年产8万吨酒精工厂的初步设计
1.3 厂址选择
广东的湛江，盛产甘蔗，用甘蔗制糖的工厂很多，制糖的副产品——糖蜜，非常多。所以将厂址选在湛江市，离甘蔗制糖厂集中的地方不远，临靠河流或者港口的城郊建厂，这样不仅方便糖蜜原料和生产用水的输入，还便于产品酒精的输出。预计征用3万平方米左右的土地建设该年产8万吨酒精工厂[1]。
1.4 总平面设计
（1）贯彻国家基本建设方针政策，根据生产规模， 结合厂地的自然条件，因地制宜，合理布置厂房；
（2）依据生产工艺流程，从原料经中间产品到成品各车间依次排列，使生产作业线短捷方便，避免往返运输和交叉；
（3）将原料与成品贮存库布置在靠近运输线的地方，便于运输；
（4）酒精成品贮存库，分开设计于厂区外围，与相邻车间保持安全距离，配备防火装置；
（4）厂区建、构筑物与绿化合理布置，通过绿化分隔道路、改善卫生条件和美化环境。
1.5 酒精生产工艺流程
本设计选用糖蜜为原料进行酒精生产，糖蜜中含有多种可发酵性糖，非常适于用来发酵生产酒精。由于糖蜜原料中糖的浓度较高，焦糖，氨基酸等胶体物质较多，灰分含量高等原因，糖蜜需要进行稀释及调酸等预处理才能进行发酵[5]。
糖蜜用于酒精生产的全过程为：稀糖液的制备及处理，酵母的制备，发酵和提纯。流程图如下：
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原糖蜜
加水 调酸
加营养盐
加防腐剂（或加热灭菌）
发酵用糖液
加酵母菌种 发酵
蒸馏
成品酒精
1.5.1 糖蜜原料及其贮存 （1）糖蜜原料
甘蔗糖蜜是制糖生产的副产品，含有丰富的可发酵糖，是生产酒精的好原料。主要产于广东、广西、云南、福建、台湾等主要甘蔗产区。甘蔗糖蜜的产量为原料甘蔗的2.5%～3%。糖蜜中含有30%～36%的蔗糖与20%的转化糖，50%左右的可发酵糖，5%～12%的胶体物质以及10%～12%的灰分，酸度10左右，含氮量仅0.5％，含磷量为0.2％左右。
（2）糖蜜的贮存
为了保证酒精生产正常并且连续地进行，酒精车间及工厂仓库都必需贮存一定量的糖蜜。为了防止糖蜜被污染保持糖蜜的纯净，对糖蜜的贮存有如下要求：
① 为防止尘沙，污水，杂菌的污染，保持糖蜜的纯净，要求采用密闭容器 。 ② 为保证生产正常进行，常备有20-30d生产用糖蜜的贮存量。 ③ 贮存罐的位置应兼顾运输和生产两方面，以有利于使用方便。 ④ 稀糖蜜和受到污染的糖蜜不宜过久贮存，以免造成糖分的过多损失。
1.5.2 稀糖液的制备及处理
糖蜜原料制作稀糖液及处理的流程为：
糖蜜 稀释 酸化 添加营养盐 灭菌 澄清 稀糖掖 （1） 糖蜜稀释的目的及方法[1。5]
目的是为了降低糖液中糖的浓度和无机盐的浓度，使其适合于酵母的生长，繁殖和发酵。
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糖蜜酒精生产工艺可以分为单浓度流程和双浓度流程两钟。本工艺采用的是单浓度流程，也就是酒母培养和发酵采用同一浓度稀糖液的酒精生产流程。糖液浓度一般控制在22-25oBx。稀释方法分为间歇稀释法和连续稀释法两种。本工艺采用的是间歇稀释法，也就是将糖蜜泵入高位计量槽，计量后进入稀释罐，同时加入灭菌剂及稀释水等，开动搅拌，充分搅匀即得需要的浓度的稀释液。 （2）添加营养盐
为了保证酵母的正常生长繁殖和发酵，根据糖蜜原料的化学组分，必须在糖液中添加酵母所必需的营养。工厂实践和甘蔗糖蜜的组分表明，甘蔗糖蜜中缺乏的主要营养成分是氮素。补充氮通常是以硫酸铵作氮源，用量为每吨糖蜜使用21%的硫酸铵1-1.2kg，即糖蜜用量的0.1%-0.12%。 （3）糖液的灭菌
糖蜜中常污染有大量杂菌，主要是野生酵母，白念球菌及乳酸菌等产酸菌，为保证稀糖液的正常发酵，除加酸提高糖液酸度抑制杂菌生长繁殖外，还必须对糖蜜进行灭菌。糖蜜常用的灭菌方法有：化学灭菌法和物理灭菌法。
① 化学灭菌法[2、6]
化学灭菌法是采用化学药品来杀灭杂菌的方法。常用的糖蜜杀菌药品及其用量
见下表
表1-1 常用的糖蜜杀菌药品及其用量
名称 漂白粉
甲醛 氟化钠 五滤苯酚钠 灭菌灵
用量
