【正文】 可靠，無死角，可防止雜菌污染，而填料函軸封因易磨損和滲漏，在發(fā)酵罐中已不再采用。淀粉水解后的低濃度菌體液可視為牛頓流體，計算步驟如下：①的計算：式中 D—攪拌器直徑，D= N—攪拌器轉(zhuǎn)速，N=100/60= r/s ρ—醪液密度，ρ=1030 kg/m3 μ—醪液粘度，μ=103Nh)。則有： ；H=2D。鞍形支座三種。由于罐徑較大，設(shè)在罐內(nèi)同心裝兩列蛇管，并同時進(jìn)入冷卻水，則水災(zāi)罐內(nèi)流速為： 設(shè)蛇管圈的直徑為3m，并可知A=，則從冷卻管壁到冷卻水的傳熱系數(shù)為K2為： K1值按生產(chǎn)經(jīng)驗數(shù)據(jù)取2700 。則發(fā)酵罐的罐體圓柱體部分實際容積為： 罐底、罐頂?shù)娜莘e均為：100m3發(fā)酵罐的實際容積為：由發(fā)酵罐的基本結(jié)構(gòu)尺寸，可確定發(fā)酵罐的表面積，罐體圓柱體部分表面積A1和罐底、罐頂表面積AA3分別為： 全罐總表面積為： 由于需要回收發(fā)酵中產(chǎn)生的CO2，且采用連續(xù)發(fā)酵。4 設(shè)備設(shè)計與選型酒精發(fā)酵屬于嫌氧發(fā)酵，發(fā)酵過程無需攪拌。雜醇油提取流程示意圖如圖33。根據(jù)設(shè)計經(jīng)驗，醛酒回流比為R1=195，95%酒精的蒸汽焓為i=1166kJ/kg。設(shè)冷卻管進(jìn)口水溫180C，出口溫度為250C。同時有約1%的酒回流進(jìn)入醛塔。采用24h連續(xù)液化，即每小時處理量為：247。精餾塔底部溫度1070C，頂部溫度為760C，冷凝器最終冷凝溫度為450C，底部廢液排出溫度為1030C。設(shè)蒸餾效率為98%而且發(fā)酵捕集器回收酒精洗水為成熟醪的1%。3 全廠工藝計算生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)：生產(chǎn)規(guī)模 50000t/a食用酒精生產(chǎn)方法 塔式連續(xù)蒸煮、連續(xù)糖化、連續(xù)酒母培養(yǎng)、連續(xù)發(fā)酵及四塔蒸餾生產(chǎn)天數(shù) 每年320天副產(chǎn)品年產(chǎn)量 次級酒精占酒精總量的2%雜醇油量 %產(chǎn)品質(zhì)量 符合國家食用酒精標(biāo)準(zhǔn)，乙醇含量95%以上（體積分?jǐn)?shù)）生產(chǎn)原料 木薯，淀粉含量70%、水分13%年產(chǎn)50000t食用酒精（乙醇含量為95%），折算成100%就酒精為年產(chǎn)47500t。兩塔蒸餾得到的酒精雖能達(dá)到食用酒精的酒精度標(biāo)準(zhǔn)，但酒精中雜質(zhì)太多并不能滿足食用酒精的標(biāo)準(zhǔn)；三塔蒸餾雖然能基本達(dá)到食用酒精的標(biāo)準(zhǔn)，但質(zhì)量不是太高且其中的甲醇極易超標(biāo)。從而大大提高了生產(chǎn)效率。部分小型酒精廠仍采用間歇發(fā)酵，絕大部分大中型酒精廠均采用半連續(xù)或連續(xù)發(fā)酵。真空冷卻排除大量二次蒸汽，這對甲醇的排除有利。因而可以大大提高糖化率、生產(chǎn)效率和原料利用率。目前各個酒精廠基本都使用連續(xù)蒸煮的方法，間歇蒸煮已基本不再采用。原料的輸送方式有機(jī)械輸送、氣流輸送和混合輸送，本設(shè)計選用氣流輸送，其優(yōu)點(diǎn)為：①輸料管和粉碎設(shè)備在密閉負(fù)壓的條件下進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，可以減少原料的損失和改善勞動環(huán)境。一般攪拌速度為100r/min，通風(fēng)比為2m3/(m3同時對酶的活性和維生素的形成液會產(chǎn)生實質(zhì)性的影響。⑤具有較高的耐酒精能力，且抵抗雜菌能力較強(qiáng)。④ 可以在土質(zhì)貧瘠的山坡地上種植，不與糧食爭地。