【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 0天計(jì)算，日產(chǎn)95%，折算成100%。以淀粉質(zhì)原料生產(chǎn)酒精的總化學(xué)方程式為：　　　　糖化　　　　　　　　　　　162 18 180發(fā)酵　　　　　　　180　　　 246 244生產(chǎn)1000kg無水酒精的理論淀粉消耗量為：　　　　　　生產(chǎn)1000kg食用酒精的理論淀粉消耗量 國(guó)家食用酒精標(biāo)準(zhǔn)為乙醇含量為95%以上（體積分?jǐn)?shù)），%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），則生產(chǎn)1000kg食用酒精的理論淀粉消耗量為：　　　　生產(chǎn)1000kg食用酒精的實(shí)際淀粉消耗量 實(shí)際生產(chǎn)中，生產(chǎn)過程經(jīng)歷原料處理、蒸煮、糖化、發(fā)酵及蒸餾等工序，要經(jīng)過復(fù)雜的物理及化學(xué)變化，產(chǎn)品得率必然低于理論產(chǎn)率。目前，各級(jí)段的損失一般如下表31：表31 生產(chǎn)過程各階段淀粉損失生產(chǎn)過程損失原因淀粉損失（％）原料處理粉塵損失蒸　　煮淀粉殘留及糖分破化發(fā)　　酵巴斯德效應(yīng)及發(fā)酵殘?zhí)前l(fā)　　酵CO２帶走蒸　　餾廢糟帶走等其它損失自然蒸發(fā)、設(shè)備遺漏總計(jì)損失%，故生產(chǎn)1000kg食用酒精實(shí)際淀粉消耗量為： 　　　 淀粉出酒率為：1000/=%，%達(dá)到國(guó)家現(xiàn)階段淀粉質(zhì)原料生產(chǎn)酒精的先進(jìn)水平。生產(chǎn)1000kg食用酒精木薯原料消耗量 有基礎(chǔ)數(shù)據(jù)可知，木薯原料含淀粉70%，故1t酒精消耗木薯量為： 　　木薯日消耗量為： 　　此工藝采用塔式連續(xù)蒸煮工藝。淀粉漿經(jīng)二次蒸汽預(yù)熱到650C，再經(jīng)直接蒸汽一次加熱到1350C，蒸煮結(jié)束后由真空冷卻至630C進(jìn)入糖化，并產(chǎn)生1050C的二次蒸汽。則生產(chǎn)1000kg95%食用酒精成品有關(guān)的計(jì)算如下：淀粉漿量及調(diào)漿水 酒精調(diào)漿水比例為1:3，故需要調(diào)漿水量：　　　　　　淀粉漿量為： 　　干物質(zhì)含量為B0=87%的木薯比熱容為： 　　 粉漿干物質(zhì)濃度為： 　　 蒸煮醪的比熱容為： 　　 　　 　　式中 CW—水的比熱容[kJ/(kgK)] 為簡(jiǎn)化計(jì)算，假定蒸煮醪的比熱容在整個(gè)蒸煮過程中維持不變。經(jīng)預(yù)熱后，蒸煮醪的量 采用200C 自來水調(diào)漿，并用1050C的二次蒸汽將粉漿預(yù)熱到650C，則蒸煮醪的量為： 　式中 —1050C蒸汽的熱含量（kJ/K）經(jīng)直接蒸汽加熱后，蒸煮醪的量 ，則蒸煮醪的量為：　　式中 —（kJ/K）經(jīng)汽液分離后的蒸煮醪的量 蒸煮醪進(jìn)入后熟器時(shí)溫度約為1180C，再經(jīng)汽液分離后溫度降至約1050C，則此時(shí)蒸煮醪的量為：　　式中 —1050C飽和蒸汽的汽化潛熱（kJ/K）經(jīng)真空冷卻后，蒸煮醪的量 蒸煮醪經(jīng)真空冷卻器抽真空迅速由1050C降至630C，則最終蒸煮醪量為：　　式中 2351—630C飽和蒸汽的汽化潛熱（kJ/K）采用連續(xù)發(fā)酵，發(fā)酵結(jié)束后成熟醪量含酒精能達(dá)到11%（體積分?jǐn)?shù)），%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。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%。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(jì)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(jì)，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。