【正文】 7 4 8( )5576( 0 4 ??? ????蒸汽W )/(36 酒精tkg? 式中 —糖化醪的比熱容， [kJ/(kg? K)] 則每小時(shí)耗用蒸汽量為： 36247。糖化液進(jìn)入冷卻器溫度為 600C，離開(kāi)時(shí)溫度為 300C。1000=(m3) 故 需冷卻水的量為： 24121 0 0 0)1825( 2 5 0 039。則冷卻水消耗量為： 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 30 頁(yè) )( 139。44tt、 —冷卻水進(jìn)出口溫度，為 150C和 680C則精餾塔分凝器冷卻水用量為： )( )())(1( 439。則成品酒精冷卻用水量為： )( )(%)( 739。 10 ?? ?????水W )/( 47 hkg? 式中 2042—體積分?jǐn)?shù)為 50%酒精的蒸汽焓（ kJ/kg） —雜醇油酒汽的比熱容 [kJ/(kg? k)] 把 50% 酒精雜醇油溶液稀釋至含酒精 10%的冷水用量為： 4 2 312 10 ???? GGW 水 )/( hkg? 故雜醇油分離稀釋總用水量為： 1 0 0 0) 7 1 4 7( 1039。本工藝采用多罐連續(xù)發(fā)酵法。相應(yīng)的進(jìn)入分離器的稀酒精雜醇油溶液分離鹽析精餾塔雜醇油酒氣G 1CW W 1CWG 1G 2G 4G 3淡酒 淡酒雜醇油G圖33 雜醇油提取流程示意圖中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 32 頁(yè) 量 2G 為： )/( 2 3%10%5012 hkgGG ???? 式中， 50%為雜醇油酒汽中乙醇的含量（體積分?jǐn)?shù)） 用 150C 的冷卻水將抽取的雜醇油酒汽（ ）冷卻至 250C 后進(jìn)行分離鹽析，冷卻水出口溫度為 400C。6t =250C 進(jìn)行貯存，冷卻水使用 7t =150C 的自來(lái)水，終溫為 39。 據(jù)熱量衡算有 ： )()())(1( 439。24=(kg/h)。酒母擴(kuò)大培養(yǎng)時(shí)的呼吸熱為 12500kJ/( m3? h),培養(yǎng)液體積為： 247。具體計(jì)算結(jié)果如表 33 所示。此過(guò)程中蒸汽的損失量為 1%， 則耗用蒸汽量為： %99) 3 7 4 8( )651 3 5(6 2 9 0 2 91 ??? ????蒸汽W )/( hkg? 酒母培養(yǎng)工序熱量衡算 酒母培養(yǎng)采用連續(xù)培養(yǎng)工藝 。根據(jù)熱量橫算，則消耗的熱量為： tcI D w n? ???? 1322 %99)10 23( 565??? ?????? )( kg? 精餾塔排出的廢液量為： )( 7 0 2 9 62 kgDW x ???? 由上述生產(chǎn) 1000kg95%酒精的物料衡算結(jié)果，可求得 50000t/a 食用酒精廠(chǎng)總的物料平衡計(jì)算。431 tcI Dwn? ???? %99)( 666??? ?????? )( kg? 采用直接蒸汽加熱，則塔底排出廢液醪量為： )( 0 7 3 2 6 4 6 71 kgDW x ???? 精餾塔廢液量的計(jì)算 醛塔和精餾塔均采用直接蒸汽加熱， 醛塔底部溫度為 ，頂部溫度為800C，冷凝器最終冷凝溫度為 420C。則 生產(chǎn) 1000kg95%食用酒精成品的有關(guān)計(jì)算如下： 糖化酶的用量 若食用糖化酶 的 活力為 20200u/g，使用量為 150u/g 原料，則中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 21 頁(yè) 糖化酶的消耗量為： )( 0 0 02 0 0 0 0 1 5 7 9 4 3 kg???? 需蒸餾的成熟發(fā)酵醪量為： )()1100(%%99 % kg?????? 不計(jì)酒精捕集器用水，則成熟發(fā)酵醪量為： )( 71% 76 kg?? 