玉米制备燃料乙醇的工艺设计研究.doc

本科毕业设计说明书玉米加工燃料乙醇工艺设计Corn processing of fuel ethanol process design学院（部）： 安 徽 理 工 大 专业班级： 化学工艺与工程 学生姓名： 黄 国 登 指导教师： 邢 宏 龙 2012 年 5 月 20 日玉米加工燃料乙醇工艺设计摘要燃料乙醇是一种取之不尽用之不竭的可再生能源，是目前唯一进入市场、应用最广泛、具有较为成熟的技术、可替代石油燃料的大宗可再生生物能源。它能够立竿见影地大幅度节省石油的消耗。本文就使用玉米为原料加工燃料乙醇的工艺进行讨论。在文章里就燃料乙醇生产的必要性及发展前景进行分析，从而就玉米生产燃料乙醇的各段工艺的模式进行讨论。论文另外就当今国际形势及国家食物原料对玉米加工燃料乙醇进行分析。燃料乙醇的成功制备，为国际原油价格的持续攀升和资源的日渐趋紧给国家经济建设中遇到的能源危机带来了缓解。关键词：技术，生物能源，燃料乙醇，能源平衡 目录摘要(中文)1绪论11.1引言11.2“燃料乙醇”的定义21.3 燃料乙醇的制备工艺 31.4废醪及废水的处理工艺31.5 国内外研究应用现状与发展趋势31.6 本文研究的内容42燃料乙醇总体工艺设计52.1预处理的工艺设计52.2乙醇发酵及蒸馏脱水的工艺设计62.3废醪及废水的处理工艺73原料加工工艺83.1玉米的储存与净化.83.2玉米的脱胚93.3玉米粉碎和调浆143.4液化与糖化154酒精的提取174.1酒精的发酵174.2酒精的蒸馏与脱水195 废醪及废水的处理工艺 205.1废醪的处理205.2废水的处理22总结24参考文献25致谢261绪论1.1 引言现随着国际原油价格的持续攀升和资源的日渐趋紧，全球燃料乙醇需求不断扩大。今年以来，中国各地积极要求发展生物燃料乙醇产业，建设燃料乙醇项目的热情空前高涨，主要原料是玉米。在国际上，美国是世界上最大的玉米生产国，也是利用玉米酒精最广的国家，它规定用10的玉米酒精加入到汽车燃料中。美国酒精用玉米的消费增长近几年来非常强劲，酒精生产消费的玉米量已经超过了淀粉行业，成为美国工业用玉米消费的主体。从生产酒精的类别来看，饮料酒精生产消费的玉米接近饱和，保持在330万吨的水平，比较平稳；而燃料酒精由于市场需求旺盛，符合玉米酒精加工的未来发展趋势，因此增长幅度较大，近十年来的年均增长率达到了6.6%。进入21世纪后，增长速度明显加快，2002/2003年度燃料酒精生产消费玉米2340万吨，比上年同期增加520万吨，增长幅度高达28.9%。燃料酒精将成为未来玉米酒精加工的主要方向。巴西也是个农业大国，其石油资源有限，虽然近期发现了丰富的海洋石油资源，但仍处于勘探阶段，能源一直主要靠进口。1973年的世界石油危机，对巴西的经济是一个沉重打击。从那时起，巴西政府作出了重大能源战略决策，实现能源多元化。巴西选择有充足资源的甘蔗、玉米等为原料，开发酒精燃料，并于1975年获得成功，开发了汽车用酒精燃料，分含水（6）和不含水（05）乙醇两种，前者直接使用酒精为燃料，后者以25添加到汽油中变成混合燃料，普通汽车不用改装即可使用，酒精燃料因而在巴得到广泛使用。1979年，首辆以含水酒精为燃料的酒精汽车问世。1999年，新一代酒精汽车诞生，酒精汽车技术获重大突破，采用电子打火，增强了动力系统，酒精汽车更加经济实用。2003年，巴西福特汽车分公司推出了首辆汽油、酒精双燃料汽车，该种车在油箱内设计了“灵活燃料探测程序”，既可单独使用汽油或酒精，也可使用任意比例的汽油和酒精混合燃料。巴西用酒精燃料替代汽油，仅在1976年至2001年间就减少了大量的石油进口，共节省了价值约465亿美元的外汇。现在，巴西的能源已达到90自给，正在朝着完全自给的目标前进。随着石油资源的紧缺，一些西方国家已经规定必须把10的酒精加入到汽油中混合使用。