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文檔簡介
第三章工藝流程設(shè)計(jì)生產(chǎn)工藝流程設(shè)計(jì)的主要任務(wù):1.確定由原料到成品的各個(gè)生產(chǎn)過程及順序,2.繪制工藝流程圖生產(chǎn)工藝流程的設(shè)計(jì)生產(chǎn)方法和生產(chǎn)規(guī)模確定后就可以開展設(shè)計(jì)生產(chǎn)工藝流程示意圖。生產(chǎn)工藝流程示意圖出來后,可以進(jìn)行物料衡算和能量衡算以及部分設(shè)備計(jì)算與選型。待設(shè)備設(shè)計(jì)全部完成后,再修改、充實(shí)工藝流程草圖,根據(jù)流程草圖和設(shè)備設(shè)計(jì)進(jìn)行車間布置設(shè)計(jì)。根據(jù)車間布置圖再來修改工藝流程草圖,最后得出生產(chǎn)工藝流程圖。生產(chǎn)方法選擇的主要依據(jù)1.原料來源、種類和性質(zhì)2.產(chǎn)品的質(zhì)量和規(guī)格3.生產(chǎn)規(guī)模4.技術(shù)水平5.建廠地區(qū)的自然環(huán)境6.經(jīng)濟(jì)合理性工藝流程設(shè)計(jì)原則1.產(chǎn)品質(zhì)量符合國家標(biāo)準(zhǔn)與銷售地區(qū)的質(zhì)量要求。2.盡量采用成熟的,先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備。3.實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn),減少或消除對(duì)環(huán)境的污染。4.確保安全生產(chǎn),保證人身與設(shè)備安全。5.生產(chǎn)過程盡量采用機(jī)械化和自動(dòng)化,實(shí)現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)。工藝流程圖工藝流程的設(shè)計(jì)步驟工藝流程圖是用來表達(dá)化工生產(chǎn)工藝流程的設(shè)計(jì)文件。工藝流程圖生產(chǎn)工藝流程示意圖工藝物料流程圖施工流程圖(帶控制點(diǎn)工藝流程)這幾種圖由于要求不同,其內(nèi)容和表達(dá)的重點(diǎn)也不一致,但彼此之間卻有著密切的聯(lián)系。在工藝路線選定后,進(jìn)行概念性設(shè)計(jì)時(shí)完成,不編入設(shè)計(jì)文件在初步設(shè)計(jì)階段中,完成物料衡算時(shí)繪制在物料流程圖的基礎(chǔ)上繪制、內(nèi)容較為詳細(xì)的一種工藝流程圖工藝流程圖生產(chǎn)工藝流程示意圖
1生產(chǎn)工藝流程示意圖的作用及內(nèi)容作用:表達(dá)物料從原料到成品或半成品的工藝過程,及所使用的設(shè)備和機(jī)器。用于設(shè)計(jì)開始時(shí)的工藝方案的討論,也可作為施工流程圖的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。內(nèi)容:①設(shè)備——用示意圖表示生產(chǎn)過程中所使用的機(jī)器、設(shè)備;用文字、字母、數(shù)字注寫設(shè)備的名稱和位號(hào)。②工藝流程——用工藝流程線及文字表達(dá)物料由原料到成品或半成品的工藝流程。工藝流程圖設(shè)備設(shè)備位號(hào)工藝流程線用文字表明流程情況某物料殘液蒸餾處理的工藝流程示意圖工藝流程圖生產(chǎn)工藝流程示意圖畫法按照工藝流程的順序,把設(shè)備和工藝流程線自左至右的展開畫在一個(gè)平面上,并加以必要的標(biāo)注和說明。設(shè)備畫法設(shè)備位號(hào)及名稱的注寫工藝流程線的畫法用細(xì)實(shí)線畫出設(shè)備的大概輪廓和示意圖,一般不按比例,但應(yīng)保持它們的相對(duì)大小。
V0408A真空受槽車間或工段號(hào)
設(shè)備分類號(hào)
設(shè)備序號(hào)相同設(shè)備的序號(hào)設(shè)備名稱
用粗實(shí)線來繪制主要物料的工藝流程線,用箭頭標(biāo)明物料的流向,并在流程線的起始和終了位置注明物料的名稱、來源或去向。a)管道相連(b)管道交叉工藝流程圖工藝流程草圖工藝流程草圖是在示意圖的基礎(chǔ)上,用圖形與表格相結(jié)合的形式,反映設(shè)計(jì)中物料衡算和熱量衡算結(jié)果的圖樣。在方案流程圖上增加以下內(nèi)容:在設(shè)備位號(hào)及名稱的下方加注設(shè)備特性數(shù)據(jù)或參數(shù);如:換熱設(shè)備的換熱面積;塔設(shè)備的直徑、高度;貯罐的容積;機(jī)器的型號(hào)等;在流程的起始處以及使物料產(chǎn)生變化的設(shè)備后,列表注明物料變化前后其組份的名稱、流量(kg/h)、摩爾分率(%)等參數(shù)及各項(xiàng)的總和,實(shí)際書寫項(xiàng)目依具體情況而定。表格線和指引線都用細(xì)實(shí)線繪制。工藝流程圖工藝流程草圖
物料變化前后
設(shè)備特性數(shù)據(jù)或參數(shù)工藝流程圖P帶控制點(diǎn)工藝流程圖(施工流程圖)施工流程圖的內(nèi)容:設(shè)備示意圖:帶接管口的設(shè)備示意圖,注寫設(shè)備位號(hào)及名稱;管道流程線:帶閥門等管件和儀表控制點(diǎn)(測(cè)溫、測(cè)壓、測(cè)流量及分析點(diǎn)等)的管道流程線,注寫管道代號(hào);對(duì)閥門等管件和儀表控制點(diǎn)的圖例符號(hào)的說明;標(biāo)題欄。帶控點(diǎn)的工藝流程圖是在方案流程圖的基礎(chǔ)上繪制的,內(nèi)容較為詳盡的一種工藝流程圖。是設(shè)計(jì)、繪制設(shè)備布置圖和管道布置圖的基礎(chǔ),又是施工安裝和生產(chǎn)操作時(shí)的主要參考依據(jù)。在施工流程圖中應(yīng)把生產(chǎn)中涉及到的所有設(shè)備、管道、閥門以及各種儀表控制點(diǎn)等都畫出。