年产10万吨酒精厂设计重点设备：发酵罐.pdf

1、 四 川 理 工 学 院毕业设计 年产10万吨酒精厂设计（重点设备:发酵罐）姓 名：刘天彪 学 号：11042020106 班 级：2011 级 1 班 专 业：生物技术及应用 指导教师：吴华昌 四川理工学院生物工程学院 2014 年 6 月四川理工学院毕业设计 四四 川川 理理 工工 学学 院院 毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）任务书 设计（论文）题目：年产 10 万吨酒精厂设计（重点设备：发酵罐）学院：生物工程 专业：生物技术及应用 班级：生技 111 学号：11042020106 学生：刘天彪 指导教师：吴华昌（教授）接受任务时间：2014.04.14 教研室主任：（签名）二级学院

2、院长：（签名）1 1毕业设计（论文）的主要内容及基本要求毕业设计（论文）的主要内容及基本要求 、全厂工艺论证；、全厂物料衡算、发酵车间热量（蒸汽、冷媒）、水量衡算；、发酵车间设备设计选型；、图纸绘制要求：图纸绘制要求：、全厂工艺流程方框图；、发酵罐装配图。、撰写设计说明书一份；、产品规格：食用酒精；、生产原料：红薯干片；、生产安排：年生产天数为 320 天；、厂址：四川某地。2 2指定查阅的主要参考文献及说明指定查阅的主要参考文献及说明 、吴思方主编.发酵工厂工艺设计概论M.中国轻工业出版社.2005；、梁世中主编.生物工程设备M.中国轻工业出版社.2005；、姚玉英主编.化工原理(上、下)M

3、.天津大学出版社.1999；、章克昌主编.酒精与蒸馏酒工艺学M.中国轻工业出版社,1998 年；、贾树彪主编.新编酒精工艺学M.化学工业出版社,2009 年。3 3进度安排进度安排 进进度度 设计（论文）各阶段名称设计（论文）各阶段名称 起起 止止 日日 期期 1 全厂工艺流程及工艺参数的选择与论04月14日-04月262 工艺计算 04月27日-05月103 重点车间设备设计选型 05月11日-05月204 图纸绘制 05月21日-05月295 设计说明书撰写、排版及装订 05月30日-06月12注：本表在学生接受任务时下达注：本表在学生接受任务时下达 四川理工学院毕业设计 II 摘摘 要要

4、 本设计为年产 10 万吨酒精厂发酵罐工艺设计。本设计采用先进的生产技术工艺，利用国内外先进的生产管理经验，本次设计的厂址选在四川某地，采用红薯干作为生产原料，采用连续蒸煮，连续（双酶）液化糖化，露天大罐连续发酵，六塔差压蒸馏。关键词：食用酒精，液化糖化，发酵，蒸馏 四川理工学院毕业设计 I 目录 摘 要.I 前 言.IV 第一章 工艺论证.1 1.1 酒精生产的标准和机理.1 1.1.1 酒精简介及食用酒精的标准.1 1.1.2 酒精发酵机理.1 1.2 酒精生产的原料.1 1.1.1 甘薯干（淀粉质原料）.1 1.2.2 甘薯的主要成分.2 1.2.3 甘薯作为酒精原料的优点.3 1.3.

5、辅助原料.3 1.4 原料的预处理.3 1.4.1 原料的除杂.3 1.4.2 原料的粉碎.4 1.4.3 原料的输送.4 1.5 原料的水热处理.5 1.5.1 蒸煮的目的.5 1.5.2 粉浆的预煮.5 1.5.3 蒸煮工艺.5 1.6 糖化工艺.6 1.6.1 糖化的目的.6 1.6.2 糖化工艺.7 1.7 糖化醪的发酵.8 1.7.1 发酵的目的和要求.8 1.7.2 影响酒精发酵的因素.9 1.7.3 生产工艺.10 1.7.4 发酵设备.11 1.8 酒精的蒸馏工艺.11 1.8.1 蒸馏车间操作流程.11 1.8.2 蒸馏工艺.12 1.9 发酵副产物.13 四川理工学院毕业设