由于酒精能改善汽油的辛烷值，通过各国专家的深入研究，酒精是一种理想的再生能源。而从综合效益的产业看，玉米又是提炼酒精的最佳作物。据相关资料和信息显示，国际市场近年来平均每年酒精用量增长10以上，随着各国对环保的重视，酒精在燃料上不断应用，今后几年内预计酒精用量将增长50以上。国内方面，为缓解石油资源短缺的矛盾，2003年11月，吉林省在全国率先开始在全省范围内封闭运行推广车用乙醇汽油；2004年下半年，、黑龙江两省相继实现了全省车用乙醇汽油封闭销售，至此整个东北地区全部封闭推广车用乙醇汽油。此外，我国还在河南、安徽两省及湖北、河北和江苏四省的部分地区开展了车用乙醇汽油试点工作，预计到今年年底，上述各省和地区范围内要基本实现车用乙醇汽油替代其他汽油，让这种可再生的新型绿色能源以尽可能少的资源消耗、尽可能小的环境代价实现最大的经济和社会效益。据初步统计，从吉林省2003年11月正式启动车用乙醇汽油销售到2005年2月末，东北三省共销售车用燃料乙醇汽油194万吨，累计节约原油70多万吨。作为我国的玉米主产区，封闭推广车用乙醇汽油再一次激活了东北地区的玉米加工市场。专家分析说，东北地区燃料乙醇需求的增加已经成为拉动玉米消费的“生力军”，此举不仅扩大了东北地区的玉米消费量，而且有利于提高玉米收购价格，调动农民种粮积极性。我国玉米种植地区主要分布在吉林、内蒙古以及山东、四川等地。其中，东北三省一区是我国玉米最主要的商品粮供应地和出口基地。按照燃料乙醇和汽油19的混配比例，每使用1020万吨经过混配的车用乙醇汽油，就相当于节省了102万吨汽油，而要提炼出这些汽油至少需要300万吨原油据介绍，中国以生物燃料乙醇为代表的生物能源发展已开展5年。截止到今年一季度，、安徽5省及湖北、江苏部分地区已基本实现车用乙醇汽油替代普通无铅汽油。目前，我国已成为世界上继巴西、美国之后第三大生物燃料乙醇生产国和应用国。国家批准建设的4个生物燃料乙醇生产试点项目，已形成每年102万吨的生产能力。乙醇汽油消费量已占全国汽油消费量的20%。现阶段生产燃料乙醇主要原料是玉米，所以这里就玉米加工燃料乙醇的工艺进行一些研究和讨论。1.2 “燃料乙醇”的定义燃料乙醇，一般是指体积浓度达到99.5%以上的无水乙醇。燃料乙醇是燃烧清洁的高辛烷值燃料，是雅津甜高粱等加工而成的可再生能源。燃料乙醇是一种可再生能源，可在专用的乙醇发动机中使用，又可按一定的比例与汽油混合，在不对原汽油发动机做任何改动的前提下直接使用。使用含醇汽油可减少汽油消耗量，增加燃料的含氧量，使燃烧更充分，降低燃烧中的CO等污染物的排放。1.3 燃料乙醇的制备工艺根据玉米物理性质，通过适当的润水，使玉米胚脱出，再通过磨粉机、挑担筛将玉米胚分离出来送到玉米油工序，玉米面调浆后经高温液糖化，然后带渣发酵，再通过蒸馏脱水制备出无水乙醇。（见下面方框图）玉米筒仓脱胚机磨粉机三效浓缩液糖化环保蒸馏脱水润水仓粉碎调浆离心机烘干机挑担筛乙醇储罐浸出制油蒸馏后的废醪处理，可使用离心机将固液分离，液体经过浓缩后浓浆与分离的废渣一起通过烘干生产出DDGS饲料。1.4废醪及废水的处理工艺酒精生产所产生得废水是有毒、有害的，必须要进一步处理后才能排放到自然界中。废醪通过固液分离，除去其中大部分纤维、蛋白等固形物，同时得到符合要求的清液，经过四效降膜蒸发，浓缩到干物含量为3844%的浓浆，然后按一定比例与滤渣混合后进行干燥。物料中的水份被蒸发出来经过冷凝成为二次冷凝水通过利用厌氧生物细菌和好氧生物细菌的新陈代谢作用对污水进行处理，使废水最终达到排放标准。1.5 国内外研究应用现状与发展趋势 按照相关规划，到2020年，中国发展燃料乙醇的目标是达到1500万吨，这对原料供应提出了一个大难题。中国燃料乙醇的以前主要原料是陈化粮，现在逐渐开始采用麦秸秆、木薯等，但其成本高于陈化粮。