工藝流程圖3.4帶控制點(diǎn)工藝流程圖(施工流程圖)設(shè)備示意圖管道流程線設(shè)備位號(hào)管道代號(hào)閥門儀表工藝流程圖設(shè)備的畫法與標(biāo)注在施工流程圖中,設(shè)備的畫法與工藝流程草圖處基本相同。與工藝流程草圖不同的是:對(duì)于兩個(gè)或兩個(gè)以上的相同設(shè)備一般應(yīng)全部畫出。施工流程圖中每個(gè)工藝設(shè)備都應(yīng)編寫設(shè)備位號(hào)并注寫設(shè)備名稱。與工藝流程草圖中的設(shè)備位號(hào)應(yīng)該保持一致。當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)中包括兩個(gè)或兩個(gè)以上完全相同的局部系統(tǒng)時(shí),可以只畫出一個(gè)系統(tǒng)的流程,其它系統(tǒng)用雙點(diǎn)劃線的方框表示,在框內(nèi)注明系統(tǒng)名稱及其編號(hào)。
帶控制點(diǎn)工藝流程圖(施工流程圖)工藝流程圖帶控制點(diǎn)工藝流程圖(施工流程圖)管道流程線的畫法及標(biāo)注細(xì)實(shí)線0.15mm-0.3mm中粗線0.5mm-0.7mm粗實(shí)線0.9mm-1.2mm噴淋管伴熱(冷)管道同心異徑管管線寬度與其相接的新管線寬度相同原有管線柔性管氣動(dòng)信號(hào)線翅片管電動(dòng)信號(hào)線
儀表管道管道隔熱層引線、設(shè)備、管件、閥門、儀表等圖例夾套管其它物料管道電伴熱管道主要物料管道名稱圖例名稱工藝流程圖帶控制點(diǎn)工藝流程圖(施工流程圖)管道流程線要用水平和垂直線表示,注意避免穿過設(shè)備或使管道交叉,在不可避免時(shí),則將其中一管道斷開一段,管道轉(zhuǎn)彎處一般畫成直角。
a)管道相連(b)管道交叉管道流程線上應(yīng)用箭頭表示物料的流向。圖中的管道與其它圖紙有關(guān)時(shí),應(yīng)將其端點(diǎn)繪制在圖的左方或右方,并用空心箭頭標(biāo)出物料的流向(進(jìn)或出),在空心箭頭內(nèi)注明與其相關(guān)圖紙的圖號(hào)或序號(hào),在其上方注明來或去的設(shè)備位號(hào)或管道號(hào)或儀表位號(hào)。進(jìn)出工藝流程圖帶控制點(diǎn)工藝流程圖(施工流程圖)施工流程圖中的每條管道都要標(biāo)注管道代號(hào)。橫向管道的管道代號(hào)注寫在管道線的上方;豎向管道則注寫在管道線左側(cè),字頭向左。管段序號(hào)工段號(hào)物料代號(hào)VE0401—32x3.5B管路外徑壁厚管道材料代號(hào)隔熱或隔音的功能管路的使用溫度范圍管道等級(jí)代號(hào)CW0401—32x3.5A1A—C6工段號(hào)按工程規(guī)定填寫,采用兩位數(shù)字,從01開始,至99為止管段序號(hào)采用兩位數(shù)字,從01開始,至99為止,相同類別的物料在同一主項(xiàng)內(nèi)以流向先后為序,順序編號(hào)管道尺寸一般標(biāo)注公稱通徑以mm為單位,注數(shù)字,不注單位工藝流程圖帶控制點(diǎn)工藝流程圖(施工流程圖)閥門等管件的畫法與標(biāo)注管道上的管道附件有閥門、管接頭、異徑管接頭、彎頭、三通、四通、法蘭、盲板等。這些管件可以使管道改換方向、變化口徑,可以連通和分流以及調(diào)節(jié)和切換管道中的流體。截止閥閘閥球閥直流截止閥螺紋管帽管端盲板管帽法蘭連接管端法蘭(蓋)鶴管三通截止閥三通球閥四通球閥四通旋塞閥工藝流程圖帶控制點(diǎn)工藝流程圖(施工流程圖)閥門等管件的畫法與標(biāo)注在施工流程圖中,管道附件用細(xì)實(shí)線按規(guī)定的符號(hào)在相應(yīng)處畫出。閥門圖形符號(hào)尺寸一般為長為6mm,寬為3mm或長為8mm,寬為4mm。為了安裝和檢修等目的所加的法蘭、螺紋連接件等也應(yīng)在施工流程圖中畫出。管道上的閥門、管件要按需要進(jìn)行標(biāo)注。當(dāng)它們的公稱直徑同所在管道通徑不同時(shí),要注出它們的尺寸。當(dāng)閥門兩端的管道等級(jí)不同時(shí),應(yīng)標(biāo)出管道等級(jí)的分界線,閥門的等級(jí)應(yīng)滿足高等級(jí)管的要求。對(duì)于異徑管標(biāo)注大端公稱通徑乘小端公稱通徑。
測(cè)量點(diǎn)工藝流程圖帶控制點(diǎn)工藝流程圖(施工流程圖)儀表控制點(diǎn)的畫法與標(biāo)注在施工流程圖上要畫出所有與工藝有關(guān)的檢測(cè)儀表、調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)、分析取樣點(diǎn)和取樣閥(組);儀表控制點(diǎn)用符號(hào)表示,并從其安裝位置引出。符號(hào)包括圖形符號(hào)和字母代號(hào),它們組合起來表達(dá)儀表功能、被測(cè)變量、測(cè)量方法。儀表的圖形符號(hào)檢測(cè)、顯示、控制等儀表的圖形符號(hào)是一個(gè)細(xì)實(shí)線圓圈,其直徑約為10mm。圈外用一條細(xì)實(shí)線指向工藝管線或設(shè)備輪廓線上的檢測(cè)點(diǎn)。工藝流程圖帶控制點(diǎn)工藝流程圖(施工流程圖)就地儀表盤面后安裝儀表集中儀表盤面安裝儀表集中儀表盤面后安裝儀表嵌在管道內(nèi)就地儀表盤面安裝儀表就地安裝儀表備注圖形符號(hào)安裝位置備注圖形符號(hào)安裝位置儀表安裝位置的圖形符號(hào)
工藝流程圖帶控制點(diǎn)工藝流程圖(施工流程圖)儀表位號(hào)儀表位號(hào)的組成被測(cè)變量字母代號(hào)功能字母代號(hào)PRC—301序號(hào)工段代號(hào)儀表位號(hào)的標(biāo)注方式就地安裝的壓力指示儀表PRC
301集中儀表盤面安裝的壓力記錄控制儀表
PI60工藝流程圖圖幅和附注施工流程圖一般采用一號(hào)圖幅,橫幅繪制,特別簡單的用二號(hào)圖幅,不宜加寬和加長。附注的內(nèi)容是對(duì)流程圖上所采用的,除設(shè)備外的所有圖例、符號(hào)、代號(hào)作出的說明。工藝流程圖施工流程圖的閱讀一、看標(biāo)題欄和圖例中的說明
