【正文】 44 %（ v）的成品酒精相當于 %（ w）。為了齊齊哈爾 大學畢業(yè)設計 (論文 )用紙 8 不使 酒精成品變稀，精餾塔用加熱器間接加熱。 2．排醛塔在 絕 壓的條件下進行操作。由于浮閥可根據(jù)氣體的流量自動調(diào)節(jié)開度，在低氣量 時閥片處于低位，開度較小，氣體仍以足夠的氣速通過環(huán)隙，避免多漏液。 連續(xù)發(fā)酵與間歇發(fā)酵相比具有以下一系列優(yōu)點： （ 1）提高了設備利用率 （ 2）提高了淀粉利用率 （ 3）省去了酒母工段 （ 4）便于實現(xiàn)自動控制 齊齊哈爾 大學畢業(yè)設計 (論文 )用紙 7 本設計采用五塔差壓式蒸餾。 本設計采用活性干酵母復水活化，利用 稀 糖化醪進行增殖。 第 2 章 酒精的生產(chǎn)工藝的確定及論證 本設計采用的是淀粉含量為 72%的玉米粉，整個生產(chǎn)酒精的工藝流程從調(diào)漿開始，一直到蒸餾結束?；谝韵略?，將廠址選在齊齊哈爾市。設計中盡量采用先進的設備及工藝，運用自動化控制，從而降低勞動強度，改善工作環(huán)境。酒精生產(chǎn)是農(nóng)業(yè)原料深度加工和綜合利用的一條重要途徑。 我國年生產(chǎn)酒精 350 萬噸，僅次于美國、俄羅斯和巴西，居世界第齊齊哈爾 大學畢業(yè)設計 (論文 )用紙 2 4 位。生產(chǎn)酒精的原料有淀粉、纖維素、可發(fā)酵性糖類等。而酒精代替汽油具有許多優(yōu)點，可減少環(huán)境污染，屬于綠色能源。巴西制定并實施了酒精代替石油的“國家十年計劃” 處于領先地位。而且，酒精工業(yè)是唯一能利用敗壞糧食原料，并將它轉(zhuǎn)化成優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的工業(yè)部門。 設計指導思想 廣泛的查閱資料收集生產(chǎn)實驗數(shù)據(jù)比較分析國內(nèi)外工廠的生產(chǎn)方齊齊哈爾 大學畢業(yè)設計 (論文 )用紙 3 式，通過一定的數(shù)據(jù)計算，從而選擇合適的工藝流程，設計出既經(jīng)濟又合理的方案。 廠址的選擇 廠址選擇的正確與否，不僅關系到建廠過程中能否以最節(jié)省的投資費用，按質(zhì)按量按期限完成工廠設計所提出的各項指標，而且對投產(chǎn)后的長期生產(chǎn)，技術管理和發(fā)展遠景 都喲很大的影響，并同國家的工業(yè)布局和城市規(guī)劃有密切的聯(lián)系。利用各種廉價資源及便利的交通條件，定能獲得很大的效益，從而為齊齊哈爾的發(fā)展作出巨大貢獻。 具體工藝要求：液化后的醪液經(jīng)離心泵輸送到真空冷卻器內(nèi) ,使醪液冷卻到 65℃左右去糖化 .共設兩 個糖化罐 ,采用溢流式連接 ,在 1 號罐中加入糖化酶 ,加量為 150U/g 原料 ,同時加入硫酸調(diào) PH 值為 ,糖化時間為 30min,當糖化率達 47%48%時 ,即用碘試呈紅色或粉紅色即可送去發(fā)酵 ,其中去發(fā)酵的糖化醪占 97%,3%的糖化醪去酒母活化罐。發(fā)酵時間為 5055 小時 ,溫度為 30℃， PH 值控制在 ,當酒精分達 12%（ V） 時送去蒸餾。 本次設計五塔全部采用浮閥塔。粗餾塔利用精餾塔塔頂蒸汽經(jīng)再沸器進行加熱。從排醛塔來的脫醛液進入精餾塔中、下部進行蒸餾，高純度酒精從精餾塔頂部以下數(shù)塊塔板取出進入甲醇塔，從精餾塔相應部位取出的雜醇油進入雜醇油塔。該塔進行雜醇油的濃縮，濃縮后的雜醇油從相應的部位取出，進入雜醇油分離器并進一步處理得到雜醇油產(chǎn)品。K) 式中 CW— 水的比熱容 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。c 1 K） 玉米粉比熱： C0= （ ） =（ 86） = K）； 齊齊哈爾 大學畢業(yè)設計 (論文 )用紙 16 Cs— 淀粉質(zhì)原料干物質(zhì)比熱，可取 kJ/（ kg C2（ t3 – t4） /(i2t4 Ce) = 1053. 