年产3.6万吨食用酒精项目可行性研究报告.doc

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1、摘 要酒精工业是发展国民经济重要的基础原料产业。它广泛应用于食品工业、化学工业、医药卫生领域，现在又作为重要的能源资源而倍受瞩目。在酒精生产过程中，加强资源综合利用与合理使用可有效的降低生产成本。本设计是在查阅大量文献和对吉林龙谷生物科技有限公司生产车间实地考察的基础上提出的设计思路，进行酒精发酵工厂的初步设计，其中包括厂址的选择、工艺流程设计；物料衡算、热量衡算及主要设备选型的计算；同时绘制了带控制点的工艺流程图、设备布置图和管道布置图等。采用安琪超级高温酿酒高活性干酵母（超酒酵母）替代原高温酿酒酵母用于玉米酒精生产!通过改进工艺!在不改变原生产设备的条件下实现浓醪发酵!解决了制约产量提高的

2、因素!产量可达到 6466t/d，每吨酒精成本下降了105元以玉米为原料生产年产3.6万吨普通级食用酒精，重视资源综合利用，回收发酵过程酒糟滤液、余馏水等回用拌料，酒糟生产高蛋白饲料，上流式厌氧污泥床反应器处理工业废水等，不仅减少了污染，节约能源和资源，提高了设备利用率，降低能耗，减少酒糟处理量，同时提高了经济效益。关键词 超级高温酿酒高活性干酵母 酒精 双酶法 浓醪发酵 AbstractEthanol industry is an important fundamental material industry for the development of our national econo

3、my.It is widely used in food industry、chemical industry and medicine hygiene region;Now it is fixed eyes on as an important energy resource. During the production process of ethanol, strengthen complex utilization of resource and the intel- ligent use of energy can reduce the costs.The design based

4、on consulting to a great of literatures and re- viewing the production departments of Jilin longgu bioscience and te- chnology corporation ,propose design train of thought of the building that carried out the prelimilary design of factory ,including site selection,technology process design,material

5、balance and major equip- ment selection,and draw up the process control point plans equipment purchase of the map,planning surface map and other channels at the same time. Angel super high temperature resistant active dry yeast was used in the production of corn alcohol insread of orginal yeast.Tria

6、l production indicated that high concerntration mash fermentation had been realized with no changes of original facilities and the limiting factors to increase alcohol output had been settled (alcohol output reached 6466t/d and production cost reduced 105RMB/per ton alcohol). Use corn as raw materia

7、ls to produce 360，000 kg per year the general level of alcohol consumption,emphasis on comprehensive utilization of resources, recovery filtration lees of fermentation process,boiling water over and etc reuse,use distiller grains to produce DDGS. UASB reactor to treat industrial wastewater,all these

8、 not only to reduce pollution,save energy resources, Improve equipment utilization ,Reduce energy consumption , reduce the handling capacity of Distillers grains, but improving economic efficiency also. Key words: super high temperature resistant active dry yeast ethanol double-enzyme craft very hig

9、h gravity fermentation 目录摘 要IABSTRACTII第1章 绪论1第2章 工艺论证42.1 工艺流程的选择42.2 生产方法42.2.1 粉碎工段生产方法42.2.2 液糖化工段生产方法42.2.3 发酵工段生产方法52.3 厂址选择62.3.1 设计地区的自然条件62.3.2 卫生条件72.3.3 抗震条件82.3.4 地理条件82.3.5 交通运输条件82.3.6 原料和辅料的供应条件82.4 原 料82.5 环保和安全9第3章 工艺设计103.1 原料玉米的干燥和储存103.1.1 工段的目的和要求103.1.2 基本原理103.1.3 生产流程103.1.4

10、主要异常现象及事故处理113.2 原料玉米的清选与粉碎113.2.1 工段目的113.2.2 生产原理113.2.3 生产流程123.2.4 主要工艺参数123.2.5 主要异常现象及其设备处理133.2.6 主要设备一览表133.3 液糖化工段133.3.1 工段目的133.3.2 基本原理133.3.3 原料以及产品规格143.3.4 生产流程143.3.5 主要工艺参数153.3.6 主要异常现象及其事故处理163.3.7 影响糖化率主要因素的讨论163.3.8 主要设备一览表173.4 连续发酵工段173.4.1 基本原理173.4.2 原料以及产品规格173.4.3 生产流程183.