由于醪塔采用直接蒸汽加熱，廢醪量還得加上加熱蒸汽的冷凝水。醪塔的物料及熱量衡算如圖31所示。設(shè)進(jìn)塔的醪液（F1）溫度t1=700C，排出的廢液的溫度為1050C，成熟醪中固形物濃度為B1=%，塔頂上升酒汽的乙醇濃度為50%（體積分?jǐn)?shù)）。%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。則生產(chǎn)1000kg95%食用酒精成品的有關(guān)計(jì)算如下：醪塔上升的蒸汽量為： 殘留液量為： 成熟醪比熱容為： 成熟醪帶入塔的熱量為： 蒸餾殘留液固形物濃度為： 蒸餾殘留液的比熱容為： 塔殘留液帶出熱量為： 上升蒸汽帶出熱量 查表可知50%（體積分?jǐn)?shù)）酒精蒸汽焓為i=2043KJ/kg，故帶出的熱量為： 消耗的蒸汽量 （表壓）蒸汽直接加熱，；設(shè)蒸餾過程中熱損失Qn取為傳遞總熱量的1%。根據(jù)熱量橫算，則消耗的熱量為： 采用直接蒸汽加熱，則塔底排出廢液醪量為： 醛塔和精餾塔均采用直接蒸汽加熱，頂部溫度為800C，冷凝器最終冷凝溫度為420C。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。則生產(chǎn)1000kg95%食用酒精成品的有關(guān)計(jì)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=(kgk),取出醛酒約為16kg（其中乙醇為95%），設(shè)經(jīng)分凝器冷卻后回流液的溫度約為600C，蒸汽損失約1%，則蒸汽消耗量為： 進(jìn)入精餾塔的液體量為： 其中乙醇的含量為： 進(jìn)入精餾塔的蒸餾液的乙醇含量為： （質(zhì)量分?jǐn)?shù)） 其體積分?jǐn)?shù)約為：48%精餾塔中上升蒸汽量 精餾塔中上升蒸汽的乙醇濃度為95%（體積分?jǐn)?shù)），%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。，則上升蒸汽量為： 殘留液量為： 帶入精餾塔的熱量 %酒精溶液的比熱容為c= KJ/(kgk)，則帶入精餾塔的熱量為： 殘留液帶走的熱量 精餾塔底殘留液中已基本不含酒精，且廢液排出溫度為1030C，則帶走的熱量為： 酒精蒸汽帶走的熱量為： 式中 i—95%（體積分?jǐn)?shù)）酒精的蒸汽焓，為1189KJ/kg消耗的熱量 （表壓）蒸汽直接加熱，；設(shè)蒸餾過程中熱損失Qn取為傳遞總熱量的1%。根據(jù)熱量橫算，則消耗的熱量為： 精餾塔排出的廢液量為： 由上述生產(chǎn)1000kg95%酒精的物料衡算結(jié)果，可求得50000t/a食用酒精廠總的物料平衡計(jì)算。具體計(jì)算結(jié)果如表32所示。表32 50000t/a木薯原料食用酒精廠物料衡算表物料生產(chǎn)1000kg95%每小時(shí)數(shù)量每天數(shù)量每年數(shù)量酒精物料量（kg)（kg）（t）（t）食用酒精次品酒精木薯原料需蒸煮粉漿成熟蒸煮醪糖 化 酶糖 化 醪酒 母 醪發(fā)酵成熟醪雜 醇 油二氧化碳硫 酸 銨硫 酸醛塔的廢醪精餾的廢水 淀粉漿量 由物料衡算可知。采用24h連續(xù)液化，即每小時(shí)處理量為：247。24=(t/h)。液化調(diào)漿時(shí)原料與水配比為1:3，則原料漿量為：4=(t/h)。配料二次蒸汽耗用量 用200C水調(diào)漿，并用1050C二次蒸汽將原料漿預(yù)熱到650C，則二次蒸汽耗用量為： 　　　　　　式中 —蒸煮醪的比熱容[kJ/(kgK)]，由物料衡算可知 —1050C的蒸汽焓（kJ/kg） —630C的液體焓（kJ/(kg)預(yù)熱后蒸煮醪的量為： 蒸煮耗用蒸汽量 預(yù)熱后的蒸煮醪經(jīng)加熱器一次加熱到1350C后進(jìn)行連續(xù)蒸煮，（表壓）蒸汽加熱（ kJ/kg）。此過程中蒸汽的損失量為1%，則耗用蒸汽量為： 酒母培養(yǎng)采用連續(xù)培養(yǎng)工藝。將糖化醪在550C保溫50min，再加熱到760C進(jìn)行巴斯德滅菌20min，再冷卻到240C后進(jìn)行培養(yǎng)10h。 式中 —糖化醪的比熱容，[kJ/(kgK)]則每小時(shí)耗用蒸汽量為：36247。