【正文】 重點工段的設計與計算由于后熟的時間比蒸煮時間短，所以這里取蒸煮鍋計算。提餾段實際塔板數為塊，取16塊。的酒母罐一個即可。①注①：參見《發(fā)酵工廠工藝設計概論》P102中國輕工業(yè)出版社2007版。錐形部分高度為圓筒部分高度的1/3。衡算結果不但為生產設備和動力設備的設計、選型提供重要依據，而且能獲得生產過程主副原料的消耗、水電氣的消耗以及成品、副產品和廢料的數量。醪液溫度由398k降低到384k，若溫度降低是由熱損引的，醪液量不變；此處設為通過汽化降溫，所以降溫后的醪液量為：（398384）/22346=式中，22346為384k時水蒸氣的汽化潛熱kj/kg 經真空冷卻器后最終蒸煮醪量為：（384340）/558=式中：真空冷卻器二次蒸汽汽化潛熱（1）發(fā)酵過程中相應的過程釋放的CO2總量為：（1000%)/98%（44/46）=902kg式中：44/46指的是產生一分子酒精就產生一分子CO2,即理想發(fā)酵情況下。20000（u/g）=注：其中70%指酒母糖化醪制備時，糖化醪為70%，另外補充30%的水。表51生產過程淀粉損失一覽表 生產工序淀粉損失原因淀粉損失量（%）原料預處理粉塵損失蒸煮未溶解淀粉及糖分破壞發(fā)酵未發(fā)酵殘余糖分發(fā)酵巴斯德效應和用于發(fā)酵副產物損失發(fā)酵酒精自然蒸發(fā)與被二氧化碳帶走（若加酒精捕集器，%）蒸餾廢槽液帶走及其它蒸餾損失累計損失由酒精捕集器回收酒精實際損失 現以生產95%（V）成品酒精1000kg作為計算的基準。/kg,，醪液下降管的長度為10m，垂直安裝。第5章 物料衡算 基礎數據設計題目：120000T/年食用酒精工藝設計生產規(guī)模 120000T/年生產方法：雙酶糖化、間歇發(fā)酵、三塔蒸餾生產天數：320天/年 食用酒精年產量：120000T 食用酒精日產量：375T 食用酒精時產：,即15625kg/h 副產品年產量：不得有次級酒精占酒精雜醇油量：% 產品質量：國標食用酒精（乙醇含量95%（V/V））生產原料：玉米原料（含淀粉68%、水分11%）α淀粉酶的用量為8u/g原料，糖化酶用量為150u/g原料，酒酵母糖化醪用糖化酶量為300u/g原料酸銨用量：7Kg/T（酒精）； 濃硫酸（98%）用量（調PH）：5Kg/T（酒精） 調漿時：料水比為1:，調漿后粉漿溫度為343k，每個粉漿罐的容積為5m2，徑高比為1:，錐形部分的高度為圓筒部分高度的1/3，交替使用。液化醪經過糖化后的醪液稱為糖化醪。目前國內外酒精生產上用的是淀粉酶系統(tǒng)。 外觀：色澤、氣味、口味均正常、無霉變、無雜物，白色至黃色自由流動的顆粒，沒有其它雜質。但是酒精和雜質的揮發(fā)系數不同，比酒精更易揮發(fā)的雜質稱為頭級雜質，這些雜質的沸點多數比酒精低，也稱低沸點雜質，如乙醛、乙酸乙酯等；尾級雜質的揮發(fā)性比乙醇低，沸點多數比乙醇高，也稱為高沸點雜質，因呈油狀漂浮在蒸餾酒的酒尾液面上，故稱雜醇油。蒸餾所得到的是含揮發(fā)性雜質較多的粗酒精，所用的設備稱作醪塔，也稱粗餾塔。（3）后發(fā)酵期 醪液中的糖分大部分已被酵母菌消耗掉，其中殘存的糊精會繼續(xù)被淀粉酶水解為糖，此水解作用的速度緩慢，發(fā)酵作用也十分緩慢。酒精發(fā)酵過程以外觀現象可以將其分為如下3個發(fā)酵不同階段：（1）前期發(fā)酵 在酒母與糖化醪加入發(fā)酵罐后，酵母細胞利用醪液中溶解的少量的氧和營養(yǎng)物質，迅速的進行繁殖，并達到一定的數量。