工藝流程圖施工流程圖的閱讀二、掌握系統(tǒng)中設(shè)備的數(shù)量、名稱及位號(hào)
工藝流程圖施工流程圖的閱讀三、了解主要物料的工藝施工流程線
工藝流程圖施工流程圖的閱讀四、了解其它物料的工藝施工流程線工藝流程圖P帶控制點(diǎn)工藝流程圖(施工流程圖)熔鹽FSL生產(chǎn)廢水WW低壓過熱蒸汽LUS排液、導(dǎo)淋DR軟水SW低壓蒸汽LS原水、新鮮水RW高壓過熱蒸汽HUS熱水上水HWS高壓蒸汽HS熱水回水HWR儀表空氣IA消防水FW壓縮空氣CA合成氣SG飲用水、生活用水DW空氣AR轉(zhuǎn)化氣CG脫鹽水DNW工藝水PW氨水AW液體乙烯或乙烷ERL循環(huán)冷卻水上水CWS工藝固體PS放空VT氣體乙烯或乙烷ERG循環(huán)冷卻水回水CWR液固兩相流工藝物料PLS真空排放氣VE液氨AL化學(xué)污水CSW工藝液體PL泥漿SL氣氨AG鍋爐給水BW氣固兩相流工藝物料PGS氮N天然氣NG伴熱蒸汽TS氣液兩相流工藝物料PGL惰性氣IG固體燃料FS蒸汽冷凝水SC工藝氣體PG氫H液體燃料FL中壓過熱蒸汽MUS工藝空氣PA物料名稱代號(hào)代號(hào)物料名稱代號(hào)代號(hào)物料名稱物料名稱物料代號(hào)工藝流程圖P帶控制點(diǎn)工藝流程圖(施工流程圖)A
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A管道材質(zhì)的類別順序號(hào)管道的公稱壓力管道等級(jí)工藝流程圖P帶控制點(diǎn)工藝流程圖(施工流程圖)HGFEDCBA代號(hào)襯里及內(nèi)防腐非金屬有色金屬不銹鋼合金鋼普通低合金鋼碳鋼鑄鐵材料類別管道材質(zhì)類別工藝流程圖P帶控制點(diǎn)工藝流程圖(施工流程圖)
管道公稱壓力等級(jí)
20.0MPaT4.0MPaP600LBD32.0MPaW16.0MPaS2.5MPaN2500LBG400LBC25.0MPaV10.0MPaR1.6MPaM1500LBF300LBB22.0MPaU6.4MPaQ1.0MPaL900LBE150LBA公稱壓力代號(hào)公稱壓力代號(hào)公稱壓力代號(hào)公稱壓力代號(hào)公稱壓力代號(hào)壓力等級(jí)(用于國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn))壓力等級(jí)(用于ANSI標(biāo)準(zhǔn))工藝流程圖P帶控制點(diǎn)工藝流程圖(施工流程圖)隔熱及隔聲代號(hào)采用隔聲材料隔聲N采用夾管套和保溫材料夾套伴熱J采用熱油伴管和保溫材料熱油伴熱O采用熱水伴管和保溫材料熱水伴熱W采用蒸汽伴管和保溫材料蒸汽伴熱S采用電熱帶和保溫材料電伴熱E采用保冷材料防結(jié)露D采用保溫材料人體防護(hù)P采用保冷材料保冷C采用保溫材料保溫H備注功能類別代號(hào)
舉例:酒精生產(chǎn)工藝四川綿竹酒精廠湛江特級(jí)酒精有限公司外貌湛江特級(jí)酒精廠15000噸/年七塔工藝設(shè)備,所生產(chǎn)的酒精在到日本食用特級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。黑龍江省肇東金玉公司100000噸/年六塔差壓蒸餾酒精生產(chǎn)線(97年完成)⑴用途
①食品工業(yè):配制各種白酒、果酒、露酒、藥酒、生產(chǎn)食用醋酸及食用香精。
②化學(xué)工業(yè):制造合成橡膠、聚氯乙烯、乙二醇、苯胺、乙醚、環(huán)氧乙烷等。
③醫(yī)藥工業(yè):配制、提取醫(yī)藥制劑和制造消毒劑。
④農(nóng)業(yè):制備農(nóng)藥、酒糟可作為飼料。
⑤能源:代替石油做燃料。⑵國民經(jīng)濟(jì)中的地位
酒精工業(yè)是唯一能利用敗壞糧食原料,并將它轉(zhuǎn)化成優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的工業(yè)部門,酒精生產(chǎn)是農(nóng)業(yè)原料深度加工和綜合利用的一條重要途徑。因此,其在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。4.1概述4.1.1酒精用途及其在國民經(jīng)濟(jì)中的地位18世紀(jì)末,世界上首次報(bào)道無水酒精生產(chǎn)方法,真正工業(yè)化酒精生產(chǎn)是在19世紀(jì)末發(fā)展起來。二戰(zhàn)時(shí)期,發(fā)酵法生產(chǎn)達(dá)到高峰,上世紀(jì)70年代初西方發(fā)達(dá)國家合成酒精占整個(gè)酒精產(chǎn)量80%以上,發(fā)酵法生產(chǎn)酒精出現(xiàn)萎縮。近年來,隨著發(fā)酵酒精競(jìng)爭(zhēng)能力增強(qiáng),再加上為避免石油短缺,都大力提倡發(fā)酵法生產(chǎn)酒精。1990年巴西年產(chǎn)酒精1200萬噸,我國酒精生產(chǎn)也持續(xù)快速發(fā)展,現(xiàn)全國酒精生產(chǎn)廠家近千家,年產(chǎn)酒精400萬噸,與美國產(chǎn)量接近。4.1.2酒精生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展史在產(chǎn)量發(fā)展同時(shí),有關(guān)發(fā)酵酒精生產(chǎn)新技術(shù)和新工藝的科學(xué)研究也得到快速發(fā)展,一度成為科學(xué)研究中心議題,生物工藝的發(fā)展將使酒精原料從根本上得到解決,生產(chǎn)成本和能耗也會(huì)大幅降低,一旦發(fā)酵酒精生產(chǎn)成本能與汽油相競(jìng)爭(zhēng)時(shí),發(fā)酵酒精將迎來巨大發(fā)展時(shí)期。我國現(xiàn)代化酒精工業(yè)歷史不長,1907年德國人在哈爾濱建立第一個(gè)酒精廠,1922年福建酒精廠成立,以薯干為原料。1922年山東酒精廠投產(chǎn)以甜菜糖蜜為原料,1935年上海中國酒精廠成立,以進(jìn)口甘蔗糖蜜和薯干為原料。