進(jìn)入蒸餾塔的成熟醪乙醇濃度為： %%99 % ??? （質(zhì)量分?jǐn)?shù)） 發(fā)酵產(chǎn)生的 CO2的量為： )( 9 24644%99 % 0 0 0 kg??? 進(jìn)入發(fā)酵的發(fā)酵醪量為： )( kg?? 種子液接種量按 10%計(jì)，則酒母醪量為： )( 0 4 2%101 0 0)101 0 0( 1 4 6 4 kg???? 糖化醪量 酒母醪的 70%是糖化醪，其余為糖化劑和稀釋水，則糖化醪量為： )( 1 1 5 1%100)10100( 0 5 7 1 kg????? ? 蒸煮醪的稀釋用水量為： =(kg) 硫酸銨的用量 用于酒母培養(yǎng)基的補(bǔ)充氮源，其用量為酒母量的 %，則硫酸銨用量為： )(% kg?? 硫酸用量 由基礎(chǔ)數(shù)據(jù)可知，每噸產(chǎn)品的硫酸耗用量為 5kg 蒸餾工序物料衡算 廢醪量的計(jì)算 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 22 頁(yè) 廢醪液是進(jìn)入蒸餾塔的成熟發(fā)酵醪減去部分水和酒精成 分及其其他揮發(fā)性組分的殘留液。按 一 年生產(chǎn) 320 天計(jì)算， 日產(chǎn) 95%食用酒精為 ，折算成 100%的酒精為。而四塔蒸餾，不僅能得到符合標(biāo)準(zhǔn)的食用酒精，而且得到的酒精質(zhì)量較高。 ④ 無(wú)需經(jīng)常對(duì)設(shè)備滅菌，目前連續(xù)發(fā)酵周期已超過(guò) 200 天，從而大量節(jié)省了蒸汽的消耗量。本設(shè)計(jì)采用順流式連續(xù)發(fā)酵工藝。 連續(xù)糖化工藝的特點(diǎn)： ① 采用此工藝，糖化醪在糖化鍋內(nèi)停留時(shí)間只需 5～ 10min即可達(dá)到生產(chǎn)要求，因而連續(xù) 糖化 鍋 都較小。 ③ 由于采用外購(gòu)的方式，可以省去大量的液體曲生產(chǎn)設(shè)備。連續(xù)工藝有罐式連續(xù)蒸煮、管道式連續(xù)蒸煮和塔式連續(xù)蒸煮。 ② 在一級(jí)升料管的接料器底部能將密度較大的鐵塊、石塊等雜物分離，從而保證篩子和設(shè)備較長(zhǎng) 時(shí)間的完好 使用 。h)。 酵母在 pH2～ 8 范圍之間能保持其生命活動(dòng)，但酵母生長(zhǎng)的最適 pH 為 ～ 5。 ⑥ 對(duì)培養(yǎng)基的適應(yīng)性強(qiáng)，耐溫、耐鹽和耐干物質(zhì)濃度的性能強(qiáng)。 ⑤ 木薯在亞熱帶、熱帶地區(qū)四季均可種植，有利于全年供應(yīng)原料。木薯 ( Crantz )屬大戟科 ( Euphorbiaceae )木薯屬 (Manihot Miller )植物 ， 起源于熱 帶美洲亞馬遜盆地南沿 ， 巴西與玻利維亞邊境干濕交替的河谷地帶 [9]。 要設(shè)備的設(shè)計(jì)與選型。 旅游觀(guān)光：自然景觀(guān)有世界上最大的野生麋鹿保護(hù)區(qū)、全國(guó)少見(jiàn)的百萬(wàn)畝灘涂濕地、林場(chǎng)森林公園、星羅棋布的鹽湖、傳說(shuō)神奇的斗龍港、俯拾皆是海產(chǎn)品的東沙島、小海溫泉等；人文景觀(guān)有草堰的義 阡寺、北極殿，白駒的施耐庵紀(jì)念館、劉莊的凈士院、小海的鎮(zhèn)海寺、珍跡墨寶鄭板橋書(shū)畫(huà)等。大豐是重要的棉花、油脂、糧食、畜禽、海產(chǎn)品、特經(jīng)蔬菜生產(chǎn)基地。 供熱價(jià)格： 120 元 /噸左右。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 11 頁(yè) (5) 集約的生產(chǎn)成本 生產(chǎn)成本低廉 用水價(jià)格： ① 自來(lái)水：工業(yè)用水 元 /立方米；生活用水 元 /立方米；經(jīng)營(yíng)用水 元 /立方米；特種用水 元 /立方米。 