但发展燃料乙醇绝不能走与粮食争地的路子,应结合国情选择丘陵坡地种植富含淀粉的木薯、红薯，为2020年后燃料乙醇工业的发展打好基础。1.6 本文研究的内容本文通过对使用玉米加工无水乙醇的生产工艺原理和目的的分析，进一步介绍发酵前的预处理以及发酵、蒸馏脱水工艺所注意的问题，同时对现在经济发展形势下的废水废渣等处理工艺进一步的研讨，从而论证生产无水乙醇最佳的生产工艺方法的选择。2燃料乙醇总体工艺设计2.1预处理的工艺设计玉米生产酒精，首先要将玉米加工成适合发酵的糖液，这就是预处理。这个过程包括玉米的除杂、润水、脱胚、分筛、粉碎、调浆、液化以及糖化等工序。2.1.1玉米的前期处理玉米经过清理、分离除铁，然后根据玉米的水分，通过适当的润水，使玉米胚具有抗击打的韧性。灰分含微量淀粉，其中有大量沙石，对设备的磨损影响很大。铁器不但磨损设备，大一点的会直接对设备产生破坏。所以在对玉米进行加工前，去除灰分和铁器可以减少设备的损耗，还可以节约大量的能耗。玉米经过初清筛及永磁筒可以去除大部分灰分及铁性杂物。而通常玉米的水分在17%以内，经过用80润水后达到20%的水分，润闷约5-6小时，使玉米胚具有抗击打的韧性。2.1.2玉米的脱胚玉米胚芽含油量在35%左右，而玉米油对发酵液面的张力影响很大，严重影响着发酵的各项指标。如果将玉米油提炼出来，既能避免影响发酵指标，又多产出玉米油这个副产品，对降低生产成本有着诸多好处。玉米在脱胚机的击打下使玉米胚脱出，再通过磨粉机、挑担筛等设备将玉米胚分离出来送到玉米油加工工序，玉米面经调浆后送至粉碎，玉米糁直接送到粉碎车间进行粉碎调浆。2.1.3粉碎和调浆玉米糁通过粉碎机粉碎将玉米粉碎成细小颗粒，破坏淀粉细胞壁，释放出淀粉，增加淀粉颗粒与水的接触面积，有利于后面工序中与淀粉酶接触，有利于淀粉颗粒吸水膨胀、糊化、液化，提高热处理效率，缩短热处理时间，粉碎后的玉米与水混合也容易密封输送，减少物料的污染和流失。一般粉碎粒度88（20目筛网检测）。高温水调玉米浆温度为63-68，PH值5.8-6.0，玉米浆通过拌料罐，在玉米浆输送泵作用下泵至液化工序。2.1.4液化和糖化液化选用淀粉酶，将糊化的淀粉水解成糊精和低聚糖，并降低液化液粘度，增强流动性，同时为糖化酶作用创造条件，将其水解成为葡萄糖。淀粉酶从淀粉分子内部的-1，4葡萄糖苷键进行随机剪切，将大分子淀粉水解成为小分子糊精和低聚糖等产物，水解产物中还有少量葡萄糖和麦芽糖。高效糖化酶将淀粉液化产物中糊精及低聚糖水解为可供酵母利用的发酵性糖。利用高效糖化酶在糖化罐内将淀粉液化产物糊精和低聚糖进一步水解成葡萄糖，以利于发酵中酒母的代谢。2.2乙醇发酵及蒸馏脱水的工艺设计2.2.1乙醇发酵在酒母扩培罐连续培养酒母并补充到发酵罐中，酒母在厌氧条件下把可发酵性糖转化为乙醇和二氧化碳。酵母细胞通过细胞膜作用吸收可发酵性糖，利用其体内的水解酶和糖-酒精转化酶系，把糖转化为乙醇和二氧化碳并释放热量。反应方程式:C6H1206+2ADP+2H3P042CO2+2C2H5OH+2ATP考虑到发酵中染菌以及发酵罐的清洗，采用半连续半间歇发酵方式。2.2.2乙醇的蒸馏与脱水通过蒸馏塔和脱水装置除去发酵成熟醪中杂质，提高酒精的酒度，生产出合格的产品。原理：利用混合溶液中酒精与其他组份在相同温度，压力下具有不同蒸汽压的性质，通过多次反复汽化与冷凝，使酒精与其它组份得以分离与浓缩。利用分子筛对不同组份具有选择性吸附的特性，在加压下吸附酒精中的水份，在减压下解析。吸附和解析过程交替进行，保证装置能够连续稳定地生产出合格的燃料酒精。2.3.废醪及废水的处理工艺2.3.1废醪的处理工艺蒸馏后的废醪含有大量纤维、蛋白等固形物，进行有效处理，可以得到DDGS饲料这些副产品，还可以减轻污染。废醪的处理需要经过固液分离、浓缩、烘干、包装等工艺。分离原液经进料口进入高速转动的转筒内，在离心力的作用下液体中质量大的悬浮物迅速地向筒壁积聚。