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年产10万吨酒精厂蒸煮糖化车间工艺设计

表1-2 甘薯干相关工艺参数
原料 红薯干
淀粉含量 (%)
65
水分 (%)
13
1.4 原料的预处理
1.4.1原料的除杂
原料预处理的目的是除杂和粉碎。淀粉质原料在收获和干燥的过程
中,往往会掺夹进泥土,沙石,纤维质杂物,甚至金属块杂物。这些杂
物如果不在生产前除去,则将严重影响生产的正常运转。
为了清除这些杂质,最常用的的除杂方法有筛选,风选和磁力除铁。
1.5.6 连续蒸煮工艺
连续蒸煮工艺流程分别为罐式连续蒸煮,柱式连续蒸煮和管道式连
续蒸煮三类。此设计采用柱式连续蒸煮。 粉碎后原料蒸煮时加水制成
粉桨,其料水比为1:3,水温为70℃,并加入α-淀粉酶然后进行低温
蒸煮,其时间为5~7min,温度
控制在88℃。
三种不同流程的优缺点如下:
表1-5 不同连续蒸煮流程的优缺点
2.合理利用酒精可提高白酒质量,充分利用酒精以提高白酒质量主 要表现在:降低邪咂味,适量调制优质酒精借以冲淡杂质,使酒味纯 正,香味突出。降低浑浊度,勾兑酒精酒体纯净,既卫生又安全,而且 透明度高,加水不浑浊。
3.酒精在医药方面的用途很广:可作为大专院校及科研院所等的实 验室及餐饮业的燃料;可作为细胞生物学实验和研究使用的优良固定剂 和脱水剂,可作为优良的防冻降温介质。可作为燃料乙醛,乙酸,乙 醚。
缺点: (1)蒸汽消耗量大,而且量不均匀,造成锅炉操作的困难和煤耗的增 加。
(2)辅助操作时间长,设备利用率低。 (3)蒸煮质量较差,出酒率低。 (4)难以实现操作过程的自动化。 通过对两种蒸煮工艺的比较,该厂确定选用能耗低,设备利用率较
高,蒸煮质量较好,能实现操作过程自动化等优点的连续蒸煮工艺。
(2)机械输送时,虽装有电磁除铁器,但无法除去石块等坚硬杂 物,铁片因物料干扰有时也会进入粉碎机中,因此,后者的筛板破损率 较高,粉碎度不宜保证。实现气流输送后,铁片等杂物,能可靠的在一 级升料管的接料器底部被自动风选出,从而保证了筛子和设备较厂期的 使用。
(3)在不用气流输送时,已经粉碎好的原料不能流畅地从粉碎机中 排除,影响粉碎机生产能力发挥。采用气流输送后,粉碎后的原料被气 流从粉碎机中吸出,从而提高粉碎机的生产能力。
因气流输送有以上优点,并且是一种适于输送散粒状或块状物的方 法,而红薯干在粉碎后符合其形状要求,所以在原料粉碎后选用气流输 送。而粉碎前木薯干是较大的块状物,可采用机械输送,这样可以降低 一部分能耗。
气流输送又分为压力输送和真空输送。压力输送在输送管内有较大 的压力,所以对设备的要求也较高,并且因管内的压力高于大气压,管 内的原料粉末从设备缝隙中漏出造成原料的损失,而真空输送不存在这
如前所述,55~65℃这一温度区域间会使原料中的淀粉酶活化,造成部 分原料糖化,生成糖,这部分糖会在随后的蒸煮过程中损失掉。因此在 预煮时升温速度应较快,并在达到预定温度后迅速送去蒸煮。在拌料过 程中相应的加入a-淀粉酶。
1. 5. 4预煮的工艺
表1-4 预煮的工艺条件
参数名称
参数数值
注意事项
加水比
4.酒精工业的副产品 大型酒精企业除主要生产酒精外,还有如下副 产物:优质颗粒饲料DDGS(全价干酒精糟)优质食用级CO2. CO2是发
