【文章內(nèi)容簡介】 定膠體物質(zhì)，顏料，灰分和其它懸浮物 ，它們的存在對正常的酵母的生長，繁殖和發(fā)酵有害，應(yīng)盡可能地除去 。 其解決辦法就 是稀糖液的澄清 糖蜜的澄清方法分為機(jī)械澄清法和加酸澄清法。機(jī)械澄清法即壓濾法和離心法， 調(diào)節(jié)至 pH 值為 的酸化 12 小 時(shí)，分離沉淀物，用離心機(jī)或壓濾機(jī)，國內(nèi) 多數(shù)澄清是 應(yīng)用此方法。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 4 工藝計(jì)算 物料衡算 原料消耗量計(jì)算（基準(zhǔn)： 1 噸無水乙醇） (1) 糖蜜原料生產(chǎn)酒精的總化學(xué)反應(yīng)式為： C12H22O11＋ H2O→2C6H12O6→4C2H5OH＋ 4CO2↑ 蔗糖 葡萄糖 酒精 342 360 184 176 X 1000 (2) 1000kg 無水 乙醇 的理論蔗糖消耗量： 1000（ 342247。 184）﹦ （ kg） (3) 生產(chǎn) 1000kg 燃料酒精 (燃料酒精中的乙醇 %（ V） 換算成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為： 99 . 18 % ( m)0. 79 18 )(10. 78 939. 5% ???? 相當(dāng)于 理論蔗糖消耗量 為： ％﹦ （ kg） (4) 生產(chǎn) 1000kg 燃料酒精實(shí)際蔗糖消耗量（生產(chǎn)過程中蒸餾率為 98﹪， 發(fā)酵率為 90﹪ ）： 247。 98﹪ 247。 90﹪﹦ 2090（ kg） (5) 糖蜜原料含可發(fā)酵性糖 50%，故 生產(chǎn) 1000kg 燃料酒精糖蜜原料消耗量： 2090247。 50﹪ =4180（ kg） (6) 生產(chǎn) 1000kg無水酒精量 （ 扣除蒸餾損失 生產(chǎn) 1000kg無水酒精耗糖蜜量為 ） ： 247。90﹪ 247。50﹪ =（ kg） 酵醪液量的 計(jì)算 酵母培養(yǎng)和發(fā)酵過程放出二氧化碳量為 [9]： （ 1000 %）247。 98% (176247。 184)=968 采用單濃度酒精連續(xù)發(fā)酵工藝，把含固形物 85﹪ 的糖蜜稀釋成濃度為 22﹪～25%的稀糖液。設(shè)稀釋成 25%的稀糖液： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 4180（ 85%247。25%） =14212(kg) 即發(fā)酵醪液量為： 14212kg 酵母繁殖和發(fā)酵過程中放出 968kg 的二氧化碳，則蒸餾發(fā)酵醪的量為 （ 其中酒精捕集器稀酒精為發(fā)酵醪量的 6%） ： F1： （ 14212968） （ +6%） =14039（ kg） 蒸餾成熟發(fā)酵醪的酒精濃度為： B1： (1000%)247。(98%14039)=% 成品與廢醪量的計(jì)算 糖蜜原料雜醇油產(chǎn)量約為成品酒精的 %～ %，以 %計(jì)，則雜醇油量[9]為 ： 1000 % =3 (kg) 醪液進(jìn)醪溫度為 t1=55℃， 塔底排醪溫度為 t4=85℃，成熟醪酒精濃度為B1=%，塔頂上升蒸汽的酒精濃度 50%（ v）即 %（ m），生產(chǎn) 1000kg 酒精，則： 醪塔上升蒸汽量為 [11]： V1=14039 %247。 %=2363（ kg） 殘留液量為： WX=140392363=11676（ kg） 根據(jù)發(fā)酵醪比熱公式 C=（ ） 成熟醪液比熱容為： C1=（ ） =（ %） =[kJ/(kgK)] 成熟醪帶入塔的熱量為： Q1=MC1t1=14039 55= 106(kJ) 蒸餾殘液內(nèi)固形物濃度為： B2 = F1B1/WX=(14039%)/11676=% 根據(jù)殘留液比熱公式 C = （ ） 蒸餾殘余液的比熱容 ： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 C2 = （ ） =（ %） =[kJ/(kgK)] 塔底殘留液帶出熱量為： Q4=WXC 2t 4=1167685=106(kJ) 查附錄得 %酒精蒸汽焓為 2045KJ/kg。