【正文】 (Pe+P)cPtP+H＇ cH＇ tH＇ +B＇ cB＇ tB＇ =[(R3+1)(Pe+P)+Pe] i3 +F4cF4tF4+HiH+(W3+D3) cW3 tw3+q3 （ 449） 式中 R3— 精餾塔回流比， 3； cF cP、 cH＇ 、 cB＇ 、 cF cW— 分別為脫醛液、回流酒精、雜醇油塔稀酒精、甲醇塔回酒、進(jìn)入甲醇塔 95%（ V） 酒精、塔底殘留液的比熱， cF3=（ kg? K）、 cP=（ kg? K）、 cH＇ = （ kg? K）、 cB＇ =（ kg? K）、 cF4= （ kg? K）、 cW3= （ kg? K）； tF tP、 tH＇ 、 tB＇ 、 tF tW— 分別為脫醛液、回流酒精、雜醇油塔稀酒精、甲醇塔回酒、進(jìn)入甲醇塔 95%（ V） 酒精、塔底殘留液的比熱， tF3=80℃、 tP=95℃、 tH＇ =80℃、 tB＇=62℃、 tF4=95℃、 tW3=104℃； I3 、 i3 、 iH— 分別為精餾塔加熱蒸汽、塔頂上升蒸汽、雜齊齊哈爾 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )用紙 25 醇油酒精蒸汽的熱含量， I3=、i3=1283kJ/kg 、 iH=1646kJ/kg； q3— 精餾塔熱損失，設(shè) q3=1%D3I3。 m0=%(P+A)= kg/h 故 H=2%(P+Pe)= kg/h 在雜醇油塔內(nèi)加入 4 倍左右的水稀釋，分油后的稀酒精用塔底蒸餾廢水預(yù)熱到 tH=80℃仍回入精餾塔， 這部分稀酒精數(shù)量為： H＇ =(1+4)Hm0 =5H m0=1515 kg/h 由甲醇塔回來(lái)的部分塔底酒進(jìn)行再次精餾，其濃度一般為 92%（ V），相當(dāng)于 %（ W） ,數(shù)量一般為成品酒精的 2%左右，則甲醇塔回酒量為： B＇ =2%P=338 kg/h 塔頂上升蒸汽大部分進(jìn)入粗餾塔塔底再沸器間接加熱醪液，冷凝液回流至精餾塔。 將上述各數(shù)據(jù)代入（ 446）式中，即可 求醛塔回流比： R2= 精餾塔在 壓力下進(jìn)行操作。若取次等酒為成品酒精的 2%，則進(jìn)入醛塔的次等酒數(shù)量為： Pe=2% 98%P =2% 98% （ 15730/%） =設(shè)醛塔回流比 R2，則上升蒸汽量為： V2=(R2+1) 可得總物料衡算式： F1=V1+W1 （ 441） 酒精衡算式： F1XF1=V1Y1+W1Xw1 （ 442） 式中 XF1— 發(fā)酵成熟醪內(nèi)酒精含量， %（ w）； Y1 — 粗餾塔上升蒸汽的酒精濃度， %(W)； Xw1— 塔底排出廢糟內(nèi)酒精濃度， %(W)。 G1+g＇＇ =97% 105+6837= 105kg/h 待蒸餾發(fā)酵醪數(shù)量： F =(G3f44/46) (1+5%) =（ 10515730 44/46） = 105kg/h 待蒸餾發(fā)酵醪濃度： （ 15730/172600） 100%= % 在發(fā)酵過(guò)程中，每小時(shí)要生成 15730kg/h 酒精，以葡萄糖為碳源酵母發(fā)酵每生成 1kg 酒精放出的熱量約 1170KJ 左右，則發(fā)酵每小時(shí)放出的熱量為： Q=15730 1170= 107 KJ/h 取發(fā)酵工段冷卻水初溫 tw1， =17℃深井水，終溫 tW2， =25℃，平均耗水量： Wg， =Q/[CW（ tW2， — tw1， ） ]= 107/[（ 25－ 17） ] = 105 kg/h 蒸餾工段的物料衡算 齊齊哈爾 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )用紙 21 粗餾塔在 104Pa 負(fù)壓條件下操作。 4%自糖化鍋分出部分糖化醪經(jīng)稀釋到酒母培養(yǎng)罐，需要再加入糖化劑進(jìn)行糖化，以增加酒母醪中還原糖含量，在糖化劑中蛋白酶的作用下使蛋白質(zhì)分解，以增加酒母內(nèi)的氨基酸，保證酒母繁殖所需的營(yíng)養(yǎng) 。