年产6万吨酒精发酵车间初步设计(4)

10 间歇发酵：接种温度27～30℃；发酵温度30～33℃；后发酵温度30℃±1℃。 连续发酵各罐温度控制在30～33℃。

4. 发酵醪的滞流和滑漏问题 在间歇发酵中不存在醪液的滞流和滑漏问题，但在连续发酵工艺中，这个问题就十分重要了。多级连续发酵的醪液始终处于流动状态，并能使每一发酵罐的醪液处于相对稳定的均衡状态，这就要求醪液保持先进先出，防止滞流或滑漏的现象发生。

5. 关于发酵醪浓度问题 酒精发酵要求在一定浓度的糖化醪中进行，醪液浓度高低，直接影响到生产成绩。糖化醪浓度稀，虽然有利于酵母的代谢活动，提高出酒率，但是浓醪发酵却有提高设备利用率，节省水、电、汽、降低生产成本，增加产量的优点。因此，生产上希望尽量采用浓醪发酵。

正常发酵醪浓度一股为16～18Bx，其发酵成熟醪酒精含量为8～10％(容量) 6. 关于缩短发酵时间 用糖蜜原料制造酒精，发酵时间需要24～32小时，如用淀粉质原料，则需60小时以上。为了缩短发酵时间，就需要设法加速水解支链淀粉中以1，6相结合的键。解决这个问题的方法是选育糖化酶含量高的菌种，以加强糖化作用。另外，采用连续发酵和选用发酵力强的酵母菌种，也是加速发酵、缩短发酵时间的有力措施。

综上所述，设计运用连续发酵工艺，发酵温度控制在30～34度，pH值控制在4.2～4.5，发酵时间为70～80小时，发酵成熟醪浓度为16～18Bx ，发酵过程中添加青霉素防止染菌，使生产控制趋于自动化。 1.5.3酒精发酵的方式

酒精发酵的方式有三种：间歇式发酵、半连续发酵、和连续式发酵。三种发酵方式的优缺点比较如表1-5所示。

表1-5 各种发酵方法的优缺点比较

发酵方式

优点

设备简单，易于操作，不

间歇式发酵

易染菌，适用于中小型酒厂。

半连续发酵

酒母消耗量少，可适当缩短发酵时间。

易染杂菌。

缺点

设备利用率低，酵母消耗量大。

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四川理工学院毕业设计

连续式发酵

易染杂菌，操作要求和设备要求高。

通过对三种方式的比较，所以最终本设计选用间歇发酵技术。 1.5.4发酵生产工艺

酒精生产的方法，采用间歇式发酵的方式进行，操作比较简单，无菌要求低，容易获得成功。

在发酵醪送入发酵罐前或者是清发酵罐，使用CIP进行冲刷罐体和杀菌。先用清水喷洗罐体后再用4%的碱液喷洗30min，再用清水喷洗罐体，洗干净后即可使用。

1.6 酒精的蒸馏和精馏工艺及分支筛脱水工艺

1.6.1蒸馏车间操作流程

酒精的蒸馏和精馏是为了从发酵成熟醪中分离、提纯得到成品酒精。其操作流程有许多种（1）单塔蒸馏（2）两塔蒸馏（3）三塔流程（4）多塔流程。

在上述流程中，单塔和两塔蒸馏的到的究竟品质比较差而不采用，而多塔流程虽然酒精的品质得到了保证，但其设备的投资较大增加了生产成本所以也不采用。三塔流程因其设备投资相对较少且得到的酒精品质也能达到要求，所以选用三塔流程。

其工艺流程为：成熟醪用泵自醪池经过欲热器预热后，送入粗溜塔，由此引出的酒精水蒸气直接进入醛塔，再次进入精溜塔的中部。残留的头级杂质和甲醇随酒精蒸汽上升，经预热器和三个冷凝器绝大部分冷凝下来，预热器和前两个冷凝器中的冷凝液作为回流回入精塔顶部，第三个冷凝器中的冷凝液作为杂醇油酒取出，同时排除相当部分的头级杂质。极少部分未凝结的头级杂质和不凝结气体一起排入大气。成品酒精在顶部第4、6块塔板处提取。酒精成的浓度为95%（V）。工艺流程示意图如图1-6所示。

