酒精提纯的工艺和方法(精制课件)

通常把酒精和其他挥发性杂质 从发酵成熟醪中分离出来的过 程，称为蒸馏，也称为粗馏。
蒸馏所得到的是含挥发性杂质 较多的粗酒精，所用的设备称 作醪塔，也称粗馏塔。从塔底 排出的废液称为酒糟，其主要 成分是水和少量不挥发性物质。
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三、酒精提纯工艺
蒸馏的基本原理
除去混在粗酒精中的挥发 性杂质和一部分水，进一 步提高酒精浓度和纯度的 操作过程，称为精馏。
• x~y曲线上各点具有不 同的温度；
• 平衡线离对角线越远， 挥发性差异越大，物系 越易分离。
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7.2.2 挥发度与相对挥发度
1. 挥发度
组分的挥发度: 是该物质挥发难易程度的标志，表示。
混合液某组分挥发度:
A
pA , xA
B
pB xB
pA、 pB——汽液平衡时，组分A,B在气相中的分压； xA、xB——汽液平衡时，组分A,B在液相中的摩尔分率。
间歇蒸馏 连续蒸馏
普通蒸馏 特殊蒸馏
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第二节 双组分溶液的气液相平衡
7.2.1 气液相平衡 1. 拉乌尔定律（ Raoult’s Law）
对于理想溶液：
pA
p
0 A
x
A
pB
p
0 B
x
B
pA，pB —— 溶液上方A、B组分的分压，Pa；
pA0 ， pB0 ——溶液温度下纯组分的饱和蒸汽压，Pa；
p
0 A
p
0 B
4. 平均相对挥发度
m 顶釜
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3.α的物理意义
• 气相中两组分组成之比是液相中两组分组成之比 的倍数
• α标志着分离的难易程度:
• α愈大, 平衡线愈远离对角线，物系愈易分离；
• α=1, 无法用普通蒸馏方法分离。
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7.2.3 非理想溶液
1.具有正偏差的溶液
精馏有的结果可以得到各种 符合产品质量要求的酒精 （医药酒精或精馏酒精）， 所用的设备称为精馏设备。
精馏设备除了精馏塔以外，还要视其产品质量 要求，安装排醛塔（也称分馏塔）或甲醇塔等。
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四、总结提高
蒸馏分离 的目的和依据
• 目的：对液体混合物的分离，提取或回收有用组分 • 依据：液体混合物中各组分挥发性的差异
pA pyA pB pyB
yA
pA0 p
xA
p
0 A
p
p pB0 pA0 pB0
——露点方程
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3、组成~温度图（t~x~y图)
两条线：气相线（露点线） yA~t 关系曲线 液相线（泡点线） xA~t 关系曲线
三个区域：液相区 气、液共存区 气相区
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4、x~y图
• 对角线 y=x 为辅助曲线
酒精的用途
酒精在国民经济中占有重要的地位，特别是对食用酒和
燃料酒精的需求很大。酒精的用途按需求量多少可分为
三方面：燃料酒精、食用酒精高和级课化件工医药用酒精。
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二、发酵法酒精生产工艺
原料的种类
用于生产酒精的淀粉原料主要有：薯类（甘薯 、马铃薯、 木薯、山药等）；粮谷类（高粱、玉米、大米、谷子、 大麦、小麦、燕麦、黍等）；糖质原料（甘蔗、甜菜、 糖蜜等）；野生植物（橡子仁，土茯苓、蕨根、石蒜 等）；农产品加工副产品（米糠饼、麸皮、高粱糠、淀 粉渣等）；纤维质原料（秸秆、甘蔗渣等）等。
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蒸馏
发酵成熟醪的化学组成一般为：含 水82%~90%，酒精7%~11%
还含有醇、醛、酸、酯等挥发性物质，浸出物、无 机盐、酵母泥和其他不挥发性物质以及夹杂物。要 得到高浓度和高纯度的酒精，就需要用蒸馏和精馏 的方法，把酒精从成熟醪中分离出来。
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三、酒精提纯工艺
蒸馏是利用液体混合物中各组分 蒸馏的基本原理 挥发性的不同而分离组成的方法。
xA ， xB —— 液相中A、B组分的摩尔分率。
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2、道尔顿分压定律：
液相组成 x 与温度（泡点）的关系
pA
p
0 A
x
A
pB pB0 xB
p
pA
pB
p
0 A
x
A
pB0 xB
pA0 xA
pB0 (1
xA)
xA
p pB0 pA0 pB0
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——泡点方程
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气相组成yA与温度（露点）的关系
液体混合物：(如:酒精水溶液) 挥发性大（乙醇），称为易挥发组分或轻组分（A） 挥发性小（水） ，称为难挥发组分或重组分（B）
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蒸馏过程的分类
简单蒸馏 按蒸馏方式： 平衡蒸馏
按操作方式：
精馏
双组分蒸馏 按物系的组分数 多组分蒸馏
按分离难易： 常压蒸馏 按操作压力： 加压蒸馏 减压（真空）蒸馏
原料的输送
原料输送方 法有机械输 送，气流输 送和混合输 送3种
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蒸煮
在高温高压条件下进行蒸煮，使植物组织和细胞彻底破裂， 淀粉由颗粒变成溶解状态的糊液，目的是使它易受淀粉酶的 作用，把淀粉水解成可发酵性糖。通过高温高压蒸煮后，对 原料进行了灭菌作用。
温水
蒸汽
↓
↓
原料 →除杂 → 粉碎 → 拌料 → 泵 → 蒸煮 →成熟蒸煮
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理想溶液则:
A
pA xA
pAo xA xA
pAo
B
pB xB
pBo xB xB
pBo
2. 相对挥发度(以α表示)
一般物系：
pA
A xA
B
pB xB
理想气体：
yA
xA
yB xB
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对于二元物系：yB=1-yA xB=1-xA
即
y x
——相平衡方程
1 ( 1)x
理想溶液：
发酵法酒精生产工艺：以淀粉（红薯干或者玉米）为原料， 经处理、蒸煮、糖化、发酵、粗馏、精馏而成。
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原料处理
泥沙、石块 和金属杂质
粉碎方法 有干法和 湿法粉碎 两种
原料的的除杂
除杂方法 有筛选、 风送除杂 和电磁除 铁三种
原料的粉碎
原料经粉碎 后，受热面 积可增加， 利于淀粉原 料的吸水膨 化糊化
酒精提纯的工艺和方法
一、酒精的性质和用途 二、发酵法酒精生产工艺 三、酒精提纯工艺 四、总结提高
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一、酒精的性质和用途
酒精的性质
酒精的化学名称是乙醇，分子式为C2H5OH，相对 分子质量46.07。是无色透明、易挥发、具有特殊芳 香和强烈刺激味的易燃液体。乙醇蒸汽与空气可形 成爆炸性混合物。
醪送入糖化锅
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糖化
糖化的目的是将淀粉水解成可发酵性糖。 糖化的基本工艺流程：
蒸煮醪冷却至糖化温度→ 加糖化剂使蒸煮醪化液→ 淀粉糖化 → 物料巴氏灭菌 → 糖化醪冷却到发酵
温度→ 用泵将醪液送往发酵或酒母车间
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发酵
酒精发酵的目的是可发酵性糖在酵母菌的作用 下，转变为酒精和二氧化碳，获得酒精产品。
乙醇－水溶液相图