：
①醪塔升蒸汽量：
V1116905×807÷471819996kg
②残留液量：
WX1169051999696909kg
③成熟醪热容：
C14187×(1019095 B1)396KJKGK
④成熟醪带入塔热量：
Q1 F1 C1 t1116905×396×70324×106KJ
⑤蒸煮残液固形物浓度：
B2 F1 B1 WX 116905×7596909905
间歇蒸馏没加热蒸汽冷凝水工艺
⑥蒸馏残留液热容：
C24187×(10378 B2)403KJKgK
⑦塔底残留液带走热量
Q4 WX C2t496909×403×105410×106KJ
⑧升蒸汽带走热量：
查表50（体积分数）酒精蒸汽焓i1965kjkg升蒸汽带走热量：
Q3V1i19996×1965393×106KJ
塔底采005Mpa（表压）蒸汽加热焓26898kjkg蒸馏程热损失Qn取传递总热量1根热衡计算消耗蒸汽量：
D1(Q3 + Q4 + Qn Q1)（ICwt4）
101×(393×106+410×106324×106)( 26898418×105)
21493kg
采直接蒸汽加热塔底排醪量：
WX + D196909+21493118402kg
4 根求实际原料耗算览表
计算方便面计算生产1000kg求酒精相关数实际生产32000t酒精进行放取基础数（热容）样结果没影响表1000kg酒精放32000t酒精相关数览表：
计算结果相关数放数览表
1000kg酒精相应量产量
32000t酒精相应量产量
生产95（V）成品酒精
需淀粉总量
16272(kg)
520704t
生产成品酒精需淀粉量（计淀粉损失）
17793(kg)
569376t
需薯干原料量
27374×0513687(kg)
437984t
需玉米原料量
26166×0513083 (kg)
418656t
12薯干12玉米食酒精总淀粉原料
2677kg
85664t
α淀粉酶消耗量
10708kg
342656t
糖化酶消耗量
201kg
6432t
酒母糖化酶消耗量
281kg
8992t
硫酸铵消耗量
10846kg
347072t
粉浆量
120465kg
385488t
加热蒸汽喷射液化醪液量
129828kg
4154496t
第二液化维持罐出蒸煮醪量
124994kg
3999808t
喷射混合加热器蒸煮醪量
125994kg
4031808t
熟罐出醪液量
125710kg
402272t
真空冷器终蒸煮醪量
117092kg
3746944t
计酒精捕集器回收酒精洗水洗罐水需蒸煮成熟发酵醪量
116905kg
374096t
入蒸馏塔混合成熟醪乙醇浓度
807（质量分数）
807（质量分数）
相应程释放CO2总量
902kg
28864t
接种量10计算酒母量
10846kg
347072t
杂醇油产量
5kg
160t
醪塔升蒸汽量
19996kg
639872t
残留液量
96909kg
3101088t
成熟醪热容
396KJKGK
396KJKGK
成熟醪带入塔热量
324×106KJ
10368×106KJ
蒸煮残液固形物浓度
905
905
蒸馏残留液热容
403KJKgK
403 KJKgK
塔底残留液带走热量
410×106KJ
1312×106KJ
升蒸汽带走热量
393×106KJ
12576×106KJ
消耗蒸汽量
21493kg
687776t
直接蒸汽加热塔底排醪量
118402kg
3788864t
注：生产32000t数位生产1000kg数基础32单位t物质身性质数外固定日产量全年生产应80100t1000kg数基础801单位t里没列出设计生产设备日产量条件计算
5 生产设备相关计算
51 粉浆罐
已知蒸煮糖化车间两粉浆罐粉浆罐容积5 m³高径1：15
粉浆流量应：
120465 ×（44401000）5348646kg12687m³
锥形部分高度圆筒部分高度13总容积V
V V1 + V2 π(D2) ²H + 13[π(D2) ²] h
D—圆筒部分直径（m）H—圆筒部分高度mh—圆锥部分高度m：
D243m H162m h054
设调浆时间3min效流量：
V效12687×（360）634m³
求取5m³粉浆罐需台数：
n06345132
进行交少3台
52蒸煮锅熟器
熟时间蒸煮时间短里取蒸煮锅计算
蒸煮锅熟器体积相等时生产11130kg酒精应喷射加热醪液量流量
140362×（111301000）1561828kg14395m³
物料效流量流量逗留时间蒸煮时间2h醪液效流量应：
V效1561828×23123657kg3123657108510002879m³h
设备台数n V效（ηV）
式中：V效—效流量m³h
η 装料系数
V 单台容器体积m³
取Φ3600（直径36m）径高13发酵罐应：
n1 2879÷4÷08÷[π×（362）²×36×3]082 1
式中4蒸煮锅加熟器数08装料系数
达求日产量发酵罐1套蒸煮锅三熟器
53酒母罐
时产酒母醪体积应：
126591085×（111301000）131840L132m³
蒸煮锅熟器样计算酒母罐体积：
V效132×2÷08330m³
式中08装料系数2蒸煮步逗留时间h
知酒母醪糟体积取体积50m³酒母罐
54糖化罐
糖化锅圆柱形部分球形部分组成装料系数75容积计算进行：
V0785D²H+13πh²（3rh）
D—圆筒部分直径（m）H—圆筒部分高度mh—球形底高度mr—底曲率半径mH2Dh025Dr（D²+4h²）8h
取Φ3600（径36m）糖化锅糖化锅H36×272mh025×2609mr（36²+4×09²）（8×09）225单台体积：
V0785×36²×72+（13）×π×09²×（3×22509）782m³
糖化时间45min效流量：
V效14395×（4560）10796 m³h
根n V效（ηV）糖化锅台数：
n2 10796÷075÷7821842
式中075装料系数
55发酵罐
总发酵时间前面知约62h效流量：
V效14395×6289249m³
发酵罐糖化罐类似构造取Φ5000mm发酵罐单发酵罐体积：
V230m³①
注①：参见发酵工厂工艺设计概p102—中国轻工业出版社2007版
根n V效（ηV）发酵罐台数：
n3 89249÷075÷23051752
56搅拌器
熟器配2搅拌器糖化锅1发酵罐2少需搅拌器：
2×4+1×2+2×52114
57粗馏塔精馏塔
根般精馏塔精馏力发酵醪乙醇含量较低年产32000酒精需粗馏塔精馏塔应该15套左右具体计算里详细列出
58设备
