酒精生产基本工艺.doc
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1、前言一、设计规定:1、依照设计题目,进行生产实际调研或查阅关于资料,选定合理流程方案和设备类型,并进行简要阐述。2、设计阐明书内容:封面、目录、设计题目、概述与设计方案简介、工艺方案选取与论证、工艺流程阐明、专项阐述等。二、设计目:1、把课本知识运用到社会实践当中去,才是咱们学习专业理论知识最后目2、通过本次专业实习设计可以看出既有生产工艺存在哪些局限性,学会自主查找资料进行更加科学有效改进。三、设计意义:酒精工业是在酿酒业基本上发展起来,有很悠久历史。近年来,国内酒精生产技术和生产水平又有了新提高,新工艺新设备新菌种不断涌现,酒精产量有了较大增长,质量稳定提高;在节约代用,减少消耗,减少成本
2、,提高劳动生产率,提高淀粉出酒率及开展综合运用与消除环境污染等各个方面,都获得了很大成绩。当前,国内大多数酒精采用生物发酵和化学合成法工艺流程,逐渐实现了淀粉质原料和化学原料持续化和自动化。四、设计原理:生物发酵重要是运用谷物类、薯类植物中淀粉,别的某些仍可综合运用,生产出专用饲料和农业复合肥等产品。在综合运用方面以二氧化碳回收运用最为普遍,有厂运用二氧化碳制造干冰、纯碱和小苏打。在自动控制仪表方面也有进展,有厂已采用电脑实现了重要工序集中控制,当前,国内某些酒精厂正在朝着生产过程全面实行自动化方向发展。化学合成法重要是运用石油工业,石油化学工业、天然气开发和加工工业产生乙烯气为原料,使得乙烯
3、水合法原料得到充分保证。五、设计规模:国内酒精生产以发酵法占绝对优势,并且80%左右酒精都是用淀粉质原料生产。酒精化学名称叫乙醇,为一种无色透明并且具备特殊芳香味和强烈刺激味极易挥发液体,是一种良好有机溶剂。酒精及其副产品在化学工业、食品工业(如防腐剂)、国防工业(如无烟火药)、农牧业(如杀虫剂、饲料)和交通运送业(如燃料)、医疗卫生事业(如消毒剂)和科研(如脱水剂)等方面有广泛用途。用食用酒精制造各种配制酒、勾兑白酒,强化葡萄酒以及用以酿制食醋、各种酒精性饮料和作为食品添加剂。目 录前言II目 录1第一章 绪论31.1酒精基本概念及物理性质31.2酒精分类31.3酒精生产办法31.4酒精市场
4、前景3第二章 生物发酵法酿造酒精52.1生物发酵法地位52.2生产原料52.3辅助物料62.4淀粉性质62.4.1淀粉颗粒形状62.4.2淀粉分子构造62.4.3淀粉膨胀和溶解72.5工艺流程72.5.1原料解决82.5.2原料水热解决82.5.3物料糖化92.5.4酒精发酵102.5.5发酵液蒸馏、冷凝、提纯112.5.6存在问题及安全事故解决11第三章 化学合成法制酒精133.1关于乙烯简介133.2乙烯间接水合法133.3乙烯直接水合法143.3.1直接水合法工艺流程图设计14乙烯直接水合法工艺流程图如下143.4间接法和直接法两者比较153.5影响反映因素153.6酒精储存注意事项15
5、3.7酒精安全使用注意事项16第四章 酒精用途174.1饮料174.2香精174.3有机化工原料174.4做有机溶剂174.5做消毒剂174.6做燃料18第五章 总结与展望19第一章 绪论1.1酒精基本概念及物理性质酒精学名“乙醇”, 其分子式C2H6O,构造式CH3-CH2-OH,是酒重要成分。它重要物理性质是常温呈液态,无色透明,易挥发,易燃烧,沸点为78.3,熔点为-114,溶于水,不易感染杂菌,刺激性较强,可溶于酸碱和少量油类,不溶解于盐类。1.2酒精分类酒精作为一种原料性产品,其产品质量必要达到一定原则。普通,酒精按含杂质多少分为:无水酒精、试剂酒精、食用酒精,医药酒精,工业酒精。1