11、4.4 发酵过程的控制指标193.4.5 主要控制方法193.4.6 主要工艺参数203.4.7 主要异常现象以及处理方法223.4.8 开车准备253.4.9 开车步骤263.4.10 停车步骤293.4.11 设备一览表293.6 废水处理293.5.1 生产任务293.5.2 基本原理303.5.3 生产流程303.6 高蛋白饲料303.6.1 基本原理303.6.2 生产流程31第4章 技术经济分析324.1 人员编制324.1.1 液化糖化工段324.1.2 发酵工段324.1.3 蒸馏工段表334.2 产品成本的概算334.2.1 原材料334.2.2 燃料及动力344.2.3 工

12、段人数及工资成本344.3 技术经济分析344.4 技术经济分析与评价内容344.4.1 投资估算344.4.2 销售税金及附加的计算35第5章 工艺计算375.1 工艺技术指标及基础数据375.2 辅助原料的规格和公用工程375.3 玉米单耗的计算385.4 液糖化工段395.4.1 基础数据395.4.2 第一液化罐容积的计算405.4.3 加热用蒸汽量的计算405.4.4 V0202液化罐容积的计算425.4.5 第二液化罐循环泵的计算435.4.6 第二液化罐换热器的计算455.5 糖化工段的计算465.5.1 基本工艺参数465.5.2 糖化工段换热器的计算465.6 发酵工段475

13、.6.1 基本工艺参数475.6.2 种子罐的选型475.6.3 种子罐循环泵选型485.6.4 预发酵罐的计算485.6.5 主发酵罐及其设备选型525.6.6 成熟醪中间罐的选型535.6.7 营养盐的选用及其用量535.7 无菌空气系统535.7.1 无菌空气的控制参数535.7.2 空压机吸气管及粗过滤器过滤面积535.7.3 空气压缩机的选型545.7.4 空气储罐容积的计算545.7.5 热空气冷却器的计算555.7.6 析水分离设备的选型575.7.7 空气加热器的计算585.7.8 空气过滤器的选型585.8 CO2洗涤塔的设计计算595.8.1 CO2洗涤塔的原理及作用595

14、.8.2 设计过程59致谢66参考文献67附录6869第1章 绪论随着DNA的发现，21世纪的今天，生物技术在我们的工业，农业，医疗，环境和海洋等方面得到广泛应用。生命科学及其技术进入一个蓬勃发展时期，日益成为影响国计民生的科学技术支柱和21世纪高新技术产业的先导，为人类做出了巨大的贡献。现代生物技术即生物工程，他对解决人类面临的重大问题如：粮食，健康，环境和能源等将开辟广阔的前景，因此越来越为各国政府和企业界所关注，与信息，新材料和新能源技术并列成为影响国计民生的四大科学技术支柱，是21世纪高新技术产业的先导。酒精生产就是一种重要的生物技术，酒精是完全有可能全部或部分替代石油的可再生能源，并

15、且可以作为有机溶剂，化工原料，饮料以及医用消毒剂等。酒精广泛应用于化工、食品饮料工业、军工、日用化工和医药卫生等领域，因此具有十分广泛的应用和发展前景。由于历史的原因，我国的酒厂家星罗棋布，遍及全国隶属十多个部门，规模大小参差不齐，行业管理混乱，特别是酶剂工业和酵母工业的发展，促进了中小酒精厂的兴起，它即是一个资源(粮食、燃料、电力、水)消耗大的行业又是一个财税收人多的行业。中小酒精厂(酿酒厂)一般都是地方的骨干企业，有关部门不同程度地制定一些优惠政策，主要是税收政策。现在有一些国家酒精厂和乡镇办、村办、私营酒精企业仍实行包税制。估计国税的流失已超过现征收的消费税。酒精行业以前主要是国营企业，