设计进行初步设计详细设备计算做介绍表做致罗列
6 生产设备览表
生产设备表
序号
产品名称
规格型号
单位
材质
数量
1
输送系统
套
碳钢
2
料机
台
碳钢
3
永磁铁器
台
4
粉碎机
锤片式
台
碳钢
5
风机
离心式
台
碳钢
6
分离器
旋风式
台
碳钢
7
蒸煮锅
Φ3600mm
台
碳钢
1
8
粉浆泵
5m³
台
碳钢
3
9
熟器
Φ3600mm
台
碳钢
3
10
真空冷系统
套
1
11
酒母罐
V50m3
碳钢
1
12
糖化罐
Φ3600mm
碳钢
2
13
发酵罐
Φ5000mm
台
锈钢
52
14
食酒精冷器
板式
台
锈钢
15
15
粗馏酒精罐
V5m3
台
锈钢
15
16
精塔回流罐
V5m3
台
锈钢
15
17
水洗塔回流罐
V5m3
台
锈钢
15
18
甲塔回流罐
V5m3
台
锈钢
15
19
杂塔回流罐
V5m3
台
锈钢
15
20
碱液罐
V2m3
台
锈钢
15
21
杂醇油暂储罐
V10m3
台
锈钢
15
22
精塔废水闪蒸罐
V10m3
台
锈钢
15
23
酒精计量罐
V80m3
台
碳钢
15
24
食酒业计量罐
V80m3
台
碳钢
15
25
次酒精计量罐
V6m3
台
碳钢
15
26
杂醇油分离器
V6m3
台
锈钢
15
27
醪塔沸循环泵
Q200m3h
台
锈钢
30
28
真空泵
台
碳钢
30
29
粗馏酒精泵
Q90m3h
台
锈钢
30
30
精塔回流泵
Q150m3h
台
锈钢
30
7 生产布置说明
年产量较车间布置设计较复杂表少总生产设备台数次设计做简单套装设计图
8 参考文献
［1］吴思方2006发酵工厂工艺设计概中国轻工业出版社
［2］姚玉英2004化工原理轻工业出版社
［3］百度文库二心安分享 20100326 1755酒精发酵酿造酒工艺学
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课程设计说明书
课 程 名 称 生物工程工厂设计课程设计
设 计 题 目 32000Ta食酒精工艺设计
学院(直属系) 生 物 工 程 学 院
年级 专业 生 物 工 程
学 生 姓 名
学 号
指 导 教 师
开 始 时 间 2011 年 12 月 2 日
完 成 时 间 2011 年 12 月 16 日
目 录
摘………………………………………………………………………………………4
引言………………………………………………………………………………………4
设计务…………………………………………………………………………………4
淀粉质原料酒精生产工艺………………………………………………………… 5
1淀粉质原料酒精生产流程………………………………………………………… 6
2 预处理
21原料杂…………………………………………………………………………6
22原料粉碎…………………………………………………………………………7
3 原料输送
31气流输送俗称凤送………………………………………………………………8
32选择气流输送原……………………………………………………………8
4原料预处理流程……………………………………………………………………… 8
5 原料水热处理
51原料水热处理流程……………………………………………………………8
52原料水热处理理基础………………………………………………………8
53 连续蒸煮工艺……………………………………………………………………9
6 糖化工艺
61糖化剂定义……………………………………………………………………10
62 糖化目…………………………………………………………………… 10
63 淀粉水解动力学…………………………………………………………… 10
64 糖化程中物质变化……………………………………………………… 11
65 糖化方法……………………………………………………………………… 11
66 糖化程控制……………………………………………………………… 12
7 酒精酵母………………………………………………………………………………12
71酒精生产酵母求……………………………………………………… 12
72 酵母生长条件……………………………………………………………… 13
73 生物合成发酵产品糖耗………………………………………………… 13
74 污染酵母净化方法……………………………………………………… 13
75 影响酵母质量素…………………………………………………… 13
8 糖化醪发酵
81 酒精发酵求……………………………………………………………… 14
82 酒精发酵机制………………………………………………………………… 15
83 酒精发酵动力学…………………………………………………………… 15
9 发酵成熟醪蒸馏精馏
91 原理…………………………………………………………………………… 19
92 发酵成熟醪化学组成 …………………………………………………… 19
93 酒精蒸馏精馏工艺流程操作…………………………………………… 19
94 酒精蒸馏精馏装置操作…………………………………………………… 20
95 酒精化学处理………………………………………………………………21
96 蒸馏程中酒精损失………………………………………………………21
二 食酒精生产物料衡算
1 酒精生产工艺技术指标………………………………………………………………21
2 工艺流程图 见具体图纸……………………………………………………………22
3 原料消耗计算（生产1000kg国标食酒精例）
31原料计算……………………………………………………………………… 22
32辅料计算……………………………………………………………………… 24
33煮醪量计算…………………………………………………………………… 25
34品发酵醪量计算…………………………………………………………… 26
35成品发酵醪量计算………………………………………………………… 26
4 根求实际原料耗算览表…………………………………………………… 27
5 生产设备相关计算
51粉浆罐………………………………………………………………………… 29
52蒸煮锅熟器……………………………………………………………… 29
53 酒母罐………………………………………………………………………… 29
54 糖化罐………………………………………………………………………… 30