6、计 II 1.9.1 二氧化碳的利用.13 1.9.2 酒糟的利用.13 1.9.3 其他副产品的利用.14 1.10 污水处理.14 1.10.1 生产过程中产污情况.14 1.10.2 污水种类.14 1.10.3 污水处理方法.14 第二章 全厂物料衡算.15 2.1 酒精生产过程的总物料衡算.15 2.1.1 原料消耗的计算.15 2.1.2 蒸煮醪量的计算.16 2.1.3 待发酵成熟醪量计算.18 2.1.4 成品与发酵醪量的计算.19 第三章发酵罐热量及水量衡算.21 3.1 糖化醪带入发酵罐的热量和发酵罐带出的热量.22 3.2 二氧化碳带走的热.22 3.3 冷却水带走的热量

7、.22 3.4 洗罐用水.22 3.5 酒精捕集器回收酒精用水.22 3.6 冷媒的衡算.23 第四章 酒精发酵设备的计算与设计选型.23 4.1 发酵罐容量的计算.23 4.2 发酵罐尺寸计算.24 4.3 冷却面积计算.25 4.4 二氧化碳排管直径计算.26 4.5 发酵罐洗涤装置计算选型.27 4.6 发酵罐壁厚的设计.27 4.7 进出料管的计算.27 4.8 人孔.27 4.9 取样口.28 4.10 温度、pH 探头孔.28 总结.29 参考文献.30 四川理工学院毕业设计 III 致谢.31 四川理工学院毕业设计 IV 前前 言言 酒精工业是在酿酒业的基础上发展起来的，我国对于

8、世界制酒业有许多重大贡献。近年来，我国酒精生产技术和生产水平又有了新的提高，新工艺新设备新菌种不断涌现，酒精产量有了较大增长，质量稳定提高；在节约代用，降低消耗，降低成本，提高劳动生产率，提高淀粉出酒率及开展综合利用与消除环境污染等各个方面，都取得了很大成绩。目前，我国大多数酒精厂已经采用了连续蒸煮糖化的工艺流程，全面实现了淀粉质原料生产酒精的连续化。我国酒精生产以发酵法占绝对优势，而且 80%左右的酒精都是用淀粉质原料生产。酒精的化学名称叫乙醇，为一种无色透明并且具有特殊芳香味和强烈刺激味的液体，是一种良好的有机溶剂。酒精及其副产品在化学工业、食品工业（如防腐剂）、国防工业（如无烟火药）、农

9、牧业（如杀虫剂、饲料）和交通运输业（如燃料）、医疗卫生事业（如消毒剂）和科研（如脱水剂）等方面有广泛的用途。用食用酒精制造各种配制酒、勾兑白酒，强化葡萄酒以及用以酿制食醋、各种酒精性饮料和作为食品添加剂。四川理工学院毕业设计 1 第一章第一章 工艺论证工艺论证 1.1 酒精生产的酒精生产的标准和机理标准和机理 1.1.1 酒精简介及食用酒精的标准 酒精学名“乙醇”，是酒的主要成分。它的主要物理性质是常温呈液态，无色透明，易挥发，易燃烧，沸点为 78.3c，熔点为-114c，溶于水，不易感染杂菌，刺激性较强，可溶于酸碱和少量油类，不溶解于盐类。酒精作为一种原料性的产品，其产品质量必须达到一定的标

10、准。通常，酒精按含杂质多少分为：无水酒精、试剂酒精、食用酒精，医药酒精，工业酒精。其食用酒精国家标准见下表 1-1 所示:1.1.2 酒精发酵机理 发酵原是一种自发性的天然过程，微生物在合适的基质上生长，分泌出各种酶将食物中的蛋白质和碳水化合物分解，并将之吸收及转化，最终形成风味物质。而微生物的品种、基质的种类及预处理方法，以及发酵过程中环境条件的调控等，都是影响产品风味的重要因素。代谢产生的酒精可与水以任意比例混合，然后穿过细胞进入发酵液。发酵过程中产生的二氧化碳逐渐溶于发酵醪中，达到饱和时，便吸附于细胞表面，超过吸附能力时，则二氧化碳变为气泡上升，又由于二氧化碳之间的相互碰撞，形成更大的气