已分离的滤液由水层内圈之出水孔经出液口排出。沉渣由螺旋推料器推送到转筒的圆锥端经出渣口排出。在离心力的作用下将精馏工序输送来的废醪进行固液分离，废醪通过过滤介质除去其中大部分纤维、蛋白等固形物滤渣，同时得到符合要求的滤后清液。清液经过四效降膜蒸发，浓缩到干物含量为3844%的浓浆，然后按一定比例与滤渣混合后进行干燥。使用蒸汽通过管束干燥机，将滤渣及浓浆按一定比例混合后进行干燥，达到成品DDGS质量标准。2.3.2废水的处理工艺浓缩蒸发出来经过冷凝成为二次冷凝水以及生产中产生的机泵冷却水等废水，通过利用厌氧生物细菌和好氧生物细菌的新陈代谢作用对污水进行处理，使废水最终达到排放标准。厌氧好氧中产生的污泥通过污泥压榨脱水后作为肥料出售。产生的沼气用于沼气锅炉来制备生产中需要的蒸汽，从而节能减排，减少污染，降低生产成本。厌氧：本工序是通过利用厌氧生物细菌和好氧生物细菌的新陈代谢作用对污水进行处理，使废水最终达到排放标准。好氧：将二级厌氧IC出水进行一级好氧（生物滤塔）生化，并兼降温；然后再通过氧化沟将生物滤塔出水进行好氧生化再处理，保证出水达标排放。污泥压榨：厌氧、好氧污泥有95-98的含水率，体积很大，为了综合利用和最终处置需对污泥进行脱水处理。3原料加工工艺玉米生产乙醇，现在国际上有3种方法。全粒法 这是目前我国传统采用的方法。玉米直接蒸煮，不分离副产品，酒糟浓缩干燥饲料。干法 即玉米经适当粉碎，分出一部分玉米皮和胚芽榨油，将玉米干淀粉制酒精。湿法 玉米先生产淀粉，分离出胚芽榨油、蛋白粉、纤维蛋白饲料，然后用淀粉浆生产酒精。采用干法生产酒精，每吨玉米可以得到玉米油30Kg，玉米蛋白饲料250Kg，乙醇364L，是比较经济适用的方法，也是当今国际上大多采用的方法，所以本文采用干法来讨论生产酒精的工艺。3.1玉米的储存与净化3.1.1玉米在圆筒仓的储存玉米原始水分大，成熟度不均匀。玉米主要产区在我国北方，收获时天气已冷，加之玉米果穗处有苞叶，在植株上得不到充分的日晒干燥，所以玉米的原始水分一般较高。新收获的玉米水分在华北地区一般为15-20，在东北和内蒙地区一般为20-30。玉米的成熟度往往不很均匀，这是由于同一果穗的顶部与基部授粉时间不同，致使顶部籽粒成熟度不够。成熟度不均匀的玉米，不利于安全储藏。 玉米的胚大，呼吸旺盛。玉米的胚几乎占玉米籽粒总体积的1/3，占籽粒重量的10%12%。玉米的胚含有30%以上的蛋白质和较多的可溶性糖，所以吸湿性强，呼吸旺盛。据试验，正常玉米的呼吸强度要比正常小麦的呼吸强度大811倍。玉米的吸收和散发水分主要通过胚部进行。 玉米胚部含脂肪多，容易酸败。玉米胚部含有整粒中77-89的脂肪，所以胚部的脂肪酸值始终高于胚乳，酸败也首先从胚部开始。 玉米胚部的带菌量大，容易霉变。玉米胚部营养丰富，微生物附着量较多。据测定，玉米经过一段储藏后，其带菌量比其他禾谷类粮食高得多。玉米胚部是虫、霉首先为害的部位，胚部吸湿后，在适宜的温度下，霉菌即大量繁殖，开始霉变。玉米要安全储藏的关键是提高入库质量，降低粮食水分。由于各地的气温、气湿有较大差异，应根据本地具体情况，采用相应的储藏措施。一般工厂储存玉米采用库房或圆筒仓来储存玉米，而圆筒仓占地面积小，储存量大，进出物料比较方便，所以采用圆筒仓来储存玉米是上佳选择。圆筒仓存量及结构设计按乙醇产量需求进行设计一般存量在1000吨以上，必须设计通风系统，以更好保证玉米的质量。（见左图）无论玉米是否正在进仓或处于满仓或达到要求量状态,若发现圆筒仓内玉米温度高于环境温度8，必须打开风机通风，使温度下降至筒仓内温度均匀为止。玉米的进出应遵循先进先出原则。输送设备一般由提升机、刮板组成。3.1.2玉米的净化无机杂质绝大多数质地坚硬，如铁块、石子、砖瓦碎块等，它们对加工机器中的筛板和冲孔板具有损坏性，尤其是对含有筛板配件的高速旋转设备的破坏性更大，而少数强度较低的无机杂质，如泥块、沙土，在加工过程中会产生大量的灰尘需要冲孔网进行隔离，不至于影响环境卫生。