【正文】 ..... 34 糖化罐容積的確定 ...................................... 37 螺旋板式換熱器 ........................................ 38 主要設(shè)備糖化罐選型 .......................................... 38 附屬設(shè)備選型 ................................................ 40 螺旋板式換熱器 ........................................ 40 溫度計接口 ............................................ 40 人梯 .................................................. 40 槳式攪拌器 ............................................ 41 目錄 II 人孔 .................................................. 41 視鏡 .................................................. 42 放料閥 ................................................ 42 耳式支座 .............................................. 42 參考文獻 ..................................... 43 致謝 ........................................ 44 第一章工藝論證 1 第一章 工藝論證 酒精生產(chǎn)的原料和輔助原材料 酒精簡介及食用酒精的標準 酒精學名“乙醇”，是酒的主要成分。 我國酒精生產(chǎn)以發(fā)酵法占絕對優(yōu)勢，而且 80%左右的酒精都是用淀粉質(zhì)原料生產(chǎn)。目前，我國大多數(shù)酒精廠已經(jīng)采用了連續(xù)蒸煮糖化的工藝流程，全面實現(xiàn)了淀粉質(zhì)原料生產(chǎn)酒精的連續(xù)化。依據(jù)山東的特點選擇以玉米為原料生產(chǎn)使用酒精。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導師簽名： 日期： 年 月 日 四 川 理 工 學 院 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 設(shè)計（論文）題目： 年產(chǎn) 10 萬噸酒精廠糖化設(shè)備工藝設(shè)計 學院： 生物工程 專業(yè)： 生物工程 班級： 生工 072 學號： 07051020220 學生： 譚 蘭 指導教師： 鄧 靜 （教授） 接受任務(wù)時間： 教研室主任： （簽名） 二級學院院長： （簽名） 1．畢業(yè)設(shè)計（論文）的主要內(nèi)容及基本要求 ⑴、 全廠工藝論證 ； ⑵、 全廠物料衡算、主體設(shè)備熱量（蒸汽、冷媒）、水量衡算 ； ⑶、 重點車間主體設(shè)備選型設(shè)計計算及附屬設(shè)備設(shè)計選型 ； ⑷、 圖紙繪制要求： ①、 全廠工藝流程方框圖 重點車間帶控制點工藝流程圖 ； ②、 重點車間帶控制點工藝流程圖 ； ③、 主體設(shè)備裝配圖 。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。 作 者 簽 名： 日 期： 指導教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說明 本人完全了解 大學關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本；學校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。 