【正文】 武漢工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目 年產(chǎn)10萬(wàn)噸的木薯酒精發(fā)酵工廠設(shè)計(jì) 姓 名 王迪 學(xué) 號(hào) 040201217 院 系生物與制藥工程專(zhuān) 業(yè) 生物工程 指導(dǎo)教師 繆禮鴻 博士2008年 5 月26 日2absdractAlcohol has very extensive application in a great deal of fields such as people39。s daily life and scientific research. The trades and alcohol trades of our country have fast development trends on earth in the world. The output is increased progressively year by year. The ability for producing alcohol of the fermented law will bee the sign of a national economic strength. The fermented law is mainly to utilize microorganism to have no oxygen to ferment, it suck candy material like,sugarcane, sweet potato, carbohydrate in the material such as the maize are turned into ethanol, turn into alcohol. This law raw material sources are abundant , the environmental protection of the production process, is worth popularizing in a more costeffective manner. Originally design the fermented workshop produced to alcohol to calculate with the selecting type of the apparatus , strive to make the theory bine with practice.Keyword: Alcohol Fermented law Fermented workshop摘要 酒精在人們?nèi)粘Ｉ钜约翱茖W(xué)研究等諸多領(lǐng)域都有很廣泛的應(yīng)用。世界酒精行業(yè)以及我國(guó)酒精行業(yè)都呈現(xiàn)快速發(fā)展趨勢(shì)，產(chǎn)量逐年遞增。發(fā)酵法生產(chǎn)酒精的能力將成為一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)實(shí)力的標(biāo)志。發(fā)酵法主要是利用微生物無(wú)氧發(fā)酵，將含糖物質(zhì)如，甘蔗，甘薯，玉米等物質(zhì)內(nèi)的糖類(lèi)轉(zhuǎn)化為乙醇，生成酒精。此法原料來(lái)源豐富，生產(chǎn)過(guò)程環(huán)保，值得大力推廣。本設(shè)計(jì)對(duì)酒精生產(chǎn)的發(fā)酵車(chē)間進(jìn)行了計(jì)算和設(shè)備選型，力求理論和實(shí)踐相結(jié)合。關(guān)鍵詞: 酒精 發(fā)酵法 發(fā)酵車(chē)間一 酒精的主要性質(zhì)無(wú)色、透明，具有特殊香味的液體（易揮發(fā)），密度比水小，能跟水以任意比互溶（一般不能做萃取劑）。是一種重要的溶劑，能溶解多種有機(jī)物和無(wú)機(jī)物。 外觀與性狀： 無(wú)色液體，有酒香。 熔點(diǎn)(℃)： 沸點(diǎn)(℃)： ,相對(duì)密度(水=1)： , 相對(duì)蒸氣密度(空氣=1)： , 飽和蒸氣壓(kPa)： (19℃) 燃燒熱(kJ/mol)： 臨界溫度(℃)： 臨界壓力(MPa)： 辛醇/水分配系數(shù)的對(duì)數(shù)值： 閃點(diǎn)(℃)： 12 引燃溫度(℃)： 363 爆炸上限%(V/V)： 爆炸下限%(V/V)： 溶解性： 與水混溶，可混溶于醚、氯仿、甘油等多數(shù)有機(jī)溶劑。酒精的用途按需求量多少可分為三方面：用量最大的燃料酒精，調(diào)制酒精飲料用的食用酒精；化工醫(yī)藥用酒精。，其優(yōu)勢(shì)在于發(fā)酵酒精屬于可再生能源，乙醇不僅是一種優(yōu)良燃料，它作為一種優(yōu)良燃油品質(zhì)改善劑被廣泛使用，其優(yōu)良特性主要有：乙醇是燃油的增氧劑，是汽油燃燒完全，大大節(jié)能和環(huán)保的；乙醇具有很好的抗爆性能；乙醇是優(yōu)于太陽(yáng)能的一種生物轉(zhuǎn)化能源，是可再生資源。