有机杂质尽管硬度低，但有些体积较大，如玉米棒芯、秸秆、纸屑、绳头等，进入机器会堵塞设备的进出口，影响设备的工艺效果。无论哪类杂质，它们对冲孔产品的质量都有很大影响。所以玉米在进入筒仓前就先通过圆筒筛、永磁筒除杂，在输送设备上还要加风管，利用引风机和脉冲除尘器除去灰分。具体流程如下图：进料栅筛脉冲除尘器除尘风机提升机初清筛脉冲除尘器除尘风机除铁器提升机刮板机筒仓3.2玉米的脱胚3.2.1玉米的二次清理原玉米经筒仓变频叶轮喂料器根据生产需求量，均匀平稳出料至原仓下刮板机，至筒仓出料提升机到脱胚工序皮带输送机，再经刮板输送机至缓料箱均匀分料后进入自循环振动筛，再到调质工段整个过程经电子秤计量，然后将玉米中的轻杂质除去后进入到下一到工序。调质、提脐：经过清理后的玉米根据含水量及工艺要求进行润水，并在润水仓中润闷57小时，润闷后的玉米经输送设备进入四楼的暂存箱，暂存箱下有可以通过变频来控制料量的喂料器，再通过喂料器下有磁栏，进入脱胚机破碎后，混合料进入到循环风选器中在循环风选器中将混合料中的大皮及细粉抽出。抽皮后的物料进入到振动筛中，通过上层筛片将没有被破碎的玉米分离出来，返回到脱胚机中，下层将打碎的胚乳分离出来直接进粉碎机粉碎，中间的物料经磁选后进磨粉机中，磨粉机将较大的胚乳磨碎。混合料经分配器进入到挑担筛中，挑担筛筛理后产生三种物料：毛脐经干燥机后去预榨；玉米面和玉米糁子进入到皮带输送机去粉碎车间进行粉碎。筒仓提升机皮带输送机机机螺旋输送机刮板输送机调质工序分料仓叶轮喂料器皮带秤振 动 筛灰 箱电磁铁3.2.1.1振动清理TQLZ系列震动清理主要用于制粉、饲料、碾米、化工、食品、榨油等行业的原料清理或分级。通过更换不同孔径的筛片，可清理小麦、玉米、稻谷、油料等多种颗粒状的物料。 该设备结构简单、体积小、重量轻、运行平稳、噪音小、能耗低、密闭性好、操作维修方便等特点，是理想的清理设备。如配备风选器，可以清除轻杂，且使机器处于负压状态工作，无粉尘外溢。主要技术参数TQLZ180系列，上层筛网16mm，下层2.5mm；处理量：15-25吨/h。表内机型设备的振幅为3.54.5mm，振动频率为15.8Hz，振动方向角为0º45º。清理其它物料时应根据物料的容重(或比重)、悬浮速度、表面形状、物料大小，选用适当的处理能力、筛体倾角及筛孔尺寸。主要结构及工作原理TQLZ系列振动清理主要有机架、入粮箱、振动电机、机身、出粮箱等部件组成。其原理是用筛选法按物料的粒度进行分离。料由料管进入偏心锥形漏斗后，落在散粮板上，散粮板随筛体振动,使物料均匀地落到进料箱底板上，并沿底板流到上筛片上面。大型杂质沿上层筛面流入大杂出口排出机外，通过上层筛孔的筛下物落到下筛片上，其中小型杂质通过下筛片的孔眼落到筛箱底板上面，并经细杂出口排出机外，纯净物料沿下层筛面直接流入净料出口。筛体倾角的调整筛体倾角可以从零度调至12度，如作初清筛时一般调至10º；调整角度时，只需松开机架左右各个螺栓，筛体可按贴在机架上的标牌移动到所需角度。注意必须在机器停止运转时才能进行调整。TQLZ125×200B×2振动清理筛可通过进料端下面支架上的螺杆进行角度调节，调节时必须先松开锁紧螺母，调节后必须紧定好锁紧螺母，保证角度的稳定。振幅的调整振幅指示圆盘装在筛体两侧面，当机器运行时，转动指示盘，使其虚线通过各圆圆心而形成一条直线，振幅线及刻度线看起来是相互交叉的，并形成显而易见的阴影，该阴影部分的交叉点表示行程长度（即振幅）。需要调整振幅时，可以通过调整振动电机轴两端的偏心重块G来实现，两偏心块重合度“X”越小，得到的振幅越小，反之越大。注意筛体两侧电机偏心块重合度应调整一致，每侧电机两端偏心块重合度也应调整一致。