51( 10090)/() = 104kg/h 離開第二液化罐的蒸煮醪量為： W5=W4W3＇ = 104= 105kg/h 此時蒸煮醪濃度 ： B5%=G Ce ) = 105 4 (9065)/(260065 ) = 103 kg/h 進入糖化鍋的冷卻蒸煮醪量為 ： W6=W5＇ W4＇ = 103 = 105 kg/h 此時糖化醪濃度： B6%=G K） tg1=W6(t g1tg2)/[Ce G13% 粗餾塔采用精餾塔上升蒸汽通過再沸器進行加熱，設這部分熱量為Q1。醛塔來的脫醛液在液相沸點狀態(tài)下進入精餾塔。 將上述各數(shù)據(jù)代入（ 447）、（ 448）、（ 449）式中，并聯(lián)立解之得： F4=17370kg/h D3=31450kg/h W3=26570kg/h 塔底排出的廢水量 ： G=W3+D3=58020kg/h 甲醇塔在 104Pa 負壓下進行操作。精餾塔來的雜醇油酒精，經(jīng)雜醇油塔進一步分離提純后進入雜醇油分離器分離提取雜醇油。 浮閥塔一般按板效率 (Et)50%計，則粗餾塔實際板數(shù)為： Nt=N/ Et=13/=26 塊 齊齊哈爾 大學畢業(yè)設計 (論文 )用紙 30 酒精粗餾塔塔板間距取 Ht=600mm,塔板上液面高度為 hL=80mm，塔內(nèi)液體表面張力（?）取塔頂塔底液體平均值：? =動能參數(shù)： (LS/VS) t＇ ） =()= 個 所以取 381 個。 AD/Ls=( )= 5s 取降液管下端出口流速為 WL為 ,則管下端與下板間距為： hc=(Ls/S Vmol=(R+1) (1 xP)/(1 xF)] 齊齊哈爾 大學畢業(yè)設計 (論文 )用紙 36 α =(α Pα Fα W)1/3=( )1/3= 將有關值代入可得 Rmin= 現(xiàn)取 R 為 3 ，符合 R/ Rmin=～ 2 先求精餾段最小理論板數(shù) Nmin Nmin=lg[(xp/1xp)(1xF/xF)]/lgα 式中：α =(α Pα F)1/2= 將有關值帶入，得 Nmin=lg[(()) [()/]= 塊 由于（ RRmin） /(R+1)=，可以用下式求理論板數(shù) N： lg(NNmin)/(N+2)=[ （ RRmin） /(R+1)+] 求得 N=7 塊 參考作圖法取 10 塊 現(xiàn)求提餾段的理論塔板數(shù) Nmin＇ 為 : Nmin＇ =lg[(xF/1xF)(1xW/xW)]/lgα ＇ 式中：α ＇ =(α Fα W)1/2= 將有關值帶入，得 Nmin＇ = 塊 N=(+)/()=7 塊 由于精餾塔用直接蒸汽加熱需增加一塊理論板作塔釜，故提餾段理論塔板數(shù)為 8塊。h) i＇ =Lh＇ /S=(md o2 AD/Ls=( )= 5s t＇ = Ht 精餾段 40 塊塔板計壓降為： ∑ ht=NtD 2)] =[15/60 58020/[() 2] = 取 則塔總高為： 齊齊哈爾 大學畢業(yè)設計 (論文 )用紙 43 H=H 頂 +H 底 +Ht（ Nt+Nt＇ ） =1++(40+1 4) = 一般塔分為幾段， 每段 ～ (放 4～ 5 塊塔板 )，用法蘭聯(lián)接安放在支座上。 2ρ Vp]/(R+1) =[3600 () 2]/4 =提餾段有效操作上限 ω ＇ 0max=17/ρ V1/2=17/()1/2=ω ＇ max=ω ＇ 0max D2h t＇ =14 = 毫米液柱 = 米液柱 Δ P＇ =ρ ＇ Lh c)]210 3 = [（ ） ] 210 3 = 毫米液柱 hs＇ = [Ls＇ /(Sd o2d 02(ρ L/ρ V)=()(802 /) = HthL=60080=520mm= 表面張力 : ? =查浮閥塔負荷系數(shù)算圖得： C20= 表面張力校正為 : Cα = C20( α /20)= （ ） = 允許最大速度為 : Wmax= Cα [(ρ L ρ V)/ ρ V] = [(802 )/] = m/s 設計空塔氣速為 : W= = = m/s 則精餾段塔徑為 : D=[VS/(W)] =[( )]= m 動能參數(shù)： (LS＇ /VS＇ )(ρ L＇ /ρ V＇ ) =( /)(902 /)= 查浮閥塔負荷系數(shù)算圖得 C20＇ = 表面張力校正為： Cα ＇ = C20＇ ( α /20)= () = 允許最大速度為： Wmax＇ = Cα ＇ [(ρ L＇ ρ V＇ )/ ρ V＇ ] =[( )/ ] = m/s 取設計空塔氣速： W＇ =＇ = 08= m/s 則提餾段塔徑為： D＇ =[VS＇ /(＇ )]=[( )]= m 齊齊哈爾 大學畢業(yè)設計 (論文 )用紙 38 為了簡化設計和加工現(xiàn)取統(tǒng)一塔徑為 。V KF= 254= m3/h 由此得精餾段平均液相負荷： Lh= (L P+LF)= ( +)= m3/h 在加料板上的液相負荷為： LMF=LMP+F/MF=+35440/= kmol/h LF＇ =LMF 塔頂應設一層分離空間，取 1m 高，塔釜貯液以 5min 計，相應塔釜高為： H 底 =[5/60W/(d o2h) 可采用平直堰，查弓形溢流裝 置寬度 WD與面積 AD算圖得： WD/D= AD/AT= 齊齊哈爾 大學畢業(yè)設計 (論文 )用紙 31 則回流管寬為： WD= = 塔板全面積為： AT=π D2/4=π ()2/4= 則弓型回流管的截面積為： AD== = 2. 板上各區(qū)尺寸 取： BF=100mm 。 MF/ρ VF=26130（ m3/h） Vh= Vmol在塔下部排出成品酒精。小部分經(jīng)分凝器和冷凝器，在最后一級冷凝器取少量次等酒 Pe 回入醛塔，其余回流進精餾塔塔頂。 A 對全塔進行總物料 衡算則有： V1+D2+Pe+C=F3+A （ 444） 酒精衡算式： V1y1+Pexpec=F3XF3+AXA （ 445） 脫醛液 F3的濃度為 50%（ V） ,相當于 %(W),同時一般醛酒濃度XA與次等酒濃度 Xpe均按 96%(v)計 相當于 % (w)。由前面計算知粗餾塔成熟醪濃度為 %（ w），預熱到 70℃ ，從資料上查得成熟醪沸點 ℃ ，比熱 （ kg? K），則每 100kg 進料加熱到沸點所需熱量 : Q=100 （ ） = kJ 即 ： 。 然后冷卻供接種培養(yǎng)（用作逐級擴大所需的酒母醪）。 cg） =（ 105 65+25 8200 ） /（ 105 ） =℃ 糖化醪的冷卻采用螺旋板換熱冷卻。 K） 糖化醪可根據(jù)需要發(fā)酵醪內(nèi)含酒量倒過來計算。 K） 由于蒸煮過程的熱散失，實際上各過程放出的二次蒸汽量要低于上述數(shù)字，也就是說成熟蒸煮醪要大于上述數(shù)字設由于熱散失為安全計二次蒸汽減少 10%則蒸煮醪離開汽夜分離器的實際數(shù)量是： W5＇ =W5 +（ W1＇ +W2＇ +W3＇ ） 10% = 105+（ 103+ 103+ 104） 10% = 105kg/h 齊齊哈爾 大學畢業(yè)設計 (論文 )用紙 18 糖化冷卻工段的物料和熱量衡算 由液化罐出來的醪液進入真空冷卻器時，由于壓力突然下降立即 產(chǎn)生大量二次蒸汽，隨后被冷卻水帶走。(100 B4)/100 =2 + （ ） /100 =（ kgB 3/100+CeB 2/100+Ce （ t2t1） /（ It0C 2 ② .蒸餾發(fā)酵醪酒精濃度為： 104 % / （ 98% 106 ） 100%＝ % ③ .相應酒母培養(yǎng)和發(fā)酵過程放出二氧化碳的量為： 104 %/98% 44/46 ＝ 105 噸 其中發(fā)酵過程放出的占 95%。 ： 尿素用于酒母培養(yǎng)的氮源，其用量為酒母醪量的 %。尾級雜質(zhì)以工業(yè)酒精的形式從塔頂排出。酒精沿塔板下流愈來愈徹底的頭級雜質(zhì)，最終以高純度酒精的形式從甲醛塔取出。在較寬的范圍內(nèi)仍能保持相對較高的分離效率。第一效蒸餾用直接蒸汽加熱 ,其塔頂蒸汽作為第二效塔釜再沸器的加熱介質(zhì) ,它本身在再沸器中冷凝 .依次逐效進行。塔頂產(chǎn)生的 CO2氣體進 入 CO