16、现在合资、兼并、股份、集体和私营企业的比重增大，随着国企改革的深入，私营企业将会得到很大的发展，行业管理的难度加大。近几年来，随着国家深化改革的发展步伐，酒精行业也出现了前所未有的生产市场危机:(1)酒精生产严重过剩，产需不平衡。由于全国粮食、甘蔗，大幅度增产，酒精工业有充足的原料，再加上酒精、白酒的高税收，已成为地方财政的重要来源，一些地区在水平上盲口扩产和新建酒精生产项目，使酒精产量增长速度大大高于国民经济整体增长速度，实际市场需求量不足酒精总产量的一半。酒精的育目建设给国家、企业带来了十分严重的后果。(2)酒精生产市场萎缩，竞争激烈。化工行业原料用酒精连年厂降，其中以酒精为原料价格高，另

17、外，以甲醇为原料合成技术的冰醋酸项目，国内已有几套投产，冰醋酸等化工行业生产原料的转换减少了酒精的使用。加上合成酒精，糖酒精的低价冲击，使本来就形势严峻的酒精市场竞争更加激烈，企业开工率低，为企业处于频繁开停，维持生产的状态，企业效益大幅度下滑。积极开展科技攻关，新技术成果不断涌现，据统计，“七五”、“八五”期间，酒精行业获国家和轻工部、科技成果奖项目70余个，其中:耐高温淀粉酶，中温蒸煮技术，高温酵母菌种及技术，连续发酵，高效差压蒸馏，强制国统，以及玉米酒精DDGS成套设备国产化技术得已经在全行业普遍应用。科研成果的应用，提高了我国酒精工业生产水平，特别是随着酒精生产规模的不断扩大和发展，酒

18、精废液排放量逐年增加，已成为食品工业最大的污染源。与治理污染，企业和科研部门做了大量的工作。目前，部分企业已完成糟液废水排人的治理，有效地控制了环境污染。技术和管理上，还有一定差距。近几年，酒精行业虽说引进了不少先进的工艺技术，但缺乏整体战略和谋略策划，多头引进，五花八门，配套不好，应用效果差，而即使是国内的一些行业先进技术的进步。人才的缺乏制约着企业的发展，在市场经济中，面对国内外市场的激烈竞争，人才显得尤为突出。目前，我们企业在管理人才、技术人才、融资人才和市场营销人才上无不奇缺，致使企业再发展的后劲不足，制约了企业的发展。1在2004年，在美国每一年有超过78个工厂制作几乎1300000

19、0升乙醇，当时，有超过一半的美国燃料酒精是由一个公司生产的。这个公司是阿彻丹尼尔斯米德兰。工厂的产量现在比以前大得多，大部分介于四十至200万加仑/年（ 150-760万升/年） 。一个工厂还建立在中国吉林，即生产600000 吨酒精（ 480000000升/年） ，每年消耗192.0万吨玉米。2005年这家工厂的生产能力将增加至150万吨乙醇。2佛州的公司有可能利用糖蜜制酒处在西棕榈滩的佛罗里达结晶公司和设在BelleGrade的佛州甘蔗种植者协会接到由他们聘请来考察生产糖蜜酒精可行性的两家迈阿密公司的一份初步报告，这是JoseAlvarez这位蔗农协会专管计划和运营的高级副会长说这番话的。

20、如果该项目可以实现的话，这间甘蔗糖厂将为美国首家用糖蜜作原料制酒精。除了用糖和糖蜜制酒精之外，生产者也可用甘蔗作原料，每吨甘蔗生产约1.5加仑酒精。副总裁RobertCoker介绍说，佛州另外一间糖业公司座落在Chewiston的美国糖业公司，也正在研究在当地生产酒精的可行性。3因此，通过参照吉林沱牌农产品开发有限公司生产工艺技术及有关技术资料的前提下，设计年产3.6万吨食用酒精生产装置的工艺设计。液化糖化工段采用低温双酶法；发酵工段采用大罐连续发酵法；精馏工段为六塔差压精馏。本次设计的重点为液糖化，发酵工段。第2章 工艺论证2.1 工艺流程的选择借鉴吉林龙谷生物科技有限公司成熟的生产经验设计