，充分利用酒精以提高白酒質(zhì)量主要表現(xiàn)在：降低邪咂味，適量調(diào)制優(yōu)質(zhì)酒精借以沖淡雜質(zhì)，使酒味純正，香味突出。，勾兌酒精酒體純凈，既衛(wèi)生又安全，而且透明度高，加水不渾濁。：可作為大專(zhuān)院校及科研院所等的實(shí)驗(yàn)室以餐飲業(yè)的燃料；可作為細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)和研究使用的優(yōu)良的固定劑和脫水劑，可作為優(yōu)良的防凍降溫介質(zhì)。可作為燃料乙醛，乙酸，乙醚。 大型酒精企業(yè)除主要生產(chǎn)酒精外，還有如下副產(chǎn)物：優(yōu)質(zhì)顆粒飼料DDGS（全價(jià)干酒精糟）優(yōu)質(zhì)食用級(jí)CO2. CO2是發(fā)酵酒精相伴生產(chǎn)的數(shù)量最大的副產(chǎn)品。高純度食用級(jí)CO2除用做碳酸飲料外還有氣體保護(hù)焊接，藥物萃取，溫室生產(chǎn)等方面有較廣的用途；玉米油；玉米胚芽油是優(yōu)質(zhì)保健食品；玉米，小麥等為原料的大型究竟生產(chǎn)企業(yè)。還可以生產(chǎn)玉米淀粉，葡萄糖漿，果糖漿，玉米蛋白等，雜醇油是某些食用香料的主要原料。目前，全世界酒精年產(chǎn)量約3394萬(wàn)噸。其中美國(guó)和巴西的酒精產(chǎn)量占全球總產(chǎn)量的66%。美國(guó)，巴西，中國(guó)，俄羅斯是世界酒精生產(chǎn)大國(guó)。2001年中國(guó)酒精總產(chǎn)量已躍居第三位。我國(guó)的酒精工業(yè)始于1900年黑龍江哈爾濱市，建國(guó)前全國(guó)的總產(chǎn)量已居世界第三位。我國(guó)酒精總產(chǎn)量還不到一萬(wàn)噸，新中國(guó)成立后歷經(jīng)50年的發(fā)展初步形成了企業(yè)生產(chǎn)，工廠設(shè)計(jì)，科學(xué)研究，人才培訓(xùn)，綜合利用，檢驗(yàn)檢測(cè)，產(chǎn)品銷(xiāo)售等一個(gè)完整的酒精工業(yè)體系，中國(guó)的酒精產(chǎn)量已增長(zhǎng)到300萬(wàn)噸，躍居世界第三。其中年產(chǎn)5萬(wàn)噸以上企業(yè)10家。3萬(wàn)噸的企業(yè)20家，萬(wàn)噸以上的70家。2000年我國(guó)政府燃料酒精規(guī)劃的實(shí)施標(biāo)志著中國(guó)酒精產(chǎn)業(yè)還要上一個(gè)臺(tái)階，2003年吉林（一期年產(chǎn)量30萬(wàn)噸）大型燃料酒精企業(yè)的投產(chǎn)。說(shuō)明中國(guó)酒精生產(chǎn)能力已接近世界先進(jìn)水平，但有專(zhuān)家指出：目前，中國(guó)玉米燃料酒精生產(chǎn)企業(yè)需進(jìn)一步提高的工藝環(huán)節(jié)。包括干法脫胚制油，中溫雙酶法糖化，濃醪連續(xù)發(fā)酵，多塔差溫蒸餾，廢熱多效真空蒸發(fā)；CIP清洗系統(tǒng)等。2001年中國(guó)釀造酒工業(yè)協(xié)會(huì)酒精分會(huì)開(kāi)始創(chuàng)辦專(zhuān)業(yè)刊物《酒精》，說(shuō)明中國(guó)酒精產(chǎn)業(yè)又開(kāi)始了一個(gè)科研與生產(chǎn)相結(jié)合的新階段。隨著酒精工業(yè)的不斷發(fā)展，酒精工業(yè)已逐步從傳統(tǒng)工藝的模式中解放出來(lái)。廣大工程技術(shù)人員都在努力研究和開(kāi)發(fā)新工業(yè)，新設(shè)備，選育新的高產(chǎn)穩(wěn)定的菌種。由于世界范圍內(nèi)耕地面積都在不斷減少。以淀粉質(zhì)原料生產(chǎn)酒精的比例也在減，以糖蜜為原料生產(chǎn)酒精的比例卻有明顯提高。具有關(guān)報(bào)道，全世界酒精生產(chǎn)所用原料的各種比例為45%，石油裂解廢氣乙烯占0%淀粉質(zhì)原料占16%。亞硫酸鹽紙漿液占7%，野生植物約占12%。這些數(shù)據(jù)表明，將來(lái)的酒精生產(chǎn)原料可能以含有可發(fā)酵性工業(yè)廢氣物為主。為了進(jìn)一步提高酒精生產(chǎn)工藝。各國(guó)的工程技術(shù)人員都在研究新型的酒精發(fā)酵方法，如現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)上應(yīng)用的固定化細(xì)胞酒精發(fā)酵法，耐高溫活性干酵母法等新的發(fā)酵工藝。再設(shè)備方面也有不少生產(chǎn)反應(yīng)器出現(xiàn)，如單罐連續(xù)攪拌反應(yīng)器，酒母回用連續(xù)攪拌反應(yīng)器，塔式反應(yīng)器，細(xì)胞固定化反應(yīng)器等，再新原料利用方面都有很大改進(jìn)，以上所提到的酒精生產(chǎn)工藝和設(shè)備，再某些方面還存在不足之處。