2 全廠工藝流程及工藝論證目前食用酒精生產(chǎn)原料有薯類、谷物類、糖蜜等，本設(shè)計才用木薯干作為原料?！　∩鐣伟玻好耧L(fēng)純樸，社會治安良好，被評為社會治安綜合治理先進(jìn)市。汽車水泵、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前列。③用電保證，供電部門在夏季用電高峰限電時，優(yōu)先保證開發(fā)區(qū)內(nèi)企業(yè)用電。具體比例視項目投資額、技術(shù)含量、納稅額而定。通氣：區(qū)內(nèi)有天然壓縮氣接供中心站，管道天然氣熱值8500—9400大卡，通氣率達(dá)80%以上。(3) 完整的基礎(chǔ)設(shè)施大豐經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施配套完善，為進(jìn)區(qū)企業(yè)提供“九通一平”的建設(shè)用地。 公路：沿海高速穿境而過，北接徐大高速。在綜合考慮原料運(yùn)輸及產(chǎn)品銷售情況下，選址于江蘇大豐市經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)。特別是能源危機(jī)的加劇，燃料乙醇成為很好的新型能源?，F(xiàn)在實驗結(jié)果，發(fā)酵強(qiáng)度已超過100 g/(L三、酒精糟液環(huán)境污染嚴(yán)重，對其治理迫在眉睫。二、酒精生產(chǎn)過程中成本高，能耗大，應(yīng)盡量降低生產(chǎn)成本。近年來，糧食危機(jī)逐漸加劇，酒精生產(chǎn)原料價格逐年上漲，特別是谷物類作物尤其明顯。六、燃料乙醇異軍突起，后勢強(qiáng)勁。2007年酒精制造大中型企業(yè)共28家，銷售產(chǎn)值占全國的56%，小型177家僅占44%。為保證食用酒精的使用安全和衛(wèi)生，國家頒布了食用酒精的國家標(biāo)準(zhǔn)（表11）。酒精是一種重要的溶劑，可混溶于醚、氯仿、甘油等多數(shù)有機(jī)溶劑，能溶解多種有機(jī)物和無機(jī)物。完成了工廠圖紙的繪制，共八張圖紙，包括全廠總平面布置圖、工藝流程圖、發(fā)酵和蒸餾車間設(shè)備布置圖、種子罐設(shè)備圖。 Cassava。酒精發(fā)酵分為固態(tài)發(fā)酵和液態(tài)發(fā)酵兩種，而食用酒精均是采用液態(tài)深層發(fā)酵法。表11 GB10343─2002 食用酒精項目特級優(yōu)級普通級外觀無色透明氣味具有乙醇固有的香味，無異味無異臭口味純凈，微甜純正，微甜較純正色度/號≤10乙醇/%(體積分?jǐn)?shù))≥硫酸試劑/號≤51060氧化時間/min≥403020醛(以乙醛計)/mg/L≤1330甲醇/mg/L≤250150正丙醇/mg/L≤235100異丁醇+異戊醇/mg/L≤1230酸(以乙酸計)/mg/L≤71020酯(以乙酸乙酯計)/mg/L≤101825不揮發(fā)物/mg/L≤102025重金屬(以Pb計)/mg/L≤1氰化物(以HCN計)/mg/L≤5酒精作為一種原料和中間產(chǎn)品，在許多行業(yè)中都發(fā)揮著重要的作用，其具有很大的發(fā)展前景。吉林、黑龍江和內(nèi)蒙古是玉米主產(chǎn)區(qū)，廣西是木薯主產(chǎn)區(qū)，江蘇蘇北有進(jìn)口木薯的港口優(yōu)勢，近幾年酒精發(fā)展迅速。然而，石油的儲量卻逐年下降，石油危機(jī)明顯。八、行業(yè)控股情況發(fā)生深刻變化，從國有為主發(fā)展為私有控股為主的格局。我國酒精生產(chǎn)企業(yè)的節(jié)能是系性的，例如熱電聯(lián)產(chǎn)熱與軸功率的利用、低溫蒸煮、連續(xù)發(fā)酵、差壓蒸餾、多效蒸發(fā)、熱泵利用、自調(diào)自控等。為此，對酒糟的合理處理是酒精工業(yè)的大事。h)是完全有可能的。而且白酒在我國的消耗量很大，優(yōu)質(zhì)食用酒精可作為新型白酒的基礎(chǔ)酒。