解放前夕,全國總產(chǎn)量不足萬噸,淀粉利用率僅60%左右,生產(chǎn)工藝均為間歇法,糖化劑用的是麥芽,原料不經(jīng)粉碎,解放后,50年代開始,產(chǎn)量逐年增加,也開始進(jìn)行技術(shù)革新,首先用微生物糖化劑代替麥芽,用前蘇聯(lián)三段蒸煮代替間歇蒸煮,進(jìn)而采用粉碎原料連續(xù)蒸煮,糖化方面采用混合冷卻連續(xù)糖化;糖蜜發(fā)酵實(shí)現(xiàn)連續(xù)化,淀粉質(zhì)原料連續(xù)發(fā)酵也在一些工廠運(yùn)轉(zhuǎn);發(fā)酵醪蒸餾全部采用連續(xù)工藝,70年代開始采用液體曲,以后又有糖化酶問世,80年代,80~85℃液化和其它低溫蒸煮工藝開始得到應(yīng)用,近年來,高溫α—淀粉酶,高糖化力糖化酶,耐高溫酵母,活性干酵母,差壓蒸餾和各種酒糟處理新技術(shù)也開始應(yīng)用,同時(shí)引進(jìn)國外一些酒精聯(lián)產(chǎn)飼料成套設(shè)備和技術(shù),使我國酒精生產(chǎn)水平上了一個(gè)新臺(tái)階,目前,我國淀粉利用率最高達(dá)92%左右,與國際水平相差不多,但是能耗要比歐美高50%。⑴我國生產(chǎn)酒精生產(chǎn)規(guī)格
不管原料品種如何,我國生產(chǎn)酒精要符合國家標(biāo)準(zhǔn),即GB394—81,生產(chǎn)酒精共分為優(yōu)級(jí)、一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)及四級(jí)等5個(gè)規(guī)格,其中食用酒精一定要用二級(jí)或二級(jí)以上規(guī)格。4.1.3我國生產(chǎn)酒精規(guī)格及其生產(chǎn)工藝流程⑵發(fā)酵酒精生產(chǎn)工藝流程淀粉質(zhì)原料酒精生產(chǎn)的工藝流程
⑴存在問題
①發(fā)酵酒精生產(chǎn)成本過高,難與石油燃料相競(jìng)爭(zhēng);②生產(chǎn)過程能耗過大,尤其蒸煮和酒精回收中能耗特別高③生產(chǎn)酒精原料受土地和水資源限制,酒精與民爭(zhēng)糧、爭(zhēng)地④酒糟處理是當(dāng)前酒精生產(chǎn)面臨又一嚴(yán)重問題,酒精廢糟量大,處理尚未完全過關(guān)⑤酒精發(fā)酵強(qiáng)度問題,如何提高發(fā)酵強(qiáng)度,是當(dāng)今世界科學(xué)研究一個(gè)熱門問題。4.1.4目前酒精生產(chǎn)存在問題及對(duì)策注意:當(dāng)今我國酒精行業(yè)面臨最大課題:原料、成本、污染。⑵解決對(duì)策
①解決發(fā)酵酒精原料的根本出路,在于利用纖維原料代替糧食,這一工藝在美國已基本解決,但成本較高,生物技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展將最終解決這個(gè)問題;
②在節(jié)能方面,主要努力應(yīng)放在無蒸煮工藝和酒精節(jié)能回收技術(shù)上,將能耗降低50%或更多是完全可能的;
③高發(fā)酵強(qiáng)度酒精發(fā)酵新工藝將會(huì)有突破性進(jìn)展;
④選育優(yōu)良發(fā)酵菌種,從根本上改變目前酒精生產(chǎn)面貌;
⑤酒糟作為一個(gè)有用原料來處理,要將生產(chǎn)SCP、燃料、飼料、肥料或生物制劑與酒糟處理結(jié)合起來,在工藝中消除污染,最終達(dá)到無污染排放。⑴常用原料種類
①.淀粉質(zhì)原料薯類:甘薯、木薯、馬鈴薯;谷物原料:玉米、小麥、高粱、大米;
②.糖質(zhì)原料:甘蔗糖蜜、甜菜糖蜜;
③.纖維質(zhì)原料:農(nóng)作物秸桿、城市廢纖維垃圾、甘蔗渣、廢甜菜絲。4.2酒精生產(chǎn)原料、輔料和水4.2.1原料注意:從生產(chǎn)工藝角度看,凡是含有可發(fā)酵性糖或含可變?yōu)榘l(fā)酵性糖的原料都可作為酒精生產(chǎn)原料。⑵常用原料化學(xué)組成
①碳水化合物;
②蛋白質(zhì);
③脂肪;
④灰分;
⑤果膠質(zhì);
⑥其它有害成分。⑴常用輔助原料
①.麩皮;②.米糠;③.其它輔料。
⑵常用輔助材料
①.酵母培養(yǎng)和糖化制備所需營養(yǎng)鹽;②.無水酒精制備用的脫水劑;③.酸類;④.洗滌和消毒劑;⑤.消泡劑。4.2.2輔料注意:對(duì)酒精生產(chǎn)來講,輔料是指制造糖化劑的原料。⑴特點(diǎn)
①.原料需粉碎,以破壞植物細(xì)胞組織,利于淀粉游離;②.采用熱水處理,使淀粉糊化、液化,并破壞細(xì)胞,形成均一醪液,使它能更好地接受酶的作用并轉(zhuǎn)化為可發(fā)酵性糖;③.糊化,液化淀粉只有在催化劑作用下轉(zhuǎn)化為葡萄糖,催化劑包括酸,淀粉酶等。
4.3酒精生產(chǎn)工藝(淀粉質(zhì)原料)4.3.1淀粉質(zhì)原料酒精生產(chǎn)的特點(diǎn)及流程注意:由于淀粉質(zhì)原料的可發(fā)酵性物質(zhì)主要是淀粉,酵母不能直接利用它進(jìn)行發(fā)酵。⑵工藝流程醛脂分餾酒精成分原料預(yù)處理水、熱處理糖化發(fā)酵蒸餾雜醇油酒精⑴原料除雜常用除雜方法:篩選、風(fēng)送和磁力除鐵三種;⑵原料粉碎:①目的:為蒸煮創(chuàng)造良好條件;②優(yōu)點(diǎn):粉碎至直徑為1~1.8mm,原料顆粒易于吸水膨脹和較徹底糊化;糊化原料較徹底且可發(fā)酵糖分損失減少,利于糖化和發(fā)酵過程進(jìn)行,最終導(dǎo)致出酒率提高;原料粉碎有益于生產(chǎn)過程機(jī)械化,并為連續(xù)化提供必要前提。4.3.2原料預(yù)處理和輸送⑶粉碎方法
①干式粉碎
合理的干式粉碎應(yīng)采用粗碎和細(xì)碎二級(jí)粉碎工藝,動(dòng)力消耗低,常用設(shè)備錘式粉碎機(jī)。
②濕式粉碎優(yōu)點(diǎn):原料不會(huì)飛揚(yáng),減少原料損失,可改善勞動(dòng)條件,省去整套除塵設(shè)備。缺點(diǎn):濕式粉碎所得漿料只能立即用于生產(chǎn),不宜貯藏,另外濕式比干式耗電量高。⑷原料粉碎比