21、生产流程：原料玉米 清选 粉碎 糊化 淀粉酶 液化 糖化酶 污水 饲料 发酵 酵母菌 蒸发 清液 酒糟液 精馏 图 21 玉米生产酒精工艺流程示意图2.2 生产方法2.2.1 粉碎工段生产方法干法是指直接由玉米原料经粉碎,液化糖化发酵制酒精。均匀的粉碎更有利于保证混合的效果，也有利于后续的液化糖化过程。与湿法粉碎相比，干法耗能较大，但不易染菌，在这个问题没有很好解决以前，采用干法也有相当优点。本工艺从节省能耗和占地面积的角度考虑，选用的是干法粉碎。 4 2.2.2 液糖化工段生产方法本工艺采用低温双酶法液化糖化。现在的大多数酒精厂采用连续高温蒸煮工艺，其工艺路线为：用蒸汽将混有液化酶的玉米浆直

22、接喷射加热，蒸汽压力为0.4-0.6MPa，料浆温度迅速升高，完全糊化、液化，再进入保温罐中，在85-90下保温45min，液化到达终点后，需要进行灭酶处理，升温至100保持10min，然后降温，供糖化工段用。5高温蒸煮存在的问题：酒精生产中，我国传统工艺均采用高温蒸煮、中温发酵，但高温蒸煮易使原料中果糖转化为焦糖，焦糖不仅不能使酵母发醉，还会阻碍糖化酶对淀粉的作用，影响酵母生长和酒精产量，淀粉损失可达1.2%左右，从而降低了淀粉出酒率，影响企业效益。另外，蒸汽耗用量高，冷却水消耗量大，蒸煮的能源消耗量占其整个生产用量的30%40%。 6在低温蒸煮的液化糖化中使用双酶法可以使淀粉酶与原料充分接

23、触，使长链淀粉在短时间迅速分解为短链糊精和少量葡萄糖，糊化彻底。随着科学技术的不断发展，酒精生产的传统工艺不断被更新,取而代之的是自动化程度高，操作又简单的新技术，新工艺。采用双酶法低温蒸煮糖化工艺是目前国内以玉米生产淀粉的新成果。酶是活细胞所产生的一种生物催化剂7，与细胞分离后，酶的性能稳定，仍可进行催化反应。因为酶可以在常温常压下进行催化反应，所以有利于简化设备，改善劳动条件，降低成本。齐齐哈尔北大仓酒厂的酒精生产已经有十几年的历史，而且始终采用高温蒸煮糖化工艺，最近该工厂借鉴其它厂家的经验，结合酒厂的实际情况，采用了双酶法低温蒸煮糖化工艺。通过两年的生产对比，双酶法低温蒸煮比高温蒸煮温度

24、降低65，可减少用气量，而且双酶法的蒸煮醪，糖化醪质量都比高温法好发酵期缩短4-12 h，设备利用率提高7-17%，发酵醪的指标均达到或超过了高温法，这也说明了双酶法蒸煮糖化工艺达到或超过了高温蒸煮糖化工艺，因此采用双酶法低温蒸煮糖化工艺不影响发酵水平，是完全可行的。淀粉出酒率可提高1.1%，可节约能源21.1%。8糖化工艺为半糖化法。半糖化法可以降低由于糖份过高而在发酵过程中产生的底物抑制。半糖化法可以缩短酿酒周期，生产实际证明半糖化法还可以提高出酒率。相反全糖化法糖分过高，在发酵过程中容易产生底物抑制。另外，高温淀粉酶分两次加入是一项技术，比一次加效果要好，利用率高。2.2.3 发酵工段生

25、产方法本工艺采用的是大罐连续发酵。在连续发酵中，要求进8个罐的醪液糖分基本上等于被酵母消耗的糖分加上流出的糖分。在发酵阶段，新增殖的酵母细胞数加上由上一罐流入的酵母数等于流出到下一罐的酵母数。但是，酵母的繁殖速度还取决于发酵醪营养物质浓度，而营养物质的含量又取决于进料和出料速度。所以，控制进料速度，就可以控制酵母细胞数和营养成分。发酵最怕染菌，乳酸菌大量繁殖造成的污染是阻碍连续发酵广泛应用的主要原因。适当降低发酵醪的pH值，是防止杂菌污染的有效措施之一。PH的调整可用H2SO4来调节，在糖化之前加入。发酵成绩的好坏与温度控制关系极为密切。在正常气温下，预发酵罐温度控制在30-32，主发酵罐的温