酵酒精相伴生产的数量最大的副产品。高纯度食用级CO2除用做碳酸饮 料外还有气体保护焊接,药物萃取,温室生产等方面有较广的用途;玉 米油;玉米胚芽油是优质保健食品;玉米,小麦等为原料的大型究竟生 产企业。还可以生产玉米淀粉,葡萄糖浆,果
湿式 粉碎
原料粉碎粉末不宜飞扬,可减少 原料损失和改善劳动条件,还可 省去除尘设备
所得的浆料只能立即用于生 产,不宜储藏,耗电量比干式 粉碎高出8~10%,因此常用于 湿度较大的原料。
通过对干式粉碎和湿式粉碎的比较,因原料采用的是红薯干,为了
节约成本,所以最终采用干式粉碎。
干式粉碎采用粗碎和细碎两级粉碎工艺,因为两级粉碎的动力消耗 较低。原
1. 1 酒精的主要性质
无色、透明,具有特殊香味的液体(易挥发),密度比水小,能跟 水以任意比互溶(一般不能做萃取剂)。是一种重要的溶剂,能溶解多 种有机物和无机物。 外观与性状: 无色液体,有酒香。 熔点(℃): -114.1 沸点(℃): 78.3 ,相对密度(水=1): 0.79, 相对蒸气密度(空 气=1): 1.59, 饱和蒸气压(kPa): 5.33(19℃) 燃烧热(kJ/mol): 1365.5 临界温度(℃): 243.1 临界压力(MPa): 6.38 辛醇/水分配系 数的对数值: 0.32 闪点(℃): 12 引燃温度(℃): 363 爆炸上限% (V/V): 19.0 爆炸下限%(V/V): 3.3 溶解性: 与水混溶,可混溶于 醚、氯仿、甘油等多数有机溶剂。
预煮温度
55~75℃
预煮温度随原料品种﹑粉碎细度﹑加水比和预煮方式 而异,原则是在不同糊化醪粘度过高而影响醪液输送 的前提下,尽可能提高预煮温度,以达到节省蒸汽的 目的,一般预煮温度应低于原料的糊化温度。如果在 泵的出口到进蒸煮锅前的管道上加夹套加热,则预煮 温度可提高15℃
预煮时间
包括升温在内不 包括30min
1. 2.酒精的主要用途
酒精的用途按需求量多少可分为三方面:用量最大的燃料酒精,调 制酒精饮料用的食用酒精;化工医药用酒精。
1.酒精是一种新能源,其优势在于发酵酒精属于可再生能源,乙醇 不仅是一种优良燃料,它作为一种优良燃油品质改善剂被广泛使用,其 优良特性主要有:乙醇是燃油的增氧剂,使汽油燃烧完全,大大节能和 环保;乙醇具有很好的抗爆性能;乙醇是优于太阳能的一种生物转化能 源,是可再生资源。
1:2.5~5
加水比可根据预定的发酵醪酒精浓度来计算,加水比 大,醪液干物质浓度低,粘度也小,蒸煮过程中可发 酵性物质损失少,淀粉出酒率高。但加水比过大,醪 液体积大,设备利用率低,各种蒸汽和动力消耗大, 加水比过小,其优缺点和加水比大的相反
拌料水的温度 不>50℃
拌料水温度过高会引起粉料结块,严重影响蒸煮的质 量
粉碎原料吸水速度很快,只要10min就能完成,为此 预煮时间不要过长。另外,预煮时间长,原料中的淀 粉酶在60℃左右会分解淀粉,使料中糖分增加,而这 些糖分在蒸煮时大部分会损失,整粒原料预煮时间不 包括升温在内要30min
1.5.5 歇蒸煮与连续蒸煮工艺相比较其优缺点如下:
间歇蒸煮的设备简单,操作方便,投资也较少,适用于生产规模小的工 厂。
而磁力除铁又可分为永久性磁力除铁器和电磁铁除铁器。电磁铁除铁器
具有固定不变的磁场,因此比永久性磁铁除铁器更为完善,所以选用电