③接種時間在繁殖旺盛期，醪液中酵母的增殖能力特別強，其生命活動也處于最旺盛的階段，細胞總數也達到或接近最高峰，這時接種最有利于酵母的繼續(xù)擴大培養(yǎng)，它能迅速地造成酵母優(yōu)勢，抑制雜菌的生長。根據原料淀粉性質又可分為酸酶水解法和酶酸水解法。在進行糖化的過程中，往往需要酸或酶作為糖化劑，因此工業(yè)上常采用的方法有酸法糖化和酶法糖化。糊化醪（進行液化過程后得到的溶液，也叫液化醪）在發(fā)酵前必須加入一定數量的糖化劑（麩曲、液體曲、糖化酶），使淀粉、糊精水解生成為酵母能發(fā)酵的糖類，同時糊化醪在進行糖化是應該先經過冷卻器冷卻降溫，使糊化醪降溫到接近60℃，才能進入糖化罐。為下一步蒸煮創(chuàng)造良好的條件。常用的設備是軸向滾筒式粗碎機和錘式粉碎機。（1）原料的的除雜淀粉原料中最常見的雜質有泥沙、石塊和金屬雜質三大類。多年來都是采用高壓，高溫的水熱處理方法，即高壓蒸煮的方法；近年來低溫常壓的水熱處理方法，即低溫蒸煮或80～85 176。冷卻用水硬度也不能過高，否則容易引起設備和管道表面結垢，影響冷卻效果。表31 我國食用酒精國家標準GB10343—2002理化指標項目單位特級 優(yōu)級普通級外觀___ 無色透明氣味具有乙醇固有的香氣，無異味無異臭口味純凈，微甜純正，微甜較純正 乙醇（20）%（體積）≥氧化時間（15176。由于發(fā)酵醒中含有多種氮基酸，進而生成多種醇—雜醇油。降低CO2的排放量和開展對CO2的綜合回收利用,是保護我們賴以生存的地球環(huán)境的一件不刻不容緩的大事。焊接保護氣體。CO2在常溫常壓是無色無嗅氣體,由于它在常溫下加壓即可液化或固化,安全無毒,應用范圍不斷擴大。發(fā)酵醒預熱到70℃后，溫度越高，醒液中氣體溶解量越小，再進行脫氣，便于雜質的排除。蒸煮時間愈長，壓力、溫度愈高，生成量愈多。廢水經厭氧好氧工藝處理后再經過深度處理，提高處理后的廢水水質、達到符合中水標準，可用于生產拌料、生產設備冷卻水、補充水及廠區(qū)草坪和樹木灌溉以及廁所沖洗、廠區(qū)衛(wèi)生清潔用水，達到水資源綜合利用，降低噸酒精新鮮水耗。根據我們在酒精污水多項治理工程中的測定，渣占COD總量的25～30%。(4) 設計考慮到工人勞動條件的改善及勞動強度的降低，采用了一些新工藝、新設備，同時又確保酒精質量。 設計的任務（1）以玉米為主要淀粉原料，采用發(fā)酵的方法生產酒精。為了進一步提高酒精生產水平，各國的工程技術人員都在研究新型的酒精發(fā)酵方法，如目前已在工業(yè)生產上應用的固定化細胞酒精發(fā)酵法，耐高溫活性干酵母發(fā)酵法等新的發(fā)酵工藝。巴西主要以甘蔗汁生產燃料乙醇,2004年出口酒精1244萬噸[8]。例如在歐盟，酒精產量增長不到5。其中燃料乙醇產量以每年5～10%的速度增長,2004年產2563萬噸,預計2005年產3108萬噸,2010年達到4700萬噸。新中國成立后，歷經50年的發(fā)展初步形成了企業(yè)生產，工程設計，科學研究，人才培養(yǎng)，設備制造，綜合利用，環(huán)境保護，標準制定，檢驗檢測，成品運輸，產品銷售第一個完整的酒精工業(yè)體系。直到1902年，我國酒精工業(yè)才開始起步。能與水、甲醇、乙醚和氯仿等以任何比例混溶。