故上升蒸汽帶出的熱量為： Q3=V1i=23632045=106（ kJ） 塔底真空度為 （表壓），蒸汽加熱焓為 2644KJ/kg，又蒸餾過程熱損失Qn 可取傳遞總熱量的 1%，根據(jù)熱量衡算，可得消耗的蒸汽量為： D1=（ Q3+Q4+QnQ1） /(ICWt4)=（ 106+106） /[(85) 99%] =2542(kg) 若采用直接蒸汽加熱，則塔底排出廢液量為： WX+D1=11676+2542=14218(kg) 年產(chǎn)量為 3 萬噸燃料酒精的總物料衡算 日產(chǎn)產(chǎn)品酒精量： 30000/250=120(t) 每小時(shí)產(chǎn)酒精量： 120247。24=5（ t） 主要原料糖蜜 所需量 ： 日耗量： 4180120=501600（ kg） =（ t） 年耗量： 300=105（ t） 每小時(shí)產(chǎn)次級酒精： 5（ 2247。98） =(t) 實(shí)際年產(chǎn)次級酒精： 24250 =（ t） 糖蜜原料酒精廠物料衡算 見表 41 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 表 41 30000t/a 糖蜜原料酒精廠物料衡算表 物料衡算 生產(chǎn)%酒精物料量 每小時(shí) （ kg） 每天 （ t） 每年 （ t） 燃料酒精 1000 5000 120 30000 糖蜜原料 4180 20900 150480 次級酒精 20 100 600 發(fā)酵醪 14212 71060 426360 蒸餾發(fā)酵醪 14039 70195 421170 雜醇油 3 15 90 二氧化碳 968 4840 29040 醪塔廢醪量 14218 71090 426540 稀釋工段的物料衡算 （ 1） 計(jì)算 每生產(chǎn) 1000kg 酒精稀釋 糖蜜用水量 稀釋成 25﹪ 稀糖液用水量為 [7]： W1= 142124180=10032 (kg) 則生產(chǎn) 3 萬噸燃料酒精 每小時(shí) 稀釋 糖蜜 需要 用水量： 10032 5000247。 1000=50160 (kg/h) 生產(chǎn) 3 萬噸酒精一年 稀釋 糖蜜 需要的用水量： 10032 30000=108（ t/a） （ 2） 營養(yǎng)鹽添加量 選用氮量 21﹪ 的硫酸銨作為氮源 ，每噸糖蜜添加 1kg[7]， 則每生產(chǎn) 1t 酒精硫酸耗量為： 41801247。1000=（ kg） 每小時(shí)耗量 ： 5000247。1000=（ kg/h） 日耗量 ： 24=（ kg/h） 則生產(chǎn) 3 萬噸酒精一年需要硫酸銨用量： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 30000=150480（ kg/a） （ 3） 硫酸用量 每噸糖蜜用硫酸 5kg[7]： 則每生產(chǎn) 1 噸酒精消耗硫酸的量為： 5=（ kg） 年產(chǎn) 3 萬噸酒精，硫酸總消耗量為： 30000=618000（ kg） =（ t） 每日用量： 247。250=（ t） 熱量衡算 發(fā)酵工段的物料和熱量衡算 現(xiàn) 生產(chǎn) 30000t/a，要 每小時(shí)投入糖蜜量 20900kg/h， 則無水酒精量為： 209001000247。=（ kg/h） 以 葡萄糖 為碳源，酵母發(fā)酵每生成 1kg 酒精放出的熱量約為 1170kJ [9]。 則年產(chǎn)3 萬噸酒精工廠， 培養(yǎng)酵母和 發(fā)酵每小時(shí)放出的熱量為： Q=1170=106（ kJ/h） 發(fā)酵酵母冷卻水初溫 TW1=20℃，終溫 TW2=27℃，平均耗水量為： W 酵母發(fā)酵 =Q/[Ce(TW1TW2)]=106/[(2720)]= (kg/h) 酵母酒精捕集器用水：（ 蒸餾發(fā)酵醪 的量為 F=70195kg/h） 5%F247。=5%70195247。=(kg/h) 則發(fā)酵部分總用水量 ： W 發(fā)酵部分 = +=（ kg/h） 蒸餾 工段的物料和熱量衡算 按采用差壓蒸餾兩塔流程計(jì)算 [3,10]，進(jìn)醪塔酒精濃度為 %，出醪塔酒精蒸汽濃度為 50%。 （ 1） 醪塔 見 圖 41 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 V1 Q3=V1i F1 Qn1 Q1=F1C1t1 D1 Q4=Q14+D1Ct4 Wx+D1 Q2=D1I 1 圖 41 醪塔的物料和熱量平衡圖 醪液預(yù)熱至 55℃ ，進(jìn)入醪塔蒸餾，酒精質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 %，沸點(diǎn) ℃ ，上升蒸汽濃度為 50%（ v）， 也就是 %（ w）。 