磁铁除铁器。
1.4.2 原料的粉碎和输送
原料进行水—热的目的是要使包含在原料细胞中的淀粉颗粒能从细胞
中游离出来,充分吸水膨胀,糊化乃至溶解,为随后的淀粉酶系统作
用。并为淀粉转化成发酵性糖创造必要和良好条件。就目前的情况来
些问题,所以在此选用真空输送。 综上所述,采用混合输送,其工艺流程如图1-1所示。
红薯干 称重 倒包 皮带输送 除铁 粉碎 接料斗 细粉碎 吸风管 旋风分离器
风机 布袋过滤器 大气 加料器
细粉回收
拌料罐
图1-1混合输送工艺流程图
1. 5 原料的蒸煮工艺
1. 5. 1拌料预煮的目的
(1)根据预定发酵醪酒精浓度将粉拌和一定量水混合,以保证得到 所需浓度的糖化醪;
看,先将原料粉碎,再在较和缓的的条件下进行蒸煮是较好的方法。
原料粉碎的方法分为两种:干式粉碎和湿式粉碎。其优缺点比较如
表1-3所示。
表1-3 干式粉碎和湿式粉碎的优缺点比较如下表
粉碎 方法
干式 粉碎
优点
粉碎后的原料可以储藏,能耗较 低,最终得到原料颗粒一般通过 1.2~1.5mm筛孔。
缺点
原料粉碎时粉末易飞扬,造成 原料损失,且劳动条件较差。
(1)压力要求高 (784~980kPa) (2)二次蒸汽利用困 难 (3)设备制备要求 高,操作要求高
建新厂有高 压锅炉时适 用
柱式流程
出酒率接近管道式蒸 煮,其他介于上述两 者之间
介于流程如图1-2所示。
预煮锅
除沙桶 蒸煮柱 真空冷却 糖化锅 粉浆 α-淀粉酶 到发酵
流程
优点
缺点
适用场合
罐式流程 (3)实施方便,操作
(1) 利用原有设备 (2)不要高压蒸汽 (3)实施方便,操作 稳定
(1)蒸煮时间长 (2)接触不均匀 (3)蒸煮质量在连续 蒸煮流程中较次,出 酒率较低 (4)金属耗量大
老厂改造, 利用原有蒸 煮罐
管道式流程
(1) 蒸煮时间短 (2)蒸煮质量好,出 酒率最高 (3)体积小,金属耗 量少
糖浆,玉米蛋白等,杂醇油是某些食用香料的主要原料。
1.3 生产原料:红薯(淀粉质原料)
红薯又名地瓜、甘薯、山芋、番薯等。红薯在我国分布极为广 泛。
红薯的主要成分是淀粉,此外,还含有3%的糊精、葡萄糖、蔗 糖、果糖和微量的戊糖。蛋白质含量不多,其中三分之二为纯蛋白,此 外,尚有少量的脂肪、纤维素、灰分和树胶等。
料经过粗碎后原料颗粒应能通过6~10mm的筛孔。粗碎后颗粒再经细 碎,最终原料颗粒能通过1.2~1.5mm的筛孔。因为原料粉碎至直径1~ 1.8mm的原料颗粒易于吸水膨胀和较彻底糊化。
而锤式粉碎机的结构比较简单,更换筛板和锤片的操作方便,对原 料品种变化的适应性较强,操作要求也不高因此可以再此选用。
1.5.3粉浆的预煮
粉碎原料加水制成粉浆时,应注意防止粉料的结块。一旦形成粉团, 蒸煮的质量就会受到影响,因为粉团内部的粉料没有吸水膨胀,也就不 可能糊化,这将导致不溶解淀粉数量的增加,出酒率因此降低。原料结
块的主要原因是搅拌不充分或不均匀;搅拌温度过高,达到或接近糊化 温度。根据这种情况,制备粉浆时,应该选择好搅拌器的结构,保证必 要的搅拌速度,严格控制搅拌用水的温度,使它不超过原料的糊化温 度,一般应控制在65℃左右。拌料水温度一般为70℃。
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