11、泡上升。二氧化碳的上升带动了醪液中酵母细胞的上下浮动，从而使酵母细胞更充分地与醪液中的糖分接触，进而使发酵作用进行得更充分和更彻底。酒精酵母不含有阿尔法淀粉酶和贝塔淀粉酶，所以不能直接利用淀粉进行发酵。因此，在利用淀粉原料生产酒精时，必须先进行糖化。酵母菌体内与酒精发酵关系密切的酶主要有两类：一类水解酶，它能将大分子物质分解为小分子物质，如蔗糖酶、麦芽糖酶及甘糖酶；另一类是酒化酶，是参与酒精发酵的各种酶及辅酶的总称（酵母细胞参与活动将糖转化为酒精），如氧化还原酶、烯醇化酶等胞内酶。1.2 酒精生产的原料酒精生产的原料 1.1.1 甘薯干（淀粉质原料）缠绕草质藤本。属一年生或多年生蔓生草本。又名

12、山芋、红芋、番薯、红薯、白薯、地瓜、红苕等，因地区不同而有不同的名称。地下根顶端通常有 410 多个分枝，各分四川理工学院毕业设计 2 枝未端膨大成卵球形的块根。茎左旋，基部有刺，被丁字形柔毛。单叶互生，阔心脏形，一般的长和宽不超过 10 厘米，顶端急尖，基部心形，基出脉 913，被丁字形长柔毛，尤以背面较多；叶柄长 58 厘米，基部有刺。雄花序为穗状花序，单生，长约 15 厘米，雄花无梗或具极短的梗，通常单生，稀有 24 朵簇生，排列于花序轴上；苞片卵形，顶端渐尖；花被浅杯状，被短柔毛，外轮花被片阔披针形，长 18 毫米，内轮稍短。雌穗状花序单生于上部叶腋，长达 40 厘米，下垂，花序轴稍有

13、棱。蒴果较少成熟，三棱形，顶端微凹，基部截形，每棱翅状，长约 3 厘米，宽约 1.2 厘米；种子圆形，具翅。花期初夏。分布于亚洲东南部，栽培及野生均有。块根可供食用。表 1-1 食用酒精国家标准 项目 特级 优级 普通级 外观 无色透明 气味 具有乙醇固有的香味，香味纯正 无异臭 口味 纯净，微甜 较纯正 1.2.2 甘薯的主要成分 甘薯的 主要成分分列于下表：表 1-2 甘薯干的主要成分（%）项 目 特 级 优 级 普 通 级 色度/号 10 乙醇/（体积分数）96.0 95.5 95.0 硫酸试验/号 10 60 氧化时间/min 40 30 20 醛/mg/L 1 2 30 甲醇/mg/

14、L 2 50 150 正丙醇/mg/L 2 15 100 异丁醇异戊醇/mg/L 1 2 30 酸（以乙酸计）/mg/L 7 10 20 酯（以乙酸乙酯计）/mg/L 10 18 25 不挥发物/mg/L 10 15 25 重金属（以 Pb 计）/mg/L 1 氰化物（以 HCN 计）/mg/L 5 四川理工学院毕业设计 3 种类 水分 粗蛋白 粗脂肪 碳水化合物 粗纤维 无机盐 甘薯干 12.9 6.1 0.5 76.7 1.4 2.4 甘薯可以直接做酒精生产的原料，但是为了便于储存，供工厂全年使用，一般将鲜甘薯切成条或丝，然后晒成甘薯干。1.2.3 甘薯作为酒精原料的优点 (1)单位亩产量