振动方向角的调整振动方向角的调整范围为045º，需要改变振动方向角时，只需将4颗固定螺栓松开，转动振动电机座盘即可，注意筛体两侧角度调整要一致。TQLZ125×200B×2振动清理筛振动方向角不需要调整。3.2.1.2皮带秤中能三原ICS系列电子皮带秤是一种先进的微机控制动态称重仪器，是在皮带输送系统中对散状物料进行连续计量的理想设备，整机设计合理、紧凑，具有完善的称重和控制数学模型，并具有多种输入、输出信号形式。其结构简单、称重准确、工作稳定、运行可靠、操作方便、维护量极少。不仅适用于常规环境，而且适用于酸、碱、盐及大气腐蚀环境。广泛地应用于冶金、电力、矿山、港口、化工、水泥、建材、粮食等行业。ICS系列皮带秤可根据您的选择提供ZN201、ZN2001、ZN2105等系列高智能化仪表和国产、进口传感器。3.2.2调质、提胚工序先通过对干玉米进行加水、加汽、润闷等步骤使玉米皮吸水后易于脱除，并使玉米胚更加有韧性，减少在后道工序中脂肪的损失。再通过脱胚、磨粉、筛分等一系列方法保证玉米胚提净、粒整、不损失脂肪。工艺流程简图清理后玉米着水绞龙叶轮喂料器分料仓脱胚机刮板输送机循环风选器振动筛螺旋输送机润粮仓自动着水仪刮板输送机糁子刮板机提升机玉米油提取刮板输送机斗式提升机螺旋输送机分料仓分配器磨粉机永磁筒挑担筛皮带机刮板机提升机刮板机面、糁子毛脐粉碎车间要求：润水的温度6090，玉米润闷时间57h，润水后玉米温度2040。脱胚机出料要保证脐子不被打碎；振动筛糁子中不应有大粒的脐子；脱胚机：破碎率85%，脐子不应被打碎;分级筛糁子中不应有大粒的脐子;磨粉机两辊间距0.8-1.0mm,出料中脐子不应被压碎3.2.2.1磨粉机工作过程及原理：物料由喂料辊均匀地喂入两磨辊间，通过两磨辊对物料的挤压、剪切作用，使物料逐步破碎，从而使皮层、胚、胚乳分开。调试轧距调整在开机之前和停机之后，必须保证两磨辊处于离轧状态。用手转动主传动带轮，观察两辊是否转动灵活，并检查磨口内有无异物；将磨辊调整到合轧状态,磨辊在合轧状态下，将专用平板置于两辊上方并紧贴两辊表面，用塞规检查平板平面与辊体表面的间隙，测量时应在辊体两端和中间三处检查，其平面度在辊体100mm长度上不大于0.02mm，该项指标一般在出厂前已调好。在合轧状态下，调整两磨辊之间的距离：用塞规检查合轧状态下两辊之间的距离，首次调整如图所示，其数值由工艺而定，初运转辊间轧距为：皮：0.6mm其它皮磨：0.150.4mm光辊：0.050.1mm若检查不满足以上数值，可旋转带有刻度的手轮，使磨辊靠扰，直到符合以上数值为止。为合格证轧距在磨辊长度方向上的一致性，每台磨粉机装有四套独立的微调机构，可实现单边调整，调整完毕后，应将锁紧手轮锁紧。注意：调节手轮装有轧距表，它不能作为调整测量的依据。磨刷调整,清理刷是用来清理磨辊表面的积粉的，它由棕骨和澳洲草根制成。清理刷的调整：清理刷的调节不能使磨辊上的压力太大，调整时，先松开锁母，然后旋转调节螺钉，使清理刷与磨辊表面均匀接触；最好在清理刷和磨辊之间插入一张纸，调节完毕后可不费力地将纸抽出，即可锁紧锁母。3.2.2.2挑担平筛结构传动机构：由挂座、上轴承壳、主轴、轴承套、轴承等组成。筛格结构：由十一层筛格重叠起来，每一层筛格都带有筛面和底板，而各种不同的筛格组成一起，可以得到不同的流程。根据筛理物在筛格内的流动方向和位置，筛格结构基本上可分为两大类：A、第一类的筛格是可以允许上层来的筛下物通过此格而流到下层筛格中去，这种筛格中间备有通道，称为带有通道底板的筛格。B、带有分配底板的筛格。清理机构：清理机构使用清理块，这是属于一种在筛面下部进行清理的机构工作过程及原理：物料进入筛体内，利用各层筛网孔，筛体按逆时针(回转半径为44MM，转速为200-210转/分)旋转，使各层筛面上的物料在自身散落性和筛体运动的共同作用下，在筛面上形成一个倾斜面，上层物料顺斜面以较快的速度向出口推进，面下层物料则与筛面接触的时间较长，从而物料在筛面上形成良好的自动分级，且根据混合物料颗粒大小的不同，进行分离，分出的物料按各从各自的通道排出。