畢業(yè)設(shè)計說明書 題 目 : 年產(chǎn) 10萬噸酒精廠糖化設(shè)備工藝設(shè)計 院系名稱 : 生物工程學院 專業(yè)班級 : 生物工程072 畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導教師的指導下進行的研究工作及取得的成果。 作者簽名： 日 期： 學位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學位論文作者完全了解學校有關(guān)保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。 ⑸、 撰寫設(shè)計說明書一份 ； ⑹、產(chǎn)品規(guī)格： 食用酒精 ； ⑺、生產(chǎn)原料： 玉米 ； ⑻、生產(chǎn)安排： 年生產(chǎn)天數(shù)為 300 天 ； ⑼、廠址： 山東某地 。工藝上的設(shè)計為：在淀粉質(zhì)原料的蒸煮、糖化工藝方面采用一級真空冷卻連續(xù)糖化雙酶法液化糖化工藝（提高淀粉利用率）、在發(fā)酵方面，采用了應(yīng)用耐高溫酒精酵母、連續(xù)發(fā)酵工藝（提高生產(chǎn)效率）、三塔半直接式蒸餾（保證產(chǎn)品質(zhì)量及提高熱能利用率），通過物料衡算、設(shè)備選型計算，用水計算等合理優(yōu)化設(shè)計生產(chǎn)工藝過程。 生產(chǎn)酒精只是利用了玉米中的淀粉，玉米的部分仍可綜合利用，生產(chǎn)出藥物、食品添加劑以及專用飼料和農(nóng)業(yè)復(fù)合肥等產(chǎn)品。酒精的化學名稱叫乙醇，為一種無色透明并且具有特殊芳香味和強烈刺激味的液體，是一種良好的有機溶劑。它的主要物理性質(zhì)是常溫呈液態(tài)，無色透明，易揮發(fā)，易燃燒，沸點為 176。通常，酒精按含雜質(zhì)多少分為：無水酒精、試劑酒精、食用酒精，醫(yī)藥酒精，工業(yè)酒精。發(fā)酵過程中產(chǎn)生的二氧化碳逐漸溶于發(fā)酵醪中，達到飽和時，便吸附于細胞表面，超過吸附能力時，則二氧化碳變?yōu)闅馀萆仙?，又由于二氧化碳之間的相互碰撞，形成更大的氣泡上升。酵母菌體內(nèi)與酒精發(fā)酵關(guān)系密切的酶主要有兩類：一類水解酶，它能將大分子物質(zhì)分解為小分子物質(zhì)，如蔗糖酶、麥芽糖酶及甘糖酶；另一類是酒化酶，是參與酒精發(fā)酵的各種酶及輔酶的總稱（酵母細胞參與活動將糖轉(zhuǎn)化為酒精），如氧化還原酶、烯醇化酶等胞內(nèi)酶 。穗心可以制取結(jié)晶木糖醇等。加水量也相應(yīng)增加，所以產(chǎn)酒較多 輔料又稱為填充量，本設(shè)計選用的輔料為粗谷糠、米糠和麩皮。 四川理工學院畢業(yè)設(shè)計 4 1. 硫酸 添加量為原料量的 %%，以控制醪液 PH在 。 4. 消毒劑 NaOH：碳酸鈉：漂白粉：水 = 1::10:100。耐高溫 AADY 含水分在 8%左右， 2042℃正常發(fā)酵， 3840℃正常生長繁殖最適 。因其不與物料直接接觸，故只需溫度較低；硬度適中。 淀粉質(zhì)原料酒精生產(chǎn) 工藝流程 酒精生產(chǎn)工藝流程： ① 研磨：使液化更容易進行； ② 液化：調(diào)漿，調(diào) PH 等參數(shù)，加酶，加熱糊化，液化淀粉； ③ 糖化：把淀粉或糊精轉(zhuǎn)化成糖； ④ 發(fā)酵：把糖轉(zhuǎn)化為酒精； ⑤ 蒸餾：把酒精從醪液中分離出來； ⑥ 分離：將液體和固體分開，再打回系統(tǒng)循環(huán)，固體用來作飼料； ⑦ 干燥：飼料干燥。 ② 酒糟離心液的回流節(jié)約了拌料用水和蒸汽，同時又使發(fā)酵性糖得以充分利用，提高了淀粉出酒率，也較好的平衡了酒精和 DDGS 的生產(chǎn)。 . ⑥ 在酒精和 DDGS 生產(chǎn)工藝中，能源的多次利用，工藝路線的交叉，冷卻水的重復(fù)使用等使得節(jié)水效果明顯。采用玉米作原料，在投產(chǎn)前必須先經(jīng)過破碎處理。 原料的水熱處理 玉米組織細胞中的淀粉受細胞壁裹護，極難與淀粉酶作用，通過水熱處理，使粉料充分與水混合得到粉漿，粉漿加熱溫度升高。 