15、高，1979 年全国平均亩产 569kg，高的可达 15002500kg，按淀粉计算达 300 一 500kg/亩，是谷物淀粉产量的 3 一 5 倍。(2)种值面积大，1979 年全国种植面积达 1.63 亿亩。1990 年全国年产量达 2768万吨。(3)甘薯的淀粉含量高，纤维少，并有适量的蛋白质，加工比较容易，淀粉利用率较高。综上所述，甘薯(甘薯干)是一种良好的酒精生产原料，为我国大多数工厂所采用，因此本设计用甘薯干为生产原料。1.3.辅助原料辅助原料 酒精生产中的辅助材料主要有酶制剂、活性干酵母、尿素、纯碱、硫酸等。只要满足工艺需要并且在成本方面不是高的就可以通过购买来获得。耐高温活性干

16、酵母在酒精生产中的优越性：1)糖液直接由糖化罐泵入，省去传统酵母扩配对糖业的灭菌过程，从而节约了水、电、气等能耗；2)可将主发酵期温度控制提高 24，节约了冷却水用量且利于控制；3)耐高温，主发酵温度可达 32，耐乙醇可达 13%（V），有效利用采用浓醪发酵，节约成本；4)pH 在 3.6 左右，可正常发酵，抑制杂菌生长繁殖，降低发酵损失；5)发酵速度快，发酵周期短，提高了生产效率，使酒精生产负荷调整更加灵活。1.4 原料的预处理原料的预处理 1.4.1 原料的除杂 淀粉质原料在收货和干燥的过程中，往往会掺杂进泥土、沙石、纤维质杂物、甚至四川理工学院毕业设计 4 是金属快杂物。这些杂物如果不在

17、生产前出去，则将严重影响生产的正常运转。为了清除这些杂志，最常用的方法有筛选、风选和磁力除铁，儿磁力除铁又可以分为永久性磁力除铁和电磁铁除铁器。电磁铁除铁器具有固定不变的额磁场，因此比永久性磁铁除铁器更完善，所以选用电磁铁除铁器。1.4.2 原料的粉碎 原料进行水热处理的目的是要使包含在原料细胞内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，为随后的淀粉酶系所作用，并为淀粉转化为可发酵性糖创造良好条件，就目前的情况来看，先将原料粉碎，再在较缓和的条件下进行蒸煮是比较好的方法。原料的粉碎方法有两种:干式粉碎和湿式粉碎。其优缺点比较如下表：表 1-3 干式粉碎和湿式粉碎的优缺点比较 粉

18、碎方法 优点 缺点 干式粉碎 粉碎后的原料可以储藏，能耗低，最终得到的原料颗粒一般通过 1.21.5mm 筛孔 原料粉碎时粉末易飞扬，造成原料的损失，且劳动条件较差 湿式粉碎 原料粉末不易飞扬，可以减少原料的损失和改善劳动条件，还可以省去除尘设备 所粉碎的料将只能立即用于生产，不宜储藏，耗电量比干式粉碎高 810%，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，因原料采用的是甘薯干，为节约成本，所以最终采用干式粉碎。干式粉碎采用粗碎和细碎粉碎工艺，因为两级粉碎的动力消耗低，原料经过粗碎后原料颗粒应能通过 610mm 的筛孔，再经细碎后，最终原料颗粒能通过 1.21.5mm 的筛孔，

19、因为原料粉碎至直径为 11.8mm 的原料颗粒易于吸水膨胀和较彻底糊化。锤式粉碎机的结构比较简单，更换筛板和锤刀操作方便，对原料品种变化的适应性强，操作要求也不高。因此目前国内大多数酒精厂都采用锤式粉碎机。1.4.3 原料的输送 在原料粉碎前进入粉碎机和送入调浆桶涉及到的原料的输送问题，目前国内酒精厂采用综上所述，物料输送采用混合输送，其工艺流程如图 1-1 所示。四川理工学院毕业设计 5 图 1-1 混合输送工艺流程图 1.5 原料的水热处理原料的水热处理 1.5.1 蒸煮的目的 含在原料细胞中的淀粉颗粒，由于植物细胞壁的保护作用，不易受到淀粉酶系统的作用。另外，不溶解状态的淀粉被常规糖化酶