55 发酵罐………………………………………………………………………… 30
56粗馏塔精馏塔……………………………………………………………… 30
57 搅拌器………………………………………………………………………… 30
58 设备……………………………………………………………………… 30
6 生产设备览表………………………………………………………………………31
7 生产布置说明…………………………………………………………………………32
8 参考文献………………………………………………………………………………32
摘
根达32000吨年食酒精生产水求设计生产工艺流程进行实验室生产扩工业化食酒精生产生产程中根传统工艺流程预处理糖化发酵蒸馏等方面进行适改进选较先进方法设备原料投入利节省原料降低生产成提高生产效率原设计出达80000吨年食酒精生产水佳工艺
关键词：预处理 糖化 发酵 蒸馏
According to reach 80000 tonsyear of edible alcohol production level requirement design its production process according to the process finally to expand production laboratory industrialization edible alcohol production In the process of production according to the traditional process the pretreatment saccharification and fermentation distillation etc choose appropriate improvement methods and advanced equipment and raw materials and input maximizing utilization and to save raw material reduce production cost improve production efficiency for the principle thus designed reach 80000 tonsyear of edible alcohol production level the optimal process
Keywords pretreatment saccharification and fermentation distillation
引 言
酒精生产程淀粉质原料预制成葡萄糖通酵母发酵转化含酒精混合物通精馏分离制乙醇程理说者简单程想规模水获效率需生物学工程结合
设计务
薯类玉米等淀粉质采发酵方法生产酒精生产规模80000吨年生产中次级酒精产品全部国标普通级食酒精34食酒精薯干作原料14食酒精玉米作原料
4 根生产方法选择原确定普通级食酒精具体生产方法详细说明理
5 确定生产中原料辅料消耗量副产品生产量根物料衡算结果初步选择生产设备绘制带控制点工艺流程图
6 根厂区总面布置基原设定厂区面酒精生产车间（包括辅助车间）合理布置厂区面
7 根初步设计阶段设备布置基原进行蒸煮糖化车间设备布置设计
淀粉质原料酒精生产工艺
淀粉质原料酒精生产特点
（1）淀粉淀粉颗粒形式存原料细胞中淀粉 终转化成酒精首先创造条件淀粉细胞中游离出原料粉碎破坏植物细胞组织便淀粉游离
（2）采水热处理淀粉糊化液化破坏细胞形成均醪液更 接受酶作转化成发酵性糖淀粉质原料粉碎加水拌成浆液进行加热处理年采高压高温水热处理方法高压蒸煮方法年低温常压水热处理方法低温蒸煮8085 °C液化法广泛推广应次试验求高压蒸煮416k5气压（表压）蒸煮
（3）糊化液化淀粉催化剂作转成葡萄糖种催化剂硫酸等机酸淀粉酶类生物催化剂目前国外酒精生产淀粉酶系统淀粉酶系统糊化酶（般细菌α淀粉粉酶更耐高温）糖化酶α淀粉粉酶水解淀粉产物糊精糖化酶糊精转化发酵葡萄糖
1 薯干玉米属淀粉质原料面淀粉质原料酒精生产流程
淀粉质原料
杂粉碎
粉 料
加水调浆
粉 浆
加α淀粉酶喷射液化
粉浆液化液
加入糖化酶糖化
取部分加入酵母
糖 化 醪 酒母
加入酒精酵母进行酒精发酵
CO2 酒精发酵醪
蒸馏
产品杂质
废 醪 酒精
述流程见淀粉质原料酒精生产原料预处理原料水热处理（原料蒸煮）糖化剂生产糖化酒母制备发酵蒸馏等工段组成面分述诸工段作详细介绍
2预处理
淀粉质原料正式进入程前必须进行预处理保证生产正常进行
提高生产效益预处理包括杂粉碎两工序
21 原料杂
211 必然性
淀粉质原料收获干燥程中会掺杂进泥土沙石纤维质杂物甚金属块等杂物杂质果投入生产前予严重影响生产正常运转石块金属杂质会粉碎机筛板磨损损伤造成生产中断机械设备运转部位泥沙等杂质存会影响正常发酵程清杂质保证生产正常利进行杂目
212 方法 （ 筛选 风选 磁力铁）
2121 气流筛选分离器
谷物原料杂厚度宽度空气动力学性质谷物杂质气流筛选分离器分离
2122 磁力铁器
铁质杂质通常磁力铁器分离磁力铁器分永久性磁力铁器 电磁铁器两类
22 原料粉碎
221 原料粉碎必然性
连续蒸煮说原料必需预先进行粉碎进步加水制成粉浆然泵连续均匀送入连续蒸煮系统连续蒸煮说原料粉碎前提原料进行水热处理目包含原料细胞中淀粉颗粒细胞中游离出充分吸水膨胀糊化溶解淀粉酶系统作淀粉转化成发酵性糖创造条件达目采整粒原料高压蒸煮粉碎原料较缓条件蒸煮超细粉碎三种方法目前情况先原料粉碎缓条件进行蒸煮较方法
222 原料粉碎方法 (干式粉碎 湿式粉碎）
干式 ： 干式粉碎应采粗碎细碎
粗碎：原料磅称重进入输送带电磁铁进行粗碎粗碎物料薯干列应通610mm筛孔然送进行细粉碎
细碎：粗碎原料进入细碎机细碎原料颗粒般应通1215mm筛孔采1820mm筛孔（适合玉米粉）
湿式 ：湿式粉碎指粉碎时拌料水原料起加粉碎机中进行粉碎
3原料输送 （设计采气流输送）
31气流输送俗称凤送利气流子中输送物料简单原理：固体物料垂直气流中受两力作重力推力果推力重力物料气流带动运动底部移高位举例：甘薯玉米进入接料器吸料中升气流带动低位运送高位原料中金属泥土石块等杂质相密度较气流带走留接料器底部直接落
32 选择气流输送原：
（1） 采气流输送输料粉碎设备均密闭负压条件进行运转粉 尘飞扬基消原料损失劳动条件恶劣两问题均迎刃解
（2） 实现气流输送铁片石块等杂物较级升料接料器底部动风选出保证筛子设备较长期完
（3） 采气流输送粉料气流粉碎机中吸出提高锤碎机力百分五十
（4） 机械输送动力消耗低
4原料预处理流程