26、度控制在32-35。大罐连续发酵中，发酵罐的进出料可在发酵罐的中部，发酵醪的冷却是用泵由发酵罐底部抽吸经螺旋板换热器冷却后，送入发酵罐中部的进料处。在解决发酵罐的滞流和滑料问题上，采用在发酵罐的进料处用搅拌器，使发酵罐中原醪液与新进的醪液充分混合。在出料口，通入无菌空气，有两个目的：一是通入适量的无菌空气激活酵母；二是使发酵罐中的醪液充分翻拌混合均匀，防止滞流和滑料等。大罐连续发酵的主要特点是：发酵罐个数少，容积大。国内传统的连续发酵要求罐数一般为11-15个，目的是保证后发酵时间，使发酵更为完全。大罐连续发酵，发酵罐个数可为3-6个。92.3 厂址选择因为吉林市区位优势明显，为全国玉米生产基

27、地，交通便利；另外吉林市地处松花江畔，水利资源较为丰富，所以本设计项目的厂址按要求应该选建在吉林市。2.3.1 设计地区的自然条件1水文气象资料（1）气温表2-1 温度项目最热月最高气温（平均）全年最低气温最热月平均最冷月最低气温（平均）最冷月平均单位（）25.3（7月）34.922.734.916.9（2）水源的水温及硬度密度（a）水源情况 ： 松花江江水（b）水 温 ：全年最低水温 0.5（1月） ； 全年最高水温 12.5（8月）月平均最低水温 0.5 ；月平均最高水温 12.5（c）总硬度（德国度）：最高值 6.5 ； 最低值 4.48 月平均最高值 6.5 ；月平均最低值 4.5（3

28、） 水速及水向 最多水向及其频率：夏季SW16 全年SW13最大月平均水速：5.8m/s（4月）全年最大水速：28 m/s全年平均水速：4.4 m/s工艺用水的质量要求达到或接近城市自来水标准。工艺用水的消耗量一般为全厂用水量的5%。对冷却水的质量要求比工艺水低，应不含泥沙等悬浊物，浊度一般不大于100度即可。同时应不含对设备与管道有腐蚀性的物质。海拔高度平均气压最大冻土层深风向236.8m986.7mbar162夏季SW1全年SW132 其它数据表2-3 其它数据2.3.2 卫生条件建厂需考虑周围的环境卫生条件。本设计为发酵工厂，生产的是食用酒精，所以要求的环境卫生条件比较高。根据国家标准（

29、GB3092-82）规定：一级区域指空气中含尘量低于0.15mg/m3的区域，属于高度洁净区域，二级区域应不高于0.3 mg/m3，属于一般标准，三级区域含尘量高于0.50 mg/m3，为污染区。发酵工厂应建于一级或二级区域中。如果在工业区建厂，发酵工厂应该建在工业区的上风口位置，同时也应该与铁路及公路主干线保持适当距离，最好在居民区的下风侧。2.3.3 抗震条件我国规定：地震6度裂度或以下适合建厂。地震7度裂度地区适合加固厂房。造价增加15%，不适合建厂。对于地震8度裂度地区，采取更为严格的措施，包括采用框架结构，梁加大，造价增加30%，不适合建厂。2.3.4 地理条件工厂建厂也要求一定的地

30、理环境。厂区要防受淹、滑坡、坍塌、泥石流等自然灾害。为了防止厂区受淹，要求厂区建在历年最高洪水线0.5m以上。还应避免溶洞，沼泽，断裂带和泥沙。如果是高建筑或大型空压机站等建设应按照有关规定严格执行。对厂区坡度的要求：对于大型厂应不大于4%；中型厂大于6%；小型厂不大于10%。厂区内主要地段的坡度以不大于2%为宜。但是为了便于排除厂内的积水，坡度不小于0.5%。2.3.5 交通运输条件交通运输对于工厂的生产成本以及公司营运很重要的，俗话说：“要想富先修路”。如年生产量在510万吨以上时可考虑申请铁路专用线。当较大工厂时，可以沿铁路沿线建厂可以降低运输成本。涉及公路运输时，可将公路运输委托给专业