X=D/d
常用粉碎比:粗碎:1:10~15;細(xì)碎:1:30~40。⑸原料輸送原料輸送方式:機(jī)械輸送(皮帶輸送,螺旋輸送,斗式提升機(jī));氣流輸送;混合輸送。⑴目的
①.糖化前,經(jīng)過水、熱處理,目的使淀粉從細(xì)胞中游離出來,并轉(zhuǎn)化為溶解狀態(tài),以使淀粉酶系統(tǒng)進(jìn)行糖化作用。
高溫高壓蒸煮:淀粉在120℃時(shí)已經(jīng)溶解,但要使植物細(xì)胞壁強(qiáng)度減弱,則要求更高溫度。因此,整粒原料水-熱處理溫度要求達(dá)145~155℃,還要加上吹醪時(shí)壓力差和蒸汽絕熱膨脹,才能得到均一醪液。粉碎原料由于部分植物細(xì)胞已經(jīng)破裂,水-熱處理溫度只要130℃足夠。
低溫蒸煮:
采用高于淀粉糊化溫度,但不高于100℃,另加ɑ-淀粉酶作為液化劑進(jìn)行糊化、液化工藝。
4.3.2原料水、熱處理(舊稱蒸煮)
無蒸煮:
主要指生淀粉(生料)發(fā)酵,將粉狀原料加水、生淀粉糖化酶、果膠酶、纖維素酶等復(fù)合酶系進(jìn)行糖化,不需加熱。
②.對(duì)原料進(jìn)行附帶滅菌作用,高壓蒸煮能將微生物菌體和孢子都?xì)⑺溃?0~85℃液化工藝能殺死活菌體,生淀粉發(fā)酵工藝不能起到滅菌作用,添加防腐劑或調(diào)節(jié)pH才能抑制雜菌繁殖。注意:加熱溫度降低,可減少發(fā)酵性物質(zhì)的損失和節(jié)省蒸汽消耗。⑵蒸煮工藝①.間歇蒸煮工藝工藝流程:原料除雜粉碎拌料泵蒸煮蒸煮醪壓入糖化鍋工藝優(yōu)缺點(diǎn):優(yōu)點(diǎn):設(shè)備簡單、操作方便、投資少、適于生產(chǎn)規(guī)模較小的液體白酒廠生產(chǎn)。缺點(diǎn):蒸汽消耗量大,且需要量不均勻,造成鍋爐操作困難和煤耗增加,輔助操作時(shí)間長,設(shè)備利用率低,蒸煮質(zhì)量差,出酒率低,操作過程難于自動(dòng)化。②連續(xù)蒸煮工藝
罐式連續(xù)蒸煮該工藝主要特點(diǎn)是利用原有間歇蒸煮所用罐,將它們串聯(lián)起來,并增加原料粉碎,拌料預(yù)煮,醪液輸送往復(fù)泵和氣液分離器等設(shè)備即成,適用于老廠技術(shù)改造。管道式連續(xù)蒸煮該工藝主要特點(diǎn)是利用高溫短時(shí)間蒸煮方法,不僅可以保證原料中淀粉顆粒充分糊化,而且將可發(fā)酵物質(zhì)損失降到最低,但是該工藝流程需要高壓鍋爐。⑴.罐式連續(xù)蒸煮糖化
我國酒精廠,將間歇錐形蒸煮罐串聯(lián)起來,與后熟器、糖化罐組成連續(xù)蒸煮糖化流程,后來又實(shí)現(xiàn)蒸煮醪液真空冷卻,蒸煮糖化儀表自動(dòng)控制。優(yōu)點(diǎn):蒸煮溫度較低,節(jié)省能耗,操作容易,設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單,提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率和出酒率,改善了勞動(dòng)條件。可利用原有間歇蒸煮所用罐,將它們串聯(lián),在增加原料粉碎,拌料預(yù)煮,醪液輸送往復(fù)泵和氣液分離器等設(shè)備即可,設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單,制造方便,容易上馬,特別適用于老廠技術(shù)改造,我國許多中型酒精廠得到廣泛應(yīng)用。缺點(diǎn)
蒸煮時(shí)間較長,設(shè)備容積,加大蒸煮設(shè)備直徑,會(huì)使蒸煮醪液受熱時(shí)間不等。⑵.柱式連續(xù)蒸煮器介于罐式連續(xù)蒸煮和管道連續(xù)蒸煮之間工藝流程,可采用中等溫度進(jìn)行蒸煮,并具有較廣泛適應(yīng)性和良好生產(chǎn)參數(shù)指標(biāo)。但蒸煮壓力稍大于罐式蒸煮,蒸煮時(shí)間短。一般柱徑為400~500毫米,柱數(shù)為4~5根。缺點(diǎn):使用時(shí)間長后,柱內(nèi)壁易積垢,對(duì)柱內(nèi)壁鋼板腐蝕嚴(yán)重。有的工廠采用10毫米厚鋼板制成柱子,僅使用3至5年需更換。⑶.管式連續(xù)蒸煮
通過加熱器和管道完成的,物料先通過加熱器在較高溫度和壓力下,使物料和蒸汽在較短時(shí)間內(nèi)就充分混合,完成熱交換。然后,混合高溫物料在通過管道轉(zhuǎn)彎處產(chǎn)生壓力間歇上升和下降,使醪液發(fā)生收縮膨脹、減壓汽化、沖擊等使淀粉軟化和破碎,進(jìn)行快速蒸煮。工藝流程:
原料粉碎→攪拌、加熱預(yù)煮→加熱器→管式連續(xù)蒸煮→后熱器→蒸汽分離器→送至糖化工序
優(yōu)點(diǎn):
高溫快速、糊化均勻、糖份損失少、設(shè)備緊湊、占地面積小、易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化操作。蒸煮管道大多為立式,蒸煮醪質(zhì)量較好,出酒率和最好間歇蒸煮接近。其連續(xù)蒸煮為高溫快速,蒸煮壓力為8~9個(gè)大氣壓,醪液在管道停留時(shí)間短(3~5min)是連續(xù)蒸煮發(fā)展方向。
缺點(diǎn):
蒸煮溫度高,蒸汽消耗大,易形成較大數(shù)量二次蒸汽。又由于蒸煮時(shí)間短,蒸煮質(zhì)量不夠穩(wěn)定,生產(chǎn)上操作難度大不易控制,有時(shí)在管道上還會(huì)出現(xiàn)阻塞現(xiàn)象。需要較高壓力鍋爐。電耗也大。⑷. 三種蒸煮方式技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)
指標(biāo):出酒率、原料粉碎、拌料電耗、蒸汽消耗、設(shè)備價(jià)值、安裝費(fèi)用、勞動(dòng)力消耗。評(píng)價(jià)①電耗和蒸汽耗量柱式最低,管道式位居其次,但柱式消耗鋼材較管道式多。②管道式蒸煮出酒率最高,柱式位居其次,罐式最低。③所有指標(biāo)幾乎都是罐式最差,但它可利用原有生產(chǎn)設(shè)備,我國現(xiàn)階段廣泛采用.結(jié)論:
三種連續(xù)蒸煮工藝均比間歇蒸煮工藝優(yōu)越,利用原蒸煮罐改建時(shí)可采用罐式連續(xù)蒸煮;新建連續(xù)蒸煮裝置時(shí)應(yīng)采用柱式連續(xù)蒸煮,有高壓鍋爐時(shí),可考慮采用管道式連續(xù)蒸煮。柱式連續(xù)蒸煮
該工藝重要特點(diǎn)介于罐式連續(xù)蒸煮和管道連續(xù)蒸煮之間,具有廣泛適應(yīng)性和良好生產(chǎn)參數(shù)指標(biāo)。
連續(xù)蒸煮工藝技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià):技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo):出酒率、原料粉碎和拌料電耗、蒸汽消耗、設(shè)備價(jià)值和安裝費(fèi)用、勞動(dòng)力消耗。管道蒸煮工藝出酒率最高,柱式次之,罐式最低,電耗和蒸汽耗量柱式最低,管道式位居第二,所有指標(biāo)幾乎罐式最差,但是罐式是利用原有設(shè)備,所以它仍被廣泛采用,三種連續(xù)蒸煮工藝中最優(yōu)越的為管道式連續(xù)蒸煮。。③無蒸煮工藝意義:酒精生產(chǎn)過程中,消耗能量最大兩個(gè)工序,蒸煮工序和蒸餾工序,其中蒸煮工序所耗蒸汽占整個(gè)生產(chǎn)過程蒸汽消耗量25~30%,如果采用節(jié)省能耗的新工藝,對(duì)減少酒精生產(chǎn)過程能量投入起到重要作用。④生淀粉(生料)發(fā)酵工藝⑤膨化工藝⑥超細(xì)磨工藝
90~95℃糊化液化工藝(LBW工藝)德國、美國合作開發(fā),整粒玉米用離心分離,酒糟的清液在90~95℃下浸漬,使玉米吸水軟化,再用均質(zhì)機(jī)加高溫α—淀粉酶二次濕磨,可節(jié)約蒸汽85%以上,但該工藝耗電量較大。
80~85℃糊化液化工藝甘薯干→粉碎→拌料→加α—淀粉酶→加溫至80~85℃液化→冷卻→加酸調(diào)pH→糖化⑦低溫蒸煮工藝該工藝特點(diǎn):①不要增設(shè)備就可生產(chǎn),幾乎無投資;②免高壓蒸煮,可節(jié)省總用汽量20~25%,水電也明顯下降;③可用國產(chǎn)α—淀粉酶,糖化劑用量也不增加;④酵母發(fā)酵活力提高表現(xiàn)在主發(fā)酵快,發(fā)酵60小時(shí)便可結(jié)束;⑤擴(kuò)大試驗(yàn)和生產(chǎn)試驗(yàn)表明,淀粉利用率可達(dá)88~92%,達(dá)到全國酒精廠淀粉利用率良好水平。⑴定義:用淀粉質(zhì)原料生產(chǎn)酒精時(shí),先將淀粉全部或部分轉(zhuǎn)化成葡萄糖等可發(fā)酵性糖,這一過程稱為糖化,而促使淀粉轉(zhuǎn)化成糖的生物催化劑為糖化劑。⑵糖化劑生產(chǎn)發(fā)展歷史
①早期以大麥芽等谷芽作為糖化劑,出現(xiàn)阿米諾酒精生產(chǎn)法,采用微生物為毛霉和根霉。
②上世紀(jì)60年代國內(nèi)外開始廣泛采用液體深層通風(fēng)培養(yǎng)曲霉菌,以生產(chǎn)液體曲來代替固體曲,隨后將液體培養(yǎng)液中淀粉酶濃縮或沉淀,制成濃縮酶液或干酶制劑出售。4.3.3糖化劑的生產(chǎn)⑶我國使用糖化劑種類和生產(chǎn)方法演變
①糖化劑種類的演變
麥芽→木盒曲→簾子曲→通風(fēng)制曲→液體曲→糖化酶
②微生物菌株的演變
米曲霉→甘薯曲霉→鳥沙米曲霉→輕研二號(hào)→東酒1號(hào)及白曲→pr3(用于液體曲)→uv-11(AS.3.4309)→uv-11各個(gè)變種
⑷生產(chǎn)上常用糖化劑生產(chǎn)菌及其酶系特性
①常用糖化劑生產(chǎn)菌株α—淀粉酶生產(chǎn)菌株我國早期生產(chǎn)α—淀粉酶是以黃曲霉群微生物為產(chǎn)生菌,采用固體培養(yǎng).當(dāng)前主要生產(chǎn)菌是細(xì)菌,采用枯草桿菌(Bac.subtilis)及其變種.
國際上Bac.diastaticus,Bac.meseutericus.糖化酶生產(chǎn)菌株米曲霉、黃曲霉、黑曲霉、液體曲一般采用黑曲霉uv-11(As.3.4309)②
糖化酶種類及酶系特性⑸固體曲生產(chǎn)工藝①工藝流程②
機(jī)械通風(fēng)制曲配料蒸料接種裝箱通風(fēng)培養(yǎng)三角瓶種曲試管菌種簾子種曲機(jī)械通風(fēng)制曲③制曲周期及培養(yǎng)條件一般培養(yǎng)時(shí)間24~36小時(shí),品溫前期35℃,中期36℃,后期37℃。④固體曲質(zhì)量外觀鑒定:要求菌絲粗壯濃密,無干皮或夾心、無酸味或其它異味,而且具有曲特有清香,曲塊結(jié)實(shí)有彈性,無孢子生成。化學(xué)鑒定:測(cè)定麩曲霉活力主要是液化力和糖化力。⑤固體曲工藝特點(diǎn)具有投資少,上馬快,成本低,耗電少等優(yōu)點(diǎn),但它也存在勞動(dòng)條件差,勞動(dòng)強(qiáng)度大,質(zhì)量不穩(wěn)定,單位原料產(chǎn)淀粉酶量低等缺點(diǎn)。⑥機(jī)械通風(fēng)制曲設(shè)備(6)液體曲生產(chǎn)工藝
①.定義:將曲霉菌在液體培養(yǎng)基中通風(fēng)培養(yǎng),使它長菌體和糖化酶的過程稱液體深層培養(yǎng),得到含酶培養(yǎng)液稱液體曲。②工藝流程:
⑶液體曲工藝特點(diǎn)單位原料產(chǎn)生淀粉酶活力比較高,生產(chǎn)過程可完全機(jī)械化,由于生產(chǎn)是在無菌狀態(tài)下進(jìn)行,液體曲基本上不帶有雜菌,對(duì)糖化發(fā)酵過程防止雜菌感染幫助很大,液體曲生產(chǎn)需要一整套發(fā)酵和無菌空氣制備設(shè)備,適用于規(guī)模較大酒精廠生產(chǎn)。⑴定義:淀粉質(zhì)原料蒸煮以后得到蒸煮醪,在發(fā)酵前均要加入一定數(shù)量糖化劑,使淀粉在淀粉酶系統(tǒng)作用下,水解成為酵母能發(fā)酵的糖類,這一過程稱糖化。⑵目的:將淀粉酶解成可發(fā)酵性糖,但是在糖化工序不可能將全部淀粉都轉(zhuǎn)化為糖,相當(dāng)一部分淀粉和糊精要在發(fā)酵過程中進(jìn)一步酶水解,并生成可發(fā)酵性糖。4.3.4
