【正文】 ............................................................ 34 水、電、汽消耗的計(jì)算 ............................................................................. 42 耗水量的計(jì)算 .................................................................................... 42 蒸汽消耗量的計(jì)算 ............................................................................ 43 供電設(shè)施的計(jì)算 ................................................................................ 43 第 5 章 設(shè)備選型的計(jì)算 ................................................................. 45 液糖化工段 ................................................................................................. 45 糖化罐 ................................................................................................. 45 閃蒸罐 ................................................................................................. 49 液化罐 ................................................................................................. 50 維持罐 ................................................................................................. 50 發(fā)酵工段 ..................................................................................................... 51 酒母罐 ................................................................................................ 51 發(fā)酵罐 ................................................................................................ 51 蒸餾工段 ..................................................................................................... 44 精餾塔 ................................................................................................ 53 第 6 章 重點(diǎn)設(shè)備 —— 粗餾塔 ........................................................... 64 粗餾塔概況 .................................................................................................. 64 粗餾塔板類型及結(jié)構(gòu) .................................................................................. 64 泡罩塔板 ............................................................................................. 64 （ SD）型塔板 .................................................................................. 64 導(dǎo)向篩板 ............................................................................................. 65 浮閥 波紋篩板 ..................................................................................... 65 斜孔塔 ................................................................................................. 66 粗餾塔的計(jì)算 .............................................................................................. 66 第 7 章 總體平面設(shè)計(jì)及全廠定員 ...................................................... 71 總體平面設(shè)計(jì)的原則及要求 ...................................................................... 71 依據(jù) .................................................................................................... 71 基本原則 ............................................................................................ 71 要求 .................................................................................................... 71 全廠總平面設(shè)計(jì) ................................................................................ 71 全廠定員 ..................................................................................................... 72 生產(chǎn)部門 ............................................................................................ 72 動(dòng)力輔修車間 .................................................................................... 72 科研部門 ............................................................................................ 