開發(fā)區(qū)東與市區(qū)毗連，西接沿海高速、新長鐵路、204國道，區(qū)位優(yōu)勢明顯，交通四通八達(dá)。 鐵路：距新長鐵路3公里，新長鐵路與各鐵路樞紐相接，已開通北京、青島、哈爾濱、成都等客貨運(yùn)列車。供水：日供量10萬噸水廠和4萬噸水廠各一座。通訊：現(xiàn)代化通訊交換機(jī)局總裝機(jī)容量1萬門以上；中國電信、移動、聯(lián)通、小靈通、寬帶網(wǎng)等信息設(shè)施全球網(wǎng)絡(luò)。②地表水：。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?！　【幼l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(yùn)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)。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]。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。⑥對培養(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)。酵母在pH2～8范圍之間能保持其生命活動，～5。h)。②在一級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)備較長時間的完好使用。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。③由于采用外購的方式，可以省去大量的液體曲生產(chǎn)設(shè)備。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。本設(shè)計采用順流式連續(xù)發(fā)酵工藝。④無需經(jīng)常對設(shè)備滅菌，目前連續(xù)發(fā)酵周期已超過200天，從而大量節(jié)省了蒸汽的消耗量。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。按一年生產(chǎn)320天計算，日產(chǎn)95%，折算成100%。則生產(chǎn)1000kg95%食用酒精成品的有關(guān)計算如下：糖化酶的用量 若食用糖化酶的活力為20000u/g，使用量為150u/g原料，則糖化酶的消耗量為： 需蒸餾的成熟發(fā)酵醪量為： 不計酒精捕集器用水，則成熟發(fā)酵醪量為： 進(jìn)入蒸餾塔的成熟醪乙醇濃度為： （質(zhì)量分?jǐn)?shù)）發(fā)酵產(chǎn)生的CO2的量為： 進(jìn)入發(fā)酵的發(fā)酵醪量為： 種子液接種量按10%計，則酒母醪量為： 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： 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，%，則硫酸銨用量為： 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。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 %3%，%，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 %%，%，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=(kg24=(t/h)。則得到合格的成品酒精為（溫度為800C）：　　甲醇塔蒸汽耗用量　，使塔底蒸餾液的溫度達(dá)到800C。酵母連續(xù)發(fā)酵的發(fā)酵熱約為4100kJ/( m3h),需冷卻水的量為： 酒母培養(yǎng)工序中，糖化醪冷卻用水量 冷卻水進(jìn)出口溫度各為150C、400C，則糖化醪冷卻用水量為： 酒母培養(yǎng)冷卻用水量 酒母培養(yǎng)溫度為300C，為保證酒母的正常生長用冷卻水除去呼吸熱。