31、运输公司承担。有条件的可以考虑水运。2.3.6 原料和辅料的供应条件选择发酵工厂厂址的时候要考虑原料、燃料以及包装材料的配套供应，一般将工厂建在原料产地或者周边地区、水源方便、燃料供应方便，这样有利于配套、生产、综合利用和降低成本。2.4 原 料本设计使用的生产原料是玉米。干玉米含淀粉63-66、水分14、蛋白质含量较高，一般约8-9，玉米中脂肪含量较高，约4-4.5。玉米是一种比较理想的酒精生产原料，而且用玉米生产白酒可以有一种特别的清香，所以它也是白酒生产的主要原料之一。2.5 环保和安全本设计为发酵工艺，按GBJ-16-87生产的火灾危险性分级，定为戊级，按 GB50058-92爆炸和火

32、灾危险环境电力装置设计规范，发酵车间防爆为2区，耐火等级为2级。因此其厂房层数及面积皆不限，厂房的防火间距为10m。第3章 工艺设计3.1 原料玉米的干燥和储存3.1.1 工段的目的和要求目的：将原料玉米清筛，干燥，储存，使原料粮变成干净粮。要求：玉米的水分含量14% 3.1.2 基本原理利用圆筒筛、除尘器等设备筛分原料、去除杂质。再利用通过列管换热器加热的干空气，在顺逆流粮食干燥器中逆流干燥，以获得符合生产要求的玉米。3.1.3 生产流程从厂外采购的原料玉米，因不符合储存标准，不易储存，玉米进厂后，得先进行质检（从水分，杂质，霉变三个指标进行质检）；水分多易霉变，而霉变会造成发酵产量减少甚至

33、失败；杂质不处理会损害到设备，影响工序的正常生产。因此本工段的任务就是对原料玉米进行除杂，干燥，达到储存要求，便于储存。我们从外采购的原料玉米分成两种，一种为湿粮，一种为干粮。由于含水量不同导致处理工序也不一样。生产工艺流程图如下图3-1：图3-1粉碎工段生产工艺流程图3.1.4 主要异常现象及事故处理原料玉米发生霉变时：高温灭菌，加抗生素如果干燥塔塔低流出的玉米水分大于等于14%，应及时调整玉米流量及塔内温度。3.2 原料玉米的清选与粉碎3.2.1 工段目的1.节约蒸煮时间，从而减少大量蒸汽，减少还原糖的分解损失。2.玉米粉的流动性好，为连续生产提供了基本条件。3.当采用低温双酶法液化糖化工

34、艺时，原料的粉碎是一个重要因素。3.2.2 生产原理采用锤式粉碎机对中等硬度的原料粉碎效果好。对原料进行一次性粉碎时，筛孔孔径不得大5mm。直径过大，吸水膨胀慢，会影响糊化效果；过小，则耗能大，同时又容易堵塞筛孔，造成粉碎效率低等不良效果，所以采用直径为2mm的筛孔。粉碎后的原料淀粉释放出来，有利于淀粉大面积的均匀的与酶糖化水解作用，加速了糖化发酵的反应速度，缩短了生产周期。3.2.3 生产流程原料玉米从仓储段经皮带运输机和斗提机到粉碎工段，再通过刮板输送机，把玉米输送到去石机里去石且负压去皮，利用重力作用将去石后的玉米放到净玉米仓，净玉米仓里的玉米经磁力去铁器除铁后，方可进入锤式粉碎机粉碎，

35、粉碎完，玉米粉通过搅龙，斗提机，再搅龙运送到高效双仓平筛筛选，过筛目的玉米粉通过搅龙输送到玉米粉中间罐为液糖化工段提供原料；未通过筛目的玉米经另一通道到净玉米仓，再通过上述流程反复粉碎直到过筛目为止。生产工艺流程图如下图3-2：图3-23.2.4 主要工艺参数表3-1 粉碎工段工艺参数玉米粒斗提机效率 玉米粉碎粒度 玉米粉斗提机效率 50t/h 0.5 28.2t/h3.2.5 主要异常现象及其设备处理（1）磁力去铁器需经常清理，防止物料输送堵塞。（2）由于石头和铁不一定完全除净，因此很容易把筛网层打坏，需工人及时检修更换，避免造成不必要的损失。3.2.6 主要设备一览表 见附录 3.3 液糖

