【正文】 老師們認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神和深厚的理論水平都使我收益匪淺。從這里走出，對我的人生來說，將是踏上一個(gè)新的征程，要把所學(xué)的知識應(yīng)用到實(shí)際工作中去。 首先，我要特別感謝我的知道郭謙功老師對我的悉心指導(dǎo)，在我的論文書寫及設(shè)計(jì)過程中給了我大量的幫助和指導(dǎo)，為我理清了設(shè)計(jì)思路和 操作方法，并對我所做的課題提出了有效的改進(jìn)方案。 本人愿意按照學(xué)校要求提交學(xué)位論文的印刷本和電子版，同意學(xué)校保存學(xué)位論文的印刷本和電子版，或采用影印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存設(shè)計(jì)（論文）；同意學(xué)校在不以營利為目的的前提下，建立目錄檢索與閱覽服務(wù)系統(tǒng)，公布設(shè)計(jì)（論文）的部分或全部內(nèi)容，允許他人依法合理使用。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式注明并表示感謝。其放料口的直徑 ，此法適用于物料中含有粘性的結(jié)塊且要求嚴(yán)格密閉情況。 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 40 橢圓形封頭（ TH300759） 內(nèi)徑 (mm) 凸出部分高(mm) 厚度 s (mm) 直邊高度(mm) 容積 2200 550 16 40 圓錐角為 90 折邊錐形蓋（ TH301159） 內(nèi)徑 mm 厚度 mm 高度 m Dmm 2200 16 40 64 附屬設(shè)備選型 螺旋板式換熱器 （ JB/T 47231992） 選擇用碳鋼螺旋板式換熱器，公稱壓力為 100 1400 b 10 4 H F V 35 100 d 300mm 溫度計(jì)接口 6 在有攪拌設(shè)備中帶加強(qiáng)套管的溫度計(jì)接口 30，其各部分尺寸如下圖標(biāo)志： 人梯 焊接于設(shè)備內(nèi)壁的爬梯 梯間距為 200250mm，梯寬為 400mm，材料為鋼 A。糖化罐的體積取決于醪流量和在罐中的停留時(shí)間以及裝滿程度，根據(jù)物料衡算糖化醪量 G為 ,可按下式計(jì)算糖化罐的有效容積： V= =（ ） 式中 G— 糖化醪液量（包括曲量）， . t — 醪液在罐內(nèi)停留的時(shí)間， min. 裝填系數(shù)在 ～ 范圍內(nèi)，按裝料系數(shù) 75%計(jì)，則糖化罐全容積為 = 取 90 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 38 螺旋板式換熱器 螺旋板式換熱器用于后冷卻。=Ｗ 5=+1575=（ Kg／ h） 故蒸餾車間總用量為 W= =+522+++ =(Kg／ h) 100000t/a 酒精廠蒸餾車間用水量衡算表 名稱 規(guī)格 每噸產(chǎn)品消耗定額 （ t/t） 每小時(shí)用量 （ kg/h） 每天用量（ t/h） 年耗量(t/a) 冷水 自來水或深 井水 所以全廠用水總量為 2 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 32 第三章 糖化設(shè)備的設(shè)計(jì)與選型 真空冷卻連續(xù)糖化設(shè)備計(jì)算 糖化工段 主要設(shè)備由真空冷卻氣液分離器、真空泵、糖化罐及螺旋板式換熱器 真空冷卻氣液分離器 蒸煮醪自接近常壓的氣液分離器出來經(jīng)過減壓閥，醪液產(chǎn)生大量的蒸汽，溫度驟降，汽醪混合液流體以極高速度進(jìn)入真空冷卻氣液分離器，醪液溫度降至與容器真空度相對應(yīng)的溫度。－成品酒精冷卻前后溫度，分別為 ℃和 30℃ tH tH4180。 