則冷卻水消耗量為： ②醛酒冷卻用水 把醛酒從t2= 冷卻到t’2=250C，冷卻水食用t3=150C 的自來水，終溫為t’3=400C，逆流操作。根據(jù)工藝流程，并假設(shè)分離器和鹽析后提取的雜醇油占從精餾塔抽出總油的90%，其余10%隨淡酒回流入塔。本工藝采用多罐連續(xù)發(fā)酵法。為保證以上生產(chǎn)要求，需使用密閉的發(fā)酵罐。估總傳熱系數(shù)K為： 式中 —管子壁厚，m主發(fā)酵溫度控制在300C，冷卻水進(jìn)出口溫度分別為180C、250C。立式支座也分為三種：懸掛支座、支撐式支座和裙式支座。解方程得： 取D=，則圓柱部分高為：H=。由于罐較大，為保證冷卻效果采用豎式列管換熱器，取其經(jīng)驗值K=500 kJ/( m3s/m2數(shù)據(jù)帶入上式得：，視為湍流，則攪拌功率準(zhǔn)數(shù)= ②不通風(fēng)時攪拌軸功率的計算： 式中 — N—攪拌轉(zhuǎn)速，N=100r/min= r/s數(shù)據(jù)代入上式得： 兩黨攪拌③通風(fēng)時攪拌軸功率的計算： 式中 —不通風(fēng)時攪拌軸功率(kW) N—軸轉(zhuǎn)速，N=95r/min D—攪拌器直徑(cm)， Q—通風(fēng)量(ml/min)，此處通風(fēng)比為2m3/(m3④冷卻管布置：此處采用豎式冷卻蛇管以保證良好的冷卻效果。通風(fēng)管的計算：，支管空氣流速為20m/s，通風(fēng)比為2m3/(m3由前面發(fā)酵罐及種子罐的計算可知：5=(m3/h)；酒母培養(yǎng)每小時需要的糖化液的量為153270%247。②糖化液在糖化鍋中停留時間較短，因而無需在糖化鍋內(nèi)安裝冷卻系統(tǒng)，糖化液的冷卻過程在后續(xù)的噴淋冷卻器中完成。 醪塔采用直接蒸汽加熱的方法，采用三組蒸餾裝置并行進(jìn)行蒸餾。24=(kg/h)，其中酒精濃度為=%。因而醪塔無精餾段，只需要提留段即可滿足生產(chǎn)。生產(chǎn)要求：進(jìn)入醛酒汽中酒精體積分?jǐn)?shù)為50%，塔底廢流出液中酒精體積分?jǐn)?shù)約為48%，回流比約為R=195。塔頂蒸汽中酒精含量為X=95%（體積分?jǐn)?shù)）。故，N=。24= (kg/h)，進(jìn)料液濃度為=48%（體積分?jǐn)?shù)）=%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。3247。這里采用單溢流弓形降液管，不設(shè)進(jìn)口堰。=由該圖查得：Af/AT=, Wd/D=，則 Af==(m2) Wd==(m)降液管的截面積應(yīng)保證液體在降液管內(nèi)有足夠的停留時間，使溢流液體夾帶的氣泡能來得及分離。取通以橫排的孔心距t=90mm=，則排間距為：考慮到塔的直徑較大，須采用分塊式塔板，而各分塊板的支承與銜接也要占取一部分鼓泡區(qū)面積，因此排間距不宜采用129mm，而應(yīng)小于此值，現(xiàn)取=110mm。塔徑約為D=?；驹瓌t是嚴(yán)格遵照設(shè)計文件的要求進(jìn)行布置設(shè)計。(4) 總平面設(shè)計應(yīng)將人流、物流通道分開，避免交叉。(2) 主要生產(chǎn)車間布置在全廠的中心地帶，原料堆場、機(jī)修部、變壓所等輔助部門布置在廠區(qū)的東西側(cè)。(7) 原料堆場布置在廠區(qū)東側(cè)靠東門處，以方便原料從側(cè)門進(jìn)廠，保證了廠區(qū)交通的順暢。(3) 設(shè)備資料，包括設(shè)備外形尺寸、重量、支撐形式、保溫情況及其操作條件，設(shè)備一覽表等。盡可能利用工藝位差，對于有壓差的設(shè)備，應(yīng)充分利用高位差布置，以節(jié)省勞動設(shè)備及費(fèi)用。 (5) 設(shè)備的自動測量儀表要集中控制，閥門控制要盡量集中，便于工