1、第十章 蒸餾設(shè)備,主要內(nèi)容：第一節(jié) 酒精蒸餾流程 第二節(jié) 酒精粗餾塔 學(xué)習(xí)要求：了解發(fā)酵酒精蒸餾的特性 掌握酒精蒸餾流程和粗餾塔 的結(jié)構(gòu)和計算,原理：將液體混合物部分氣化，利用其中各組分 揮發(fā)度的不同實現(xiàn)分離,應(yīng)用：白酒、酒精、丙酮、丁醇、甘油,類型：,按蒸餾方法分：簡單的、閃蒸、精餾、特殊的 較易分離的或?qū)Ψ蛛x要求不高的，采用簡單蒸餾或閃蒸 較難分離的采用精餾 很難分離的或用普通精餾不能分離的采用特殊精餾,按操作壓力分：常壓、加壓、減壓,按操作方式分：分批的、連續(xù)的,按進(jìn)料中組分的數(shù)目分：雙組分、多組分,按按蒸餾塔的數(shù)目分：單塔、雙塔、三塔、多塔,第一節(jié) 酒精蒸餾流程,一、單塔式酒精連續(xù)蒸餾

2、流程 流程： 只有一個蒸餾塔 下段為提餾段，把醪液中的酒精蒸餾出來 上段為精餾段，把上升的酒精濃度提高 用途：適用于對成品質(zhì)量、濃度要求不高的酒精生產(chǎn),二、雙塔式酒精連續(xù)精餾流程,組成： 由粗餾塔、精餾塔兩個塔組成 粗餾塔只有提餾段，把酒精從成熟醪中分離出來成為稀酒精 稀酒精再進(jìn)入精餾塔精制為成品 類型：氣相過塔、液相過塔,1氣相過塔的兩塔蒸餾流程,工作過程： 發(fā)酵成熟醪經(jīng)預(yù)熱后進(jìn)入醪塔（粗餾塔）的頂部 酒精含量為50%（體積分?jǐn)?shù)）左右的酒精-水蒸汽從醪塔頂部排出、引入精餾塔的中部 酒糟從塔底部排出 酒精蒸汽從精餾塔塔頂順次經(jīng)過多個冷凝器 前幾個冷凝器中的冷凝液全部回流 最后一個冷凝器中的冷凝

3、液作為醛酯餾分（工業(yè)酒精）取出，沒有冷凝的一些低沸點雜質(zhì)，從排醛管排至大氣,成品酒精在塔頂回流管以下46層塔板上液相取出,廢水從精餾塔底部排出 雜醇油從進(jìn)料層往上24層塔板液相取出（也可從進(jìn)料層往下24層塔板氣相取出） 特點： 粗餾塔頂上升的酒精蒸汽直接進(jìn)入精餾塔，可以節(jié)約加熱蒸汽和冷卻水 兩塔直接聯(lián)通，互相影響,2液相過塔的兩塔蒸餾流程,流程： 在粗餾塔頂增加幾個冷凝器 粗餾塔上升的酒精蒸汽經(jīng)過冷凝器冷凝成液體再流進(jìn)精餾塔 特點： 較氣相過塔多一次排除頭級雜質(zhì)的機(jī)會，所得的成品酒精質(zhì)量較高 蒸汽消耗量較多,三、三塔式酒精連續(xù)餾流程,組成： 粗餾塔（醪塔）、排醛塔、精餾塔 粗餾塔（醪塔）、精餾

4、塔、脫甲醇塔 類型： 直接式 半直接式 間接式,1直接式,流程： 醪塔粗酒精蒸汽氣相進(jìn)入第二個蒸餾塔 從第二個蒸餾塔氣相過塔進(jìn)入第三個蒸餾塔 特點： 蒸汽消耗量較少 排除雜質(zhì)的機(jī)會不多，酒精的質(zhì)量不易保證 操作不穩(wěn)定,2半直接式,流程： 粗酒精從粗餾塔進(jìn)入第二個塔是氣相過塔 從第二個塔進(jìn)入第三個塔是液相過塔 特點： 熱能消耗比直接式大一些 操作穩(wěn)定，酒精質(zhì)量較好 在國內(nèi)酒精工業(yè)得到廣泛應(yīng)用,三塔蒸餾流程圖,3間接式,流程： 粗酒精液相過塔進(jìn)入第二個蒸餾塔 從第二個蒸餾塔液相過塔進(jìn)入第三個蒸餾塔 特點： 較半直接式多一次去除頭級雜質(zhì)的機(jī)會，可以產(chǎn)出高純度的酒精 操作穩(wěn)定，控制和調(diào)節(jié)都很方便 蒸汽