C g Ce/（ G1 酒母內(nèi)糖化醪占70%，發(fā)酵接種量 4%,則糖化醪量 : G1 =（ 15730/%+15050） （ 1+4% 70%） / = 105kg/h 在糖化鍋內(nèi)應(yīng)加入糖化酶和水的量為： m=G1W6= 105=8200kg/h 其中糖化酶量為： 齊齊哈爾 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )用紙 19 =則糖化補(bǔ)充加水量為： =這時(shí)糖化醪濃度 : Bg%= 104 86%/（ 105+） =% 糖化醪比熱為： cg= + （ ） /100 =（ kg(100 B6)/100 =2 + （ ） /100 =（ kg(t 5 – t6 )/( i4t6(100 B5)/100 = + （ ） /100 =（ kg（ t4 – t5） /(i3t5B 4/100+Ce C3 B0/W3= 104 86%/ 105=% 其比熱為： C3=Cs則在汽液分離器內(nèi) 100℃蒸煮醪的蒸汽量為： W1＇ =W2 B0/W2= 104 86%/ 105=% 其比熱為： C2=Cs(100 B1) =2 +(100 )/100 =（ kg C1 數(shù)量（噸） /年 數(shù)量（噸） /天 數(shù)量（ kg） /小時(shí) 成品酒精 醛酒 玉米原料 α 淀粉酶 糖化酶 蒸煮粉漿 成熟蒸煮醪 尿素 酒母醪 糖化醪 蒸 餾發(fā)酵醪 雜醇油 二氧化碳 廢醪量 105 2420 105 120 450 106 106 104 106 106 605 105 106 1000 3400 3400 167 4290 4210 367 3400 104 336 104 105 105 6960 105 105 84 104 105 齊齊哈爾 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )用紙 15 第 4 章 酒精生產(chǎn)各工段物料和能量衡算 蒸煮工段的物料和熱量衡算 設(shè)加水比為 1： ， B0=86%，物料溫度 t0=25℃，調(diào)漿水溫 T0=70℃，投料量 G1= 104kg/h，則調(diào)漿罐應(yīng)容納粉漿量： W1= 104(1+2. 4)= 105kg/h 則可計(jì)算出粉漿溫度 t1： （取水的比熱 CW= K) 塔底殘留液帶走的熱量為： q4′ =WX K） 成熟醪帶入的熱量為 : q1 =F1 ① .生產(chǎn) 萬(wàn)噸 成品酒精的待發(fā)酵醪液為： 104 %/（ 98% %）（ 100＋ 5） % ＝ 106 噸 其中 5%為酒精捕集器回收。現(xiàn)按一般柱式蒸煮工藝條件進(jìn)行估算： 玉米含水量 14%，干物質(zhì)含量 B0%＝ 86%， 玉米粉比熱容： C0＝ CW（ ） 齊齊哈爾 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )用紙 11 ＝ （ 86） ＝ KJ/kg 粉漿干物質(zhì)濃度為： 粉漿干物質(zhì)濃度為： B1=86%/（ 1+） =% 則蒸煮醪比熱容為： C1=B1C0+（ ） CW =% +（ %） = kJ/(kg 淀粉損失分配如下表： 生產(chǎn)工序 淀粉損失原因 淀粉損失量（ %） 原料處理 粉塵損失 蒸煮 未溶解淀粉及糖分的破壞 發(fā)酵 未發(fā)酵殘?zhí)? 發(fā)酵 巴斯德效應(yīng)和用于發(fā)酵副產(chǎn)物損失 發(fā)酵 酒精自然蒸發(fā)與被 CO2帶走 蒸餾 廢糟帶走幾其他蒸餾損失 累計(jì)損失 由酒精捕集器回收酒精 實(shí)際損失 齊齊哈爾 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )用紙 10 以此為依據(jù)，淀粉利用率為 %，則生產(chǎn) 萬(wàn)噸成品酒精需要淀粉量為 : 105 / % = 105 噸 生產(chǎn) 萬(wàn)噸成品酒精所需的原料量（玉米中淀粉含量 72%） 105/72%= 105 噸 ： 選用 α 淀粉酶活力為 2 104U/g， α 淀粉酶用量為 8U/g（原料） ，原料計(jì)算用酶量為： 105 8/（ 2 104） =120 噸 ： 選用糖化酶活力為 1 105U/g，糖化酶用量為 150U/g（原料） ，原料計(jì)算用酶量為： 105 150/1 105=450 噸 300u/g 原料計(jì)，且酒母用量為 4%，則酶用量為： 105 4% 70% 300/100000 ＝ 噸 式中 70%酒母糖化液占 70%， 30%補(bǔ)充糖化劑與稀釋水。 5．雜醇油塔在常壓下進(jìn)行操作。從精餾塔來(lái)的高純度酒精在甲醇塔中進(jìn)一步分離提純排除頭級(jí)雜質(zhì)。 3．精餾塔在 絕 壓的條件下進(jìn)行操作。精餾塔頂部少量成品酒精、殘留的頭級(jí)雜質(zhì)以及雜醇油塔回來(lái)的低質(zhì)酒重新回入排醛塔再次回收頭級(jí)雜質(zhì)。粗餾塔塔頂酒精蒸汽經(jīng)冷凝器冷凝進(jìn)入排醛塔。