20、糖化的速度非常缓慢，水解程度也不高。所以，淀粉原料在进行糖化之前一定要经过水一热处理，使淀粉从细胞中游离出来，并转化为溶解状悉，以便淀粉酶系统进行糖化作用。目前，除少数小型酒精厂仍采用间歇蒸煮外，大多数工厂都采用连续蒸煮工艺。所以本设计也采用连续蒸煮工艺 1.5.2 粉浆的预煮 粉碎原料加水制成粉浆，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，也就不能糊化，这将导致不溶解淀粉数量的增加，出酒率因此降低。粉料结块的主要原因是搅拌不充分或者不均匀、搅拌温度过高，达到或者接近糊化温度。根据这种情况，制备粉浆时，应该选择好的搅拌器的结构，保证必要的搅拌速

21、度，严格控制搅拌用水的温度，使它不超过原料糊化温度，一般应控制在 65左右。如前所诉，55-65这一温度区域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，在预蒸煮时升温速度要快，并且达到预定温度后迅速送去蒸煮。在拌料过程中相应的加入-淀粉酶。1.5.3 蒸煮工艺 蒸煮艺分为：间歇蒸煮和连续蒸煮。其优缺点比较如下：优点：间歇蒸煮的设备简单，操作方便，投资业较少，适用于生产规模较小的工厂；缺点：1)蒸汽消耗大，而且量不均匀，造成锅炉操作的困难和耗损的增加；2)辅助操作时间长，设备利用率低；3)蒸煮质量差，出酒率低；4)难以实现操作过程自动化。通过对两种蒸

22、煮工艺的比较，该厂确定选用能耗低，设备利用率高、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。四川理工学院毕业设计 6 其连续蒸煮工艺流程图如下：图 1-2 连续蒸煮工艺流程图 粉碎后的原料蒸煮时加水制成粉浆，其料水比 1:2.5，水温为 50，并加入 淀粉酶，然后进行低温蒸煮，其时间为 5-7min，温度控制在 88，第一、第二维持罐的温度分别控制在 88、84，并在里面停留 40min 左右，最后醪液进入薄板换热器，降温到糖化温度：63。1.6 糖化工艺糖化工艺 甘薯干原料在蒸煮后得到的蒸煮醪，在发酵前均要加入一定数量的糖化剂，使淀粉在淀粉酶的作用下水解成可发酵性糖，这个淀粉转化

23、成可发酵性糖的过程叫糖化。糖化后的醪液叫做糖化醪。淀粉的液化和糖化作用会产生很多的中间产物，主要是不同聚合度的糊精，糖化的最终产物是要更多的产生可发酵性糖，也有少数的不发酵性糖类物质。因此，糖化的目的是将淀粉充分转化成可发酵性糖，其中淀粉酶水解就是-1,4 葡萄糖苷键和-1,6 葡萄糖苷键断裂。1.6.1 糖化的目的 糖化的目的是将淀粉酶解成可发酵性糖的过程。淀粉质原料蒸煮以后得到的蒸煮醪，在发酵前均要加入一定量的糖化剂，使淀粉在淀粉酶的作用下水解成酵母能发酵的糖类（可发酵性糖），但是在糖化工序内不可能将全部淀粉都转化为可发酵性糖，相当一部分淀粉和糊精在发酵过程中进一步被水解，再进行发酵。四川

24、理工学院毕业设计 7 1.6.2 糖化工艺 糖化过程由以下操作组成：蒸煮醪冷却至糖化温度；加糖化剂，使蒸煮醪液化、糖化以及物料的巴氏灭菌；糖化醪冷却到发酵温度；用泵将醪液送往发酵车间。糖化可分为：间歇糖化工艺、连续糖化工艺和双液流糖化工艺。在间歇糖化时，所有的操作，除最后的泵送外都是在一个糖化锅中完成的；而在连续糖化工艺过程中，则分别在不同的设备中完成的（糖化锅、冷却器等）；双流液糖化工艺是在两个糖化锅内进行，第一部分醪液用的糖化剂是总量的 2/3，另一部分则是 1/3，前一部分糖化醪送往发酵槽组的第一只发酵罐（首罐），后一部分糖化醪送往第二只发酵罐。三种糖化工艺的比较如下表：表 1-4 糖化