36、化工段3.3.1 工段目的将玉米粉（多糖）转化为酵母可以利用的还原糖(单糖)。液化的目的是为了将分子量逐渐变小，黏度降低使之流动性增强，给糖化酶作用提供了有利的条件。3.3.2 基本原理低温热水糊化，双酶液化糖化。总反应式为：淀粉是以颗粒状存在，具有一定的结晶性结构不容易与酶充分发生作用。粉状淀粉颗粒原料吸水后发生膨胀使原来排列整齐的淀粉层结晶结构受到破坏，成为错综复杂的网状结构，这种网状结构随着温度的升高而断裂，淀粉颗粒开时解体。液化：淀粉分子被-淀粉酶分解为小片段糊精和低聚糖，使之黏度降低。液化后的淀粉醪液在冷却时不在凝固成凝胶体，成为有粘性的流动液体。为糖化提供条件。糖化：用糖化剂（糖化

37、型淀粉酶又称糖化酶）将液化淀粉醪液彻底水解为葡萄糖的过程。糖化酶水解糊精以及低聚糖分子时需先与底物分子生成络合结构，然后才发生水解作用，使葡萄糖单元逐个从糖苷键中裂解出来。糖化酶的作用从非还性的末端开始，将-1.4键、-1.6键逐一水解。酶作用时糖苷键在CO间断裂。糖化酶也能水解麦芽糖为葡萄糖。3.3.3 原料以及产品规格1.原料：来自粉碎工段的玉米粉。2.原料的规格：冬季玉米粉颗粒的直径小于3.5毫米。3.3.4 生产流程来自玉米粉中间罐的玉米粉经皮带秤到螺旋混合输送机，在螺旋混合输送机中加入27m3/h工业水，4m3/h清液，4m3/h余馏水，加入1/3高温液化酶，酶活16万单位/克（美国

38、杰能科公司选用菌种发酵生产） 用量：12u/g原料。再进入第一液化罐，在热水作用下，玉米粉吸水溶胀，其结构从类似晶体状态，溶胀为松散的网状结构，由于拌料水中有离心清液，pH值较低（3.23.6）需加入碱液提高pH，以满足高温液化酶的需要。液化酶将网状淀粉分子切割成小分子，从而降低玉米粉糊液的黏度。第一液化罐的作用是溶胀，酶切和降黏。第一液化罐的温度为60，pH为5.25.4,液位在85%左右。从第一液化罐罐底排出的醪液经离心泵送入旋沙除沙器，除沙，沙从除沙器底流出，醪液一部分回流到第一液化罐，一部分去蒸汽喷射加热器，当温度高于95时，容易形成焦糖，造成糖份损失，并且液化酶迅速失活，液化酶的最适

39、温度为8991。从第一液化罐罐底流出的部分醪液到喷射加热器加热到107，喷射加热器的作用（1）加热；（2）加深糊化液化效果；（3）灭杂菌。物料到维持管，物料停留10分钟，作用：加强液化效果，使淀粉分子比较彻底的溶胀，断裂，减少发酵残糖。物料从维持管流出再到闪蒸罐利用负压瞬间降温到90，短时间可防止淀粉焦化，用板式换热器回收热水。降温后醪液从底部进入到后液化罐，在后液化罐里加入2/3的高温液化酶，进一步液化。后液化罐的作用为补充液化时间，液位控制在90%左右，温度90。醪液从罐顶流到调酸罐，为使液化酶失活，再进入到螺旋板换热器降温至60，然后到糖化罐，液位控制在50%左右，在罐里加入糖化酶，15

40、%20%的稀硫酸或者离心清液，使pH值降至到4.24.5，温度60，停留30分钟左右，再经过两个螺旋板换热器换热，温度降至3034 去发酵工段。生产工艺流程图如下图3-3。图3-3液糖化工段生产工艺流程图3.3.5 主要工艺参数表 32 1#液化罐的最适操作工艺参数液位（%）温度（）pH时间（min）8060.05.1050表 33 2#液化罐的最适操作工艺参数锤度还原糖%干物质液位%温度时间234.127.2070.090.080表3-4 糖化罐的操作工艺参数锤度OBXpH液位%温度糊化率%203.98-4.43706030-343.3.6 主要异常现象及其事故处理（1）液化醪黏度过大，醪液