原料 称重 倒包 皮带输送 铁 粗碎 斗式提升机 料斗 细粉碎 吸风 旋风分离器 粉料 闭风机 料斗 加料器（绞龙） 拌料预煮罐
风机 布袋滤器 气
细粉回收
5 原料水热处理
51原料水热处理目
含原料细胞中淀粉颗粒植物细胞壁保护作易受淀粉酶系统作外溶解状态淀粉常规糖化酶糖化速度非产缓慢水解程度高淀粉原料进行糖化前定水热处理淀粉细胞中游离出转化溶解状态便淀粉酶系统进行糖化作原料水热处理目
52 原料水热处理理基础
521淀粉结构理化性质
（1）淀粉颗粒形状
淀粉颗粒呈白色溶冷水机溶剂颗粒部呈复杂结晶组织淀粉颗粒具形状般说含水分高蛋白质少植物淀粉颗粒较形状较整齐数呈圆形卵形甘薯淀粉淀粉颗粒均匀淀粉颗粒具抵抗外力作较强外膜化学组成层淀粉相水分较少密度较强度较
（2）淀粉分子结构
淀粉分子许葡萄糖基团聚合成根淀粉分子链结构淀粉分成直链支链淀粉两类直链淀粉溶解7080 °C温水中支链淀粉具分支溶解温水中葡萄糖基团组成
（3） 淀粉膨胀溶解
淀粉水中加热发生膨胀淀粉颗粒渗透系统中支链淀粉起着半透膜作渗透压膨胀程度温度增高增高40°C开始膨胀速度明显加快温度升高定数值（6080°C）时淀粉颗粒体积膨胀原体积50100倍时淀粉分子间联系削弱引起淀粉颗粒部分解体形成均粘稠液体种限膨化现象淀粉糊化相应温度做糊化温度糊化现象发生果温度继续升达130 °C左右时支链淀粉已全部溶解网状组织彻底破坏淀粉溶解变成粘度较低流动性醪液种现象称淀粉溶解
（4） 淀粉糊化醪反生现象
液化淀粉醪液温度降低时粘度会逐步增加冷60°C时变非常粘55°C会变成冻胶时间长会重新发生部分结晶现象
522淀粉质原料组成分蒸煮程中变化
（1） 淀粉变化 淀粉水解变化
（2） 糖变化 （糖 戊糖 焦糖 氨基糖）
（3） 纤维半纤维素 纤维素植物细胞壁成分半纤维素蒸煮程中会部分溶解水解
（4） 果胶质 果胶质细胞壁组成成分细胞间层填充剂化学结构半乳糖醛酸半乳糖醛酸甲酯组成链状化合物
（5） 含氮物脂肪物质变化
523蒸煮程中发酵性物质损失
53连续蒸煮工艺
531 连续蒸煮工艺应满足求
（1）原料粉碎（2）粉浆预煮预煮醪蒸煮（4）蒸煮醪汽液分离
532 连续蒸煮工艺流程
设计方案塔式连续蒸煮工艺流程
5321塔式连续蒸煮工艺流程特点选择原：
评价工艺技术济指标：出酒率原料粉碎拌料电耗蒸汽消耗设备价值安装费劳动力消耗等方面谈起连续蒸煮出酒率方面间歇蒸煮高原蒸煮条件较缓发酵性物质损失减少需工数间歇工艺减少劳动生产率提高综合素塔式连续蒸煮工艺流程出酒率高电耗蒸汽量低相方法新建连续蒸煮装备时应采塔式连续蒸煮工艺
6 糖化工艺
61糖化剂定义
淀粉质原料生产酒精时进行酒精发酵前定事先淀粉全部部分转化成葡萄糖等发酵性糖淀粉转化糖程称糖化促淀粉转化成糖生物催化剂称糖化剂
62 糖化目
淀粉质原料蒸煮蒸煮醪者蒸煮工艺醪液发酵前均加入定数量糖化剂淀粉淀粉酶系统作水解成酵母发酵糖类淀粉转变糖程称糖化糖化醪液称糖化醪目淀粉酶解成发酵性糖
63 淀粉水解动力学
（1）酶浓度
糖化剂活性相计算方法条件样时着糖化剂量增加酶浓度效酶基质复合物量增加淀粉水解速度加快没数量糖化时间间存明确例关系糖化醪发酵速度着酶添加量增加明显加快
（2）温度
着温度升高基质分子反应力提高动增加时电子处量较高轨道微生物源酶适应温度范围
（3）氢离子浓度
氢离子浓度许方面影响酶活性改变没活性中心电子化改变蛋白质三相结构稳定程度等等酶合适作PH值酶作适PH酶源合适PH样作温度适合PH值会变化
64 糖化程中物质变化
（1）碳水化合物
（2）含氮物质
糖化程中醪液中蛋白质蛋白酶作水解成胨肽氨基酸等糖化时醪液中氨基酸含量增加15—20倍分子氨基酸酵母菌体增殖良营养分
（3）果胶物质半纤维素
糖化程中醪液中果胶质半纤维素会程度水解生成相应水解产物
（4）含磷化合物
磷酸酯酶作磷机化合物中释放出酵母生长发酵重意义醪液缓性改善
65 糖化方法
651 糖化程组成
蒸煮醪冷糖化温度加糖化剂蒸煮醪液化淀粉糖化物料巴斯灭菌糖化醪冷发酵温度泵醪液送发酵酒母车间
652 连续糖化工艺
6521类型
混合冷连续糖化真空冷连续糖化二级真空冷连续糖化
6522方法（实验选择真空冷连续糖化）
原：利原糖化设备糖化工序放原糖化锅中进行糖化前采气液分离器真空条件先醪液冷糖化温度
6523操作
先间歇操作方法制备锅60 °C糖化醪开动搅拌器开冷水前提连续熟器蒸汽分离器送入蒸煮醪固体曲曲乳液体曲糖化醪稀释液断贮罐定量流入糖化醪锅底醪复泵送喷淋冷器冷30°C糖化醪送发酵车间送酒母车间糖化醪必冷单位时间蒸煮醪带入余热量冷水单位时间带走热量相等糖化锅醪液温度维持60°C持久变混合冷连续糖化工艺
66 糖化程控制
（1） 糖化温度
蒸煮醪时宜采糖化酶适作温度酶稳定适温度作适温度低适作温度进行糖化然糖化速度提高酶失活率较高利发酵程中进行淀粉糖化作
（2） 糖化时间
糖化30min够醪中含糖已够酵母初繁殖发酵需糖化时间延长仅糖含量增加较慢糖化酶失活量增加会造成发酵程中边发酵边糖化作削弱综合效果反恶化外糖化时间长会降低糖化设备利率
(3 )糖化剂量
糖化剂会增加成
（4） 糖化醪质量检测
测定外观糖酸度
（5） 糖化设备清洗灭菌
停止送糖化醪达15min者定水蒸汽道中糖化醪放空洗干净喷淋冷器等设备结构排污没死角
7酒精酵母
71酒精生产酵母求
（1） 应具较高发酵力快速完全糖分转化酒精
（2） 繁殖速度快具高生长速度
（3） 具高耐酒精力身代谢产物稳定性高进行浓醪发酵
（4） 抵抗杂菌力强杂菌代谢产物稳定性高耐机酸力强
（5） 培养基适应性强耐高温耐盐耐干物质浓度性强
72 酵母生长条件
（1） 温度PH
酵母生存繁殖温度范围宽正常生活繁殖温度2930°C高低温度酵母生命活动削弱停止酵母发育高温度38°C低温度5°C50°C时酵母死亡
（2） 酵母营养物质求
酵母化学组成培养基培养条件酵母身处生理状态关根酵母化学组成讨营养物质需求
（3） 营养源
酵母营养区分部营养外部营养两类外部营养时营养物质培养基进入细胞部营养时酵母利贮存物质：肝糖海藻糖脂类含氮化合物
（4） 素
糖化醪浓度 机酸机酸影响钙铁镁离子作
73 生物合成发酵产品糖耗
酒精发酵氧型呼吸种呼吸量方面氧呼吸合算分解1mol糖生产酒精二氧化碳时释放出11723热量糖燃烧成水二氧化碳时释放出282190KJ热量发酵时酵母分解许倍呼吸糖获量酒精生产实际利点制备更酒精样原生质合成糖分解生成发酵产品副产品两性质相反程酵母生命活动程中紧密连接起称物质代谢两方面——化异化
74 污染酵母净化方法