糖化工藝⑶糖化方法糖化過程由以下操作組成,蒸煮醪冷卻至糖化溫度,加糖化劑使蒸煮醪液化,淀粉糖化,物料巴氏滅菌,糖化醪冷卻到發(fā)酵溫度和用泵將醪液送往發(fā)酵或酒母車間,間歇糖化時(shí),所有這些操作,除最后泵送外,都是在一個(gè)稱為糖化鍋設(shè)備中完成,而在連續(xù)糖化過程中,則分別在不同糖化設(shè)備中實(shí)施。
糖化工藝分為:①間歇糖化;②連續(xù)糖化。
⑷糖化過程控制
①糖化溫度:
②糖化時(shí)間10~30分鐘;
③糖化劑用量一般地固體曲為原料重量2~5%,液體曲則是糖化醪量10~20%,糖化酶則是每克原料100~150單位;
④糖化醪質(zhì)量檢測(cè),外觀糖、酸度,還原糖;⑤糖化設(shè)備清洗和滅菌。⑸糖化工藝設(shè)備清洗和滅菌①.糖化劑方面研究;②.糖化工藝改革;③.螺旋板換熱器的應(yīng)用。⑴酒精生產(chǎn)對(duì)酵母要求①.應(yīng)具有高的發(fā)酵能力,即能快速并安全地將糖份轉(zhuǎn)化成酒精。②.繁殖速度快,即具有高的比生長速度③.具有高的耐酒精能力,即對(duì)本身代謝產(chǎn)物穩(wěn)定性高,因而可以進(jìn)行濃醪發(fā)酵。④.抵抗雜菌能力強(qiáng),耐熱,耐鹽和耐干物質(zhì)濃度性能強(qiáng)。⑤.對(duì)培養(yǎng)基適應(yīng)性強(qiáng)。4.3.5
酒精酵母注意:酒精大規(guī)模生產(chǎn)時(shí),需要大量培養(yǎng)酵母細(xì)胞,酵母擴(kuò)大培養(yǎng)過程就是酵母制備過程。⑵酒精生產(chǎn)中常見酵母菌株①.拉斯2號(hào)(RasseII);②.拉斯12號(hào)(RasseXII);③.K字酵母;④.南陽5號(hào)酵母1300;⑤.南陽混和酵母1308;⑥.卡爾斯酵母。⑶酵母擴(kuò)大培養(yǎng)①.酵母自然純粹培養(yǎng)酒精發(fā)酵酵母接種量約為總發(fā)酵液量10%左右。要培養(yǎng)這種大量酵母,采用純粹培養(yǎng)方法經(jīng)濟(jì)上不合算,酒精工業(yè)生產(chǎn)酵母分兩部分進(jìn)行:以斜面菌種逐級(jí)擴(kuò)大到卡氏罐。一直到小酵母罐培養(yǎng)是純粹培養(yǎng),而以中酵母罐開始到大酵母罐則是限制雜菌進(jìn)入和創(chuàng)造適宜酵母生長,這種條件下進(jìn)行培養(yǎng)稱為自然純粹培養(yǎng)法。②.酵母糖化制備從斜面菌種逐級(jí)擴(kuò)大至卡氏罐是在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行,使用培養(yǎng)基為米曲汁或麥芽汁;③.酵母擴(kuò)大培養(yǎng)工藝實(shí)驗(yàn)室擴(kuò)大培養(yǎng)階段原菌——斜面菌種——液體試管——三角瓶培養(yǎng)——大三角瓶酵母間歇培養(yǎng)工藝大三角瓶——小酵母罐——中酵母罐——大酵母罐——成熟酵母罐酵母間歇培養(yǎng)工藝酵母半連續(xù)培養(yǎng)工藝酵母連續(xù)培養(yǎng)工藝⑷酵母質(zhì)量指標(biāo)成熟酵母質(zhì)量好壞,直接影響酒精生產(chǎn)結(jié)果,酵母健壯,無雜菌,出芽多,耗糖快。檢查下列指標(biāo):①.酵母cell數(shù)0.8—1億/ml;②.出芽率:15-30%;③.酵母死亡率低于1%;④.耗糖率:40-50%;⑤.酸度:不增加⑴酒精發(fā)酵的目的
糖化醪送入發(fā)酵罐,接入酵母后,在酵母作用下,醪中糖被酵母發(fā)酵生成酒精和CO2。而保存下來糖化酶也在不斷地將殘存糊化淀粉轉(zhuǎn)化成可發(fā)酵性糖,就這樣,酵母酒精發(fā)酵和后糖化作用相互配合。最終將醪中絕大部分淀粉及糖轉(zhuǎn)化成酒精和CO2。4.3.6
糖化與酒精發(fā)酵⑵酒精發(fā)酵盡量滿足以下要求①.發(fā)酵前期,要?jiǎng)?chuàng)造條件,讓酵母迅速繁殖,并占絕對(duì)統(tǒng)治地位;②.保持一定量糖化酶活力,使糖化醪中糊化淀粉繼續(xù)被分解,生成可發(fā)酵性糖,既要保證后糖化繼續(xù)進(jìn)行;③.發(fā)酵過程中后期,要造成厭氣條件,使酵母在無氧條件下進(jìn)行糖的酒精發(fā)酵;④.搞好雜菌污染防止工作,避免造成損失;⑤.采取必要措施,提高酒精發(fā)酵強(qiáng)度,降低成本和造價(jià);⑥.注意回收CO2及其夾帶酒精,CO2應(yīng)進(jìn)一步利用。⑶酒精發(fā)酵機(jī)理
酒精酵母進(jìn)入糖化醪后,糖份被酵母細(xì)胞吸附,并滲入細(xì)胞內(nèi),經(jīng)酵母細(xì)胞內(nèi)酒化酶系統(tǒng)的作用,最終生成酒精,CO2和能量被酵母細(xì)胞用作新陳代謝的能源,余下部分和酒精,CO2一起,通過細(xì)胞膜排出體外。發(fā)酵過程前發(fā)酵期:6-8hr;主發(fā)酵期:12hr左右;后發(fā)酵期:40hr左右。⑷酒精發(fā)酵工藝①.間歇發(fā)酵工藝一次加滿法,分次添加法,連續(xù)添加法,分割主發(fā)酵醪法。②.半連續(xù)發(fā)酵工藝③.連續(xù)發(fā)酵工藝優(yōu)點(diǎn):i.提高設(shè)備利用率ii.提高淀粉利用率iii.省去酵母工段iv.便于實(shí)現(xiàn)酵母自動(dòng)控制④.發(fā)酵成熟的指標(biāo)⑸酒精發(fā)酵中常見雜菌污染的危害及其防止①.乳酸菌②.醋酸菌③.丁酸菌④.野生酵母危害①.雜菌環(huán)境繁殖消耗糖,造成直接損失;②.雜菌生產(chǎn)有機(jī)酸對(duì)生命活動(dòng)有明顯影響,酵母活性減弱,糖發(fā)酵度降低。污染防止:綜合治理4.3.7酒精蒸餾流程分類:間歇蒸餾和連續(xù)蒸餾;連續(xù)蒸餾又分為兩塔、多塔。一、兩塔式流程二、三塔式流程三、多塔蒸餾
粗餾塔一粗餾塔板類型及結(jié)構(gòu)1泡罩塔板2S(SD)形塔板3導(dǎo)向篩板4浮閥波紋篩板5斜孔塔板二粗餾塔的設(shè)計(jì)與計(jì)算
1熱量和物料衡算;2、酒精蒸汽濃度確定;3、塔板層數(shù)確定;4、板間距選擇;5、塔徑計(jì)算。
