【正文】 ..................................................... 13 工藝技術(shù)指標(biāo)及基礎(chǔ)數(shù)據(jù) .................................................................................................................. 14 原料消耗的計算 ................................................................................................................................... 15 蒸煮醪量的計算 ..................................................................................................................................... 16 糖化醪與發(fā)酵醪量的計算 ................................................................................................................. 17 成品與發(fā)酵醪量的計算 ...................................................................................................................... 18 60000 噸 /年淀粉原料酒精廠總物料衡算 ....................................................................................... 19 燃料酒精發(fā)酵車間的物料衡算（間歇發(fā)酵方式 ..................................................................................... 20 酒精發(fā)酵工藝流程示意圖及主要技術(shù)指標(biāo) ..................................................................................... 20 酒精發(fā)酵車間的物料衡算 .................................................................................................................. 21 . 60000 噸酒精發(fā)酵車間水衡算 .................................................................................................................. 22 第三章 設(shè)備計算與選型 ..................................................................................................................................... 25 發(fā)酵設(shè)備的計算與選型 .................................................................................................................................. 25 生產(chǎn)能力、數(shù)量和容積的確定 ........................................................................................................... 25 主要尺寸的計算 ..................................................................................................................................... 26 . 冷卻面積和冷卻裝置主要結(jié)構(gòu)尺寸（生物工程設(shè)備。食用酒精作為硬飲料中不可缺少的添加成分，它的品 質(zhì)越來越受到人們的重視，特別是我國做為世界白酒消費大國，食用酒精品質(zhì)的好壞，就顯得更重要了。 蒸餾法提高酒精濃度最多能到 73%左右，因為乙醇和水會形成共沸混合物。 第二，酒精既可以車用又可以食用，在很多國家，食用酒精都是高稅收，而車用乙醇則是給補貼。 本設(shè)計采用先進(jìn)的生產(chǎn)工藝，利用國內(nèi)外先進(jìn)的生產(chǎn)管理經(jīng)驗。 2 2 第一章 全廠工藝論證 生產(chǎn)原料： 甘薯干 （淀粉質(zhì)原料） 甘薯的主要成分 甘 薯，北方俗稱地瓜、紅薯，南方稱為番薯。蛋白質(zhì)含量不多，其中三分之二為純蛋白，三分之一為酰胺類化合物。 2. 甘薯 的淀粉含量高，纖維少，并有適量的蛋白質(zhì)，加工比較容易，淀粉利用率高。 生產(chǎn)過程中的甘薯干相關(guān)工藝參數(shù) 生產(chǎn)過程中的甘薯干相關(guān)工藝參數(shù)如表 12 所示。而磁力除鐵又可分為永久性磁力除鐵器和電磁鐵 除鐵器。就目前的情況來看，先將原料粉碎，再在較和緩的的條件下進(jìn)行蒸煮是較好的方法。 干式粉碎采用粗碎和細(xì)碎兩級粉碎工藝，因為兩級粉碎的動力消耗較低。 表 13 干式粉碎和濕式粉碎的優(yōu)缺點比較如下表 原料 淀粉含量（ %） 水分（ %） 甘薯 干 68 13 4 4 粉碎 方法 優(yōu)點 缺點 干式 粉碎 粉碎后的原料可以儲藏，能較低，最終得到原料顆粒一般通過～ 篩孔。國內(nèi)酒精廠采用的原料輸送方法有機(jī)械輸送、氣流輸送和混合輸送三種。 （ 2）機(jī)械輸送時，雖裝有電磁除鐵器，但無法除去石塊等堅硬雜物，鐵片因物料干擾有時也會進(jìn)入粉碎機(jī)中，因此，后者的篩板破損率較高，粉碎度不宜保證。 因氣流輸送又以上優(yōu)點，并且他是一種適于輸送散粒狀或塊狀物的方法，而甘薯干在粉碎后符合其形狀要求所以在原料粉碎前后都選用氣流輸送。 綜上所述，采用混 合輸送，其工藝流程 如圖 12 所示。這就是原料蒸煮的主要目的。一旦形成粉團(tuán)蒸煮的質(zhì)量就會受到影響，因為粉團(tuán)內(nèi)部的粉料沒有吸水膨脹，也就不可能糊化，這將導(dǎo)致不容解淀粉數(shù)量的增加，出酒率因此降低。 如前所述， 55～ 65℃ 這一溫度區(qū)域間會使原料中的淀粉酶活化，造成部分原料糖化，生成糖，這部分糖會在隨后的蒸煮過程中損失掉。 缺點：（ 1）蒸汽消耗量大，而且量不均勻，造成鍋爐操作的困 難和煤耗的增加。 通過對兩種蒸煮工藝的比較，該廠確定選用能耗低，設(shè)備利用率較高，蒸煮質(zhì)量較好，能實現(xiàn)操作過程自動化等優(yōu)點的連續(xù)蒸煮工藝。最后醪液進(jìn)入薄板換熱器，降溫到糖化溫度： 62℃ 。 淀粉的液化和糖化作用，會產(chǎn)生很多的中間產(chǎn)物，主要是不同聚和度的糊精，糖化的最終產(chǎn)物是要更多的產(chǎn)生可發(fā)酵性糖，也有少數(shù)的不發(fā)酵性糖類物質(zhì)。但是，在糖化工序內(nèi)不可能將全部淀粉都轉(zhuǎn)化為糖，相當(dāng)一部分淀粉和糊精在發(fā)酵過程中進(jìn)一步酶水解， 再 進(jìn)行發(fā)酵。而在連續(xù)糖化過程中，則分別在不同的設(shè)備中實施。 設(shè)備利用率低，很難實現(xiàn)自動化控制。連續(xù)糖化工藝可分為：混合冷卻連續(xù)糖化、真空冷卻連續(xù)糖化和二級真空冷卻連續(xù)糖化。 糖化劑 蒸煮醪 螺旋薄板換熱器 糖化鍋 螺旋薄板換熱器 發(fā)酵車間 糖化溫度： 62℃ 糖化時間： 16min 糖化率： 60～ 70% 圖 14糖化工藝流程圖 測定糖化醪質(zhì)量的方法 （ 1） 外觀糖 成熟 醪 用紗布過濾后，直接用糖度計測量所得的數(shù)值叫做外觀糖。 (4)酸度 采用滴定法測定，它是判斷發(fā)酵 醪 是否感染雜菌的可靠指標(biāo)。 （ 7）酒精含量 用蒸餾方法測定。 影響酒精發(fā)酵的因素 1. 糖化 醪 的濃度 酒精發(fā)酵是在一定濃度的糖化 醪 中進(jìn)行的，糖化 醪 濃度越高，所得到的發(fā)酵 醪 的酒精含量高，設(shè)備利用率高，水電氣單耗就會降低，酒精的生產(chǎn)成本就會降低。間歇發(fā)酵 pH 值可控制在 ～ 。