郵政：郵政樞紐中心，可直接向世界各地快遞各類(lèi)郵件。道路管網(wǎng)自成體系 。距上海 2 小時(shí)車(chē)程。江蘇大豐經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)是經(jīng)江蘇省政府批準(zhǔn)建立的省級(jí)開(kāi)發(fā)區(qū)，也是國(guó)家環(huán)?？偩治ㄒ慌鷾?zhǔn)的生態(tài)經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)。 在我國(guó)酒精產(chǎn)業(yè)中，食用酒精占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，因而生產(chǎn)高質(zhì)量的食用酒精仍具有很廣闊的市場(chǎng)前景。為此在工業(yè)生產(chǎn)上爭(zhēng)取達(dá)到50 g/(L由于酒糟廢液量大 ， 加之處理技術(shù)不夠目前已經(jīng)成輕工業(yè)中第二個(gè)大污染源。雖然經(jīng)過(guò)多次技改造，但與國(guó)外先進(jìn)技術(shù)相比仍有較大差距。不少酒精生產(chǎn)企業(yè)上馬酒精下游產(chǎn)品項(xiàng)目，如乙酸乙酯、聚乙烯、環(huán)氧乙烷和乙二醇（ MEG）等產(chǎn)品，也擴(kuò)大了酒精消費(fèi)量。近年來(lái)，石油的消耗量逐年上升，特別是我國(guó)由于經(jīng)濟(jì)的 迅速發(fā)展，石油消耗量上升更為明顯。由于資 源的短缺將直接影響生產(chǎn)安全，目前新建酒精生產(chǎn)企業(yè)逐漸由銷(xiāo)區(qū)向原料產(chǎn)區(qū)聚集，可以反應(yīng)出企業(yè)對(duì)原料資源的重視程度日益加強(qiáng)。酒精工業(yè)與農(nóng)業(yè)也有密切關(guān)系，酒精生產(chǎn)是農(nóng)業(yè)原料深加工和綜合利用重要途徑 [4]。食用酒精必以薯類(lèi)、谷物，或廢糖蜜為原料，必須 通過(guò)發(fā)酵法釀造。 關(guān)鍵詞： 食用酒精；木薯；連續(xù)發(fā)酵；四塔蒸餾 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 3 頁(yè) ABSTRACT I pleted selection of the site of factory in accordance with the principle of choice factory, selection and feasibility studies of process, material balance, energy balance, water balance, design and selection of major equipments and brief economic accounting. Workshop, process and equipment of workshop gained the reasonable distribution. The eight factory drawings drawing were pleted, including the factory general layout map, process map, equipment layout map of fermentation and distillation workshop, seed tank equipment map. The results of the whole process design and putation show that the design can reach the requirements of industrial production. Keywords： Edible alcohol。 根據(jù)全廠(chǎng)工藝設(shè)計(jì)和計(jì)算結(jié)果可以看出，該設(shè)計(jì)能夠達(dá)到工業(yè)生產(chǎn)的要求。 