關鍵詞：酒精 玉米 粉碎 雙酶法液糖化 發(fā)酵 蒸餾AbstractThe design for the design of an annual output of 120,000 tons of ethanol plants. According to the asked to select from corn, thermostable aamylase as amylase。在工藝上的選擇有雙酶法液糖化工藝，目的是將淀粉變成可發(fā)酵性糖，經過細胞內酒化酶的作用生成酒精與CO2,再通過細胞膜將這些產物排出體外。有酒的氣味和刺激的辛辣滋味，微甘。隨著社會的進步和人民生活水平的提高，市場對酒精產品的需求也逐步提高，而從國際上酒精消費的格局來分析，酒精作為替代能源將是生物發(fā)酵法酒精最大的潛在市場。發(fā)展酒精不僅可以促進農業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，并且可以作為清潔能源代替汽油或汽油添加劑，減少工業(yè)大氣污染，保護環(huán)境，同時也可緩解原油進口的壓力。中國政府在2000年決定將燃料酒精開發(fā)生產使用列入第一個五年計劃，標志著中國酒精產業(yè)還要上一個大臺階，2003年吉林（一起年產30萬噸）大型燃料酒精企業(yè)的投產說明中國酒精生產能力已接近世界先進水平。2001年中國酒精總產量已居世界第三位。燃料酒精生產的波濤也將影響到傳統(tǒng)的酒精市場。目前,我國逐步在汽油中添加10%的燃料乙醇,和下一步將在柴油中添加5%的燃料乙醇,到2008年對燃料乙醇的需求將達到406～568萬噸每年。隨著乙醇傳感器和微機控制系統(tǒng)的應用，酒精工業(yè)的生產水平將有新的突破。 設計的指導思想（1）在工藝上的選擇和設備的選用上為確保工藝穩(wěn)定、可靠和產品質量，部分采用了傳統(tǒng)式，同時進行了革新改造，引進了一部分國外較先進的技術和設備。酒精廢水中的渣就是酒精生產原料中的粗纖維[10]，半纖維素等多糖類物質。盡管采用生物膜法處理效果可能會好一些，但難以適應BOD５大于250mg/L的來水。果膠質是植物細胞壁的組成成份。醛類主要是乙醛，乙醛有較大的揮發(fā)系數和較低的沸點[13]，它是導致氧化時間長短變化最靈敏的一種物質。CO2又是一種公害物質,它是溫室效應的主要貢獻者。發(fā)泡劑。合成有機高分子化合物。 雜醇油的回收利用雜醇油是飲料酒芳香成份之一。第3章 規(guī)模及產品規(guī)格原料：從生產工藝的角度來看，凡是含有可發(fā)酵性糖或可變?yōu)榘l(fā)酵性糖的物料，多都可以作為酒精生產的原料。水的硬度不應超過7mEq，即中等硬度的水。為此,原料要粉碎，以破壞植物細胞組織，便于淀粉的游離。淀粉酶系統(tǒng)主要是糊化酶（一般是細菌α淀粉粉酶,因其更耐高溫）和糖化酶，α淀粉粉酶水解淀粉的產物主要是糊精，糖化酶則主要把糊精轉化為可發(fā)酵的葡萄糖。原料粉碎的方法：原料粉碎方法有干法和濕法粉碎兩種。其次，由于原料表面附著大量的微生物，如果不將這些微生物殺死[12]，會引起發(fā)酵過程的嚴重污染，使生產失敗。為了盡可能使原料細胞完全破裂而成為均一的醪液，在吹醪時醪液放出的速度應當快些。在糖化工序內不可能將全部淀粉都轉化為糖，相當一部分淀粉和糊精要在發(fā)酵過程中進一步酶水解，并生成可發(fā)酵性糖。在生產上稱為“糖化”。