【正文】 表 34 50000t/a 酒精廠總 用水量衡算表 名 稱 規(guī) 格 每小時用量 （ t/h） 每噸產(chǎn)品消 耗量（ t/t） 每天用量 （ t/d） 每年用量 （ t/a） 冷水 自來水 注：上表僅為各工段 的總用水量，不包水的綜合利用。雜醇油提取流程示意圖如圖 33。取成品酒的 %的（即每小時回流量為）頭等雜質(zhì)進入排醛塔繼續(xù)處理， 其余全部回流。339。 44 水水水水 WWWW ??? ??? )/( ht? 蒸餾工序水衡算 ① 醛酒分凝器冷卻用水 設(shè)冷卻水的初溫 1t =150C，且冷卻水以逆流串聯(lián)法是通過各分凝器，離開時 終溫 39。 酵母連續(xù)發(fā)酵 的發(fā)酵 熱約為 4100kJ/( m3? h),需冷卻水的量為： 245010)1825( 339。則得到合格 的成品酒精為（溫度為 800C）： )( 8%)11() 3( kg???? 甲醇塔蒸汽耗用量 甲醇塔使用 的蒸汽進行間接加熱，使塔底蒸餾液的溫度達到 800C。液化調(diào)漿時原料與水配比為 1:3，則原料中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 26 頁 漿量為： 4=(t/h)。 ??Ww（質(zhì)量分數(shù)） 其體積分數(shù)約為： 48% 精餾塔中上升蒸汽量 精餾塔中上升蒸汽的乙醇濃度為 95%（體積分數(shù)），即%（質(zhì)量分數(shù)）。 則生產(chǎn)1000kg95%食用酒精成品的有關(guān)計算如下： 醪塔上升的蒸汽量為： )(% % kgV ??? 殘留液量為： )( 4 6 2 0 0 6 7 6 kgW x ??? 成熟醪比熱容為： ) 1 ( 11 BC ??? %) ( ???? )]/([ kkgkJ ?? 成熟醪帶入塔的熱量為： 1111 tCFQ? 0 6 7 6 ??? )( 6 kJ?? 蒸餾殘留液固形物濃度為： xWBFB 112? % ?? %? 蒸餾殘留液的比熱容為： F 1Q 1 醪塔D 1Q 2V 1Q 3Q 4Wx+D 1Qn圖31 醪塔的物料和熱量平衡圖中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 23 頁 )]/([)3 7 ( 22 kkgkJBC ???? 塔殘留液帶出熱量為： 4239。 則生產(chǎn) 1000kg95%食用酒精成品有關(guān)的計算如下： 淀粉漿量及調(diào)漿水 酒精調(diào)漿水比例為 1:3，生產(chǎn) 1000kg 食用酒精原料消耗，故需要調(diào)漿水量： )( 94 kg?? 淀粉漿量為： )( 6)13( 4 kg??? 干物質(zhì)含量為 B0=87%的木薯比熱容為： )]/([)( KkgkJBC ????? 粉漿干物質(zhì)濃度為： %)1004(871 ????B 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 20 頁 蒸煮醪的比熱容為： WCBCBC )( 1010 ??? %)(% ????? )]/([62 KkgkJ ?? 式中 CW—水的比熱容 [kJ/(kg? K)] 為簡化計算，假定蒸煮醪的比熱容在整個蒸煮過程中維持不變。甲醇的精餾系數(shù)隨酒精濃度的增加而變大，所以甲醇分離應(yīng)在高酒精濃度是進行，因而甲醇塔應(yīng)安裝在精餾塔之后。 