24=(kg/h)醪塔蒸汽耗用量 由物料衡算可知每生產(chǎn)1000kg食用酒精，則每小時(shí)醪塔蒸汽耗用量為： 醛塔蒸汽耗用量 由物料衡算可知每生產(chǎn)1000kg食用酒精，則每小時(shí)醪塔蒸汽耗用量為： 精餾塔蒸汽耗用量 由物料衡算可知每生產(chǎn)1000kg食用酒精，則每小時(shí)醪塔蒸汽耗用量為： 甲醇塔提取的合格酒精量 %，即5kg。同時(shí)有約1%的酒回流進(jìn)入醛塔。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。甲醇取雜質(zhì)較少，機(jī)會(huì)為全回流，回流液的平均溫度為580C。蒸餾過程中蒸汽損失約1%，則蒸汽耗用量為：　　 　　則每小時(shí)蒸汽耗用量為：　　　　 由上述生產(chǎn)1000kg95%酒精的熱量衡算結(jié)果，可求得50000t/a食用酒精廠的總熱量平衡計(jì)算。具體計(jì)算結(jié)果如表33所示。表33 50000t/a食用酒精廠熱量衡算表使用蒸汽工序每小時(shí)消每噸產(chǎn)品消每天消耗量年消耗量耗量(kg/h)耗量(kg/t)(t/d)(t/a)調(diào)漿二次蒸汽蒸 煮酒母培養(yǎng)醪塔蒸餾醛塔蒸餾精餾塔蒸餾甲醇塔蒸餾總 計(jì)調(diào)漿用水量 ，則實(shí)際每小時(shí)調(diào)漿需水量為： 噴淋冷卻用水量 冷卻水進(jìn)口溫度150C，出口溫度400C。糖化液進(jìn)入冷卻器溫度為600C，離開時(shí)溫度為300C。則噴淋冷卻用水為： 式中 m糖—需冷卻的糖化液量，m糖=70%= c糖—[kJ/(kgK)]實(shí)際每小時(shí)噴淋冷卻用水量為： 蒸煮醪的稀釋用水量 ，則每小時(shí)用水量為： 發(fā)酵液體積為： 式中 —發(fā)酵液的相對(duì)密度發(fā)酵冷卻用水量 酒精發(fā)酵溫度為300C，為保證發(fā)酵溫度恒定需進(jìn)行冷卻除去發(fā)酵熱。設(shè)冷卻管進(jìn)口水溫180C，出口溫度為250C。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(zhǎng)用冷卻水除去呼吸熱。設(shè)冷卻管進(jìn)口水溫180C，出口溫度為250C。酒母擴(kuò)大培養(yǎng)時(shí)的呼吸熱為12500kJ/( m3h),培養(yǎng)液體積為：247。247。1000=(m3)故需冷卻水的量為： 發(fā)酵及酒母培養(yǎng)的總耗水量為：①醛酒分凝器冷卻用水 設(shè)冷卻水的初溫=150C，且冷卻水以逆流串聯(lián)法是通過各分凝器，離開時(shí)終溫=700C。%，則醛酒量為A=16247。24=(kg/h)。根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，醛酒回流比為R1=195，95%酒精的蒸汽焓為i=1166kJ/kg。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。則每小時(shí)冷卻水耗用量為： ③精餾塔分凝器用水 從精餾塔頂出來的酒汽現(xiàn)經(jīng)醪液預(yù)熱器與冷成熟醪進(jìn)行熱交換，酒汽冷凝成飽和液體。精餾塔的物料和熱量流程示意圖見圖32。 據(jù)熱量衡算有： 式中 —精餾塔回流比，一般為3～4， —精餾塔上升的酒汽量， —回流入排醛塔的次等酒量，一般取合格成品酒精的2%，故為 —塔頂上升酒汽的焓，為1166 kJ/kg —蒸餾發(fā)酵醪流量， —蒸餾發(fā)酵醪比熱容，(kgk) —蒸餾發(fā)酵醪加熱前、后溫度，為300C和700C —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： ④甲醇塔分凝器冷卻用水 設(shè)冷卻水的初溫=150C，且冷卻水以逆流串聯(lián)法是通過各分凝器，離開時(shí)終溫=540C。%的（）頭等雜質(zhì)進(jìn)入排醛塔繼續(xù)處理，其余全部回流。則冷卻水消耗量為： ⑤成品酒精冷卻用水 把成品酒精從=800C 冷卻到=250C 進(jìn)行貯存，冷卻水使用=150C 的自來水，終溫為=400C，采用逆流操作。則成品酒