⑤對培養(yǎng)基的適應性強，耐高溫，耐鹽，耐干物質濃度的性能強。酒母車間應與其他車間隔開，避免污染。此階段，醪液中糖分迅速下降，酒精逐漸增多，并產生大量二氧化碳。要得到高濃度和高純度的酒精，就需要用蒸餾和精餾的方法，把酒精從成熟醪中分離出來。（2）蒸餾工藝醪液蒸餾和酒精精餾的主要設備是蒸餾塔，它把酒精從醪液中蒸餾分離出來，把酒精蒸餾到高濃度；同時分離出部分雜質。 主要原輔料及工藝參數（1）主要原輔料原料： （市售）玉米粉。堿液：NaOH溶液，用于中和醪液。糖化過程：玉米原料蒸煮以后得到的蒸煮液[6]，經過液化過程得到的醪液中，淀粉變成了糊精，糊精不能直接被酵母菌利用發(fā)酵生成酒精。設計中主要體現實用化、經濟化和自動化，降低工人勞動強度，達到較高經濟效益。蒸煮鍋和每個后熟器的容積相等，氣液分離器裝料量為50%，蒸煮鍋、后熟器、氣液分離器圓筒部分徑高比為1:3。r=（D178。2000（u/g）= （2）糖化酶的消耗量蒸煮醪所需輔料的計算。根據所給數據。設進塔醪液量為F1 的溫度為t1=70℃，排除廢醪溫度為t4=105℃，成熟醪固形物濃度為B1=%,塔頂上升酒氣的乙醇濃度為50%（v/v），%（質量分數），則：醪塔上升蒸汽量為： V1=%247。的大彎頸兩個，全部采用新的焊接管，排料是沉降式卸料器，空氣凈化是由離心除塵器、袋濾器組成，最后由風機或真空泵吸氣排出，空氣凈化過程管路總長L3=10m，且有R/d=2的彎頸兩個，空氣流速為（v）,取v=16m/s,濃度比Hs=4，則空氣消耗量為：V氣=Ag/Hp=1990/(2)= 995m/hr輸送管內徑為dˊ=帶入數據得：dˊ=可選用的無縫鋼管的規(guī)格為2196，內徑d為207mm實際空氣耗量為：V氣=d3600v=163600=H=/V氣=物料加速過程壓頭損失為：H加=（C+H）（C在110間取，現在取C為5）帶入數據得：H加=垂直輸料管的壓頭損失為：Hh=dv帶入數據得：水平輸料管的壓頭損失為：H平=帶入數據得：氣流輸送通過彎頭時的壓頭損失為：H彎=卸料器的設計與壓頭損失為：H卸=沉降器的主要尺寸如下：圓柱部分直徑：Dˊ= （～，v取10m/s）帶入數據得Dˊ=，則有：Hˊ==排料器取dˊ=100mm,外錐角可取60，則圓錐高度為：Hˊˊ=（Dˊdˊ）tg60/2=]排料器直徑為：dˊˊ=排氣風速取v氣=12m/s，與空氣系統(tǒng)流速相等，則帶入數據得：dˊˊ=離心除塵器的選擇與壓頭損失：取下旋式除塵器，這種形式的阻力系統(tǒng)與其直徑大小無關，進口風速采用10～17m/s，本設計取為12m/sC=帶入數據得：C= 則：D=C/=, d==, b==h1==, h2==e==, a=H==1212/2=492Pa布袋過濾器可按空氣處理能力v=120180m/nm選擇，本設計選擇布袋面積為：F1=V氣/v=根據計算結果，在有關手冊上查得LD8/18布袋過濾器為兩管套連，數量為8只，, m，這種布袋過濾器壓頭損失為392Pa空氣管路內的壓頭損失計算：=K(+)=(+)=H空=（+）帶入數據得：H空=選用風機所要克服的總壓降：H= =（+++++492+392+）=設傳動效率為n=，風機所消耗的功率為：N=V氣H/（36001000n）=選用離心式鼓風機或營茨鼓風機選用功率為3kw的營茨鼓風機 粉漿罐已知蒸煮糖化車間有兩個粉漿罐，每個粉漿罐的容積為5 m179。的粉漿罐，則需要臺數為：