酒精分為食用酒精和工業(yè)酒精，他們之間的區(qū)別在于酒精的純度和雜質(zhì)的含量不同。 食用酒精的用途 酒精工業(yè)是基礎(chǔ)原料工業(yè)，廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)許多部門(mén)：在食品工業(yè)中，酒精是配制各類(lèi)白酒、果酒、葡萄酒、露酒、藥酒和生產(chǎn)食用醋酸及食用香精的主要原料；它也是許多化工產(chǎn)品不可缺少的基礎(chǔ)原料和溶劑，利用酒精可以制造合成橡膠、聚氯乙烯、聚苯乙烯、乙二醇、冰醋酸、苯胺、乙醚、脂類(lèi)、環(huán)氧乙烷和乙基苯等大量化工產(chǎn)品；它是生產(chǎn)油漆和化妝品不可缺少的溶劑；在醫(yī)藥工業(yè)和醫(yī)療事業(yè)中 ， 酒精用來(lái)配制、提取醫(yī)藥制劑和作為消毒劑；染料生產(chǎn)、國(guó)防工業(yè)及其它工業(yè)部門(mén)也需要大量酒精 [2]； 在能源行業(yè)中，酒精 可 作為新能源，以緩解石油、煤炭等傳統(tǒng)能源的日益枯竭和環(huán)境問(wèn)題 [3]。 三、 新增產(chǎn)能逐漸由銷(xiāo)區(qū)向原料產(chǎn)區(qū)轉(zhuǎn)移。石油危機(jī)導(dǎo)致生物能源產(chǎn)業(yè)增長(zhǎng)提速，燃料乙醇需求劇增 [7]。企 業(yè)生產(chǎn)成本大量增加，利潤(rùn)空間逐漸縮小。我國(guó)許多酒精企業(yè)至今還沿用非常傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝。我國(guó)酒精工廠(chǎng)多，且大多數(shù)設(shè)在城市，副產(chǎn)酒精糟總量達(dá) 30 多萬(wàn) t/年，大多數(shù)沒(méi)有得到很好的利用，排放而造成污染十分嚴(yán)重，很多新建、擴(kuò)建企業(yè)沒(méi)有對(duì)酒糟的合理處理進(jìn)行規(guī)劃，增大了污染源。h)，也就是說(shuō)比間歇發(fā)酵提高了 50 倍以上。國(guó)家 ―十一五 ‖規(guī)劃綱要明確提出， ―十一五 ‖時(shí)期要擴(kuò)大燃料乙醇生產(chǎn)能力，因而燃料乙醇將具很大的市場(chǎng)需求量。選址依據(jù)為： (1) 開(kāi)發(fā)區(qū)簡(jiǎn)介 大豐市地處江蘇東部，黃海之濱。西行、北上 30 公里即可到達(dá)寧靖鹽高速和京滬高速。 道路：已建成道路 50 公里，主干道寬 60 米，次干道寬 40 米，各路段 ―三桿三線(xiàn) ‖埋設(shè)到位，路燈、綠化配套齊備。 衛(wèi)視：有線(xiàn)電視（數(shù)字電視）網(wǎng)絡(luò)遍布全區(qū)，有韓語(yǔ)新聞臺(tái)，可收視韓國(guó)、日本等國(guó)內(nèi)外 40 個(gè)頻道。 規(guī)費(fèi)減免：項(xiàng)目建設(shè)期間屬地方收取的各項(xiàng)行政規(guī)費(fèi)實(shí)行 ―零收費(fèi) ‖。 ③ 用 電保證，供電部門(mén)在夏季用電高峰限電時(shí)，優(yōu)先保證開(kāi)發(fā)區(qū)內(nèi)企業(yè)用電。汽車(chē)水泵、進(jìn)排氣管、熱處理爐、微型空壓機(jī)、龍蝦等產(chǎn)品產(chǎn)量或出口量位居全國(guó)前列。 社會(huì)治安：民風(fēng)純樸，社會(huì)治安良好，被評(píng)為社會(huì)治安綜合治理先進(jìn)市。 。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 13 頁(yè) 2 全廠(chǎng)工藝流程及工藝論證 全廠(chǎng)工藝流程 菌 種斜面菌種三角瓶培養(yǎng)小酒母罐大酒母罐成熟酒母醪液體試管木 薯粉 碎蒸 煮糖 化發(fā) 酵蒸 餾調(diào) 漿 水糖化劑CO 2蒸汽成品