表 22 成熟發(fā)酵醪的指標 項目 鏡檢 外觀糖 Bx 還原糖 % 殘總糖 % 含酒精量 %(V) 總酸度 揮發(fā) 酸度 連續(xù) 發(fā)酵 形態(tài)正常 無雜菌 以下 以下 ～ 9～ 11 以下 蒸餾工藝 目前通用的蒸餾工藝較多，有兩塔 蒸餾（氣相進料和液相進料）、三塔蒸餾（直接式、半直接式、間接式）、四塔蒸餾、五塔蒸餾等。而連續(xù)發(fā)酵式，當(dāng)酒精濃度達到 7%時，酵母仍能出芽繁殖。從而可以簡化糖化設(shè)備。真空冷卻的優(yōu)點：對淀粉糊化醪的質(zhì)量有益，因為在瞬時冷卻時，淀粉來不及重新形成晶體，仍然保持著流動狀態(tài)，很容易接受淀粉酶的作用。在市場上，有廣泛的銷售，且價格較便宜。當(dāng)溫度繼 續(xù)上升達到 1200C以上時，升溫所給與的能量開始破壞水分子和淀粉分子之間的氫鍵，醪液膠體狀態(tài)遭破壞，粘度下降，即發(fā)生液化現(xiàn)象。 表 21 成熟酒母的指標 檢 查 項 目 小 酒 母 大 酒 母 酵母細胞數(shù)（億 /ml） 1 1 出芽率（ %） 20～ 25 15～ 20 死亡率（ %） 1 以下 1 以下 耗糖率（ %） 40～ 45 45～ 50 酸 度 不增加 不增加 原料預(yù)處理工藝 原料的預(yù)處理采用氣流輸送干式粉碎的工藝 ， 如圖 21。但是，通風(fēng)培養(yǎng)得到的使呼吸型酵母，嫌氣培養(yǎng)得到的則是發(fā)酵型 酵母，后者的發(fā)酵能力要強于前者。 (2)PH 值 培養(yǎng)基的活性酸度（即氫離子濃度）對酵母的生命活動有很顯著的影響。 ③ 發(fā)酵能力較強，能快速并完全地將糖分轉(zhuǎn)化成酒精。 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 14 頁 ② 木薯含粘性物質(zhì)較少，醪液粘度小，可適合與濃醪發(fā)酵。 。 、建設(shè)規(guī)模和產(chǎn)品方案。 美食購物：市區(qū)各類高、中、低檔飯店 260 多個，工農(nóng) 路 “ 美食一條街 ” 的各種特色風(fēng)味小吃應(yīng)有盡有；大型超市 5 所，各類商廈 4 所，綜合性商業(yè)街 2 條，大型購物夜市 2 處。 勞動力資源：全市及周邊地區(qū)可招用紡織、機械制造等行業(yè)熟練工 萬人，中專以上各類專業(yè)技術(shù)人員 萬人左右。 ② 優(yōu)惠，按蘇工價（ 2020） 27 號《關(guān)于蘇北地區(qū)部分用電企業(yè)實行優(yōu)惠電價的通知》執(zhí)行。 稅收補貼：企業(yè)交納的增值稅、企業(yè)所得稅的地方留成部分，由地方財政給予一定比例的返還。末端供熱溫度為 170 攝氏度，壓力 8 公斤。大豐港到韓國釜山港 420 海里，至日本長崎港 430 海里，至秦皇島港 490 海里，至上海港 250 海里。 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 10 頁 (2) 區(qū)域優(yōu)勢 大豐市經(jīng)濟開發(fā)區(qū)地處市區(qū)西郊，是大豐承接長三角經(jīng)濟輻射的重要門戶，具有得天獨厚的區(qū)位優(yōu)勢，已形成便捷的立體交通網(wǎng)絡(luò)。 原料主要來源于東南亞，產(chǎn)品主要 銷售至華東、華中地區(qū)以及出口國外。 隨著醫(yī)藥、化工、食品及軍事等行業(yè)的快速發(fā)展，酒精需求量逐年增加。關(guān)于新工藝，高發(fā)酵強度酒精發(fā)酵新工藝也將會有突破性的進展。