以玉米生产淀粉的新成果。酶是活细胞所产生的种生物催化剂，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降低，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，设备 利用率提高，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，可节约能源。 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项技术，比次加效果要好，利用率高。 发酵工段生产方法 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罐流入的酵母数等于 流出到下罐的酵母数。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。适当降低发酵醪的值，是防止杂菌污染的有效措施之。的调整可 用来调节，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，主发酵罐的温度控制在。 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 要求罐数般为个，目的是保证后发酵时间，使发酵更为完全。大罐连续 发酵，发酵罐个数可为个。 厂址选择 因为吉林市区位优势明显，为全国玉米生产基地，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。 设计地区的自然条件 水文气象资料 气温 表温度 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 月 水源的水温及硬度密度水源情况松花江江水 水温 全年最低水温月全年最高水温月 月平均最低水温月平均最高水温 总硬度德国度最高值最低值 月平均最高值月平均最低值 水速及水向 最多水向及其频率夏季全年 最大月平均水速月 全年最大水速 全年平均水速 工艺用水的质量要求达到或接近城市自来水标准。工艺用水的消耗量般 为全厂用水量的。对冷却水的质量要求比工艺水低，应不含泥沙等悬浊物， 浊度般不大于度即可。同时应不含对设备与管道有腐蚀性的物质。 其它数据 表其它数据 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。根据国家标准规定级区域 指空气中含尘量低于的区域，属于高度洁净区域，二级区域应不高于 ，属于般标准，三级区域含尘量高于，为污染区。发酵工 厂应建于级或二级区域中。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。 抗震条件 我国规定 海拔高度平均气压最大冻土层深风向 ㎝夏季全年地震度裂度或以下适合建厂。 地震度裂度地区适合加固厂房。造价增加，不适合建厂。 对于地震度裂度地区，采取更为严格的措施，包括采用框架结构，梁加 大，造价增加，不适合建厂。 地理条件 工厂建厂也要求定的地理环境。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中型厂大于小型厂不大 于。厂区内主要地段的坡度以不大于为宜。但是为了便于排除厂内的积水， 坡度不小于。 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 度为。取液化醪密度。则液化醪雷诺数为 由式得 所以，液化醪呈湍流状态，查化工原理上册，图摩擦系数与雷 诺数及相对粗糙度ε的关系。查得摩擦。则直管阻力为 由式得 局部阻力各部局部阻力阻力系数如下表 表局部阻力阻力系数 项目标准 弯头 蝶阀止逆阀换热器三通 个数 单个阻力 系数 总阻力 系数 合计 则局部阻力为 ξ 由式得 取，罐底为。锥形封头 所以，泵的动压头取静压头为，即扬程为 考虑到磨损及成本，选择扬程为。 其中醪液的升举高度 该泵的选型大连第耐酸泵厂，泵的规格如下表 表泵的规格 流量扬程型号数量材质电机 功率转速型号 第二液化罐换热器的计算 进入螺旋板换热器的液化醪流量为来自的液 化醪，温度为，经过液化醪泵输送，进入用冷却水冷却至 根据成熟的实际声产经验，对于液化醪的冷却，应该选用不锈钢螺旋板式换热器 工艺参数如下表 表螺旋板式换热器工艺参数 项目工艺参数备注 设备材质 液化醪入口温度 液化醪出口温度 换热器形式螺旋板 总传热系数 冷却水入口温度 冷却水出口温度 平均温差 螺旋板换热器的总传热系数为 由热量方程 由式得液化醪需要换热的热量为 由式得螺旋板换热器的换热面积为 为保证达到换热要求，取换热面积为。 糖化工段的计算 基本工艺参数 糖化时需加入糖化酶，每小时加五桶，每桶，稀释水加入 折合加入的稀释液。糖化温度，糖化时间。 进入糖化罐的醪液的总量为 总 考虑到返混，圆整，最后糖化罐的体积取 糖化工段换热器的计算 糖化醪的温度，换热后的温度 冷却水入口温度，冷却水出口温度 液化醪的比热 液化醪的流量 平均温度 换热速率 换热面积 式中为注化工工艺设计手册国家医 药管理局上海医药设计院编第二版求得 冷却水用量 此处选为无锡市雪浪发酵工程设备厂的两个并联的换热器，其规格为 表换热器的规格 公称换 热面积 通道 间距 计算 换热面 积 流速 时 处理量 接管 公称 直径 型号 重量生产厂家 无锡市雪浪发酵工程设备厂 发酵工段 基本工艺参数 表基本工艺参数 序 号 项目单位参数 来自工段糖化醪的总流量 进入种子罐糖化醪流量 进入工段糖化醪流量 进入预发酵罐糖化醪流量 进入糖化醪流量 送往精馏段成熟醪流量 前发酵期 主发酵期 后发酵期 种子罐的选型 种子罐用来供活性干酵母静止复水浮水活化和增殖培养用。每次培养先罐内 注入工艺水，液位达到。加入安琪活性干酵母，静止复水分 钟，然后加入糖化醪，控制罐内温度。在小时内向该罐连续注入糖化醪，流量为，直到液位达到。再向预发酵罐分流。设计利用个种子 罐。 表规格根据成熟的生产经验取 项 目 公称 容积 直径 直边高 台 数 材质单重 顶盖形 式 底部形式 参 数 椭圆椎角 备 注 保证强 度 避免死角 种子罐循环泵选型 其作用是使酒母醪循环流动，在搅拌的同时，使罐内各部分温度相等。根据成熟 经验其选型为大连第耐酸泵厂 表泵的规格 流量扬程型号数量材质电机 功率转速型号 预发酵罐的计算 其作用是小修时作为酵母罐小修和洗罐时，酵母不够，直接往 投入活性干酵母，正常生产时作为扩培和主发酵罐用。 计算该罐的容积 进入该罐的糖化醪流量为，由和罐进入罐的酒母醪量 均为，则总进醪流量为。停留时间为，液位为。则预 发酵罐的公称体积为。需要留有生产弹性空间取。 表工艺参数 发酵阶段前发酵期主发酵期后发酵期合计 停留时间 保留醪液量 罐容积 罐数量 计算发酵罐结构尺寸为了防止死角，避免染菌，选用圆锥底。锥体高为为了保证压强， 选用锥型盖，锥体高为 根据经验，考虑罐的设计成本，实际生产中，大罐直径为，直 边高为，故 其全容积为 根据生产经验和计算结果，该罐的选型如下表 表罐的规格 公称 体积 计算体 积 工作容 积 罐 厚 罐底钢板厚罐顶钢板厚材质 不超过 碳钢涂 料 罐侧面和罐顶人孔直径 罐顶醪液进料管个数及管径个， 罐顶进气管径 气体分布组件孔径，开口方向斜向下保证搅拌均匀，防 止罐底醪液堆