东北电力大学本科毕业设计说明书（论文）
（3）后熟罐温度：30℃～31℃； 成熟醪罐温度：30℃～31℃。
（4）发酵成熟醪指标
3 #～5 #发酵罐温度不得超过37℃；
外观糖：0.5Bx以下（清液回配时，1.0Bx以下）； 酒精浓度：11.5％以上（体积）；
残总糖：2.0％以下（清液回配时2.3％以下；残还原糖0.2％以下；挥发酸0.25％以下）。
（5）投料及生产控制
投料：当糖化醪达到要求而且生产稳定时，根据生产情况，同前一段联系，分别向两个1#发酵罐进料，进料流量在60～80m3/h。与此同时，要求酒母工序向酒母罐加入适量的活性干酵母，活化20min后输入1#发酵罐，待酒母成熟后尽快供应到本工段。
生产控制：当1#发酵罐的液位达到10％时，开启压缩空气阀，向1#发酵罐内输送新鲜压缩无菌空气，以保证供给酵母充足的氧气；当1#发酵罐液位达到30％时，开启循环泵进口阀门，通过螺旋板换热器[9]进行换热降温，以达到控制要求范围；当1#发酵罐醪液达到要求的液位时，开启发酵循环泵向2#发酵罐输料，同时控制1#发酵罐的液位在规定范围内；当料液运行到要求的液位，经化验分析发酵醪达到成熟的工艺要求时，有成熟醪泵经流量计向蒸馏工段输送发酵成熟醪。
3.2.4 蒸馏工序
由于燃料乙醇不需要像食用酒精那样将杂质彻底清除，所以燃料乙醇蒸馏系统的蒸馏塔板数较少。本工艺设计采用三塔蒸馏工艺。
成熟醪 预热器 粗馏塔 浓缩塔
排醛塔 精馏塔 分子筛 燃料乙醇
图3-4 三塔蒸馏流程
工艺指标 （1）粗塔
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① 加热方式为直接蒸汽加热；
② 成熟醪经预热器入粗塔第一层塔板，粗塔顶部有个辅助塔（也称预浓塔），进入粗塔的酒入辅助塔塔底，后进入排醛塔；
③ 粗塔塔底U形管排酒糟。 （2）排醛塔
① 加热方式为直接蒸汽加热；
② 排醛塔塔顶酒液经初级冷凝器和末级冷凝器入精塔，其中通过初级冷凝器的酒液部分进行末级冷凝，部分回流入醛塔；
③ 每个冷凝器配备一个倾析器，使酒气和酒液分离，从而酒气从倾析器上部经管道进入下一个设备，而酒液从下部回流入醛塔。
（3）精塔
① 酒液经醛塔冷凝器由精塔15～17层塔板进入精塔； ② 精塔塔顶酒气与成熟醪经换热器换热入精塔；
③ 塔顶的2、4、6层取半成品酒，酒度为95％～96％（V），经分子筛脱水得99.5％（体积）以上的无水乙醇；
④ 杂醇油从第16层塔板处取，上部液相取油，下部气相取油； （4）分子筛
原料为95％（体积）的乙醇蒸汽，通过再沸器加热，在适当压力下进入分子筛塔A的顶部，然后沿塔向下运动，边进入，边脱水，脱水后60％～85％无水乙醇蒸汽在底部排出。其余的无水乙醇蒸汽用于分子筛塔B中的分子筛的脱水再生。分子筛塔B处于负压状态，以利于脱水。两个分子筛塔如此周期性切换，通过调整压力、温度、流速完成吸水和再生。
当分子筛塔由吸水转为再生时，顶部进口的压力缓慢下降；两个分子筛塔切换后，作为具有脱水功能的分子筛塔“压力上升”到分子筛吸水时的压力，另外一个分子筛塔在负压条件下压力降低至分子筛自身的脱水压力，这样分子筛塔自身不断地重复吸水和再生的循环。通常已再生的分子筛塔脱除气相原料（95％乙醇蒸汽）中的水仅需要3～10min。
3.2.5变性及后处理部分
（1）变性
从蒸馏得到的无水乙醇需要经过变性才能得到燃料乙醇。这个工艺比较简单，
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将蒸馏出的无水乙醇通过液体泵泵入混配罐，同时通入93号汽油，按体积比95：5的量进行混兑，混兑均匀的乙醇称为燃料乙醇。但是整个过程要保证无水操作，因为含水多了，乙醇和汽油容易分层，影响燃烧性能。
（2）后处理
一部分酒糟离心液回流进入生产系统循环使用，另一部分采用浓缩处理技术。乙醇糟处理液回用技术即清洁生产技术，是将淀粉质原料乙醇糟固液分离，滤渣作饲料，滤液的50％回用于乙醇生产，剩下的50％进行浓缩处理，浓缩以后的清液完全符合排放标准，因此可以直接用作乙醇生产车间的各个需要水环节的。酒糟离心液的部分回用可以减少酒糟治理的投资费用，降低乙醇生产成本，提高工厂的经济效益，但酒糟离心液的回流工艺不同，对乙醇工厂的生产平衡、操作及生产成本影响是十分明显的。
本设计采取的工艺是：酒糟离心液只是液化罐之前加入，回流量约40％～50％，由于液化酶作用底物时pH为6.0～7.0，酒糟离心液酸度也较高，因此要加入一定的氨水或其他碱液，以调整液化醪液的pH为6.5左右。液化醪液化完毕，需调整pH为4.5，以防止糖化醪及发酵醪染菌，这时需要消耗一定量的H2SO4。其工艺流程如图3-5所示。
工艺用水 玉米 浸泡粉碎 湿玉米粉 混料器 酒糟离心液
氨水 液化罐
工艺用水（清液） H2SO4 糖化罐
图3-5 工艺流程
年产14万吨燃料乙醇生产的各个过程的详细描述可得到本工艺设计的工艺流程如图3-6所示。该工艺可收集的最终产品为燃料乙醇，DDGS，玉米胚芽油，杂醇油和CO2。
燃料乙醇生产过程的各个环节都连接紧密，而且相互关联，任何一个环节疏漏都会影响乙醇产量，本设计的各个过程均采用合理的工艺流程连接起来，经过考察核实，各个过程均有实例验证，整个工艺过程有足够的实用性。
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玉米 过磅 倒包机 输送带 除杂质设备 接料器
粉碎机 脱胚 浸泡罐 旋风分离器 升料管
制浆 玉米胚芽油 玉米浆 风机 洗尘塔
液化 α—淀粉酶
前冷
糖化 糖化剂 糖化剂制备
后冷
CO2 发酵 酵母 酵母制备
杂醇油 蒸馏 糟液 分离 糟渣 干燥 DDGS
无水乙醇 滤液 处理 回用
燃料乙醇 变性 中和剂、净水剂
图3-6 以玉米为原料生产燃料乙醇的总体工艺流程
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