工业酒精蒸馏15页PPT
酒精生产工艺学课件

酒精生产工艺学课件1. 引言酒精,或称乙醇,是一种重要的有机溶剂和工业原料。
它广泛应用于医药、化妆品、食品和能源等领域。
酒精的生产有多种方法,本课件将介绍酒精的生产工艺和相关技术。
2. 酒精的生产工艺酒精的生产工艺主要有两种:发酵法和合成法。
2.1 发酵法发酵法是一种利用微生物将碳源(如糖类)转化为酒精的方法。
常用的发酵法包括淀粉发酵、糖化发酵和蔗糖发酵等。
•淀粉发酵:以淀粉为原料,通过淀粉酶的作用将淀粉分解为可被微生物利用的糖类,然后经过发酵反应生成酒精。
•糖化发酵:以糖类为原料,直接进行发酵反应生成酒精。
•蔗糖发酵:以蔗糖为原料,经过发酵反应生成酒精。
2.2 合成法合成法是一种从石油中提取酒精的方法。
酒精合成主要采用乙炔合成和乙醛合成两种方法。
•乙炔合成:通过乙炔经过一系列反应生成酒精。
•乙醛合成:通过乙炔先生成乙醛,然后经过还原反应生成酒精。
3. 酒精生产的主要工艺步骤酒精的生产过程包括原料处理、发酵、蒸馏和精馏等步骤。
3.1 原料处理根据选择的原料类型,进行原料的处理。
如果使用淀粉类物质作为原料,则需要经过糖化步骤将淀粉分解为糖类。
如果使用蔗糖作为原料,则直接进行后续步骤。
3.2 发酵将处理好的原料与选定的发酵菌种一起放入发酵罐中,在适宜的温度、酸碱度和氧气条件下进行发酵过程。
发酵过程中,发酵菌会将糖类转化为酒精和二氧化碳。
3.3 蒸馏将发酵产生的发酵液经过蒸馏过程,分离出其中的酒精和水。
蒸馏是基于酒精和水的不同沸点进行分离的。
3.4 精馏精馏是对蒸馏产生的酒精进行进一步提纯的过程。
通常使用塔板或回流设备进行精馏操作,将酒精和其他杂质进行分离。
4. 酒精生产的关键技术和装备酒精生产涉及到一些关键技术和装备,包括: - pH调节技术:通过调节发酵液的酸碱度,控制发酵过程中微生物的生长繁殖。
- 温度控制技术:保持发酵过程中的适宜温度,影响发酵菌的活性和产量。
- 氧气供应技术:提供发酵过程中所需的氧气,促进微生物的生长和代谢过程。
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6.关于防止杂菌污染 • 酒精生产除了对原始菌种进行定期分离纯化外
,在培养过程中加强无菌管理操作也是十分重 要的。因为目前多数酒精厂酒母培养仍在敞口 酒母罐中进行,因此对车间环境卫生要十分注 意。另外,在使用前,对罐体、管道的杀菌也 十分重要,尤其应当注意对某些管道死角加强 杀菌操作。
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第七节 酒精发酵工艺
6
• 4.酵母发酵 酒精发酵是属于厌气性发酵 ,在发酵过程中进行无氧呼吸,在此过 程中,发生着复杂的生物化学变化,既 有糖化醪中淀粉和糊精继续被淀粉酶水 解生成糖,也有蛋白质在曲霉蛋白酶水 解下生成肽和氨基酸。这些物质一部分 被酵母吸收合成菌体细胞,另一部分则 被发酵,生成酒精和CO2。
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• 5.蒸馏提纯 经酵母菌把糖转变成酒精后 ,在成熟发酵醪内,除含有酒精和大量 水分外,还含有固形物和许多杂质。蒸 馏是把发酵醪液中含有的酒精提纯出来 ,通过粗馏和精馏,最后取得合乎规格 的酒精,同时得到副产物杂醇油,还有 大量的酒糟(也称废醪)排除。
• 酵母菌是一类单细胞微生物,繁殖方式以出芽 繁殖为主。细胞形态以圆形、卵圆形或椭圆形 较多。
• 从分类系统来讲,淀粉质原料酒精发酵常用的 菌种为真酵母属中的啤酒酵母(SdccHcromyce SCereuisiae)及其变种,如拉斯2号 (Rasse Ⅱ)、 拉斯12号(Rasse Ⅻ)、K字、以及从我国酒精生 产实践中筛选的南阳五号(1300)、南阳混合 (1308)等酵母菌株。
(1)含有较强的酒化酶,发酵能力强,而且迅速;
(2)繁殖速度快,具有很强的增殖能力;
(3)耐酒精能力强,能在较高浓度的酒精发酵醪中 进行发酵;
(4)耐温性能好,能在较高温度下进行繁;