久母醪中添加硫酸浓硫酸事先810倍水稀释然加净化酒母醪中酸度达85度保持34h时醪液PH应273酸化处理死细胞应超百分五十否应适缩短处理时间净化处理酒母醪新流加久母醪酸度应较常规糖化醪低般常规酸度低051度
75 影响酵母质量素
（1） 接种成熟久母细胞数关系
种酒母糖化醪接种量新增酵母细胞数相应减少接种量太酵母世代数增加新鲜强壮酵母量会相应减少
（2） 接种量培养时间关系
接种量变培养时间缩短工厂中采分割法培养酒母酒母成熟时间成倍缩短
（3） 接种时间
繁殖旺盛期醪液中酵母增殖力特强生命活动处旺盛阶段细胞总数达接高峰时接种利酵母继续扩培养迅速造成酵母优势抑制杂菌生长
（4） 酒母培养温度
酒母培养期间会产生热量醪液温度升高操作时时注意开冷水冷保证酵母菌健壮成长
（5） 通风培养久母
实际培养酒母时停期搅拌适补充点溶解氧基满足酵母生长需果工厂具备菌空气通23次风次12min风量立方米酒母醪时通入2立方米菌空气
（6） 防止杂菌污染
原始菌种进行定期分离纯化外培养程中加强菌理环境卫生工作特注意酒母罐情况道阀门清洗灭菌注意消死角酒母车间应车间隔开避免污染
8 糖化醪发酵
81 酒精发酵求
（1） 发酵前期创造条件酵母菌迅速繁殖占绝统治位
（2） 保持定量糖化酶活力糖化醪中糊化淀粉继续分解生成发酵性糖保持糖化继续进行
（3） 发酵程中期期造成厌气条件酵母氧条件进行糖酒精发酵
（4） 搞杂菌污染防止工作避免中造成损失
（5） 采取必措施提高酒精发酵强度降低酒精厂造价酒精生产成
（6） 注意回收二氧化碳夹带酒精二氧化碳应进步利
82 酒精发酵机制
酒精酵母进入糖化醪糖分酵母细胞吸收渗入细胞酵母细胞酒化酶系统作终生成酒精量部分量酵母细胞作新陈代谢源余部分酒精起通细胞膜排体外酵母菌种方式进行烫酒精发酵
酒精细胞膜渗出快渗透周围介质中酒精例水混合样酵母细胞周围酒精浓度醪液中高会液体中快达饱状态产生吸附细胞表面直超细胞重力时候气泡带着细胞浮直气泡破裂释入空中细胞留醪中慢慢沉升带动醪液中酵母细胞游动酵母细胞更充分醪液中糖分接触发酵作更充分彻底
发酵期醪液中糖分含量降低定水液体中已饱时排细胞发酵形成阻碍种情况释放必须某种表面接触表面接触易释放原电荷液体中气体样带负电荷带负电发酵罐表面接触时电荷排斥力法壁停留二溢出容易壁溢出
着升仅带动酵母细胞固形物起浮时底层物料持久浮醪液表面种类型发酵称盖式发酵果发酵醪较粘稠气泡达页面破裂逐渐形成持久散泡沫严重泡沫会罐顶溢出造成发酵性物质损失种类型发酵称泡沫型发酵盖型泡沫型发酵理想发酵类型
83 酒精发酵动力学
831表示方法
（1）测定发酵度数值变化
（2）测定释放二氧化碳重量体积
（3）时测定已发酵糖数量绝百分数表示
832三阶段
（1）前发酵期
醪液中酵母细胞密度高发酵作强酒精二氧化碳生产量少发酵醪表面显较静糖分消耗较慢醪液温度升较慢发酵温度般2628℃超30°C免引起酵母早期衰老表现发酵早结束造成发酵彻底弊病应特注意防止杂菌污染般10h
（2）发酵期
酵母菌基停止繁殖进行酒精发酵醪液糖分迅速降酒精含量逐渐增表观产生量二氧化碳二氧化碳释放带动醪液翻动发出泡沫破裂响声温度般控制3034℃总时间般12h
（3）发酵期
醪液中糖分已部分酵母菌发酵醪液中残存糊精等继续淀粉酶系统作转化糖酵母转化酒精程缓慢温度降温度般3032℃总时间般40h
833 酒精发酵机制
1） 葡萄糖磷酸化生成活泼16二磷酸果糖
（1）葡萄糖磷酸化——6磷酸葡萄糖生成
（2）6磷酸葡萄糖6磷酸果糖互变
（3）6磷酸果糖生成16二磷酸果糖
2） 16磷酸果糖裂解称两分子磷酸丙糖
（1）16二磷酸果糖分解生成两分子三碳糖
（2）磷酸二羟基丙酮3磷酸甘油醛互变
3）3磷酸甘油醛氧化磷酸化生成13二磷酸甘油酸然高磷酸键转移ADP产生ATP磷酸基变位分子重新排列出高磷酸键生成丙酮酸
（1）3磷酸甘油醛脱氢磷酸化生成13二磷酸甘油酸
（2）3磷酸甘油酸生成
（3）3磷酸甘油酸2磷酸甘油酸互变
（4）2磷酸烯醇式丙酮酸生成
（5）丙酮酸生成
8341 酒精发酵程中副产品生成
（1）甘油生成
酵母定条件转化糖分甘油正常酒精发酵条件发酵醪中少量甘油生成含量约发酵醪量0305正常酒精发酵应酸性情况进行免甘油产生造成酒精出率降低
（2）杂醇油生成
酒精发酵程中原料中蛋白质分解产生氨基酸者氨基酸酵母菌化作氮源存额部分脱羧生成相应醇类醇类杂醇油
（3）琥珀酸生成
（4）乳酸等机酸生成
常见机酸醋酸丁酸等分乳酸菌醋酸菌丁酸菌发酵产生
834 酒精发酵工艺 （选择连续发酵工艺）
8341 连续发酵控制
（1）稀释确定
（2）滑流滞留防止
滑留指进醪液先流出滞留指先进醪液流出
（3）污染防止
加酸酸化预防性灭菌
（4）二氧化碳气塞防止
8342 酒精连续发酵工艺流程 （梯形式发酵罐）
梯形式连续培养法：方法微生物培养发酵程组罐进行罐身种参数保持基变罐罐间相定规律形成梯度
835 发酵成熟醪指标
（1）外观糖
成熟醪纱布滤直接糖度计测量数值外观糖干物质浓度越低酒精含量越高糖度计测量数值越
（2）原糖
取滤布滤发酵醪液加热蒸含酒精加水恢复原体积测定原糖方法测数值
（3）残总糖
发酵醪滤2HCL水解转化测糖量仅包括发酵醪中具原性糖类包括未转化发酵淀粉糊精
（4）酸度
发酵醪酸度采滴定法测定判断发酵醪否感染杂菌指标酵母发酵基产生酸杂菌会产酸
（5）挥发酸
测定方法取发酵醪干加入适量水蒸馏方法蒸出相原发酵醪体积馏出液测定酸度方法测定
（6）酒精含量
蒸馏方法测定
836 影响酒精发酵素
（1）糖化醪浓度
糖化醪浓度高发酵醪酒精含量高设备利率提高水电气等单消耗相应降低酒精额生产成低
（2）发酵温度
节约冷水水保证热天酒精发酵利进行国外研究耐高温酵母进行高温酵母酒精发酵时特注意防止细菌繁殖否难良结果
(3）发酵醪酸度
（4）酵母接种发酵时间
（5）连续发酵稀释
837 酒精发酵中杂菌污染危害防止
（1）杂菌污染造成直接损失
杂菌消耗糖造成直接损失
（2）杂菌污染造成间接损失
杂菌产生机酸酵母生命活动明显影响酸度增加淀粉酶系统活性造成抑制性影响麦芽作糖化剂时候明显影响
（3）杂菌污染防止
提高车间清洁卫生操作规程中规定消毒灭菌工作重性认识次健全操作规定特消毒灭菌条例
9 发酵成熟醪蒸馏精馏
91 原理
蒸馏利液体混合物中组分挥发性组分分离方法前全世界酒精工业发酵醪中回收酒精采唯方法
92 发酵成熟醪化学组成
发酵醪中干物质分溶性悬浮物质溶性物质两类属前者酵母菌体皮壳纤维溶性淀粉杂质属者未发酵完糖糊精溶性蛋白质机盐等外甘油琥珀酸乳酸等属挥发性杂质
93 酒精蒸馏精馏工艺流程操作
931 薯干玉米原料