5、消耗量較大和設(shè)備投資較多,四、多塔式酒精連續(xù)餾流程,組成： 以三塔流程為基礎(chǔ)，根據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量的特殊要求而增加一個或數(shù)個蒸餾塔 為了加強(qiáng)雜醇油的分離，則在精餾塔后增加一個去除雜醇油的后餾塔 為了排除甲醇，則單獨增設(shè)去除甲醇的脫甲醇塔,第二節(jié) 酒精粗餾塔,一、作用：從發(fā)酵成熟醪中將酒精成分提出 二、要求 處理能力大 塔板效率高（氣液接觸面積大、均勻、時間長、不漏液） 塔板壓降小 操作彈性大 結(jié)構(gòu)簡單、造價低 耐腐蝕，不易堵塞,三、塔板的類型和結(jié)構(gòu),1.泡罩塔板 結(jié)構(gòu)：升氣管、泡罩 特點： 不易堵塞、不漏液、操作彈性較大 結(jié)構(gòu)復(fù)雜、阻力大 氣液接觸不均勻、塔板效率低 造價高 應(yīng)用：含固形物、易起泡的料

6、液,2.篩孔塔板,結(jié)構(gòu)：塔板上開孔作為上升蒸汽的通道 特點： 結(jié)構(gòu)簡單，造價低 阻力小，氣液接觸較均勻 易漏液，操作彈性小 氣液接觸時間短 氣體向上直吹易產(chǎn)生霧沫夾帶,3.S（SD）形塔板,結(jié)構(gòu)：多個S形型材拼接組成 特點： 保持泡罩塔板的優(yōu)點 塔板上氣流與液流并行，避免固體沉降 板面液體落差小，氣液接觸較均勻 塔板壓降較大,4.浮閥塔板,上升氣體量發(fā)生變化，浮閥升降改變氣相流通面積，氣流速度變化不大 不漏液，操作彈性大 氣液接觸時間長，塔板效率較高 浮閥易出故障 5.斜孔塔板 氣液接觸均勻，霧沫夾帶較少 塔板效率較高，生產(chǎn)能力大,四、設(shè)計計算,1.塔頂上升酒精蒸氣濃度 100kg進(jìn)料加熱至沸

7、點所需熱量： Q100CF(t沸-t進(jìn)） （kcal） 式中：CF進(jìn)料液比熱，kcal/kg. t沸進(jìn)料層板上液體沸點溫度， t進(jìn)進(jìn)料液體溫度， 據(jù)Q和進(jìn)料液中酒精濃度x進(jìn)查圖 得進(jìn)料層板上液體中酒精濃度x液查表 得與之相平衡的酒精濃度即為塔頂上升酒精蒸氣濃度y頂 除以1.1加以校正,2.物料衡算（塔頂上升蒸氣量、塔底排出廢液量）,總物料衡算： F+D=V+W 酒精衡算： FxF=Vy+WxW 式中：F 進(jìn)入的物料量，Kg D 加熱蒸汽量，Kg V 塔頂上升的酒精蒸氣量，Kg W 塔底排出的廢液量，Kg xF進(jìn)料中酒精的含量， % xW廢液中酒精的含量，0.01% 3.熱量衡算（加熱蒸汽量）

8、QF+QD=QV+QW+Q損,4.塔板層數(shù),理論板數(shù)：計算法、圖解法 實際板數(shù)：塔板數(shù)=理論塔板數(shù)/板效率 （實際設(shè)計中，塔板數(shù)比計算所得多幾塊） 5.塔徑、塔高 塔徑：與進(jìn)料數(shù)量有關(guān)（確定蒸汽上升速度） 塔高：與分離程度有關(guān)（選擇板間距） 6.塔板設(shè)計 升氣管：升氣管的數(shù)量、直徑、高度 泡罩尺寸和安裝位置（設(shè)計原則：氣流速度穩(wěn)定） 7.降液管、溢流堰,第十一章 制冷設(shè)備,主要內(nèi)容：第一節(jié) 制冷方法 第二節(jié) 蒸汽壓縮式制冷設(shè)備 學(xué)習(xí)要求：了解制冷方法 掌握蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)組成設(shè)備 對制冷劑、載冷劑的要求和常用 制冷劑、載冷劑的性質(zhì)、種類,第一節(jié) 制冷方法,一、制冷,將被冷卻空間或物體中的熱量

9、取出，使其溫度降低，且低于周圍環(huán)境(水或空氣)的溫度 二、應(yīng)用 低溫生產(chǎn)（麥芽汁冷卻和發(fā)酵、冷卻結(jié)晶、冷凍干燥） 菌種、產(chǎn)品的貯藏 生產(chǎn)環(huán)境的降溫（生產(chǎn)車間的空氣調(diào)節(jié)）,三、方法,第二節(jié) 蒸汽壓縮式制冷設(shè)備,一、壓縮式制冷循環(huán) 低壓液體蒸發(fā)汽化吸收被冷卻物體或空間的熱量 汽體被壓縮超過冷凝壓力 將熱量傳遞給周圍介質(zhì)（水、空氣）后又冷凝為液體 液體制冷劑經(jīng)過膨脹閥后壓力降低 蒸發(fā)、壓縮、冷凝、膨脹形成一個反復(fù)循環(huán)過程，將被冷卻物體或空間的熱量傳遞給周圍介質(zhì)（水、空氣）,二、制冷劑,1.制冷劑：在制冷系統(tǒng)中從被冷卻空間或物體中取出熱量，在冷凝器中放出熱量給周圍介質(zhì)，不斷循環(huán)地傳遞熱量實現(xiàn)制冷的工作