(7)生产性能稳定,变异性小;
工业乙醇的蒸馏和精馏

80℃以下
80~95℃
95℃以上
4. 结果分析:
分馏液
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六、注意事项
[1] 本实验蒸出的酒精并非纯物质,而是酒精和水的共沸物,若要得到 无水乙醇,须采用其它方法除去共沸物中的水。
[2] 用电热套加热十分方便和安全,但要注意调节控制温度,当溶液开 始沸腾后,应调小加热程度,缓慢升温。
打开冷凝水,用电热套加热,当液体开始沸腾后,即见到一圈圈气液沿分 馏柱慢慢上升,待其停止上升后,调节热源,提高温度,当蒸气上升到分馏柱 顶部,开始有馏液流出时,记下第一滴分馏液落到接受瓶中时的温度。调节并 控制好温度,使蒸气缓慢上升以保持分馏柱内有一个均匀的温度梯度,并控制 馏出液的速度约2~3秒一滴。
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在100ml 圆底烧瓶中,加入两粒沸石,按图装配仪器。用量 筒取50ml 95%工业乙醇经玻璃漏斗从蒸馏头上口倒入烧瓶,插 入温度计,通入冷凝水,用水浴加热,注意观察蒸馏瓶中的现象
和温度计读数的变化。当液体开始沸腾时,仔细控制水浴温度,
使馏出液滴的速度为每秒1~2滴。记下第一滴液体滴入锥形瓶时 的温度,分别收集77℃以下、77~79℃和79℃以上的馏分。
2.分馏
液体混合物中的各组分,若其沸点相差很大,可用普通蒸馏法 分离开;若其沸点相差不太大,用普通蒸馏方法就难以精确分离, 而应当用分馏的方法分离。
利用分馏柱进行分馏,实际上就是在分馏柱内使混合物进行 多次气化和冷凝。当上升的蒸气与下降的冷凝液互相接触时,上 升的蒸气部分冷凝放出热量,使下降的冷凝液部分气化,相互之 间发生了热量交换。其结果,上升蒸气中易挥发组分增加,而下 降的冷凝液中高沸点组分增加。如果继续多次,就等于进行了多 次的气液平衡,即达到了多次蒸馏的效果。这样,靠近分馏柱顶 部易挥发物质的组分的比率高,而在烧瓶里高沸点组分的比率高。
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• 去尾:细花没有了,就起了“水花”,这便是“尾子酒”, 酒味酸,汁液中还残留着糖分,酿酒师把它另外盛起来, 这叫“去尾”。
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简单蒸馏
简单蒸馏为间歇非稳态操作,在蒸馏过程中系统的温度和 汽液相组成均随时间改变。
• 共同点:加热器、冷凝器
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白酒蒸馏设备
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精馏塔
1)分类: 板式塔:泡罩塔、浮阀塔、筛板塔。 填料塔:塔内充填一定高度的填料。
2)塔板的作用:气液两相传质,传热的 场所。 筛板塔中n层板上的操作情况
板式塔
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鞍环填料
阶梯环填料
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鲍尔环填料
• 许多生产工艺常常涉及到互溶液体混合物的分离问题, 如石油炼制品的切割,有机合成产品的提纯,溶剂回收 和废液排放前的达标处理等等。分离的方法有多种,工 业上最常用的是蒸馏或精馏。
蒸馏操作实例:石油炼制中使用的 250 万吨常减压装置
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1. 1蒸馏原理: 以热能为媒介将液体混合物部分气化,利用混合物中各组分的挥发度不同使各 组分得以分离(在汽相富集轻组分液相富集重组分)。
2.2 简单蒸馏的过程与原理
• 简单蒸馏是间歇非稳态
原料液
冷凝器
y
操作,在蒸馏过程中系 统的温度和汽液相组成 均随时间改变。