浮閥板氣相分布均勻，阻力降小于泡罩板。盡管總能量逐塔降低 ,充分利用了各級(jí)品位的能量 ,從而節(jié)省了有效能損失 ,提高了系統(tǒng)的熱力學(xué)效率。各個(gè)塔在不同的壓力下操作 ,前一塔的壓力高于后一塔的壓力 ,前一效塔頂蒸汽的冷凝溫度略高于后一效塔底液體的沸騰溫度。并同時(shí)設(shè)有螺旋板換熱器 ,控制醪溫。同時(shí)流加入糖化醪和酒母，采用溢流的方式進(jìn)入第 3 個(gè)罐，依次往后相同。2 號(hào)罐溫度為 90℃總液化時(shí)間為 60min。 。 ：溫度： 齊齊哈爾 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )用紙 4 冬季采暖： 29℃ 冬季通風(fēng)： 19℃ 夏季通風(fēng)： 28℃ 極端最高溫度： 38℃ 濕度： 冬季： 63% 夏季： 76% 綜合上述原因，將廠址選 在齊齊哈爾的一片廣闊的非耕地上。 ，利于產(chǎn)品的輸出及出口。 蒸餾 和 DDGS 生產(chǎn) 過(guò)程 中能源多次利用 ,冷卻水 循環(huán) 使用。 ，充分利用熱能，大大降低了熱能損失，節(jié)能效果很明顯 。 設(shè)計(jì)依據(jù) 依據(jù)齊齊哈爾大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院食品工程系生物工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)大綱。 ,尤其是蒸煮和 蒸餾 過(guò)程中能耗特別高。酒精工業(yè)的下腳料 —— 酒糟經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)奶幚砗笫橇己玫娘暳匣蚍柿?。目前已在黑龍江、山東、河南、吉林、安徽建成大型燃料酒精廠。美國(guó)已有 50 多套燃料酒精生產(chǎn)裝置，其中年產(chǎn)量最高的為 70 萬(wàn)噸。 酒精有很廣的用途，在釀酒行業(yè)、橡膠工業(yè)、油漆涂料工業(yè)、電子工業(yè)、照相膠片及紙漿生產(chǎn)行業(yè)、醫(yī)藥行業(yè)、化妝品 行業(yè)等，都發(fā)揮著重要的作用。并且大量汽油燃燒會(huì)造成極大的環(huán)境污染。但石油是不可再生資源，隨著人類不停地開采和消耗，已瀕于枯竭。原料取之不盡，用之不竭 。 目前，國(guó)外燃料酒精生產(chǎn)及消費(fèi)量最大的 國(guó)家是美國(guó)，其次是巴西、俄羅斯、加拿大等。國(guó)內(nèi)，燃料乙醇的研究開發(fā)已引起科技界的廣泛關(guān)注，政府已將可再生能源的研究開發(fā)列為國(guó)家發(fā)展計(jì)劃。酒精工業(yè)從農(nóng)業(yè)獲得原料，農(nóng)業(yè)需要酒精來(lái)制備農(nóng)藥。 目前酒精生產(chǎn)存在的主要問(wèn)題 （玉米） ，存在著與民爭(zhēng)糧爭(zhēng)地的問(wèn)題 。 ，應(yīng)提高 。 酒精新技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展 ，節(jié)省了蒸煮工段的蒸汽消耗， 使酒精生產(chǎn)過(guò)程的能耗大大降低。 穩(wěn)定了生產(chǎn)，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，生產(chǎn)操作也簡(jiǎn)單。 ，人口多，消費(fèi)量大，且勞動(dòng)力資源豐富。廠址標(biāo)高在洪水水位 米以上，并且靠近水發(fā)電站。 原料及產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn) ，淀粉含量 72%，含水量 14%。液化罐共兩個(gè) ,采用溢流式連接 ,其中 1 號(hào)罐中加入 2/3 的液化酶 ,溫度維持在 95℃ 。 本設(shè)計(jì)發(fā)酵工段為 順流式 連續(xù)發(fā)酵 ,取前 2 個(gè)罐作為流加首罐。發(fā)酵車間設(shè)置酒精捕集器，以回收帶走的酒精。所謂差壓蒸餾 是多次重復(fù)利用蒸汽的熱量 ,所以也稱為多效蒸餾。 多效蒸餾充分利用固定冷熱源之間過(guò)剩的溫差。在氣量高時(shí)，閥片自動(dòng)浮起，開度增大，使氣速不致過(guò)高，從而降低了高氣速時(shí)的壓降。 具體工藝操作如下： 1．粗餾塔在 絕 壓的條件下進(jìn)行操作，發(fā)酵成熟醪經(jīng)塔頂預(yù)熱器預(yù)熱后進(jìn)入粗餾塔