每吨糖蜜用200－500g 每吨糖蜜用600ml 为稀糖液的0.01％
为糖蜜量的0.002％－0.004％
为糖蜜量的0.002％
备注 有效氧30％ 浓度40％ 毒性很大
残留多，于环境有害 于环境无害无毒
② 物理灭菌法
物理灭菌法是将糖液加热至80－90℃，保持40min的灭菌方法。该方法除了灭菌外，还可使糖蜜中的胶体絮凝，使糖液得到澄清。该方法要消耗大量的蒸汽，工厂一般不采用，只有糖蜜被严重污染时才采用此法予以灭菌。
（4）酸化
糖蜜酸化的主要目的在于防止杂菌在发酵时的繁殖，同时得到适合于酵母发酵的pH糖液，此外，酸化还有利于去除糖液中的部分灰分和胶体物质。
① 酸化用酸的种类
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糖蜜酸化最常用的是硫酸，也有使用盐酸的，使用盐酸有使设备无结垢等优点，但其用量较大。
② 酸的加用
酸的加用可以在稀糖液中加用，也可以在原糖液中加用。在使用糖蜜生产酒精时要注意加酸时产生的棕黄色NO2 予以吸收，并保持操作场所空气的流动。
（5）稀糖液的澄清
稀糖液中含有很多胶体物质，色素，灰分和其他悬浮物质，他们的存在对酵母的正常生长，繁殖和发酵有害，应尽量予以去除。稀糖液的澄清处理就是为了解决这个问题。
糖蜜的澄清方法分为机械澄清法和加酸澄清法。机械澄清法即压滤法和离心法，是将糖蜜稀释后加H2SO4,调pH值至3.7酸化12h，采用离心分离机或压滤机将沉淀分离，此法国内应用较多。 1.5.3 酒精发酵
所谓酒精发酵，就是指发酵底物中的糖类物质，在无氧条件下，受酵母细胞中酒化酶的作用，产生酒精的全过程。可用如下化学方程式表示：
C12H22O11(蔗糖)
水 解
水解 蔗糖酶(C5H10O5)n C6H12O6 C2H5OH+CO2 +Q
酒化酶
糖化酶 在酒精发酵生产中，要做好发酵管理工作。主要是控制不同发酵时期发酵醪中的糖度、发酵温度、发酵醪的pH值、发酵醪中含酒分、发酵时间、成熟发酵醪的化学分析等项目，用以保证发酵地顺利进行，尽可能地提高原料的出酒率。
1.5.4 酒精蒸馏提纯
在发酵成熟醪中，不单是含有酒精，还含有其它几十种成分，若加上水，这些物质的含量远远超过酒精的含量，成熟醒中酒精含量仅为7—11％(体积)左右，而包括水、醇类、醛类、酸类、脂类的杂质几乎占90％，要得到纯净的酒精，就必须采用一定的方法，把酒精从成熟醪中分离出来。生产中是采用加热蒸馏的办法，把各种不同沸点、比重、挥发性的物质从不同的设备中分离出来，从
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而得到较高纯度的酒精。
本工艺采用半直接式三塔蒸馏。蒸馏流程如下：
蒸汽
发酵 1号 2号 3号 4号 预热器 预热器 粗馏塔 精馏塔 分凝器 分凝器 分凝器 分凝器
酒精糟液 精馏废液 成品燃料酒精
1.6 酒精的安全生产
在酒精生产过程中，安全工作十分重要。提高酒精生产效益首要的是必须保证生产安全。
1.6.1 酒精生产的防火防爆
酒精生产的防火防爆重在酒精和粉尘的防火防爆。酒精是易燃液体，在一定温度下回蒸发于液面上的空气形成可燃烧的混合物，一旦遭遇明火就会燃烧。酒精蒸发形成的可燃性气体是流动状态的物质，相对密度比空气大易聚沉在地面上扩散流窜，成为爆炸事故的根源。粉尘是原料粉碎及物料输送中产生的，粉尘是可燃性固体微细化了的物质，粒子非常小，当直径小于10－7m时，则成为空气中悬浮物，其危险性与可燃性气体一样，当遇及明火时极易发生爆炸。因此，在蒸馏，粉碎车间和原料，成品仓库等酒精生产贮存的地方，防止跑冒滴漏，确保通风降温，严禁火种入内。
酒精生产中具体防火措施有以下4点： ① 防止“跑、冒、滴、漏”。
② 防止形成燃烧（爆炸）混合物，生产贮存酒精场所要根据酒精气体比空气重、往
往滞留在低的地方的原理，采用机械通风。
③ 消除火源，在这方面要做到4点：a.控制明火，严禁香烟、或才、打火机等进入
究竟生产、贮存场所。b.生产酒精过程中凡要加热干燥等工作，一律用蒸汽、严
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