` 醛酒 图1-6 工艺流程示意图 醪 塔 醛 塔 11 精 馏 塔 分 子 筛 脱 水 塔 12 1.6.2蒸馏操作的控制

蒸馏操作的控制主要是三塔流程：

1. 醪塔 蒸馏釜温度为105～103℃，保证酒糟内不含酒精；蒸馏釜压力为0.196～0.245万帕斯卡（表压）；进入精溜塔的酒精蒸汽温度为93～95℃(醪塔顶温度)。

2. 醛塔 醛塔分凝器选用发酵和酒母罐的冷却废水，温度为25℃，终温高达70℃。 3. 精馏塔 塔釜温度为102～104℃；塔釜压力为0.137～0.157万帕期卡(表压)；塔中部(取杂醇油区)温度为86～93℃，比控制塔顶温度灵敏。进入分凝器前塔顶酒精蒸汽之温度78～79℃。第二冷凝器流至第三冷凝器的酒温为35～40℃，这是保证成品质量的重要措施之一。

1.7 发酵副产品和污水处理

1.7.1酒精生产的副产品

酒精生产过程中产生的副产品有二氧化碳，酒精酵母，杂醇油，醛脂和酒糟。 二氧化碳：可以制成干冰，和液体二氧化碳。液体二氧化碳可以用于食品和工业原料。但对其标准要求高。

酒精酵母：经过进化处理可以从新培养等。 杂醇油：可净化后，运用于工业中作为某些原料。 酒糟：可运用于做饲料等。

冷却工艺水：经处理后可以做为生活用水。 1.7.2污水处理

(1) 生产过程中产污分析

酒精工业废水的污染物主要来自甘薯等物经发酵、蒸馏后的酒精糟(即高浓度有机废液)，虽然无毒，但CODcr、BOD5、SS 含量高，并呈弱酸性，排入江河、地下水系会造成水中严重缺氧，大大影响水中物质生长。因此，\酒精工业废水污染物排放标准\选择CODcr、BOD5、SS、PH值，以及排水量作为行业废水排放的控制指标。

(2) 污水种类

1. 热交换器排出废水。 2. 工艺设备洗涤用水

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3. 精馏废水和酒糟蒸发冷淋水 4. 生活污水

(3) 污水处理方法

采用的主要污水净化措施有：机械法，化学法，物理化学法和生物法等。选择方法要取决于污水数量，污染程度和净化结果的指标等因数。对甘薯原料这类污水主要采用机械法和生物法处理即可达到要求指标。

第二章 全厂物料衡算

2.1 物料衡算

2.1.1 60000吨淀粉原料酒精厂全厂物料衡算

1. 全厂物料衡酸的内容

（1）原料消耗的计算 主要原料为甘薯干，其他原料有淀粉酶，糖化酶，硫酸氨，硫酸等。

（2）中间产品 蒸煮醪，糖化醪，酒母醪，发酵醪量等。

（3）成品、副产品以及废气、废水、废渣即酒精，杂醇油，二氧化碳和废糟等。 2.1.2. 工艺流程示意图

生产工艺采用双酶糖化，间歇发酵，如图，工艺流程图采用《生物工程设计概论》第61页图4-1为标准图，计算过程也一样 双酶糖化间歇发酵燃料酒精流程示意图：

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甘薯料

空气 种子

粉碎车间 α-淀粉酶

空压机 斜面培养 糊化车间 糖化酶

过滤器 三角瓶培养

酒母罐 发酵车间

蒸馏车间

废糟 酒精 杂醇油

2.1.3 工艺技术指标及基础数据

（1）生产规模 60000吨/年酒精。

（2）生产方法 双酶糖化，间歇发酵和三塔蒸馏。 （3）生产天数 每年300天。 （4）燃料酒精日产量 200吨。 （5）燃料酒精年产量 60000吨。

（6）产品质量 国际燃料酒精，乙醇含量99.5%以上（体积分数）。 （7）主原料 薯干原料含淀粉68%，水分13%

（8）酶用量 α-淀粉酶用量为8 u/g原料，糖化酶用量为100 u/g原料，酒母糖

化醪用糖化酶量200 u/g原料。

（9）硫酸氨用量 8 kg/t（酒精）。

（10）硫酸用量（调PH用） 5.5 kg/t（酒精）。

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