糖化操作包括：糖化酶的添加，醪液的糖化和糖化醪的冷卻。 第一章工藝論證 9 混合罐 拌料罐 噴射液化器 后熟器 酸化稀釋 真空冷卻器 蒸煮柱 加熱器 糖化罐 發(fā)酵 螺旋板式冷卻器 高溫雙酶法液化糖化工藝 液化酶分段加入，好處是在蒸煮前加入一部分可降低醪液黏度，便于運輸蒸煮。酸化后的液體經(jīng)螺旋板式換熱器降溫至 5860℃，進入糖化罐進行糖化，同時加入糖化酶，溫度為 45 分鐘；糖化后的醪液由螺旋板式冷卻器冷卻到 2830℃，在將醪液送入發(fā)酵工序發(fā)酵。 糖化設(shè)備主要有：真空冷卻器、糖化罐、螺旋板式冷卻器。三種發(fā)酵方式的優(yōu)缺點比較如下： 各種發(fā)酵方法的優(yōu)缺點比較 發(fā)酵方式 優(yōu)點 缺點 間接式發(fā)酵 設(shè)備簡單，易于操作，不易 設(shè)備利用率低， 污染，適用于中小型酒廠 酵母消耗量大。酒精大罐連續(xù)發(fā)酵占地面積小，投資少，操作方便，便于自動控制等。 酒精生產(chǎn)副產(chǎn)品的回收利用與污水處理 發(fā)酵法酒精生產(chǎn)的副產(chǎn)品主要有：發(fā)酵過程中產(chǎn)生的二氧化碳氣體、酒精酵母和蒸餾過程中所排放的酒精糟液、雜醇油及醛酯餾分等。二氧化碳進一步加工還用于食品冷藏、人工降雨及國防工業(yè)，如干冰、純堿。 醛酯餾分：在精確鑄造物的生產(chǎn)中可作溶劑使用，也可送往專門工廠進行再蒸餾，以濃縮醛類和酯類，同時獲得工業(yè)酒精。酒精生產(chǎn)廢水稀釋后經(jīng) SBR 處理，雖投資較大，運行費用較高，但也是可 以做到達標排放。 3 成品、副產(chǎn)品以及廢氣、廢水、廢渣既酒精、雜醇油。 則淀粉的理論出酒率 = 100 247。 %= 淀粉出酒率為 1000247。 用柱式連續(xù)蒸煮工藝 ,混合后粉將溫度為 50℃ ,應(yīng)用噴射液化器使粉漿迅速升溫至 88℃ ,然后進入柱式連續(xù)液化 ,再經(jīng) 115℃高溫滅酶后 ,在真空冷卻器中閃急蒸發(fā)冷卻至 63℃后入糖化罐 .如下圖所示： 玉米干物質(zhì)含量 88%，其比熱容為： [kJ/(kg K)] 蒸煮過程中增加的水量 = = 式中 — 噴射液化器加熱蒸汽 ()的焓 (kJ/kg) 蒸煮醪量 =粉漿量 +蒸煮過程中增加的水量 =+= 真空冷卻后蒸煮醪量的計算： 蒸煮醪經(jīng)過后熟、氣液分離和真空冷卻后，由于降溫而引起大量水分蒸發(fā)，使醪液減少。設(shè)醛酒量占成品酒精的確 2%，則生產(chǎn) 1000kg 成品酒精可得次品酒精量為： 1000 2 =20 kg 食用酒精產(chǎn)量 每生產(chǎn)出 1000kg 酒精，其食用酒精量為 : 1000（ 12％） =980(kg) 雜醇油產(chǎn)量 雜醇油量通常為酒精產(chǎn)量的 %～ %，取平均值 %，則淀粉原料生產(chǎn) 1000kg酒精副產(chǎn)雜醇油量為 : 1000 %=5 kg 廢醪量的計算 廢醪量是進入蒸餾塔的成熟醪減去部分水的酒精成分及其他揮發(fā)組分的殘留液。 所以塔底排出的廢醪量 =殘液量 +加熱蒸汽 =+= kg 日產(chǎn)食用酒精量 =，取 噸 日產(chǎn)次級酒精 = = 日產(chǎn)總酒酒量 =+ = t 實際年產(chǎn)量為 食用酒精 300=100020 t/a 次級酒精 300=2040 t/a 總酒量為 102060 t/a 主要原料日耗量 = = kg 年耗量 = 300=278562564kg= t 年產(chǎn) 10 萬噸酒精工廠設(shè)計物料衡算結(jié)果 產(chǎn)量 項目 生產(chǎn) 1000kg96% 酒精物料量每小時數(shù)量 (kg) 每天數(shù)量 (t) 每年數(shù)量 (t) 第二章 全廠物料衡算 23 （ kg） 食用酒精 980 100020 次品酒精 20 2040 玉米 原料 耐高壓 α 淀粉酶 糖化酶 6 硫酸銨 694 硫酸 蒸煮粉漿 成熟蒸煮醪 糖化醪 酒母醪 蒸餾發(fā)酵醪 雜醇油 5 二氧化碳 廢醪 糖化車間抽真空量計算