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1、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: 32000T/a食用酒精工艺设计 学院(直属系) : 生 物 工 程 学 院 年级 、专业: 2008 级 生 物 工 程 学 生 姓 名: 张 德 军 学 号: 312008081801207 指 导 教 师: 袁 永 俊 开 始 时 间: 2011 年 12 月 2 日完 成 时 间: 2011 年 12 月 16 日目 录摘要4引言4设计任务4 一 淀粉质原料酒精生产工艺 51淀粉质原料酒精生产的流程 62 预处理2.1原料除杂62.2原料粉碎73 原料输送3.1气流输送俗称凤送83.2选择气流输送的原因84原
2、料预处理流程 85 原料的水-热处理5.1原料水热处理的流程8 5.2原料水热处理的理论基础8 5.3 连续蒸煮工艺96 糖化工艺6.1糖化剂的定义106.2 糖化的目的 106.3 淀粉的水解动力学 106.4 糖化过程中物质的变化 116.5 糖化方法 116.6 糖化过程的控制 12 7 酒精酵母127.1酒精生产对酵母的要求 127.2 酵母的生长条件 137.3 生物合成和发酵产品的糖耗 137.4 污染酵母的净化的方法 137.5 影响酵母质量的主要因素 138 糖化醪的发酵8.1 酒精发酵的要求 148.2 酒精发酵机制 158.3 酒精的发酵动力学 159. 发酵成熟醪的蒸馏和
3、精馏9.1 原理 199.2 发酵成熟醪的化学组成 199.3 酒精蒸馏精馏的工艺流程和操作 199.4 酒精蒸馏精馏装置的操作 209.5 酒精的化学处理21 9.6 蒸馏过程中酒精的损失21二 食用酒精生产的物料衡算1 酒精生产工艺技术指标212 工艺流程图 见具体图纸223 原料消耗计算（以生产1000kg国标食用酒精为例）3.1原料计算 223.2辅料计算 243.3煮醪量计算 253.4品与发酵醪量计算 263.5成品与发酵醪量计算 264 根据要求实际原料耗算一览表 275 生产设备相关计算5.1粉浆罐 295.2蒸煮锅和后熟器 295.3 酒母罐 295.4 糖化罐 305.5
4、发酵罐 305.6粗馏塔和精馏塔 305.7 搅拌器 305.8 其他设备 306 生产设备一览表317 生产布置说明328 参考文献32摘要根据要达到32000吨/年的食用酒精生产水平的要求设计其生产工艺，按照流程进行实验室生产，最后扩大为工业化食用酒精生产。在生产过程中根据传统工艺流程，在预处理、糖化、发酵，蒸馏等方面进行适当的改进，选用较为先进的方法和设备，使原料和投入得到最大的利用，并以节省原料、降低生产成本、提高生产效率为原则，从而设计出达到80000吨/年的食用酒精生产水平的最佳工艺。 关键词：预处理 糖化 发酵 蒸馏 According to reach 80,000 tons/
5、year 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
6、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 80,000 tons/year of edible alcohol
7、 production level the optimal process.Keywords: pretreatment saccharification and fermentation distillation引 言酒精生产过程是将淀粉质原料预制成葡萄糖，通过其与酵母发酵使其转化为含酒精混合物，再通过精馏分离制得乙醇的过程。在理论上来说者这是个简单的过程，但是要想在一个大规模的水平上获得最大效率，却需要依靠生物学和工程的结合。设计任务以薯类和玉米等淀粉质，采用发酵的方法生产酒精。生产规模为80000吨/年，生产中不能有次级酒精产品，全部为国标普通级食用酒精。3/4的食用酒精用薯干作原料，1
8、/4的食用酒精用玉米作原料。4. 根据生产方法的选择原则，确定普通级食用酒精的具体生产方法，详细说明理由。5. 确定生产中原料、辅料消耗量及副产品生产量。并根据物料衡算结果，初步选择生产设备，绘制带控制点工艺流程图6. 根据厂区总平面布置的基本原则，在自己设定的厂区平面上，将酒精生产的各个车间（包括辅助车间）合理的布置在厂区平面上。7. 根据初步设计阶段设备布置的基本原则，进行蒸煮糖化车间设备布置设计。一 淀粉质原料酒精生产工艺 淀粉质原料酒精生产的特点 （1）淀粉是以淀粉颗粒的形式存在于原料的细胞之中，为了使淀粉能最 终转化成酒精，首先要创造条件，使淀粉有可能从细胞中游离出来。为此,原料要粉
9、碎，以破坏植物细胞组织，便于淀粉的游离。 （2）采用水热处理，使淀粉糊化-液化，并破坏细胞，形成均一的醪液，使它能更 好地接受酶的作用并转化成为可发酵性糖。所以，淀粉质原料粉碎以后要加水拌成浆液并进行加热处理。多年来都是采用高压，高温的水-热处理方法，即高压蒸煮的方法；近年来低温常压的水-热处理方法，即低温蒸煮或80-85 C液化法得到了广泛的推广和应用。本次试验要求为高压蒸煮，即416k，5个大气压（表压）蒸煮。（3）糊化或液化淀粉只有在催化剂的作用下才能转成葡萄糖，这种催化剂可以是硫酸等无机酸，也可以是淀粉酶这类生物催化剂。目前国内外酒精生产上用的是淀粉酶系统。淀粉酶系统主要是糊化酶（一般是细菌-淀粉粉酶,因其更耐高温）和糖化酶，-淀粉粉酶水解淀粉的产物主要是糊精，糖化酶则主要把糊精转化为可发酵的葡萄糖。1 薯干和玉米都属于淀粉质原料，下面为淀粉质原料酒精生产的流程 淀粉质原料 除杂粉碎 粉 料 加水调浆 粉 浆 加-淀粉酶喷射液化 粉浆液化液 加入糖化酶糖化