精餾塔作用:一是提濃到產(chǎn)品的要求,二是分離凈化雜質(zhì)達(dá)到產(chǎn)品質(zhì)量要求。一精餾塔的塔板類型及結(jié)構(gòu)1浮閥塔板2篩板塔板二設(shè)計(jì)計(jì)算
影響因素、
精餾段操作線方程、進(jìn)料的影響、圖解法確定理論塔板數(shù)、實(shí)際板數(shù)、影響塔板效率的因素、塔徑確定、塔板布置等。舉例2.啤酒生產(chǎn)工藝流程圖109文庫專用1.麥芽
麥芽由大麥制成。大麥?zhǔn)且环N堅(jiān)硬的谷物,成熟比其他谷物快得多,正因?yàn)橛么篼溨瞥甥溠勘刃←?、黑麥、燕麥快化,所以才被選作釀造的主要原料。沒有殼的小麥很難發(fā)出麥芽,而且也很不適合釀酒之用。
大麥必須通過發(fā)麥芽過程將內(nèi)含地難溶性淀粉轉(zhuǎn)變?yōu)橛糜卺勗旃ば虻目扇苄蕴穷?。除了一般的麥芽,還使用結(jié)晶麥芽或烘烤的麥芽作為各種釀造類型的成份。110文庫專用結(jié)晶麥芽是經(jīng)由蒸汽處理的麥芽,慢慢燉煮后再干燥處理,它的顏色較黑,并有如咖啡般的味道。烘烤過的麥芽則經(jīng)干燥后并在熱度較高的回轉(zhuǎn)鼓室中烘烤處理,它能使啤酒含有焦味,顏色變黑。
產(chǎn)地的不同,麥芽的品質(zhì)就會(huì)有很大的區(qū)別。全世界有三大啤酒麥產(chǎn)地,澳州、北美和歐州。其中澳州啤酒麥因其講求天然、光照充足、不受污染和品種純潔而最受啤酒釀酒專家的青睞,所以它又有金質(zhì)麥芽之稱。
111文庫專用2.酒花
酒花是屬于蕁麻或大麻系的植物。酒花生有結(jié)球果的組織,正是這些結(jié)球果給啤酒注入了苦味與甘甜,使啤酒更加清爽可口,并且有助消化。
酒花的種類
結(jié)球果:結(jié)球果在早秋時(shí)采集,并需迅速進(jìn)行高燥處理,然后裝入桶中賣給釀酒商。
球粒:將碾壓后的結(jié)球果在專用的模具中壓碎,然后置于托盤上。托盤都被放置于真空或充氮的環(huán)境下以減少氧化的可能性。球粒地形狀適于往容器中添加。
提取液:酒花結(jié)球果的提取液現(xiàn)在廣泛應(yīng)用在所有的啤酒品種中,而提取方法的不同會(huì)產(chǎn)生迥然不同的口味。提取液應(yīng)在工藝的最后階段加入,這樣更有利于控制最終的苦味輕重。112文庫專用3.酵母
酵母是真菌類的一種微生物。在啤酒釀造過程中,酵母是魔術(shù)師,它把麥芽和大米中的糖分發(fā)酵成啤酒,產(chǎn)生酒精、二氧化碳和其他微量發(fā)酵產(chǎn)物。這些微量但種類繁多的發(fā)酵產(chǎn)物與其它那些直接來自于麥芽、酒花的風(fēng)味物質(zhì)一起,組成了成品啤酒誘人而獨(dú)特的感官特征。啤酒酵母菌:“頂酵母”和“底酵母”。用顯微鏡看時(shí),頂酵母呈現(xiàn)的卵形稍比底酵母明顯?!绊斀湍浮泵Q的得來是由于發(fā)酵過程中,酵母上升至啤酒表面并能夠在頂部撇取。
"底酵母"則存在于啤酒內(nèi),在發(fā)酵結(jié)束后并最終沉淀在發(fā)酵桶底部。"頂酵母"產(chǎn)生淡色啤酒,烈性黑啤酒,苦啤酒。"底酵母"產(chǎn)出貯藏啤酒。113文庫專用4.糖在某些啤酒中精煉糖是重要的添加物。它使啤酒顏色更淡,雜質(zhì)更少,口味更加爽快。通過加入大米來獲取精煉糖,使啤酒的口味更加清爽,以符合消費(fèi)者口味的需要。114文庫專用5.水
每瓶啤酒90%以上的成份是水,水在啤酒釀造的過程中起著非常重要的作用。啤酒釀造所需要的水質(zhì)的潔凈外,還必須去除水中所含的礦物鹽(一些廠商聲稱采用礦泉水釀造啤酒,則是出于商業(yè)宣傳的目的)成為軟水。早先的啤酒廠建造選址得要求非常高,必須是有潔凈水源的地方。出于環(huán)保的考慮,越來越多有社會(huì)責(zé)任心的啤酒生產(chǎn)企業(yè)開始放棄采用價(jià)格相對(duì)便宜的地下水來釀造啤酒,而開始采用價(jià)格相對(duì)較貴的自來水。115文庫專用6.粉碎
麥芽在送入釀造車間之前,先被送到粉碎塔。在這里,麥芽經(jīng)過輕壓粉碎制成釀造用麥芽。啤酒公司的粉碎塔的有的高度相當(dāng)于7層樓房。116文庫專用7.糊化糊化處理即將粉碎的麥芽、谷粒與水在糊化鍋中混合。糊化鍋是一個(gè)巨大的回旋金屬容器,裝有熱水與蒸汽入口,攪拌裝置如攪拌棒、攪拌槳或螺旋槳,以及大量的溫度與控制裝置。在糊化鍋中,麥芽和水經(jīng)加熱后沸騰,這是天然酸將難溶性的淀粉和蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)變成為可溶性的麥芽提取物,稱作"麥芽汁"。然后麥芽汁被送至稱作分離塔的過濾容器。117文庫專用8.麥芽汁麥芽汁在被泵入煮沸鍋之前需先在過濾槽中去除其中的麥芽皮殼,并加入酒花和糖。118文庫專用9.煮沸在煮沸鍋中,混合物被煮沸以吸取酒花的味道,并起色和消毒。119文庫專用10.沉淀在煮沸后,加入酒花的麥芽汁被泵入回旋沉淀槽以去處不需要的酒花剩余物和不溶性的蛋白質(zhì)。
120文庫專用11.冷卻潔凈的麥芽汁從回旋沉淀槽中泵出后,被送入熱交換器冷卻。隨后,麥芽汁中被加入酵母,開始進(jìn)入發(fā)酵的程序。121文庫專用12.發(fā)酵★在發(fā)酵的過程中,人工培養(yǎng)的酵母將麥芽汁中可發(fā)酵的糖份轉(zhuǎn)化為酒精和二氧化碳,生產(chǎn)出啤酒。★發(fā)酵在八個(gè)小時(shí)內(nèi)發(fā)生并以加快的速度進(jìn)行,積聚一種被稱作“皺沫”的高密度泡沫。這種泡沫在第3或第4天達(dá)到它的最高階段?!飶牡?天開始,發(fā)酵的速度有所減慢,皺沫開始散布在麥芽汁表面,必須將它撇掉。酵母在發(fā)酵完麥芽汁中所有可供發(fā)酵的物質(zhì)后,就開始在容器底部形成一層稠狀的沉淀物?!镫S之溫度逐漸降低,在8~10天后發(fā)酵就完全結(jié)束了?!镎麄€(gè)過程中,需要對(duì)溫度和壓力做嚴(yán)格的控制。當(dāng)然啤酒的不同、生產(chǎn)工藝的不同,導(dǎo)致發(fā)酵的時(shí)間也不同。★通常,貯藏啤酒的發(fā)酵過程需
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