產(chǎn)酸細(xì)菌繁殖適溫為 37～ 50℃ ，因此高溫發(fā)酵易被細(xì)菌污染。 4. 發(fā)酵醪的滯流和滑漏問題 在間歇發(fā)酵中不存在醪液的滯流和滑漏問題，但在連續(xù)發(fā)酵工藝中，這個問題就十分重要了。因此，生產(chǎn)上希望盡量采用濃醪發(fā)酵。另外，采用連續(xù)發(fā)酵和選用發(fā)酵力強(qiáng)的酵母菌種，也是加速發(fā)酵、縮短發(fā)酵時間的有力措施。 表 15 各種發(fā)酵方法的優(yōu)缺點比較 發(fā)酵方式 優(yōu)點 缺點 間歇式發(fā)酵 設(shè)備簡單，易于操作，不易染菌，適用于中小型酒廠。 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 11 連續(xù)式發(fā)酵 易染雜菌，操作要求和設(shè)備要求高。先用清水噴洗罐體后再用 4%的堿液噴洗 30min，再用清水噴洗罐體，洗干凈后 即 可使用。三 塔流程因其設(shè)備投資相對較少且得到的酒精品質(zhì)也能達(dá)到要求，所以選用 三 塔流程。成品酒精在頂部第 6 塊塔板處提取。 2. 醛塔 醛塔分凝器選用發(fā)酵和酒母罐的冷卻廢水，溫度為 25℃ ，終溫高達(dá) 70℃ 。 發(fā)酵副產(chǎn)品和污 水處理 酒精生產(chǎn)的副產(chǎn)品 酒精生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品有二氧化碳，酒精酵母，雜醇油，醛脂和酒糟。 酒精酵母：經(jīng)過進(jìn)化處理可以從新培養(yǎng)等。 污水處理 (1) 生產(chǎn)過程中產(chǎn)污分析 酒精工業(yè)廢水的污染物主要來自 甘薯等物 經(jīng)發(fā)酵、蒸餾后的酒精糟 (即高濃度有機(jī)廢液 )，雖然無毒，但 CODcr、 BOD SS 含量高，并呈弱酸性，排入江河、地下水系會造成水中嚴(yán)重缺氧，大大影響水中物質(zhì)生長。選擇方法要取決于污水?dāng)?shù)量，污染程度和凈化結(jié)果的指標(biāo)等因數(shù)。 （ 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。 （ 4）燃料酒精日產(chǎn)量 200 噸。 （ 9）硫酸氨用量 8 kg/t（酒精）。據(jù)實際經(jīng)驗，各階段淀粉損失率如表所示。 1616 （ 5） 生產(chǎn) 1000kg 燃料酒精甘薯干原料消耗量 據(jù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)給出，甘薯干原料含淀粉 68%，故 1t酒精耗甘薯干量為： 247。 酶用量為： 1000 8 =（ kg） 20200 (7)糖化酶耗用量 若所用糖化酶的活力為 100 000u/g，使用量為 100u/g 原 料，則糖化酶消耗量為： 1000 100 =（ kg） 100 000 此外，酒母糖化酶用量按 200u/g（原料）計，且酒母用量為 10%，則用酶量為： 10% 70% 200 =（ kg） 100 000 式中 70%為酒母的糖化液占 70%，其于為稀釋水和糖化劑。 假定用噴射液化連續(xù)蒸煮工藝。并設(shè)蒸煮效率為 %，而且發(fā)酵罐酒精捕集器回收酒精洗水和洗罐用水分別為成熟醪量的 5%和 1%則生產(chǎn) 1000kg %（質(zhì)量分?jǐn)?shù)） 酒精成品有關(guān)的計算如下： （ 1）需蒸餾 的成熟發(fā)酵醪量為： F1 = 1000 % （ 100+5+1） 247。 100 1818 成品與發(fā)酵醪量的計算 （ 1）醛酒產(chǎn)量 在醛塔取酒一般占成品酒的 %— 3%，在保證主產(chǎn)品質(zhì)量合格的前提下，醛酒量取得越少越好。則： ① 醪塔上升蒸汽量為 : V1= % =（ kg） % ② 殘留液量為 : Wx = = (kg) ③ 成熟醪比熱容為： c1 = () = ( %) = [kJ/()] ④ 成熟醪帶入塔的熱量為： Q1 = F1 c1 t1 醪 塔 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 19 = 13 70 =(kg) ⑤ 蒸餾殘液固形物含量為： B2 = F1 B1 = 12477 % =% Wx 此計算是間接加熱，故沒有加熱蒸汽冷凝水的工藝。 （ 1） 酒精成品 日產(chǎn)燃料酒精量為： 6000024