薯干原料果胶质含量高玉米原料蛋白质含量高薯干原料生产酒精时容易导致甲醇含量高玉米原料生产酒精容易导致杂醇油（异丙醇异戊醇等）含量高根物质蒸馏特性甲醇典型端级杂质杂醇油典型中级杂质甲醇蒸馏程中蒸馏塔顶部底部形成浓度高峰杂醇油蒸馏塔中部形成浓度高峰保证普通级食酒精质量首先蒸馏工艺必须选择三塔蒸馏建议采粗馏塔—精馏塔—甲醇塔组合保证甲醇效效解决杂醇油问题然采粗馏塔—精馏塔—甲醇塔组合必须注意精塔分凝器面积分配温度控制工艺采三塔流程三塔流程包括粗流塔排醛塔精馏塔三塔排醛塔作排醛脂类头级杂质排醛塔排头级杂质酒精浓度较低时候进行醛脂类头级杂质精馏系数较精馏塔顶部部分离头级杂质效果外进入精馏塔脱醛酒已含少头级杂质成品酒精液层酒精水蒸汽中头级杂质已相应降低成品酒精质量然相应提高
932 三塔流程
1）原流程
（1）直接式流程特点醪塔酒精蒸汽直接进入醛塔精塔发酵醪先排醛进入醪塔该流程优点低酒毒条件排醛效果加热蒸汽通醪塔精塔底部醛塔直接蒸汽加热蒸汽消耗较
（2）半直接式特点发酵醪先进入醪塔醪塔蒸汽进入醛塔脱醛淡化酒进入精塔
（3）间接式流程特点醛塔精塔液相进料
933直接式蒸馏流程
发酵醪先醛塔进入醪塔发醪中酒精浓度低杂质挥发系数排醛程进行较完全
934 半直接式蒸馏流程
消耗热然直接式较稳定质量较优良成品
935 间接式三塔蒸馏流程
优良操作性操作稳定控制调节方便成品质量高
94 酒精蒸馏精馏装置操作
（1）开机前蒸馏装置进行必试验
新制蒸馏设备投产前蒸馏装备局部更新投产时修开机前者原装置长期闲置没次启前装置进行水试汽试料试
（2）开机
开机操作指设备投入正常生产时系列启动装置操作程序包括检查塔底加热室液位塔板液位塔板湿润状态开塔顶空气阀预先热精塔等
（3）停机
装置长期停止云装停机进行清理时应水代醪蒸馏段时间便塔全部酒精精馏空
（4）蒸馏操作控制参数 （三塔装置控制参数）
初馏塔操作参数排醛塔操作参数精馏塔操作参数
（5）进醪方式
蒸馏装置正常运行求均匀进醪必须时进醪量进行调节
（6）排糟排废水
蒸馏装置正常运行蒸馏塔底酒糟精馏塔底废水定均匀动排出
(7) 加热方式
分直接加热间接加热直接加热通鼓泡器完成间接加热器塔底加热室中装蛇加热器采塔外热交换器
（8）醛酯馏分提取方式回技术
杂醇油分离
杂醇油分离流程：
精馏塔 液相取油 冷 加水稀释 分层 层粗杂醇油 盐析 成品杂醇油
层谈酒 回入精塔部相应塔板
95 酒精化学处理
酒精化学处理种辅助措施助酒精中排较难精馏方法杂质化学处理酒精中酸类脂类醛类饱化合物粗酒精中饱化合物指高锰酸钾氧化化合物含量少常规分析法测出品尝时感觉存化学性质尚清楚作脂类酸类采氢氧化钠作醛类稀高锰酸钾溶液时化学处理单独氢氧化钠
96 蒸馏程中酒精损失
蒸馏程中酒精损失总酒糟精馏废水凝结气体带走酒精设备道阀件密闭造成酒精散逸两部分组成允许酒精损失矢量根设备生产力季节决定损失设备运转正确程度操作员验关减少损失首先努力供醪供汽供水达稳定
二 食酒精生产物料衡算
设计题目：32000Ta食酒精工艺设计
1酒精生产工艺技术指标
生产规模：32000Ta
生产方法：双酶糖化间歇发酵三塔蒸馏
生产天数：300天年 食酒精年产量：32000T
食酒精日产量：107T 食酒精时产：444T4440kgh
副产品年产量：次级酒精占酒精
杂醇油量：成品酒精量05
产品质量：国标食酒精（乙醇含量95（体积分数）
生产原料：12薯干原料（含淀粉65水分13）12玉米原料（含淀粉68水分11）
α淀粉酶量8ug原料糖化酶量150ug原料酒酵母糖化醪糖化酶量300ug原料
酸铵量：7KgT（酒精） 浓硫酸（98）量（调PH）：5KgT（酒精）
调浆时：料水135调浆粉浆温度343k粉浆罐容积5m2径高115锥形部分高度圆筒部分高度13交糖化醪91作生产糖化醪9作酒母糖化醪酒母糖化醪制备时料水145
粉浆关数值：粉浆热357kjkgk蒸煮温度416k加热蒸汽压力5气压（表压）加热蒸汽热焓6578×4187kjkg加热蒸汽凝结水热焓143×4187kjkg整蒸煮时间2时熟器压力05气压（表压）应温度384k气液分离器中糊化醪热36kjkgk糊化醪重1085糊化醪热364 kjkgk
蒸煮锅熟器求蒸煮锅熟器容积相等气液分离器装料量50蒸煮锅熟器气液分离器圆筒部分径高13
冷器：真空冷器圆柱形部分锥形部分组成圆柱形部分高度直径15倍圆锥低角45°真空度维持550mm汞柱应温度340k二次真气汽化热558×4187kjkgk二次蒸汽容57m³kg二次蒸汽升速度08ms醪液降长度10m垂直安装
糖化锅糖化锅圆柱形部分球形部分组成装料系数75容积计算进行：
V0785D²+13πh²（3rh）
D—圆筒部分直径（m）H—圆筒部分高度mh—球形底高度mr—底曲率半径mH2Dh025Dr（D²+4h²）8h
糖化时间45min
2工艺流程图 见具体图纸
3原料消耗计算（生产1000kg国标食酒精例）
工艺计算设计改建扩建酒精厂中生产程物料量衡算必少衡算结果生产设备动力设备设计选型提供重获生产程副原料消耗水电气消耗成品副产品废料数量组织理生产进行成核算必
31原料计算
现生产95（V）成品酒精1000kg作计算基准
然玉米薯干淀粉蛋白质含量结构密度粉碎加工混合两者中蒸煮温度取接薯干生产方便
淀粉原料生产酒精化学反应式原料成品间定量关系：
生产1000kg水酒精需淀粉量：
1000×（162／92）17609（kg）
95(V)成品酒精相9241(w)生产1000kg95（V）成品酒精需淀粉量：
17609×924116272(kg)
生产32000t95（vv）食酒精需淀粉：
16272×（320001000）×100052070400kg
酒精生产历许工序复杂生物化学变化生产阶段难免会淀粉损失根实际验生产1000kg食酒精生产程中阶段淀粉损失分配致表
生产程淀粉损失览表
生产工序
淀粉损失原
淀粉损失量（）
原料预处理
粉尘损失
040
蒸煮
未溶解淀粉糖分破坏
050
发酵
未发酵残余糖分
150
发酵
巴斯德效应发酵副产物损失
400
发酵
酒精然蒸发二氧化碳带走
130（加酒精捕集器功率损失降03）
蒸馏
废槽液带走蒸馏损失
185
累计损失
955
酒精捕集器回收酒精
100
实际损失
8．55
般整生产程中淀粉利率9145间表淀粉利率9145计算生产1000kg成品酒精需淀粉量：
16272÷（1855）＝17793(kg)
薯干量：
17793÷6527374 (kg)
玉米量：
17793÷6826166(kg)
生产1000kg12薯干12玉米食酒精总淀粉原料：
(27374+26166)×052677kg
32辅料计算
3．2．1 α淀粉酶消耗量
