发酵成熟醪的粗馏与精馏淀粉质原料酒精生产工艺一、发酵成熟醪的化学组成与杂质分类 二、酒精蒸馏的基本原理三、酒精精馏的基本原理四、酒精蒸馏的工艺流程五、新型蒸馏塔的介绍 
一、发酵成熟醪的化学组成与杂质分类
发酵成熟醪的化学组成是随原料的种类，加工方法，菌种性能而变化的。例如：在甘薯和马铃薯中含果胶质较多，因而成熟醪中甲醇含量就较多，为乙醇含量的2％左右；而在亚硫酸盐纸浆废液的发酵成熟醪中，甲醇含量往往高达酒精含量的8％左右。在谷物原料的发酵成熟醪中，由于原料含蛋白质较多，所以杂醇油的含量就高一些。用糖蜜制酒精由于通风的影响，乙醛含量较高。

发酵成熟醪中的不挥发性杂质容易和酒精分离，在醪塔的底部排出，称之为废糟或酒糟，其中干物质的含量，随原料与加工工艺的不同而异，一殷为5-7％。

从醪塔出来的酒精，由于含有许多挥发性杂质，故称为粗酒精。挥发性杂质的种类和数量也与原料、加工方法有密切关系。在各种来源的粗酒精中，发现的挥发性杂质已超过50多种。按其化学性质可将它们大致归纳为四大类：醇类、醛类、酯类和酸类。此外还有一些微量的含硫物质和不饱和化合物等。由于这些杂质具有挥发性，因此容易进入成品酒精中，影响酒精的质量。酒精蒸馏的任务之一“”，就是指分离挥发性杂质而言的。
二、酒精蒸馏的基本原理
蒸馏过程之所以能将成熟醪中所含的酒精完全分离出，并得到高浓度的酒精，基本原因为：成熟醪所含的各种物质的挥发性不同。将两种或两种以上挥发性不同的物质组成混合溶液，将它加热至沸腾，这时液相组分与气相组分往往不同，气相比液相含有较多的易挥发组分，剩下的液相就含有较多难挥发组分。如加热酒精-水溶液至沸腾时，蒸汽中酒精含量就较溶液中的高。在常压下测得的结果见表l--46。

(沸点低)的组分，在汽相中的含量，总是比液相中高。反之蒸汽压低(沸点高)的组分，在液相中含量，总是比汽相中高。按表1-46所示，经过多次反复汽化与冷凝，即可将混合溶液分成两组纯组分。
1--46数据可知，酒精与水的混会液加热沸腾时， A％表示蒸汽中的酒精含量，而它在溶液中的含量以Q表示，则A/Q＝K，这称为挥发系数。表示乙醇在该溶液中的挥发性能强弱。当溶液中乙醇浓度越低，则其比值即挥发系数K越大。反之，则K越小。直至K为1时，即溶液中酒精浓度与蒸汽中酒精浓度相等。
K＝1时，其混合液与蒸汽中所含酒精浓度均为95．57％(重量)或97.60%(容量)，此时的沸点为78．15℃，这沸点较纯酒精沸点78．3℃，水的沸点100℃都低，故蒸馏到这浓度时，蒸汽中的酒精含量就不会再增加了。这沸点称之为最低恒沸点，该组分的混合物称恒沸混合物。酒精蒸馏设备虽然设计得很科学，然而在常压下，还是得不到无水酒精的。
l--47为在不同气压下，酒精和水恒沸混合物的组成。1-47中指出，在常压下酒持与水的恒沸点为78.15℃，恒沸混合物中酒精含量为95.57％(重量)，而当压力为70毫米汞柱时，沸点为27．96℃，恒沸点已不再存在。这也就是真空蒸馏，运用减压下越过共沸点而能得到无水乙醇的原理。

根据表1-46所列的数据，可制出如图l-34，图1-35的曲线。
1-35曲线中可以看出，在常压下，酒精-20％(重量)酒精-87℃，它所产生的蒸汽中酒精含量则为65％(重量)。另外还可看出，当酒精-95.57％(重量)时，它所产生的蒸汽中的酒精含量与液相中的酒精含量相同。就是酒精-
(一)简单蒸馏设备
-水溶液加热沸腾时，蒸汽中酒精含量较溶液中浓度增高这一原理，古代劳动人民设计了酒的蒸馏设备。如图l-36所示。用蒸汽加热含有酒精的醪液，当达到该酒精水溶液的沸点时，它们便沸腾汽化，蒸汽中的酒精含量便高于醪液，亦即醪液减少较多的酒精和较少的水分，若将酒汽冷凝而收集，则可得到较高浓度酒精的水溶液，当然醪液中其它挥发性物质亦混杂在其中。