但基本上反映了酒精工業(yè)今后的發(fā)展方向。目前酒精工業(yè)的生產(chǎn)方法，歸結(jié)起來(lái)主要有兩種類(lèi)型：一種是利用酒精酒母發(fā)酵生產(chǎn)酒精。另一種是利用石油原料采用化學(xué)合成方法生產(chǎn)酒精。我國(guó)農(nóng)副產(chǎn)品資源豐富，所以，主要采用微生物發(fā)酵法。微生物發(fā)酵法在采用不同發(fā)酵原料時(shí)生產(chǎn)酒精的工藝有所不同，主要分為淀粉質(zhì)原料酒精生產(chǎn)工藝，糖蜜原料酒精生產(chǎn)工藝，工廠廢液及纖維素原料酒精生產(chǎn)工藝等。常用淀粉質(zhì)原料有薯類(lèi)，谷物類(lèi)，和某些含淀粉較多野生植物。酒精質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是檢驗(yàn)酒精蒸餾和管理水平的核心，一個(gè)國(guó)家的酒精質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是這個(gè)國(guó)家酒精產(chǎn)業(yè)能力和水平的標(biāo)志，酒精質(zhì)量國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)是整個(gè)酒精企業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的最主要的法規(guī)，酒精質(zhì)量是酒精企業(yè)的生命線，不斷提高酒精質(zhì)量是企業(yè)永恒主題。發(fā)酵法生產(chǎn)酒精的能力將成為一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)實(shí)力的標(biāo)志，因?yàn)樽鳛榭稍偕茉吹木凭?，在?jīng)歷一個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展中，始終與能源密切相關(guān)，特別是巴西從1975年就開(kāi)始的甘蔗，糖蜜為原料生產(chǎn)酒精的成功實(shí)踐，提醒各國(guó)政府：10%以上能源添加儲(chǔ)備在自己的國(guó)土上?，F(xiàn)在可以說(shuō)石油利用干乙醇發(fā)酵的谷物等原料都源于太陽(yáng)能的儲(chǔ)備。發(fā)酵法生產(chǎn)乙醇比石油更有優(yōu)勢(shì)的地方是發(fā)酵法效率高，原料年年種，年年收。不用像開(kāi)采石油那樣投資巨大。根據(jù)當(dāng)今農(nóng)業(yè)。酒精生產(chǎn)能力，改造汽油發(fā)動(dòng)機(jī)和柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的能力，相信不久的將來(lái)，一個(gè)良性循環(huán)的能源資源將更多的出現(xiàn)在世人面前。一. 物料衡算（一）100000噸淀粉原料酒精廠全廠物料衡算1. 全廠物料衡酸的內(nèi)容（1）原料消耗的計(jì)算 主要原料為甘薯干，其他原料有淀粉酶，糖化酶，硫酸氨，硫酸等。（2）中間產(chǎn)品 蒸煮醪，糖化醪，酒母醪，發(fā)酵醪等。（3）成品，副產(chǎn)品以及廢氣，廢水，廢渣即酒精，雜醇油，二氧化碳和廢糟等。2. 工藝流程示意圖生產(chǎn)工藝采用雙酶糖化，間歇發(fā)酵，如圖木薯料 空氣 種子粉碎車(chē)間 α淀粉酶空壓機(jī) 斜面培養(yǎng) 糊化車(chē)間 糖化酶過(guò)濾器 三角瓶培養(yǎng) 酒母罐 發(fā)酵車(chē)間 蒸餾車(chē)間 廢糟 酒精 雜醇油3. 工藝技術(shù)指標(biāo)及基礎(chǔ)數(shù)據(jù) （1）生產(chǎn)規(guī)模 100000噸/年酒精。 （2）生產(chǎn)方法 雙酶糖化，間歇發(fā)酵。 （3）生產(chǎn)天數(shù) 每年300天。 （4）食用酒精日產(chǎn)量 。 （5）食用酒精年產(chǎn)量 100000噸。 （6）副產(chǎn)品年產(chǎn)量 次級(jí)酒精占酒精總產(chǎn)量的2%。 （7）雜醇油量 %。 （8）產(chǎn)品質(zhì)量 普通三級(jí)酒精。（乙醇含量95% 體積分?jǐn)?shù)）。 （9）%,%。 （10）α淀粉酶用量為8u/g原料，糖化酶用量為150u/g原料，酒母糖化醪用糖化酶量300u/g原料。 （11）硫酸氨用量 7kg/t（酒精）。 （12）硫酸用量（調(diào)PH用） 5kg/t（酒精）。4. 原料消耗的計(jì)算 （1） 淀粉原料生產(chǎn)酒精的總化學(xué)反應(yīng)式：糖化： （C6H10O5）n + nH2O——nC6