蒸气
x
• 釜内任一时刻的汽液两
xD1 xD2 xD3
相组成互成平衡。
• 蒸馏釜的原料液持续加 热沸腾汽化,产生的蒸
汽由釜顶连续引入冷凝
酒精生产工艺学课件PPT(共 57张)

(1)原菌 生产中使用的原始菌种应当是经过纯种 分离的优良菌种。保藏时间较长的原菌,在投 产前,应接入新鲜斜面试管进行活化,以便使 酵母菌处于旺盛的生活状态。
(2)斜面试管培养 将活化后的酵母菌在无菌条件 下接入新鲜斜面试管,于28-30℃保温培养3—4 天,待斜面上长出白色菌苔,即培养成熟。
(1)含有较强的酒化酶,发酵能力强,而且迅速;
(2)繁殖速度快,具有很强的增殖能力;
(3)耐酒精能力强,能在较高浓度的酒精发酵醪中 进行发酵;
(4)耐温性能好,能在较高温度下进行繁殖和发酵 ;
(5)抵抗杂菌能力强;
(6)耐酸能力强;
(7)生产性能稳定,变异性小;
(8)发酵时产生泡沫少。
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二、酒精生产中常用酵母菌及其特性
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• 3.无机盐 • 酵母繁殖过程中需要的无机盐可从原料中获得
,一般不需另加。 • 4.维生素 • 酵母在生长繁殖过程中所需的维生素主要由糖
化醪中获得。 • 维生素易被高温所破坏,因此,在制备酒母糖
化醪时,不宜采用高温长时间的杀菌,以减少 维生素的损失。
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四、酒母培养与扩大培养工艺
• (一)酒母培养基的制备 • (二)酒母的扩大培养
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(一)酒母培养基的制备
• 1.试验室阶段培养基的制备 酵母菌在试 验室培养阶段一般多采用米曲汁或• 酒母扩大培养至卡氏罐和酒母罐后,采用淀粉质 原料来制做酒母糖化醪。
• 由于酒母糖化醪主要用来繁殖酵母细胞,所以酒 母醪中除含有一定量的糖分外,还要求含有一定 量的氮和无机盐等其它营养物质,以供酵母菌合 成菌体细胞的需要。
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• 用于酒精发酵的细菌主要有:厌氧发酵 单胞菌和棕搁发酵菌。对耐高温的嗜热 细菌(40一50℃)和极端嗜热菌(65℃)的 筛选和应用也逐渐受到重视。
工业酒精的蒸馏PPT教学课件

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六、思考题
• 4.纯粹的液体化合物在一定压力下有固定的沸点。 若某液体具有恒定的沸点,能否认为它是纯物质? 为什么?
• 答:在一定压力下纯液态有机化合物有恒定的沸 点,但是具有固定沸点的物质不一定都是纯物质。 这是因为某些有机化合物常常和其它组分形成二 元或三元共沸混合物,这些混合物也具有固定的 沸点。
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三、基本操作
• 微量实验操作步骤 :
• 1 仪器的安装
• ① 根据热源高度固定铁支架上铁圈的位置,其高度 以加热时灯外焰能燃及石棉网为宜。
• ② 将蒸馏烧瓶用铁夹固定在垫有石棉网的铁圈上, 将温度计插入瓶颈中央,并使得水银球的上缘恰好与 蒸馏瓶支管的下缘在同一水平线上。
• ③ 调整冷凝管的位置和角度,使之与蒸馏支管同轴, 然后沿着此轴线方向将冷凝管和蒸馏头紧密连接。
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蒸馏应使用的仪器和操作过程
• 采用蒸馏方法分离液体混合物,需采用 下列仪器:盛装液体混合物的蒸馏烧瓶、 测量物质沸点的温度计、用于加热的酒精 灯、固定仪器用的铁架台、支持蒸馏烧瓶 的铁圈、保保障受热均匀的石棉网、冷凝 用的仪器冷凝管、接收液体馏出物(馏分) 的烧杯或者锥形瓶等。