(二)蒸馏塔的工作原理
1-46，酒精水溶液加热至沸腾时，蒸汽中的酒精含量较溶液中含量高，以及根据表1-48，酒精水溶液的酒精含量愈高，其汽化或升高温度所需的热量越少，沸点也越低，这两个规律，要得到高浓度酒精，就有人设想出一种多次汽化与冷凝的特别的蒸馏设备，以“”蒸馏得到高浓度的酒精。
图1-37是一设想的蒸馏设备，以若干个简单蒸馏器为单元，以回流管连接起来。

A、B、C、D等连接，每个锅底部都有相应加热用的多孔蛇管a、b、c、d等，除a蛇管与热源(如水蒸汽)连接外，其余如b、c、d等则与前一个蒸馏锅之蒸汽导出口相接，并于每锅之底装置O、P、Q、R、S等回流管。除A锅之O管可排液体至外部外，其余如P、Q、R、s等则导液体至前一个蒸馏锅。
A锅中装入已达沸点95℃的5％酒精溶液；B锅中装入已达沸点83.5℃的36％酒精溶液；C锅中装入已达沸点79.9℃的73％酒精溶液。然后以100℃的水蒸汽通入蛇管a，此时A锅中的温度只有的95℃，所以导入的100℃水蒸汽遂即凝结成水、并释出热量，适可汽化A锅中的酒精溶液为汽体，此汽体中的酒精浓度则为36％(汽液平衡状态下)，此汽体又导入b蛇管，而B锅中温度低于A锅，故36％的酒精汽体又凝结为液体，所放出的热量则又汽化其液体，而成为73％的酒精蒸汽，如此逐级推进。锅中的酒精溶液由于所含酒精的汽化，酒精含量较原来减低，溶液沸点随之升高，最后必然与前一锅温度相同，此时前一锅导来的汽体己不能再凝结，亦无热量释出以汽化锅中液体。换而言之，汽体中的酒精量不能增多，该组设备便失去蒸馏效能。故各锅中酒精含量必须保持一定的差额，亦即各锅中的温度必须保持一定的差数，故于锅底设O、P、Q、R、S等回流管，导引后锅酒精溶液回流至前锅，以调节其酒精浓度。至于释出的热量，由表l-48可知水的汽化潜热为539.4卡／克，高于纯酒精的214.5卡／克，若设备没有热损失，则仅往A锅通入水蒸汽，此蒸汽热量能逐级推进至最后一锅，己足够蒸馏成高浓度酒精，无须另加热量，这是热能很经济的蒸馏方法，但所需设备过多，并不实用。

l-38的蒸馏塔，以供蒸馏酒精，这就是今日筛板塔的雏形。因为它要求操作的技术很高，以后逐渐为泡罩塔所代替。
(三)回流问题

由于有大量回流液入塔，才能使塔中各层塔板浓度、温度稳定，回流液数量对成品产量并无多大影响，成品数量主要决定于进料量。回流装置如图1-39所示。

回流比：R=QR（回流量）/P（产品量）
(但是回流比大了，塔径也要相应增大)，塔的设备费用就可能小些。但是回流比过大，消耗的加热蒸汽量与冷却水也随之增加，生产费用就增高。相反，如回流比小，回流入塔中的酒精量小，取得同样浓度的酒精需要的塔板数就要多些，消耗蒸汽量虽可减少，但设备投资要增加较多。
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有人试验：要达到一定的洒精浓度[如96％(容量)]，全部回流入塔(不取成品)时，所需要的塔板数最少(相同产量，塔径也要加大)，而蒸汽消耗量最大。另外回流比最小时，塔板数最多(相同产量，塔径要小些)，而消耗蒸汽量最少。因此就有选择最适回流比的必要。选择最适回流比以设备费用和生产费用最小为标准(见图l-40)。酒精精馏塔最适回流比一般为3-4，即回流量为单位时间产品量的3-4倍。

若酒精发酵成熟醪中所含的挥发物只有酒精，则运用上述具有相当塔板数的蒸馏塔即可获得高浓度的纯净酒精。但是成熟醪中还含有酒精以外的50多种挥发性杂质，它们亦随酒精进
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