3.2.2.3脱胚破碴机玉米脱胚破碴机集脱胚、破碴于一体，以打、搓、柔的脱胚原理，可获得优质的玉米胚芽，该机运转平稳，耗能小，生产效率高，使用安全可靠，噪音小，操作使用维修方便等特点。3.2.2.4 TFXH循环风选器用途、适用范围和性能特点本机主要用于粮食储藏、面粉、饲料加工、医药、油脂、食品、酿造等行业的颗粒物料清理。该机可将谷物中低密度杂质与颗粒物质（如小麦、大麦、稻谷、油料、玉米等）分离。该机采用了闭路循环风的形式，本身具有除尘降尘的功能。这样节省了其它除尘设备，并且不与外界进行气体交换，因而，可以避免热量的损失，不污染环境。主要结构及工作原理物料落入匀料板，堆积一定厚度，阻止新鲜空气由匀料板进入吸风道。料流进入吸风道时，低密度杂质随吸风道气流进入分离区，分离效果可通过调节板进行调节。被分离出来的低密度杂质随着循环气流进入分离筒。通过分离筒的作用，低密度杂质与气流分开，落入集尘室。最后，由绞龙将低密度杂质排出。风机将净化了的空气吸走，通过回流通道返回到吸风。经过清理的物料直接进入出料斗。压力活门在物料重力作用下开启，物料排出，进入下道工序。以上介绍脱胚的工艺，脱胚后的玉米面和糁子将被送到后面粉碎和调浆，皮与胚芽会经过玉米油的提取工艺提取玉米油，剩余的油渣由于带有大量淀粉，也会被输送到粉碎调浆。玉米油的提取工艺将本文不再讲述。3.3 玉米粉碎和调浆目的：通过粉碎机粉碎将玉米粉碎成细小颗粒，破坏淀粉细胞壁，释放出淀粉，增加淀粉颗粒与水的接触面积，与淀粉酶接触，有利于淀粉颗粒吸水膨胀、糊化、液化，提高热处理效率，缩短热处理时间，粉碎后的玉米与水混合容易输送。原理：在高速旋转的锤片打击和筛板磨擦作用下物料逐渐被粉碎，并在离心力和气流作用下穿过筛孔从底座出料口排出。3.3.1工艺简述:前工序来料（玉米粉）通过大刮板机、小刮板机输送到粉碎料仓，经过粉碎机粉碎，粉碎粒度88（20目），在粉碎机料封绞龙和汇总绞龙输送、调浆提升机作用下，将玉米粉提升到物料混合器，在物料混合器内加入中温水、淀粉酶，经搅拌后流入一级拌料罐内，加入高温水调玉米浆温度为65左右，PH值6.0，玉米浆通过一级拌料罐溢流管溢流到二级拌料罐，在玉米浆输送泵作用下泵至液化工序。这里在搅拌时就加入淀粉酶，主要可以对玉米浆提前预液化，减少玉米浆的粘度，便于输送，同时提前液化，可以加强液化效果，提高液化速率，为后面的液化糖化做好充分准备。当然预液化需要较高温的调浆水，正好可以解决后面生产中出现的蒸汽凝水的回收利用，从而从节能降耗上为生产降低成本。3.3.2工艺流程图下面是具体的粉碎和调浆的工艺流程图：待料仓细粉刮板机前工序来料粗粉刮板机粉碎机料封绞龙 排空脉冲除尘器除尘风机汇集绞龙调浆提升机二级拌料罐物料混合器一级拌料罐高温水、液碱 中温水 淀粉酶玉米浆输送泵液化工序 3.3.2工艺参数和原辅料质量标准主要原辅材料名 称规格和标准备注玉米粉无霉块，结块、水份16%，压缩空气0.7MPa液 碱浓度32%工艺控制指标序号控制项目单位目标值最高值最低值1玉米浆波美度Be16.5142耐高温淀粉酶用量kg/t玉米0.110.120.083调浆PH6.05.84调浆温度68636玉米粉细度：通过20目筛网%>883.4液化与糖化液化选用淀粉酶，将糊化的淀粉水解成糊精和低聚糖，并降低液化液粘度，增强流动性，同时为糖化酶作用创造条件，将其水解成为葡萄糖。糖化采用高效糖化酶，高效糖化酶将淀粉液化产物中糊精及低聚糖水解为可供酵母利用的发酵性糖。利用高效糖化酶在糖化罐内将淀粉液化产物糊精和低聚糖进一步水解成葡萄糖，以利于发酵中酒母的代谢。