比如 CO2 回收，每噸可增收 500 元，酒精糟液的利用更有多方面的效益，發(fā)展下游產(chǎn)品，例如白酒、供食品和醫(yī)藥用的冰醋酸等都能收到好的效果。以提高產(chǎn)品的 附加值。 七、原料價格持續(xù)上漲，企業(yè)利潤空間不斷縮小。 2020 年，玉米價格的持續(xù)高漲，漲幅已超出木薯價格變化，所以玉米酒精相對于木薯酒精在 成本方面的優(yōu)勢已經(jīng)喪失 [6]。 2020 年超過規(guī)模 10 萬千升的企業(yè)僅 1 家 ， 2020 年達到 2家， 2020 年為 5 家， 2020 年達到 8 家，到 2020 年已經(jīng)成為 12 家。 由于食用酒精大多用于食品的生產(chǎn)，因而對其酒精質(zhì)量及成分有嚴格的要求。其熔點為 ℃ ，沸點為 ℃ ，相對密度為 。對工廠廠房、工藝流程、車間設(shè)備進行了合理地布局。 Continuous fermentation。將淀粉質(zhì) 原料 或糖蜜經(jīng)糖化酶轉(zhuǎn)化成可發(fā)酵糖后，利用酵母菌發(fā)酵將糖轉(zhuǎn)化成酒精，再經(jīng)蒸餾提取得到一定標準的酒精。最近幾年 我國酒精產(chǎn)量保持快速增長態(tài)勢，酒精形勢有八個方面的特點： 一、酒精產(chǎn)量繼續(xù)保持快速增長。 四、燃料乙醇發(fā)展方向 ―非糧 ‖轉(zhuǎn)變；同時，木薯和玉米酒精產(chǎn)量比例增加 [5]，糖蜜酒精比例不斷減少。現(xiàn)今石油價格更是飛速上漲，因而尋找新能源已迫在眉睫。 食用酒精的發(fā)展方向及市場前景 目前在我國酒精產(chǎn)業(yè)中，食用酒精仍占有絕對優(yōu)勢。在國外玉米原料酒精生產(chǎn)傾向于推廣使用耐高溫 a淀粉酶進行中溫蒸煮的方法，它有節(jié)能和提高酒精糟質(zhì)量的優(yōu)點。 四、應(yīng)積極引進研究和發(fā)展新菌種、新工 藝、新設(shè)備和新技術(shù)，并盡快用于中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 9 頁 企業(yè)生產(chǎn)。 五、加大自 控與微機控制。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計， 75%的優(yōu)質(zhì)食用酒精用于調(diào)配白酒。轄區(qū)規(guī)劃面積 30 平方公里，目前已開發(fā)面積 13 平方公里。 航空：距鹽城機場 20 分鐘車程，可直航韓國、北京、廣州 、溫州等地；距上海虹橋機場 2 小時車程；距上海浦東和南京祿口國際機場 小時車程。 排污：管道雨污分流，污水處理廠設(shè)計能力 5 萬噸。 地面平整：規(guī)劃的工業(yè)項目用地全部處理平整。 ② 地表水：水資源費 元 /立方米，工程水費 元 /立方米。 人員工資：大豐市區(qū)內(nèi)就有經(jīng)貿(mào)學(xué)院、技工學(xué)校、職業(yè)中學(xué)等三所培養(yǎng)技術(shù)工人的學(xué)校，年畢業(yè)生正常在 1500 人以上，且可定向培養(yǎng)，同時現(xiàn)成的技術(shù)工人和管理人員也有相當(dāng)數(shù)量；一般工人工資 600—800 元，技術(shù)工人工資 900—1000元。 居住條件：市區(qū)擁有數(shù)家三星級以上的賓館和涉外酒店；現(xiàn)代化居民別墅區(qū) 5處；國家級文明社區(qū) 2 處；省級文明社區(qū) 6 處；商住樓、公寓、寫字樓等時尚居住，星羅密布，套型齊全。 