李允中臺灣大學：生物產業機電工程學研究所邱立中Chiu, Li-ChungLi-ChungChiu2007-11-262018-07-102007-11-262018-07-102004http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/52835台灣成為WTO以後，酒類專賣制度解除，農村釀酒業即將興起。熱帶水果蒸餾酒即將成為台灣小規模製酒業的一個特色產品。由於規模較小且原料與產品的多樣性，因而需要發展一個容易調整與控制的蒸餾器。結合圖控軟體Labview與訊號擷取卡，做溫度量測與加熱控制，並進行酒精蒸餾試驗。由實驗發現控制塔頂凝結溫度可以容易而有效的控制蒸餾液的酒精濃度。研究中應用ChemCad軟體進行批次蒸餾模擬，模擬蒸餾過程中酒精與其他酒醪中的成份變化並進行蒸餾模擬，探討批次蒸餾不同操作參數對蒸餾液的影響。此研究將來可以用於改善填充塔蒸餾器的操作條件，以製造更佳品質的水果蒸餾酒。Production of alcohol beverages will become an important farm business in the coming years after Taiwan became member of WTO. Brandy made from tropical fruits will be one of the major prominence products. To design a still for the purpose is a key of success for the newborn industry. In this study a pack column still was designed and studied experimentally, graphic control software Labview was used to control condensation temperature. Alcohol concentration in the distillate could thus be controlled easily. ChemCad software was used to simulate alcohol production as well as changes of other trace compounds during distillation. The software could be used in further studies to find optimal operating conditions for the still to produce better quality brandy.誌 謝 摘 要……… ………………….….........................ii ABSTRACT ............................................iii 目錄………………………………………….…...………….….iv 圖目錄…………………………………………………… ………vii 表目錄…………………………………………........…………xi 第一章 研究目的………………………....…………….….1 第二章 文獻探討………………………………………..…..2 2-1 蒸餾酒的發展…………………………………………...2 2-1-1 蒸餾酒的製造原料…………………..…………2 2-1-2 酒精的特性 ……………………………...……3 2-1-3 蒸餾酒中香味成份…………..…………..……3 2-2 蒸餾的基本理論……………………………..………...6 2-2-1 蒸餾的定義……………………………….……6 2-2-2 物質移動的基本形式………………………...6 2-2-3 蒸餾方式的分類………………….......……6 2-2-4 批次蒸餾的裝置原理………………………….7 2-2-5 蒸餾塔的設計…………………...……………8 2-2-6 批次蒸餾的控制…………………...…………9 2-2-7 填充塔的原理與特性…………………………14 2-3 批次蒸餾模擬軟體介紹…………………………………16 2-4 製酒用蒸餾塔的相關應用………………………..……18 2-4-1 蒸餾控制方面……………………….………..18 2-4-2 國內外常見蒸餾器之比較…………….……..20 2-4-3 軟體模擬方面…….……………………..……24 2-4-4 其他相關蒸餾文獻…………………….……..29 第三章 研究方法……………………………………….....30 3-1 研究步驟…………………………………………....30 3-2 填充塔蒸餾器理論設計…….……………………...30 3-2-1 原料的初始條件……………..………………30 3-2-2從汽液平衡圖(x-y線圖)計算理論段數………31 3-2-3 質量移動單位數………………………………38 3-2-4 質量移動單位高度......................40 3-3 製酒用批次蒸餾器構造……...…………………….45 3-3-1 整體構造…………………………......……45 3-3-2 構造與規格…………………………………..48 第四章 酒精蒸餾實驗…….……………… ……..…...…55 4-1 蒸餾實驗………………………….. .……….…...55 4-2 實驗材料………………… ……………….….…….56 4-3 實驗結果與討論…………………… …….….….…56 4-3-1 蒸餾過程溫度變化…………………………..56 4-3-2 蒸餾液濃度變化……………………………..59 4-3-3 蒸餾液酒精濃度與塔頂溫度的關係………..61 4-3-4 平均蒸餾速度的變化…… ………………..63 第五章 模擬結果與討論…… ………………….....…..65 5-1 模凝酒蒸餾…………………………... …….…...65 5-1-1 設定酒醪成份………… …. ……………...65 5-1-2 模擬蒸餾設備…………………………………66 5-1-3 蒸餾參數設定…………………………………67 5-2 模擬結果………………………………….…..…...69 5-2-1 不同回流比對蒸餾液濃度影響………………69 5-2-2 可變回流比對蒸餾液的影響………..………74 5-2-3 不同壓力對蒸餾液的影響……………………76 5-2-4 加熱量對蒸餾液的影響………………………81 5-3 討論…………………………………………………………86 第六章 結論與建議……………………………….…………88 參考文獻………………………..……………………………...89en-USChemcad蒸餾酒批次蒸餾填充塔fruit brandybatch distillationspacked column stillthesis