41、输送困难检查料水比是否正确，检查-淀粉酶用量是否足够，检查进料水的pH，及进料速度是否过大。（2）冷却达不到要求：检查醪液液化温度是否正确，检查冷却水流量是否足够，发现问题及时解决。（3）发现糖化醪温度偏高可能原因有糖化罐温度偏高，螺旋板换热器堵塞，液化醪黏度过大或糖化醪输出流量大，冷却水压力低或水温高等。处理方法：在允许情况下降低糖化醪温度至正常，疏通换热器水通道和物料通道，调节工业水温度，稳定加酶量，调整输料量，通过调节提高冷却水压力或降低冷却水温度。（4）糖化醪黏度过高可能原因有蒸煮时间不长，温度不够，酶失活，粉浆PH过底，或煮不透。处理方法：控制蒸煮温度，调整工艺操作，稳定加酶量，检验

42、酶活，调整真空度和料水比，加强工艺操作，控制好各项工艺指标，检查仪表是否正常。3.3.7 影响糖化率主要因素的讨论（1）糖化剂的选择与用量 淀粉质原料生产酒精，对糖化剂的要求是淀粉酶的酶系较多，可以共同作用相辅进行，能使淀粉进行彻底的水解，尤其是对淀粉糖化起主要作用的糖化酶要含量丰富；所含的酶具有较高的耐热性与耐酸性；生产简便，价格相宜。（2）糖化温度 淀粉酶对淀粉的糖化作用，随着温度升高，反应速度就加快。(3)糖化pH值 淀粉酶在糖化作用时，要求糖化醪的pH 值适中，否则会使酶失去活性而丧失活力，影响淀粉的糖化，降低出酒率。(4)糖化时间 在2030min时糖化率约为4756，糖化时间不宜过

43、长，有利于提高糖化设备的利用率和淀粉的利用率。3.3.8 主要设备一览表主要设备见附录3.4 连续发酵工段3.4.1 基本原理酵母菌是一种兼性微生物，有氧和无氧条件下都可以存活。但是在有氧条件下，它进行有氧呼吸，利用周围环境的营养迅速生长繁殖；无氧条件下，酵母菌利用体内酶系统（特别是酒曲酶系统）通过厌氧呼吸得到能量，把周围的糖代谢为酒精。本工段就是利用酵母菌的厌氧呼吸，将上一工段的糖化醪进行发酵生产酒精。酵母细胞在有氧条件和无氧条件下，经EMP途径降解葡萄糖生成丙酮酸的反应历程是一样的，所不同者仅在丙酮酸的去路不同，还原型辅酶(NADH)的电子受体不同(氧化途径不同)，发酵过程实质上是无氧条件

44、下的酵解11。总反应式为：3.4.2 原料以及产品规格1. 原料（1）菌种：安琪超级酿酒干酵母（2）糖化醪：由液糖化工段输送而来。（3）营养盐：尿素和磷酸二铵， V0301A、V0301B需要加，每24小时加一次，在营养盐罐中溶解，温度大约40，当其液位达85%时开始向V0361进料2/3。（4）抑菌剂：利用青霉素或其他抗生素。2. 产品产品是成熟醪，其各项指标见表3-5表3-5 成熟醪规格锤度（Bx） 酒分（v%） 还原糖（%） pH值 挥发酸（%） 残总糖（%）0.31 1012 0.10.3 3.43.6 0.10.25 0.61.43.4.3 生产流程醪液从液糖化车间流出进入V0301A,V0301B罐前，先应对罐用CIP液进行清洗，具体操作如下：先用80、 810%氢氧化钠溶液喷洗（灭菌）；再用热水冲至中性，再用温水进一步冲洗，然后加入10吨、3840底水，完毕后再加入干酵母50公斤，轻微搅拌，静止保温10min,然后降温至32后，加入营养盐，再加入5吨的糖化醪，通微量空气进行活