蒸煮醪需辅料计算设计求薯干玉米原料应酶活力2000ugα淀粉酶进行液化促进糊化减少蒸汽消耗技术指标α淀粉酶量8ug原料计算酶量：
2677（kg）×1000（gkg）×8（ug）÷2000（ug）10708kg
3．2．2 糖化酶消耗量
蒸煮醪需辅料计算设计求薯干玉米原料应酶活力20000ug糖化进行糖化技术指标糖化酶量150ug原料计算酶量：
2677（kg）×1000（gkg）×150（ug）÷20000（ug）201kg
外酒母糖化制备时糖化酶量300ug原料计算设酒母量10酶量：
2677（kg）×10×70×300（ug）÷20000（ug）281kg
注：中70指酒母糖化醪制备时糖化醪70外补充30水
3．2．3 硫酸铵消耗量
酒精生产中硫酸铵酵母培养基补充氮源量酒母量01硫酸铵量：
10846 ×0110846kg
式中酒母量10846见面计算中
3．3 蒸煮醪量计算
根生产实践连续蒸煮首先粉碎原料配料调浆罐温水混合加水般13左右实验取135粉浆量：
2677×(1﹢35)＝120465kg
蒸煮程中直接蒸汽加热熟器气液分离器减压蒸发冷样着蒸煮程进行蒸煮醪量时间发生变化确切知道数量变化必须热量衡算时进行
里简化计算方法似求解
假定采罐式连续蒸煮工艺混合粉浆温度343K应喷射式液化器粉浆温度迅速升416k然进入罐式连续液化器液化真空冷器中闪击蒸发冷384K进入发酵罐
④ 根数知道蒸煮醪热357kjkgk简化起见设热整蒸煮程中维持变加热蒸汽喷射液化醪液量：
120465+120465×357×（416343）(6578×4187+(416273)×4187)129828kg ①
式中：6578×4187加热蒸汽焓kjkg
⑤ 第二液化维持罐出蒸煮醪量：
设第二液化维持罐出蒸煮醪温度416k降低393k处设温度降低通汽化解决蒸煮醪汽化量：
129828129828×357×（416393）22052124994kg
式中22052393k时水蒸气汽化潜热kjkg②
③ 喷射混合加热器蒸煮醪量：
设喷射混合加热器蒸煮温度393k升398k喷射混合蒸煮醪量：
124994+124994×357×（398393）（6578×4187(398273)×4187）
125994kg
式中：6578×4187加热蒸汽焓（kjkg）398k灭酶温度
④ 熟罐出醪液量：
熟器醪液温度398k降低384k温度降低热损引
醪液量变处设通汽化降温降温醪液量：
125994125994×360×（398384）22346125710kg
注①：参见公式根热量衡算
②：参见化工原理p335—天津学出版社2004年新版
式中22346384k时水蒸气汽化潜热kjkg
⑤ 真空冷器终蒸煮醪量：
125710125710×364×（384340）(558×4187)117092kg
式中：真空冷器二次蒸汽汽化潜热
3．4 糖化醪发酵醪量计算
①发酵程中相应程释放CO2总量：
（1000×9241)98×（4446）902kg
式中：4446指产生分子酒精产生分子CO2理想发酵情况
②终需蒸馏醪液中含酒精约：
（1000×924）(117092902)×100855（质量分数）
计算知发酵结束成熟醪焓酒精约855（质量分数）设蒸馏效98发酵罐酒精捕集器回收酒精洗水洗罐水分成熟醪量51生产1000kg95国际酒精成品关计算：
③需蒸馏成熟发酵醪量：
F1[（1000×9241）(98×855)] ×(100+5+1)÷100116905kg
④计酒精捕集器回收酒精洗水洗罐水设发酵程中成熟发酵醪量：
F2116905106110288kg
⑤接种量10计算酒母量：
｛(110288+902)[(100+10)÷100]}× 10 10846kg注：设计求醪液91发酵9酒母制作相991≈10
⑥入蒸馏塔混合成熟醩乙醇浓度：
（1000× 9241）（98×116905）807
⑦糖化醩量：
糖化醩包括生产糖化醩酒母糖化醩中酒母糖化醩称糖化醩70生产糖化醩30水糖化剂组成糖化醩量：
｛(110288+902)[(100+10)÷100]}+10846×701160522
3．5成品发酵醪量计算
⑴ 醛油含量（次级酒精）：次设计求含次级酒精
⑵ 食酒精产量：1000kg
⑶ 杂醇油产量：杂醇油产量般酒精产量0307次设计求取05生产1000kg求酒精杂醇油产量：1000×055kg
⑷ 废醪量计算：废料醪糟成熟发酵醪进入蒸馏塔部分水酒精挥发性成分残留液直接蒸汽加热蒸馏应该加入塔加热蒸汽冷凝水
设进塔醪液量F1 温度t170℃排废醪温度t4105℃成熟醪固形物浓度B175塔顶升酒气乙醇浓度50（vv）4718（质量分数）：
①醪塔升蒸汽量：
V1116905×807÷471819996kg
②残留液量：
WX1169051999696909kg
③成熟醪热容：
C14187×(1019095 B1)396KJKGK
④成熟醪带入塔热量：
Q1 F1 C1 t1116905×396×70324×106KJ
⑤蒸煮残液固形物浓度：
B2 F1 B1 WX 116905×7596909905
间歇蒸馏没加热蒸汽冷凝水工艺
⑥蒸馏残留液热容：
C24187×(10378 B2)403KJKgK
⑦塔底残留液带走热量
Q4 WX C2t496909×403×105410×106KJ
⑧升蒸汽带走热量：
查表50（体积分数）酒精蒸汽焓i1965kjkg升蒸汽带走热量：
Q3V1i19996×1965393×106KJ
塔底采005Mpa（表压）蒸汽加热焓26898kjkg蒸馏程热损失Qn取传递总热量1根热衡计算消耗蒸汽量：
D1(Q3 + Q4 + Qn Q1)（ICwt4）
101×(393×106+410×106324×106)( 26898418×105)
21493kg
采直接蒸汽加热塔底排醪量：
WX + D196909+21493118402kg
4 根求实际原料耗算览表
计算方便面计算生产1000kg求酒精相关数实际生产32000t酒精进行放取基础数（热容）样结果没影响表1000kg酒精放32000t酒精相关数览表：
计算结果相关数放数览表
1000kg酒精相应量产量
32000t酒精相应量产量
生产95（V）成品酒精
需淀粉总量
16272(kg)
520704t
生产成品酒精需淀粉量（计淀粉损失）
17793(kg)
569376t
需薯干原料量
27374×0513687(kg)
437984t
需玉米原料量
26166×0513083 (kg)
418656t
12薯干12玉米食酒精总淀粉原料
2677kg
85664t
α淀粉酶消耗量