72 參考文獻(xiàn) .................................................................................... 73 致謝語(yǔ) ...................................................................................... 74 第 1 章 緒 論 1 第 1 章 緒 論 中國(guó)酒精工業(yè)的發(fā)展歷史 歷史上，關(guān)于蒸餾酒精的最早描述者是 12 世紀(jì)的 Mappae lavicula， 他在自己的記述中談到了酒精可以用作燃料和溶劑。 18 世紀(jì)末，首選報(bào)道了無水酒精的生產(chǎn)方法。但是真正的工業(yè)化酒精生產(chǎn)時(shí) 19 世紀(jì)末開始發(fā)展起來的，一直到第二次世界大戰(zhàn)期間，發(fā)酵酒精生產(chǎn)達(dá)到了高峰。 在生產(chǎn)發(fā)展的同時(shí)，有關(guān)發(fā)酵酒精生產(chǎn)新技術(shù)和新工藝的科學(xué)研究也得到了迅猛的發(fā)展 ，一度成為了科學(xué)研究的中心議題，發(fā)酵酒精生產(chǎn)經(jīng)歷了第二次大發(fā)展時(shí)期。 我國(guó)現(xiàn)代化酒精工業(yè)的歷史不長(zhǎng)， 1907 年德國(guó)人在哈爾濱建立了第一個(gè)酒精廠； 1920年福建酒精廠成立。以薯干為原料； 1922 年山東溥盆酒精廠投產(chǎn)，以甜菜糖蜜為原料； 1935年上海中國(guó)酒精廠成立，以進(jìn)口甘蔗糖蜜和薯干為原料，這些都是我國(guó)第一批酒精廠。解放前，我國(guó)的酒精工業(yè)發(fā)展緩慢，到解放前夕，全國(guó)總產(chǎn)量不及萬噸，淀粉利用率僅 60%左右，生產(chǎn)工藝 均為簡(jiǎn)寫發(fā)酵法，糖制劑用的是麥芽，原料不經(jīng)粉碎，解放后， 50 年代初是恢復(fù)時(shí)期，產(chǎn)量逐步 發(fā)展。 50 年代 中開始進(jìn)行技術(shù)革新，首先用微生物糖化劑代替麥芽；目前蘇聯(lián)的三段蒸煮代替間歇蒸煮，進(jìn)而采用一級(jí)真空冷卻連續(xù)糖化；糖蜜發(fā)酵實(shí)行了連續(xù)糖化，淀粉質(zhì)原料的連續(xù)發(fā)酵也在一些工廠開始采用液體曲，以后又有 糖化酶、液化酶、問世； 80 年代中， 80～ 85℃ 液化和其他低溫蒸煮工藝開始在我國(guó)酒精工業(yè)中得到應(yīng)用。近年來高溫 α淀粉酶、高糖化力酶、耐高溫酵母、活性干酵母、差壓蒸餾和各種酒糟處理新技術(shù)也開始應(yīng)用，同時(shí)引進(jìn)了國(guó)外一些酒精聯(lián)產(chǎn)飼料的成套裝備和技術(shù)，使我國(guó)的酒精生產(chǎn)水平上了一個(gè)新臺(tái)階。 目前酒精生產(chǎn) 存在的主要問題 隨 著國(guó)名經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展，整個(gè)社會(huì)對(duì)酒精的需要量會(huì)有所增加，但是，酒精最大的需要量是作為汽油的代用品，即作燃料。 發(fā)酵酒精的成本過高，國(guó)際市場(chǎng)上酒精的價(jià)格要比石油貴一倍，如果成本不降到與石油相近，則難與石油相競(jìng)爭(zhēng)。 成產(chǎn)過程中能耗過大，尤其蒸煮 和酒精回收過程中能耗特別高。以玉米原料為例，生產(chǎn)1L 酒精能耗約 14235～ 18840KJ，而每 1L 酒精的燃燒值約為 23446KJ，能量平衡值較低。如果不大幅度降低能耗，則將在很大程度上失去作為能源的價(jià)值。 生產(chǎn)酒精的原料受到土地和水資源的限制，對(duì)于土地較少的國(guó)家來說更是 如此。拿我國(guó)的情況來說，根據(jù) 80 年代中期有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，我國(guó)到 2021 年汽車燃料將需要 4800～ 6000萬噸，以摻入 10%計(jì)，則 2021 年將需要燃料酒精 480～ 600 萬噸。按每畝產(chǎn)薯干 800kg計(jì)，東北電力大學(xué)學(xué)士學(xué)位畢業(yè)論文 2 將需要新增耕地總數(shù)的 1%左右，這幾乎是一個(gè)無法承受的壓力。酒精與民爭(zhēng)糧、爭(zhēng)地的情況不解決，要大發(fā)展是幾乎不可能的。 酒精處理問題是當(dāng)前酒精生產(chǎn)面臨的又一嚴(yán)重問題。每生產(chǎn) 1 噸酒精需要生產(chǎn) 12～ 15噸左右的酒糟 。一般酒糟的 BOD 值在 25000～ 35000mg/L 之間。這樣高濃度的有機(jī)度液，如果不經(jīng)過處理就排入自然界，那 將成為嚴(yán)重的污染。一個(gè)年產(chǎn) 8萬噸酒精的工廠所產(chǎn)生的污染負(fù)荷和一個(gè) 140 萬人口的城市產(chǎn)生的生活污水負(fù)荷相當(dāng)。 酒精廢糟 由于最大，加上處理技術(shù)沒有過關(guān)，目前已經(jīng)成為了輕工業(yè) 各行業(yè)中第二大污染源。為此，酒精處理問題已成為酒精工業(yè)能否存在和發(fā)展的頭等大事。 酒精發(fā)酵的強(qiáng)度問題 發(fā)酵強(qiáng)度愈大，同時(shí)發(fā)酵罐容積生產(chǎn)地酒精就多。常規(guī)的糖蜜問題間歇酒精發(fā)酵，其強(qiáng)度只有 2g/（ Lh）。一旦酒精有可能成為燃料，則其產(chǎn)量增加幾倍、幾十倍，建新廠投資就很大，運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的經(jīng)費(fèi)也大。如果能將發(fā)酵強(qiáng)度提高幾倍幾十倍，發(fā)酵投資將大為減 少，最終對(duì)成本的降低有利。因此，酒精發(fā)酵強(qiáng)度的提高問題，是當(dāng)今世界上科學(xué)家研究的一個(gè)熱門課題。 解決酒精生產(chǎn)問題的對(duì)策 當(dāng)今我國(guó)酒精行業(yè)面臨的最大課題是原料、成本和污染等三個(gè)問題，針對(duì) 述存在的問題，我國(guó)和世界各國(guó)的學(xué)者、工程技術(shù)人員都在研究對(duì)策，研究和發(fā)展解決上述問題的新菌種、新工藝、新設(shè)備和新技術(shù) 解決發(fā)酵酒精原料的根出路，在于利用纖維原料（包括纖維素和半纖維素在內(nèi)的）來代替糧食原料。這一工藝在美國(guó)已基本解決，但是成本還較高，生物技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展將最終解決這個(gè)問題，我們?cè)谶@方面也應(yīng)跟上，以免到時(shí)被 動(dòng)。將糧食原料酒精生產(chǎn)與酒精糟處理結(jié)合起來，使得酒精生產(chǎn)與飼料生產(chǎn)合，實(shí)現(xiàn)飼料糧先釀酒精 ,酒糟作飼料的戰(zhàn)略目標(biāo)是部分解決酒精生產(chǎn)原料的有效途徑。據(jù)計(jì)算，全國(guó)的飼料糧如果都先釀酒精，則可得到 600萬噸酒精和近 600萬噸干蛋白質(zhì)飼料。而后者的總飼料報(bào)酬要比全部飼料糧直接作飼料高。 在節(jié)能方面，主要的努力應(yīng)放在無蒸煮工藝和酒精節(jié)能回收技術(shù)的研究上，將節(jié)能消耗降低 50%或更多是完全可能的。另外，原料粉碎耗電也很大， 如何降低粉碎電耗也是應(yīng)引起重視的問題。 高發(fā)酵強(qiáng)度酒精發(fā)酵新工藝也將會(huì)有突破性的進(jìn)展，現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室結(jié)果， 發(fā)酵