通過此設(shè)計將大學(xué)四年所學(xué)知識得以綜合運用，掌握工廠初步設(shè)計的能 力 ，為今后從事此方面的工作打下一定的基礎(chǔ) 。 。從經(jīng)濟的角度上考慮，糧食不太適合做酒精生產(chǎn)的原料。 酒精酵母生產(chǎn)工藝 菌種 南陽混合酵母（ 1308） [4]。在很高或很低的溫度下，酵母的生命活動消弱或停止。生產(chǎn)中將培養(yǎng)料加硫酸調(diào)至 ～ 4，并保持一段時間，以達到消除細菌污染，在此期間酵母生長占絕對優(yōu)勢。糖化醪經(jīng)稀釋、消毒處理后加入首罐，同時加入酵母種液。 ④ 粉碎效率高，單位原料預(yù)處理消耗的總功率較低。由于是連續(xù)蒸煮，可以縮短生產(chǎn)時間，提高生產(chǎn)效率，同時能更好的配合連續(xù)糖化和連續(xù)發(fā)酵的進行。 (2)糖化工藝選擇 目前連續(xù)糖化工藝采用較為廣泛，有混合冷卻連續(xù)糖化、真空冷卻連續(xù)工藝和二級真空冷卻連續(xù)糖化。從而可以節(jié)省大量電能。遠遠高于通常情況下的間歇中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 17 頁 發(fā)酵。 ⑤ 連續(xù)發(fā)酵對可發(fā)酵糖的利用率較高；發(fā)酵終點時，成熟發(fā)酵醪（表 22）中酒精度較高普遍能達到 11%左 右。 相對于兩塔蒸餾，四塔蒸餾多了排醛塔和甲醇塔。目前，各級段的損失一般如下 表 31： 中國礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 19 頁 表 31 生產(chǎn)過程各階段淀粉損失 生產(chǎn)過程 損失原因 淀粉損失（％） 原料處理 粉塵損失 蒸 煮 淀粉殘留及糖分破化 發(fā) 酵 巴斯德效應(yīng)及發(fā)酵殘?zhí)? 發(fā) 酵 CO２ 帶走 蒸 餾 廢糟帶走等 其它損失 自然蒸發(fā)、設(shè)備 遺 漏 總計損失 由上表可知 淀粉總損失為 %，故生產(chǎn) 1000kg 食用酒精實際淀粉 消耗 量為： )( 7 4 5%%1 0 0 6 2 7 kg?? 淀粉出酒率為： 1000/=%，淀粉利用率為 %達到國家現(xiàn)階段淀粉質(zhì)原料生產(chǎn)酒精的先進水平。醪塔的物料及熱量衡算 如圖 31所示。 則生產(chǎn) 1000kg95%食用酒精成品的有關(guān)計算如下： 醛酒的產(chǎn)量 醛酒取量一般為 %3%，現(xiàn)取為成品酒的 %， 得醛酒量為：1000%=16(kg) 生產(chǎn) 1000kg 酒精中成品酒精的量為： 100016=984(kg) 雜醇油產(chǎn)量 通常雜醇油提取量為成品酒精的 %%，現(xiàn)取為 %，則副產(chǎn)品雜醇油的產(chǎn)量為： 1000%=4(kg) 醛塔蒸餾需要的蒸汽量 700C 的酒精溶液的比熱容為 c=(kg 表 32 50000t/a 木薯原料食用酒精廠物料衡算表 物料 生產(chǎn) 1000kg95% 每小時數(shù)量 每天數(shù)量 每年數(shù)量 酒精物料量（ kg) （ kg） （ t） （ t） 食用酒精 次品酒精 木薯原料 需蒸煮粉漿 成熟蒸煮醪 糖 化 酶 糖 化 醪 酒 母 醪 發(fā)酵成熟醪 雜 醇 油 二氧化碳 硫 酸 銨 硫 酸 醛塔的廢醪 精餾的廢水 熱量衡算 原料處理及液化工序熱量衡 算 淀粉漿量 由物料衡算可知，日投產(chǎn)木薯 噸。 %99)