10708kg
342656t
糖化酶消耗量
201kg
6432t
酒母糖化酶消耗量
281kg
8992t
硫酸铵消耗量
10846kg
347072t
粉浆量
120465kg
385488t
加热蒸汽喷射液化醪液量
129828kg
4154496t
第二液化维持罐出蒸煮醪量
124994kg
3999808t
喷射混合加热器蒸煮醪量
125994kg
4031808t
熟罐出醪液量
125710kg
402272t
真空冷器终蒸煮醪量
117092kg
3746944t
计酒精捕集器回收酒精洗水洗罐水需蒸煮成熟发酵醪量
116905kg
374096t
入蒸馏塔混合成熟醪乙醇浓度
807（质量分数）
807（质量分数）
相应程释放CO2总量
902kg
28864t
接种量10计算酒母量
10846kg
347072t
杂醇油产量
5kg
160t
醪塔升蒸汽量
19996kg
639872t
残留液量
96909kg
3101088t
成熟醪热容
396KJKGK
396KJKGK
成熟醪带入塔热量
324×106KJ
10368×106KJ
蒸煮残液固形物浓度
905
905
蒸馏残留液热容
403KJKgK
403 KJKgK
塔底残留液带走热量
410×106KJ
1312×106KJ
升蒸汽带走热量
393×106KJ
12576×106KJ
消耗蒸汽量
21493kg
687776t
直接蒸汽加热塔底排醪量
118402kg
3788864t
注：生产32000t数位生产1000kg数基础32单位t物质身性质数外固定日产量全年生产应80100t1000kg数基础801单位t里没列出设计生产设备日产量条件计算
5 生产设备相关计算
51 粉浆罐
已知蒸煮糖化车间两粉浆罐粉浆罐容积5 m³高径1：15
粉浆流量应：
120465 ×（44401000）5348646kg12687m³
锥形部分高度圆筒部分高度13总容积V
V V1 + V2 π(D2) ²H + 13[π(D2) ²] h
D—圆筒部分直径（m）H—圆筒部分高度mh—圆锥部分高度m：
D243m H162m h054
设调浆时间3min效流量：
V效12687×（360）634m³
求取5m³粉浆罐需台数：
n06345132
进行交少3台
52蒸煮锅熟器
熟时间蒸煮时间短里取蒸煮锅计算
蒸煮锅熟器体积相等时生产11130kg酒精应喷射加热醪液量流量
140362×（111301000）1561828kg14395m³
物料效流量流量逗留时间蒸煮时间2h醪液效流量应：
V效1561828×23123657kg3123657108510002879m³h
设备台数n V效（ηV）
式中：V效—效流量m³h
η 装料系数
V 单台容器体积m³
取Φ3600（直径36m）径高13发酵罐应：
n1 2879÷4÷08÷[π×（362）²×36×3]082 1
式中4蒸煮锅加熟器数08装料系数
达求日产量发酵罐1套蒸煮锅三熟器
53酒母罐
时产酒母醪体积应：
126591085×（111301000）131840L132m³
蒸煮锅熟器样计算酒母罐体积：
V效132×2÷08330m³
式中08装料系数2蒸煮步逗留时间h
知酒母醪糟体积取体积50m³酒母罐
54糖化罐
糖化锅圆柱形部分球形部分组成装料系数75容积计算进行：
V0785D²H+13πh²（3rh）
D—圆筒部分直径（m）H—圆筒部分高度mh—球形底高度mr—底曲率半径mH2Dh025Dr（D²+4h²）8h
取Φ3600（径36m）糖化锅糖化锅H36×272mh025×2609mr（36²+4×09²）（8×09）225单台体积：
V0785×36²×72+（13）×π×09²×（3×22509）782m³
糖化时间45min效流量：
V效14395×（4560）10796 m³h
根n V效（ηV）糖化锅台数：
n2 10796÷075÷7821842
式中075装料系数
55发酵罐
总发酵时间前面知约62h效流量：
V效14395×6289249m³
发酵罐糖化罐类似构造取Φ5000mm发酵罐单发酵罐体积：
V230m³①
注①：参见发酵工厂工艺设计概p102—中国轻工业出版社2007版
根n V效（ηV）发酵罐台数：
n3 89249÷075÷23051752
56搅拌器
熟器配2搅拌器糖化锅1发酵罐2少需搅拌器：
2×4+1×2+2×52114
57粗馏塔精馏塔
根般精馏塔精馏力发酵醪乙醇含量较低年产32000酒精需粗馏塔精馏塔应该15套左右具体计算里详细列出
58设备
设计进行初步设计详细设备计算做介绍表做致罗列
6 生产设备览表
生产设备表
序号
产品名称
规格型号
单位
材质
数量
1
输送系统
套
碳钢
2
料机
台
碳钢
3
永磁铁器
台
4
粉碎机
锤片式
台
碳钢
5
风机
离心式
台
碳钢
6
分离器
旋风式
台
碳钢
7
蒸煮锅
Φ3600mm
台
碳钢
1
8
粉浆泵
5m³
台
碳钢
3
9
熟器
Φ3600mm
台
碳钢
3
10
真空冷系统
套
1
11
酒母罐
V50m3
碳钢
1
12
糖化罐
Φ3600mm
碳钢
2
13
发酵罐
Φ5000mm
台
锈钢
52
14
食酒精冷器
板式
台
锈钢
15
15
粗馏酒精罐
V5m3
台
锈钢
15
16
精塔回流罐
V5m3
台
锈钢
15
17
水洗塔回流罐
V5m3
台
锈钢
15
18
甲塔回流罐
V5m3
台
锈钢
15
19
杂塔回流罐
V5m3
台
锈钢
15
20
碱液罐
V2m3
台
锈钢
15
21
杂醇油暂储罐
V10m3
台
锈钢
15
22
精塔废水闪蒸罐
V10m3
台
锈钢
15
23
酒精计量罐
V80m3
台
碳钢
15
24
食酒业计量罐
V80m3
台
碳钢
15
25
次酒精计量罐
V6m3
台
碳钢
15
26
杂醇油分离器
V6m3
台
锈钢
15
27
醪塔沸循环泵
Q200m3h
台
锈钢
30
28
真空泵
台
碳钢
30
29
粗馏酒精泵
Q90m3h
台
锈钢
30
30
精塔回流泵
Q150m3h
台
锈钢
30
7 生产布置说明
年产量较车间布置设计较复杂表少总生产设备台数次设计做简单套装设计图
8 参考文献
［1］吴思方2006发酵工厂工艺设计概中国轻工业出版社
［2］姚玉英2004化工原理轻工业出版社
［3］百度文库二心安分享 20100326 1755酒精发酵酿造酒工艺学
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