东北电力大学本科毕业设计说明书（论文）
第3章 酒精生产工艺流程的设计和说明
3.1酒精的性质、用途及生产方法的概述
3.1.1酒精的性质
酒精的化学名称是乙醇，分子式为C2H5OH，相对分子质量是46.07。纯的无水乙醇是无色透明，易挥发，具有特殊芳香和强烈刺激性味的易燃液体。相对密度0.7893，沸点78.3℃，凝固点－117.3℃，闪点14℃，自燃点390～430℃ ，乙醇蒸气与空气可形成爆炸极限为3.3％～19％（体积）。能与水、甲醇、乙醚和氯仿等以任何比例混溶。有吸湿性。与水能形成共沸混合物分析纯级的无水乙醇是无色透明，易挥发，具有特殊芳香和强烈刺激味的易燃液体。
3.1.2酒精的用途
酒精是一种新能源，其优势在于发酵酒精属于可再生能源。我国现在是石油净进口国，解决好燃料问题是国策之一。乙醇不仅是一种优良燃料，它还作为一种优良的燃油品质改善剂被广泛使用。其优良特性表现为：乙醇是燃油的增氧剂，使汽油增加内氧，燃烧充分，达到节能和环保的目的；乙醇具有极好的抗爆性能，调和辛烷值，一般都在120以上，可有效提高汽油的抗爆指数（辛烷值）；乙醇还可以经济有效地降低芳烃、烯烃含量，即降低炼油厂的改造费用，达到新汽油标准；乙醇是源于太阳能的一种生物质转化能源，是可再生资源。燃料乙醇能给国家带来巨大的综合效益，如推动农业发展，维持粮价相对稳定，减少对一次能源的依赖，完善能源安全体系，节约外汇，增加财政收入，改善燃油品质及大气环境质量等。
3.1.3玉米原料生产酒精流程
玉米是淀粉质原料，其生产酒精的基本原理为： 酶
（C6H10O5）n ＋ nH2O → nC6H12O6
淀粉 葡萄糖
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酵母菌
C6H12O6 → 2CH3CH2OH ＋ 2CO2↑ 30～32℃
采用的基本工艺流程为：
原料
粉碎
调浆 α－淀粉酶
蒸煮 糖化酶
糖化
酵母培养液 回收CO2 发酵
蒸馏
废液 杂醇油 酒精
图3-1 酒精生产工艺流程图
工艺简单描述如下：玉米经干法粉碎技术进行粗碎和细碎，然后以重量比1:（3～4）与水进行调浆，经醪液泵打入蒸煮罐进行高温或中温连续蒸煮，同时加入液化酶蒸煮1小时左右，进行冷却开始糖化阶段。糖化工艺要求温度控制条件很高，必须保证糖化过程的温度在60℃左右（上下浮动不超过1℃）。糖化时间为30分钟左右，成熟的糖化醪经过蛇管冷却和喷淋冷却器冷却到28℃～30℃，送入发酵罐进行连续发酵50～60小时即可发酵成熟。发酵成熟醪经醪液泵由塔上泵入粗馏塔，塔下面通入直接蒸汽加热蒸发，经粗馏后的乙醇蒸汽进入精馏塔后得到95％（体积）的乙醇液体，再通过脱水装置进行最后脱水得到99.5％（体积）以上的无水乙醇，再经过配比即可得到燃料乙醇。
3.2工艺条件及说明
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3.2.1玉米粉供应工序
本设计采用干法二级粉碎玉米，机械输送和气流输送混合使用以减少能耗。从酒精生产的角度，原料粉碎时应注意控制好以下工艺参数。
（1）原料粉碎比：粗粉碎比为1:10～15；细粉丝比为1:30～40。 （2）粉碎粒度：粉碎粒度控制在1.5～2.5mm范围内。 （3）原料加水比：控制在1:3.5～4.0。
玉米粉箱内应有足够的脱胚去皮玉米粉，保证生产连续稳定，不断料，不冒料，两线储箱的料位均衡。玉米粉箱中玉米粉应储存1/2/以上，保证均匀供料。
3.2.2液化糖化工序
（1）液化即将玉米粉按比例与水调配成均一的粉浆，并进行升温预煮，利于淀粉的吸水膨胀，经加热后，使淀粉呈溶解状态，在耐高温α—淀粉酶的作用下，彻底液化分解成短链糊精和少量麦芽糖，葡萄糖。
湿空气
精塔底蒸馏余水 糖化酶 清液 液化酶 液碱 液化酶 稀酸
玉米粉 玉米粉贮罐 皮带秤 螺旋混合输送机 1#液化罐 2#液化罐 糖化罐
图3-2 液化糖化工艺流程图
工艺指标：
玉米粉投入量：视生产情况而定； 热水罐液位：80％；
液化罐液位：80％～90％； 淀粉酶加量：视酶的种类而定； 加水比：1:（2.5～2.6）；
（2）糖化即将液化醪中短链糊精转化成可发酵糖，供酵母菌增殖和酒精发酵。
粉浆pH值：5.1～5.4； 清液回配百分比：50％； 1#液化罐温度：60℃； 糊化率：90％；
液化总时间：100～200min。
热水罐温度：63～70℃； 2#液化罐温度：90℃～92℃；
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工艺指标： 糖化温度：60℃±1℃； 糖化醪pH：4.0～4.5； 糖化率：45％～55％；
外观糖：22～23Bx（清液不回配）； 24～25Bx（清液回配）；
糖化酶加量：150 u/（g玉米粉）； 蛋白酶加量：7u/（g玉米粉）； 停留时间：1.5h； 稀硫酸：16％～20％。
3.2.3发酵工序
发酵可使酵母菌充分利用葡萄糖及其他可发酵糖，最大限度地把可发酵糖转化为酒精。
CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2 CO2
压缩空气 压缩空气
糖化醪 预发酵罐 1 #主发酵罐 2 #发酵罐 3 #发酵罐 4 #发酵罐 后酵罐 成熟醪罐
糖化醪 糖化醪
图3-3 发酵工艺流程图
工艺指标：
（1）1 #发酵罐工艺指标 液位：95％左右； 温度：32℃；
酵母数：1.5×108/mL以上； 形态：酵母健壮，不衰老，空胞少； 酵母出芽率：15％以上； 酵母死亡率：15％以下； （2）2 #发酵罐工艺指标 液位：95％左右； 温度：32℃；
外观糖：2.4～4.5Bx；
杂菌数：2个以下/显微镜下视野； 外观糖：7～10Bx； 酸度：4.0～5.0；
酒精浓度：6.0％～7.0％（体积）； 挥发度：0.1％以下；
进料流量：70～100m3/h（单线）。 酸度：4.0～5.0；
酒精浓度：10.0％左右（体积）； 挥发度：0.12％以下。
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