6、.3酒精生产办法生物发酵法:以淀粉植物为原料,进行粉碎、糖化、发酵、蒸馏、提纯,从而得到高纯度酒精。化学合成法:以石油工业中石油裂解产生乙烯作为原料加水合成为酒精。1.4酒精市场前景酒精行业下游需求重要有三个方面,分别是白酒行业、燃料乙醇行业和化工医药行业。分别占酒精35%、30%和32%。尚有3%消费重要是出口。白酒行业消费比较稳定,略有增长。毕竟中华人民共和国酒文化源远流长,对于白酒消费习惯难以变化,因而市场对于使用,因而需求长期稳定。酒精依然存在刚性需求。燃料乙醇产量稳定,燃料乙醇应当是当前酒精下游消费中利润最佳行业,同步有着国家支持。当前全国大中都市饭店、食堂用餐饮灶、民用取暖锅炉、茶
7、炉、工业炉窑等大多数都以燃烧石油资源为代价,并且燃料成本价很高。既污染环境又是资源上巨大挥霍。人们迫切但愿有一种低价、安全、以便新型燃料及燃烧器问世。它是减少石油资源挥霍,改进不合理资源配备,保护环境。保证国民经济可持续发展战略方针。为此,燃料乙醇提供了以上所需以便。因而,酒精行业在市场上需求是可观。第二章 生物发酵法酿造酒精2.1生物发酵法地位由于化学合成法酒精有具有较多杂质等缺陷,其应用受到限制,因而国内酒精生产以发酵法为主,特别是随着石油储量锐减,发酵法酒精工业将日趋重要。国内酒精年产量为300万吨,仅次于巴西、美国,列为世界第3位。其中发酵法酒精占绝对优势,80%左右酒精用淀粉质原料生
8、产、约有10%酒精用废糖蜜生产、以亚硫酸盐纸浆废液等纤维原料生产酒精约占2%左右,合成酒精占酒精总产量3.5%左右。2.2生产原料淀粉质原料是生产酒精重要原料。用于发酵法生产酒精原料重要有:薯类(甘薯 、马铃薯、木薯、山药等);粮谷类(高粱、玉米、大米、谷子、大麦、小麦、燕麦、黍等);糖质原料(甘蔗、甜菜、糖蜜等);野生植物(橡子仁,土茯苓、蕨根、石蒜等);农产品加工副产品(米糠饼、麸皮、高粱糠、淀粉渣等);纤维质原料(秸秆、甘蔗渣等);亚硫酸造纸废液等。国内大多数工厂是采用红薯和玉米为原料生产酒精。玉米化学成分:水分蛋白质脂肪淀粉粗纤维灰分78-103.1-560-651.31.7红薯化学成
9、分:水分蛋白质脂肪淀粉粗纤维灰分149-150.5-315-301.10.92.3辅助物料辅助物料涉及:酵母培养和糖化剂制备所需营养盐,调PH所用酸类、洗涤剂、消毒剂、脱水剂等。酒母,就是将酵母菌扩大培养,获得足够数量酵母菌酵母培养液,以供酒精发酵之用。酒精生产用水,按水用处不同,大体分为如下三种:(1)酿造用水:或称工艺用水,凡制曲时拌料,微生物培养,制曲原料浸泡、糊化、稀释、设备及工具清洗等因其与原料、半成品、成品直接接触,故统称为工艺用水。普通规定具备弱酸性,PH为4.0-5.0。(2)冷却用水:蒸煮醪和糖化醪冷却,发酵温度控制,需大量冷却用水。因其不与物料直接接触,故只需温度较低;硬度