3.4.1液化耐高温-淀粉酶是采用国外优质菌种，经深层发酵，精炼而成，能随机水解淀粉质原料及其降解物内部的-1.4葡萄糖苷键，使胶状淀粉溶液粘度迅速下降，过度水解可产生少量葡萄糖和麦芽糖。在啤酒生产中，将辅料与水混合均匀，每吨辅料加本品0.3升左右（2万单位/ml）,可一次加入，迅速升温至95-97液化，至100，保温30分钟，碘液试验为粉红色，即液化完成。常规性生产中，料与水混合均匀，料水比1：3.5-4，PH值为6.5-7.0，水温45-55，每吨料加本品0.3升左右，（2万单位/ml），搅拌均匀后加热，蒸煮时温度控制在100±5，时间100分钟左右，碘液试验为粉红色，即液化完成，然后进行糖化。糊化用水中钙离子浓度50-100ppm较合适，水中如有合适钙离子，可不另添加钙离子，铜、钛、钴等金属离子对酶会有一定影响，铝、铅、锌等金属离子对酶活力有较强抑制作用工艺简述:粉碎玉米浆经调浆后经泵输送至液化，先经一次喷射器加热至85，从一级配料罐上部进料，经溢流管流入二级配料罐，从二级配料罐出料，经喷射后进入承压罐，喷射后的物料先进一级闪蒸罐经闪蒸降温至85-90,在一级闪蒸出料管通过计量泵加入淀粉酶，随后进入一级维持罐，经溢流管流入二级维持罐；然后泵至层流罐液化，物料从7#层流罐底出料管直接进入二级闪蒸罐，经闪蒸降温至75，经过液化板换降温至60去糖化。工艺流程图:一次喷射器一级配料罐层流罐液化板换器二次闪蒸粉碎调浆罐二级配料罐一次闪蒸喷射器承压罐维持罐饱和蒸汽淀粉酶糖化3.4.2糖化淀粉糖是以玉米等农产品为原料,最主要的是玉米运用生物技术经过水解转化而生产的。近些年来,连续糖化技术应用于淀粉糖的生产,代替了传统酸法制糖工艺,推广双酶法及高、低压喷射液化技术。利用高效糖化酶在糖化罐内将淀粉液化产物糊精和低聚糖进一步水解成葡萄糖。从而将淀粉液化产物中糊精及低聚糖水解为可供酵母利用的发酵性糖。工艺简述:液化液经过液化板换降温至60，在板换出料管通过计量泵加入糖化酶，随后进入静态混合器加酸调pH至4.1-4.3，输送到糖化罐糖化，糖化时间控制在15-20分钟，再经过泵输送到发酵工序。4.酒精的提取4.1酒精的发酵在发酵的时候。一般先进行的是酵母菌将糖类变成酒精，中间开始的是乳酸菌将其他玉米副产物如少量蛋白质那些发酵成乳酸等，只要控制好PH，就可以实现酒精发酵了。玉米糖液发酵是添加了细菌抑制剂，使其向乳酸方向发展一个因素是温度。温度一方面影响酵母菌的繁殖速度极其活力，另一方面影响酒精发酵。温度高于40，酵母菌就会死亡；温度高于30，发酵中止的可能性就会加大。因而，符合酵母菌生物学要求和葡萄酒工艺学要求的温度范围为18-30。另一个因素是氧。在添加酵母前的一系列处理过程中，葡萄汁所溶解的氧，很快就被基质中的氧化酶所消耗。留给酵母菌的氧则很少。因而酵母菌的繁殖条件至少部分的为厌氧条件。在酒精发酵结束以后，接着登场的就是乳酸细菌。由于酒精的酸度高、pH值低、酒度高，不利于乳酸菌的活动，苹果酸-乳酸发酵的控制就比较困难。4.1.1酒精的发酵方式的选择连续发酵： 是指以一定的速度向发酵罐内添加新鲜培养基，同时以相同速度流出培养液，从而使发酵罐内的液量维持恒定的发酵过程。连续发酵可分为单罐连续发酵和多罐串联连续发酵等方式。在单罐连续发酵中，由于发酵液在不断搅拌，一部分刚流入的发酵基将随发酵液一起流出。其优点是： 设备的体积可以减小； 操作时间短，总的操作管理方便，便于自动化控制； 产物稳定，人力物力节省，生产费用低。缺点是： 对设备的合理性和加料设备的精确性要求甚高； 营养成分的利用较分批发酵差，产物浓度比分批发酵低； 杂菌污染的机会较多，菌种易因变异而发生退化。连续发酵1906年已有啤酒连续发酵的方案但直到1967年才得到工业化的应用。主要应用国家有新西兰英国等。由于菌种易变异和杂菌的污染以及啤酒的风味等问题使啤酒连续发酵工艺的推广受到限制。间歇发酵： 间歇式发酵法就是指全部发酵过程始终在一个发酵罐中进