已知 塔頂 75℃ ，塔底 85℃ 。則塔頂上升蒸汽熱焓量 i1=2045kJ/kg。加熱蒸汽取 絕對壓力，則其熱焓量I1=2644kJ/kg。 總物料衡算： 1111 DWVDF X ???? 即 XWVF ?? 11 41 酒精衡算式： 111111 )( WXF xDWyVxF ??? 42 式中 ： xF1— 成熟發(fā)酵醪內(nèi)酒精含量 [%（ W） ]， xF1=﹪。 y1—塔頂上升蒸汽中酒精濃度 [%（ W） ]， y1= ﹪。 xW1—塔底排出廢糟內(nèi)的酒精濃度 [%（ W） ]，塔底允許逃酒在 ﹪以下，取 xW1=﹪。 熱量衡算式： 11e11111111 )( nWWXFF QtCDCWiVIDtCF ????? 43 設(shè) CF1=（ kgh）， CW=（ kgk）， Ce=（ kgk），并取熱損失Qn1=1﹪ D1I1， tF1=55℃ ， tW1=85℃ ， 蒸餾發(fā)酵醪 F1=70195（ kg/h） 由 4 4 43 可 得 ： V1=11769（ kg/h）， Wx=58426（ kg/h）， D1=12715（ kg/h） 一般醪塔采用直接蒸汽加熱，塔底醪排出量為： 醪 塔 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 G1=WX+D1=58426+12715=71141（ kg/h） 表 42 年產(chǎn) 3萬噸酒精廠蒸餾工段醪塔物料熱量匯總表 進(jìn)入系統(tǒng) 離開系統(tǒng) 項(xiàng)目 物料 （ kg/h） 熱量 （ kJ/h） 項(xiàng)目 物料（ kg/h） 熱量（ kj/h） 成熟醪 F1= 70195 F1CF1tF1= 15365685 蒸餾殘液 WX = 58426 WXCWtW1= 20203488 加熱蒸汽 D1= 12715 D1I1= 33618460 上升蒸汽 V1= 11769 V1i1= 24067605 加熱蒸汽 D1= 12715 D1tW1Ce= 4517640 熱損失 Qn1= 336185 累計(jì) 82910 48984145 累計(jì) 82910 48984918 （ 2） 精餾塔 ① 塔頂溫度 105℃ ，塔底 130℃ ，進(jìn)汽溫度 130℃ ，出塔濃度為 96﹪（ v） ，即﹪（ w） [8]。 出塔酒精量為： P=5000%247。%= (kg/h) ② 每小時(shí)醛酒量：因?yàn)槿┚普汲鏊凭?2﹪，則每小時(shí)的醛酒量為 [8]： A=2﹪ =(kg/h) ③ P′= P–A = =(kg/h) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 圖 42 精餾塔的物料和熱量衡算圖 ④ 在精餾塔中，塔頂酒精蒸汽經(jīng)粗餾塔底再沸器冷凝 后，除回流外，還將少量酒精送到洗滌塔再次提凈。據(jù)經(jīng)驗(yàn)值，此少量酒精約為精餾塔餾出塔酒精的 2%左右，則其量為 [8]： Pe= P′ 2%=2%=（ kg/h） ⑤ 酒精被加熱蒸汽汽化逐板增濃 ,在塔板液相濃度 55%(v)出汽相抽取部分冷凝去雜醇油分離器 ,這部分冷凝液稱雜醇油酒精 ,數(shù)量為塔頂餾出塔酒精的 2﹪左右 ,其中包括雜醇油 m0=%P=% =(kg/h) 故 H=(P′+Pe)2%=（ +） 2 %=2 ﹪ =(kg/h) 在雜醇油分離器內(nèi)約加入 4 倍水稀釋 ,分油后的稀酒精用塔底的蒸餾廢水經(jīng)預(yù)熱到tH=80℃ ,仍回入精餾塔 ,這部分稀酒精量為 : H′= (1+4)H–m0 = 5H–m0=5=(kg/h) ⑥ 物料平 衡 ： F2 + D2 + H′= P′+ Pe + H + D2 + W′x 則 : W′x = F2 + H′P′Pe H =11769+ = (kg/h) ⑦ 熱量平衡 ： PPe22F2F22 CtP39。PRIDtCF )(tC39。H HH ???? = 2W2X2HPP2 CwtWDHiCtP39。iP39。Pe1R nQ)())(( ???????? 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論