10、适中。为节约用水,冷却水应尽量予以回收运用。(3)锅炉用水:普通规定无固型悬浮物,总硬度和碱度应尽量低,PH在25时高于7,含油量及溶解物等越少越好。2.4淀粉性质2.4.1淀粉颗粒形状淀粉颗粒呈白色,不溶于冷水和有机溶剂,颗粒内部呈复杂结晶组织。不同淀粉颗粒具备不同形状和大小。同一淀粉颗粒大小也不均匀。淀粉颗粒具备抵抗外力作用较强外膜,其化学构成与内层淀粉相似,但由于水分较少,密度较大,故强度较大。2.4.2淀粉分子构造淀粉分子是由许多葡萄糖基团聚合而成。依照淀粉分子链构造不同,淀粉可提成直链和支链淀粉两类。直链淀粉溶解于70-80温水中。支链淀粉具备分支,它不溶解于温水中。2.4.3淀粉膨
11、胀和溶解淀粉在水中加热,即发生膨胀。这时淀粉颗粒好像是一种渗入系统,其中支链淀粉起着半透膜作用,而渗入压大小及膨胀限度则随温度增高而增高。从40开始,膨胀速度就明显加快。当温度升高到一定数值(60-80)时,淀粉颗粒体积膨胀至本来体积50-100倍时,淀粉分子之间联系削弱,引起淀粉颗粒某些解体,形成了均一粘稠液体。这种无限膨化现象为淀粉糊化。与此相应温度叫做糊化温度。糊化现象发生后,如果温度继续上升,并达到130左右时,由于支链淀粉也已几乎所有溶解,网状组织彻底破坏,淀粉溶解变成粘度较低流动性醪液,这种现象称为淀粉溶解。2.5工艺流程 酒精生产工艺示意图如下:2.5.1原料解决 淀粉质原料在正
12、式进入设备之前,必要进行预解决,以保证生产正常进行提高生产效益。预解决涉及除杂和粉碎两个工序。原料除杂:淀粉质原料在收获和干燥过程中往往会掺杂进泥土,沙石,纤维质杂物,甚至金属块等杂物。这些杂质如果不在投入生产前予以除去,则将严重影响生产正常运转。石块和金属杂质会使粉碎机筛板磨损或损伤,泥沙等杂质存在也会影响正常发酵过程。惯用除杂办法有筛选、风送除杂和电磁除铁三种。原料粉碎:淀粉是以淀粉颗粒形式存在于原料细胞之中,为了使淀粉能最后转化成酒精,一方面要创造条件,使淀粉有也许从细胞中游离出来。为此,原料要粉碎,把块状或粒状原料磨碎成粉末状态。以破坏植物细胞组织,便于淀粉游离。原料经粉碎后,受热面积
13、可增长,利于淀粉原料吸水膨化,糊化乃至溶解,为随后淀粉酶系统作用,并为淀粉转化成可发酵性糖创造条件,从而提高热解决效率。干式粉碎:干法粉碎多采用粗碎和细碎两级粉碎工艺。(1)粗碎:原料过磅称重后,进入输送带,电磁除铁后进行粗碎。粗碎后物料以薯干为例应能通过6-10mm筛孔,然后在送去进行细粉碎 。 (2)细碎:通过粗碎原料进入细碎机,细碎后原料颗粒普通应通过1.2-1.5mm筛孔。也有采用1.8-2.0mm筛孔(适合玉米粉)。湿式粉碎:粉碎时将搅拌用水与原料一起加到粉碎机种进行粉碎。2.5.2原料水热解决(1)目:含在原料细胞中淀粉颗粒,由于植物细胞壁保护作用,不易受到淀粉酶系统作用。此外,不
14、溶解状态淀粉被常规糖化酶糖化速度非产缓慢,水解限度也不高。因此,淀粉原料在进行糖化之前一定要通过水-热解决(原料蒸煮),使淀粉从细胞中游离出来,并转化为溶解状态,以便淀粉酶系统进行糖化作用。(2)用淀粉质原料生产酒精工厂,多数采用持续蒸煮工艺,只有少某些小型酒精厂和白酒厂,还采用间歇蒸煮工艺(3)持续蒸煮工艺应满足规定原料粉碎;粉浆预煮醪蒸煮;蒸煮醪汽液分离;淀粉质原料持续蒸煮,是一项重大技术革新。依照蒸煮设备类型,可分为罐式持续蒸煮、柱式持续蒸煮和管道式持续蒸煮3种办法。2.5.3物料糖化(1)糖化剂定义:用淀粉质原料生产酒精时,在进行酒精发酵前,一定要事先将淀粉所有或某些转化成葡萄糖等可发
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