10、介質(zhì) 2.要求 熱力學(xué)方面 常壓下的蒸發(fā)（沸騰）溫度要低 常溫下的冷凝壓力要低 單位體積的（制冷劑）蒸汽產(chǎn)冷量要大 臨界溫度要高，凝固溫度要低,導(dǎo)熱系數(shù)、放熱系數(shù)要高,物理化學(xué)方面 粘度、密度要小 化學(xué)性能穩(wěn)定 無腐蝕性 對水、油的溶解性 生理學(xué)方面，對人體無毒、無害 經(jīng)濟(jì)方面，價格低廉，容易取得 環(huán)保方面，符合標(biāo)準(zhǔn),3. 制冷劑的分類,無機(jī)化合物：空氣、H2O、CO2、SO2 、NH3 代號：R7（分子量） 碳?xì)浠衔铮杭淄镽50 、乙烷R170 、丙烷R290 、丁烷R600 、乙烯R1150 、丙稀R1270 氟利昂：飽和碳?xì)浠衔锏柠u代物 通式：CmHnFxClyBrz 代號：R(m-

11、1)(n+1)(x)B(z) 共沸混合物：由兩種或兩種以上互溶的制冷劑混合而成 代號： R5（序號）,4.常用的制冷劑,氨(NH3)：有良好的熱力學(xué)性質(zhì) 在0.1MPa下的蒸發(fā)溫度為33.4 常溫下冷凝壓力約0.71.3MPa 單位容積產(chǎn)冷量比較大(汽化熱1312.4kJ/kg) 不溶于油，吸水性強(qiáng), 不會有冰塞現(xiàn)象 易于購得，價格低廉 有刺激性氣味，有毒性,氟利昂：對人體危害性較小的制冷劑,無色、無臭、不燃燒、無爆炸性 在0.1MPa下R12(CF2CL2)沸點為29.8 常溫下冷凝壓力約0.8- 1.2MPa 滲透能力很強(qiáng)，滲漏不易發(fā)現(xiàn) 單位容積產(chǎn)冷量較小(汽化熱161.6kJ/kg) 有

12、些不符合環(huán)保要求 R134a(C2H2F4、CH2FCF3 )、 R600a（異丁烷）,三、載冷劑,間接制冷：制冷劑蒸發(fā)吸取某種物質(zhì)熱量使其降溫，再用這個低溫物質(zhì)去冷卻需要被冷物體或空間,直接制冷：用制冷劑直接吸取被冷物體或空間的熱量，使其達(dá)到所要求低溫,1.載冷劑：在間接制冷系統(tǒng)中從被冷卻空間或物體中取出熱量，在蒸發(fā)器中放出熱量給制冷劑，不斷循環(huán)地傳遞熱量實現(xiàn)制冷的工作介質(zhì),2.要求,無毒、安全可靠，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，腐蝕性小,比熱大（單位質(zhì)量的熱容量大）,凝固溫度低（低于制冷劑的蒸發(fā)溫度）,粘度小、密度小,導(dǎo)熱系數(shù)大,價格較低，容易獲得,3.常用載冷劑,空氣 水 水溶液：NaCl、CaCl2、

13、MgCl2或糖的水溶液 NaCl水溶液共晶點溫度21.2 CaCl2水溶液共晶點溫度55 有機(jī)溶液：乙醇、乙二醇、丙二醇、二氯甲烷 乙醇凝固溫度117 丙二醇凝固溫度60 二氯甲烷凝固溫度97,四、制冷系統(tǒng)設(shè)備,1. 壓縮機(jī) 作用：壓縮制冷劑飽和蒸汽到冷凝壓力,2.冷凝器,氨立式殼管冷凝器,作用：使高溫高壓過熱制冷劑氣體冷卻、冷凝成高壓液體，將熱量傳遞給周圍介質(zhì)（水、空氣）,類型： 臥式、立式、套管式、噴淋式 氣冷式、水冷式,3.膨脹閥（節(jié)流減壓） 作用：降低制冷劑的壓力和控制制冷劑的流量 高壓液體制冷劑通過膨脹閥時，由冷凝壓力驟降為蒸發(fā)壓力，部分液體制冷劑汽化吸熱，其本身溫度降低,4.蒸發(fā)器（冷風(fēng)機(jī)） 作用：低溫低壓的液體制冷劑蒸發(fā)吸收被冷卻物質(zhì)的熱量,立管式蒸發(fā)器,立管中制冷劑循環(huán)路線,5.油氨分離器 作用：除去壓縮后氨氣中攜帶的油霧 類型：洗滌式、填料式、離心式,油氨分離器,6.貯氨罐 作用：貯存和供應(yīng)制冷系統(tǒng)的液氨，