水平衡計(jì)算 ⑴ 蒸煮階段總用水由之前計(jì)算知 : 蒸煮拌料水 =原料量 加水比 = 蒸煮 過程中增加的水量為 水 噴射真空泵循環(huán)水量， /h ⑵ 糖化總用水量： 補(bǔ)加水量 52840kg/h 25 ⑶ 發(fā)酵總用水量 kg/h 發(fā)酵車間酒精捕集器耗水量為 kg/h ⑷ 蒸餾階段總用水 ① 醛塔分凝器冷卻用水 工廠所處的地理位置或氣候條件不同或在不同的季節(jié)，冷卻水溫可能有較大差異。 醪塔上升蒸汽量為： 第二章 全廠物料衡算 21 =待蒸餾發(fā)酵成熟醪 = = kg 則殘留液 =待蒸餾發(fā)酵成熟醪量 醪塔上升蒸汽量 == 發(fā)酵成熟醪比熱容的經(jīng)驗(yàn)公式： C= （ ） B 為固形物的干物質(zhì)含量 發(fā)酵成熟醪比熱容 = （ ） = KJ／（ Kg K)] 粉漿干物質(zhì)濃度 = [kJ/(kg %=% 因此，淀粉的理論出酒率為 %，此數(shù)值是進(jìn)行淀粉質(zhì)原料酒精生產(chǎn)計(jì)算的理論依據(jù)，又是酒精生產(chǎn)淀粉出酒率的理論值。 第二章 全廠物料衡算 13 第二章 全廠物料衡算 酒精生產(chǎn)過程的總物料衡算 工藝參數(shù)的選擇： 生產(chǎn)規(guī)模： 10 萬噸 /年 產(chǎn)品規(guī)格：食用酒精 生產(chǎn)方法：以玉米為原料，氣流輸送，一級干法粉碎，濕式除塵，高溫雙酶糖化，糖化前冷卻采取真空冷卻，糖化后冷卻采用螺旋板式換熱器冷卻，連續(xù)發(fā)酵，半直接式三塔蒸餾。 酒精酵母可進(jìn)一步離心分離、反復(fù)水洗再分離、壓榨得到干酵母，同時(shí)還可以用作飼料酵母和面包酵母。 酒精的蒸餾和精餾是為了從發(fā)酵成熟醪中分離、提純得到成品酒精。 糖化醪的發(fā)酵、蒸餾 淀粉質(zhì)原料經(jīng)過預(yù)處理、蒸煮和糖化等物理和生物化學(xué)過程，淀粉以充分糊化和液化，其中相當(dāng)一部分以轉(zhuǎn)化成可發(fā)酵糖。為了便于糖化酶的作用，須在糖化以前將醪液 PH 值由 降到 。淀粉吸水膨脹細(xì)胞壁破裂，淀粉有顆粒變?yōu)槿芙鉅顟B(tài)的糊液，適于用 淀粉酶將其轉(zhuǎn)變?yōu)榈头肿拥暮?、低聚糖雙糖和單糖；同時(shí)借加熱粉漿對粉漿滅菌，以殺滅原料表面所帶存的微生物，防止雜菌生長，保證糖化和發(fā)酵的順利進(jìn)行。 原料的預(yù)處理 首先進(jìn)行玉米原料的清選，其流程如下： 玉米 斗式提升機(jī) 貯箱 自動(dòng)稱 分離 雜物 粉碎機(jī) 貯箱 磁力分離 鐵釘、鐵塊 此流程簡單，除雜徹底，便于自動(dòng)化控制和操作。 酒精生產(chǎn)工藝示意圖如下： 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 谷物原料 多級除雜 雜質(zhì) 循環(huán)粉碎 拌料 耐高溫 淀粉酶 液化 糖化 新型糖化酶 二氧化碳 大罐連續(xù)發(fā)酵 耐高溫酒用性干酵母 多效節(jié)能蒸餾 高級酒精 酒糟離心液 酒糟離心分離 濾渣 多效蒸發(fā) 濃漿 干燥機(jī) DDGS 二次蒸汽再利用 本工藝的特點(diǎn)有如下幾點(diǎn)： ① 全干燥法制取全價(jià)干酒糟技術(shù)（ DDGS 技術(shù)）。 酒精生產(chǎn)用水，按水的用處不同，大體分為以下三種： 1 釀造用水：或稱工藝用水，凡制曲時(shí)拌料，微生物培養(yǎng)，制曲原料的浸泡、糊化、稀釋、設(shè)備及工具的清洗等因其與原料、半成品、成品的直接接觸，故統(tǒng)稱為工藝用水。 2. 磷酸鹽 一般酵母對磷的需求量在 摩爾每升。 玉米中，黃玉米的淀粉含量稍高于白玉米。二氧化碳的上升帶動(dòng)了醪液中酵母細(xì)胞的上下浮動(dòng)，從而 使酵母細(xì)胞更充分地與醪液中的糖分接觸，進(jìn)而使發(fā)酵作用進(jìn)行得更充分和更徹底。 c，熔點(diǎn)為 114176。在綜合利用方面以二氧化碳的回收利用最為普遍，有的廠利用二氧化碳制造干冰、純堿和小蘇打。 2．指定查閱的主要參考文獻(xiàn)及說明 ⑴、 吳思方主編 .發(fā)酵工廠工藝設(shè)計(jì)概論 [M].中國輕工業(yè)出版社 .20xx； ⑵、 梁世中主編 .