• ④ 安装接液管和接受瓶。
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三、基本操作
• 整个装置要求端正,无论从正面或侧面观察,装置中 各仪器的轴线都要成一直线,安装牢固。除接液管与 接受瓶之间外,整个装置中的各部分都应装配紧密, 防止有蒸气漏出而造成产品损失或其它危险。
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三、基本操作
• 2 操作 • ① 加料 蒸馏装置安装好后,量取30mL待
化工原理—蒸馏ppt课件

双组分精馏:例如乙纯-水体系的分别。
本章着重讨论常压下双组分延续精馏。其原理和计算方法可 推行运用到多组分体系。
气液两相的接触方式
延续接触〔微分接触〕:气、液两 相的浓度呈延续变化。如填料塔。
溶剂 溶剂
规整填料 塑料丝网波纹填料
散装填料 塑料鲍尔环填料
级式接触:气、液两相逐级接触传 质,两相的组成呈阶跃变化。 如板 式塔。
对非理想物系,气〔汽〕、液相的逸度服从以下方程:
fˆiG Pyii
fˆiL fiLxii
式中 i — 气〔汽〕相 i 组分的逸度系数; i — 液相 i 组分的活度系数; fiL — 纯液体 i 在系统温度、压力下的逸度。
fiLpi0i0exV piLP RT pi0
波印丁〔Poynting 〕
xA
P pB0 pA0 pB0
泡点方程〔bubble-point equation〕
理想溶液的汽液平衡——拉乌尔〔Raoult〕定律
xA
P pB0 pA0 pB0
因 poA、poB 取决于溶液沸腾时的〔泡点〕温度,所以上 式实践表达的是一定总压下液相组成与溶液泡点温度关系。
知溶液的泡点可由上式计算液相组成;反之,知组成也可由 上式算出溶液的泡点,但普通需试差。
根据相平衡常数的定义
Ki
yi xi
fiL i Pi
式中 i,i 的计算分别与气〔汽〕相组成和液相组成有关 ,相平衡常数 K 不仅与系统温度、压强有关,也与相组成 有关。要确定非理想物系相平衡关系有相当难度。
相平衡常数〔distribution coefficient〕
当系统压力较低,气相近似为理想气体时,气相逸度系数 i 接近于1,波印丁因子也接近于1,有
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• 量取收集的95 % C2H5OH的体积,计算回收率。
四、主要装置图
• 普通蒸馏
仪器安装:装置端正紧密 加热高度适宜 温度计位置正确。
六、思考题
• 4.纯粹的液体化合物在一定压力下有固定的沸点。 若某液体具有恒定的沸点,能否认为它是纯物质? 为什么?
• [3] 除接液管与接受瓶之间外,整个装置中的各部分都应 装配紧密,防止有蒸气漏出而造成产品损失或其它危险。
• [4] 在蒸馏过程中,要控制蒸馏速度为每秒1 ~ 2滴。加热 太猛,蒸馏速度太快,蒸馏烧瓶颈过热,测得的沸点偏高; 加热不足,则颈部蒸气不足,蒸馏速度太慢,测得的沸点 偏低。
六、思考题
二、实验原理
蒸馏是加热物质至沸,使之汽化,再冷凝成蒸气, 并于另一容器中收集冷凝液的操作过程。
蒸馏是分离、提纯液体有机化合物最常用的方法之 一。
蒸馏也是测定液体沸点的一种方法。 蒸馏也可作为鉴定液态有机化合物纯度的一种方法。
三、基本操作
• 微量实验操作步骤 : • 1 仪器的安装 • ① 根据热源高度固定铁支架上铁圈的位置,其高度
原有沸石,而应重新加入沸石,因为用过的沸石的很多小 孔已被原溶液的液滴填满了,再使用时就起不到防止暴沸 的效果了。
六、思考题
• 2. 在蒸馏过程中,为什么要控制蒸馏速度为每秒 1 ~ 2滴?蒸馏速度过快时对实验结果有何影响?
• 答:在蒸馏过程中,要控制蒸馏速度为每秒1 ~ 2 滴,是为了使温度计水银球上总附有液滴,以保 持气液两相平衡。加热太猛,蒸馏速度太快,会 使蒸气过热,破坏气液平衡,影响分离效果,且 蒸馏烧瓶颈过热,测得的沸点偏高;加热不足, 则颈部蒸气不足,蒸馏速度太慢,测得的沸点偏 低。