25、工艺比较 糖化方法 优点 缺点 间歇糖化 设备简单，操作方便。适用于一些小厂和液体白酒厂 设备利用率低，很难实现自动化控制 连续糖化 节约时间，提高设备利用率，便于实现自动化控制 设备较复杂，对设备的要求高 双液流糖化 可使连续糖化速度提高 40%左右，在缩短发酵周期的同时，成熟发酵液中残余的还原糖量也减少 糖化设备比其他的糖化工艺多 综上所述：考虑糖化时间、设备利用率以及为发酵做的贡献，最终选用：连续（双液流）糖化工艺。连续糖化的特点是：蒸煮醪在进入糖化锅以前，在螺旋薄板换热器内冷却至 63。其工艺流程如下：四川理工学院毕业设计 8 图 1-3 糖化工艺流程图 1.7 糖化醪的发酵糖化醪的发

26、酵 1.7.1 发酵的目的和要求 淀粉质原料经过预处理、蒸煮和糖化等物理和生物化学过程，淀粉以充分糊化和液化，其中相当一部分以转化成可发酵糖。这种糖化醪送入发酵罐，接入酒母后，在后者的作用下，醪中的糖被发酵生成乙醇和二氧化碳；而保存下来的糖化酶也不断地将残存的糊化了的淀粉转化成可发酵性糖，就这样酵母的酒精发酵和后糖化作用相互配合，最终将醪中的绝大的淀粉及糖转化成乙醇和二氧化碳，这就是糖化醪发酵的目的。在进行发酵时，应尽量满足和创造以下条件：1)在发酵前期，要创造条件，让酵母迅速繁殖，并占绝对统治地位；2)保持一定量的糖化酶的活力，使糖化醪中糊化了的淀粉继续被分解，生成可发酵性糖，即要保证后糖化

27、的继续进行；3)发酵过程的中期和后期，要造成厌氧条件，使酵母在无氧条件下进行糖的酒精发酵；4)要搞好杂菌的污染防治工作，避免因此造成损失；5)要采取必要的措施，提高酒精发酵强度，降低酒精厂的造价和酒精生产成本；6)注意回收二氧化碳及夹带的酒精，二氧化碳应进一步应用。四川理工学院毕业设计 9 1.7.2 影响酒精发酵的因素 1）稀释速度 在间歇发酵中，糖化醪要求在自接种后 8-10h 内完成，这样可以有较长的后发酵时间，将糊精彻底水解发酵；在连续发酵过程中，各罐基本处于相对稳定的发酵状态。为了保持这一状态，要求进入各罐的发酵醪糖分基本上等于被酵母消耗的糖分。2）pH 的控制 发酵醪中，因为乳酸菌

28、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。pH 的控制既要考虑到要适宜于酵母菌的繁殖和代谢，又要考虑适宜于各种糖化酶的作用。由于连续发酵无氧条件要求较严，其 pH 控制在 4.0-4.5 为宜，间歇发酵 pH 可以控制在 4.7-5.0。pH 的控制可用硫酸来调节。3)温度的控制 温度对微生物生命活动影响很大，发酵质量的好坏与温度的控制关系极为密切。酒精酵母繁殖温度为 27-30，发酵温度为 30-33，如果温度高于 40（用进水温度为 17出水温度为 29的自来水冷却）,则酒精发酵很难进行。产酸细菌繁殖最适宜温度为 37-50，因此高温发酵易被细菌污染。生产中发酵醪温度可以根据发酵

29、形式不同进行控制。间歇发酵：接种温度 27-30；发酵温度 30-34；后发酵温度 30。连续发酵各罐温度控制在 30-33。4）发酵醪的滞留和滑漏问题 在间歇发酵中不存在醪液的滞留和滑漏问题，但在连续发酵工艺中，这个问题就十分严重了。多级连续发酵的醪液始终处于流动状态，并能使每一发酵罐的醪液处于相对的均衡状态这就要求保持先进先出，防止滞留和滑漏的现象发生。5）发酵醪浓度 酒精发酵要求在一定浓度的醪液中进行，醪液浓度高低，直接影响到生产成绩。糖化醪浓度稀，虽然有利于酵母的代谢活动，提高出酒率，但是浓醪发酵有提高设备利用率、节约水、电、气等，降低成本，增加产量的优点。因此生产上尽量采用浓醪发酵。