生物工程設(shè)備 [M].中國輕工業(yè)出版社 .20xx； ⑶、 姚玉英主編 .化工原理 (上、下 )[M].天津大學(xué)出版社 .1999； ⑷、 章克昌主編 .酒精與蒸餾酒工藝學(xué) [M]. 中國輕工業(yè)出版社 ,1998 年 ； ⑸、 賈樹彪主編 . 新編酒精工藝學(xué) [M]. 化學(xué)工業(yè)出版社 ,20xx 年 。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。近年來，我國酒精生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)水平又有了新的提高，新工藝新設(shè)備新菌種不斷涌現(xiàn)，酒精產(chǎn)量有了較大增長，質(zhì)量穩(wěn)定提高；在節(jié)約代用，降低消耗，降低成本，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，提高淀粉出酒率及開展綜合利用與消除環(huán)境污染等各個(gè)方面，都取得了很大成績。用食用酒精制造各種配制酒、勾兌白酒，強(qiáng)化葡萄酒以及用以釀制食醋、各種酒精性飲料和作為食品添加劑。而微生物的品種、基質(zhì)的種類及預(yù)處理方法，以及發(fā)酵過程中環(huán)境條件的調(diào)控等，都是影響產(chǎn)品風(fēng)味的重要因素。由于玉米具有產(chǎn)量高、增產(chǎn)潛力大、適應(yīng)性強(qiáng)、營養(yǎng)豐富、用途廣泛等特點(diǎn)，第一章工藝論證 3 因此，玉米對酒精工業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了重要影響。 選用的輔料成分及特性如下： 名稱 水分 純淀粉含量 % 吸水量ｇ /kg 谷糠 230 麩皮 20 米糠 灰分 粗蛋白 9 1517 注：入庫前，要求含水量低于 14%以下。液體曲的工藝流程如下： 原菌種 原料 空氣 斜面試管 配料罐 空壓機(jī) 小米或米曲汁試管 加熱器 貯氣罐 （兼冷卻） 孢子懸浮液 后熟器 油水分離器 種子罐 噴淋冷卻 冷卻器（去霧氣） 分配器 貯氣罐 培養(yǎng)罐 總空氣過濾器 液體曲 分空氣過濾器 空氣過濾器 液體曲生產(chǎn)工藝流程圖 本工藝中，酒母選用的是酒精活性干酵母，國產(chǎn)耐高溫 AADY 的生產(chǎn)菌株為YY 和 WT，耐酒精能力在 12%（體積分?jǐn)?shù)），適用于淀粉質(zhì)原料的酒精發(fā)酵。 3 鍋爐用水：通常要求無固型懸浮物，總硬度和堿度應(yīng)盡可能低， PH在 25176。 ④ 多效蒸餾技術(shù)，不但提高了產(chǎn)品質(zhì)量，熱能也得到了多次利用，節(jié)能效果明顯。原料經(jīng)過粉碎后，可以增加原料的受熱面積，有利于淀粉顆粒的吸水膨脹、糊化，提高熱處理效率，縮短熱處理時(shí)間；另外，粉末狀原料加水混合后容易流動(dòng)運(yùn)輸。 如下圖所示：進(jìn)入混合罐的水有 50℃的熱工藝水（主要是用于蒸餾工段冷卻成品酒精的工藝水）、 80℃的酒糟水離心液、 50℃的蒸發(fā)工段的二次蒸汽冷凝液和100℃的酒精塔底部的余餾水。 Bx 糖化醪分析結(jié)果 外觀濃度 酸度 還原糖 PH 16176。 第一章工藝論證 11 通過以上三種方式的比較，考慮到本設(shè)計(jì)年產(chǎn) 10 萬噸，雖然半連續(xù)和連續(xù)發(fā)酵都易染菌，但是可以通過在發(fā)酵中控制好酸度或者添加抗生素抑制雜菌的生長。 二氧化碳為一種重要的工業(yè)原料。 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 污水包括酒精糟液、精餾廢水、設(shè)備洗滌水和工藝過程的冷卻水。 酒精生產(chǎn)過程的物量和熱量衡算 原料消耗的計(jì)算 淀粉原料生產(chǎn)酒精的總化學(xué)反應(yīng)式為： 糖化： + n （ 1） 淀粉 162 水 18 葡 萄 糖 180 發(fā)酵： 2 + 2 C （ 2） 葡萄糖 180