30、正常发酵浓度一般在 16-18Bx，其发酵成熟醪酒精含量在 8-10%（体积）。6）关于缩短发酵时间 用糖蜜原料发酵时间为 24-32h，用淀粉质原料发酵时间为60h 以上。为节约发酵时间，就需要设法加速支链中的-1,6 糖苷键。解决这个问题的方法选育糖化酶含量高的菌种，以加强糖化作用。另外，采用连续发酵和选用发酵力强的酵母菌种，也是加速发酵、缩短发酵时间的有力措施。酒精发酵的方式有三种：间歇式发酵、半连续发酵和连续式发酵。这三种方式的优缺点比较如表：综上所诉：考虑到本厂酒精年产量为 10 万吨，虽然半连续发酵和连续发酵都易染四川理工学院毕业设计 10 菌，但是在发酵过程中控制好酸度或者添加抗

31、生素抑制杂菌生长，并且间歇发酵这种投资较多，占地面积较宽。所以本设计最终采用露天大罐连续发酵生产工艺。发酵温度控制在 30-34，pH 控制在 4.2-4.5，发酵时间为 70-80h，发酵成熟醪浓度为 16-18Bx，发酵过程中添加青霉素防止染菌，使生产控制趋于自动化。表 1-5 各种发酵方式的优缺点比较 发酵方式 优点 缺点 间歇发酵 设备简单，易于操作，不易染菌，适用于小型酒厂 设备利用率低，酒母消耗量大 半连续发酵 酒母消耗量小，可适当缩短发酵时间 易染杂菌 连续发酵 设备运行稳定和利用率高，提高淀粉的酒精得率，不需要连续酵母扩培工序，便于实现自动化 易染杂菌操作要求和设备要求高 1.

32、7.3 生产工艺 考虑到在发酵的过程中糖化醪中的可发酵性糖在不断的消耗，为了使其中的糖在一定定时间内保持在一定量的利于酵母的生长和发酵，所以选择用连续发酵法，并且一个与发酵罐，降低发酵罐组首罐的稀释率。预发酵罐在发酵车间开机和换罐时，可以作为酵母罐提供适量的酒母投入到连续发酵罐组中。连续法发酵的操作方法：生产开始时，先将规定数量的酒母（活性干酵母）打入到酒母罐让酒母复水活化，同时进行连续添加糖化醪，待发酵醪中酵母含量达到 2.0 亿个/ml 以上时，再以适量的流量添加到 1#罐中，同时以相同的流量向预发酵罐中添加新鲜糖液；也向 1#发酵罐流加适当的新鲜糖液；当 1#罐装满后，向 2#罐流加，2

33、#罐装满后以相同的速度打入 3#罐、4#罐、成熟醪储罐，将以同样的速度送入蒸馏系统。在发酵过程中各罐的 pH 控制在 3.6，并且 1#罐温度控制在：32-33；2#罐温度控制在 34-36；3#罐-成熟醪储罐温度控制在低于 37。流加糖液时应注意速度：将 1#罐的稀释率控制在 0.05-0.06 之间，若流加得太快，则会造成发酵醪中的酵母密度低，不易造成酵母的群体密集优势，杂菌感染幽可能发生；若流加得太慢，则将延长满罐时间，可能造成可发酵物质的损失。糖液在发酵罐中停留时间 55h。发酵醪成熟的参数指标是酒精含量 10%（体积）。在发酵醪送入发酵罐前或者是清洗发酵罐时，使用 CIP 进行冲刷罐体和杀菌；先用清水喷洗罐体后再用 4%的碱液喷洗 30min，再用清水喷洗罐体，洗干净后即可使用。发酵过程工艺流程控制如下图：四川理工学院毕业设计 11 图 1-4 发酵工艺流程控制图 1.7.4 发