【正文】 量(kg)每天數(shù)量(t)每年數(shù)量(t)普通酒精9755015000次級酒精25384成熟蒸煮醪10022150330糖化醪631228986790酒母醪13353雜醇油575二氧化碳6389570 (二)食用國標(biāo)酒精發(fā)酵車間的物料衡算 酒精發(fā)酵采用淀粉原料，雙酶法糖化，間歇發(fā)酵。其工藝流程如圖 液化酶 加水 薯干 過篩 稱重 調(diào)漿 升溫液化 降溫 測總糖 調(diào)總糖 降溫 接種 發(fā)酵 （1） 主要技術(shù)指標(biāo)如表所示酒精發(fā)酵工藝技術(shù)指標(biāo) 指 標(biāo) 名 稱單 位指 標(biāo) 數(shù) 生產(chǎn)規(guī)模t/a15000 生產(chǎn)方法 間歇發(fā)酵 年生產(chǎn)天數(shù)d/a300 產(chǎn)品質(zhì)量 純度96% （v/v） 倒罐率%1發(fā)酵周期h70發(fā)酵初糖kg/m3150淀粉轉(zhuǎn)化率%98 糖酸轉(zhuǎn)化率%50酒精提取率 %98 （2)主要原材料質(zhì)量指標(biāo) 淀粉原料的淀粉含量為67%，含水12%。（3）種子培養(yǎng)基（g/L） 水解糖25，甘薯干粉16%~20%，%,%。H2SO41。0~1。2%（4）酵培養(yǎng)基（g/L） 水解糖150，甘薯干粉16%~20%，%，%接種量 首先計算1000kg純度為96%的酒精耗用的原材料及其他料量。（1)發(fā)酵液量 V1=1000247。（15050%98%95%） = （m3）式中 150——發(fā)酵培養(yǎng)基初糖濃度（kg/m3） 50%——糖酸轉(zhuǎn)化率 98%——淀粉轉(zhuǎn)化率 98%——酒精提取率（2）發(fā)酵液配制需水解糖量 以純糖算， G1=V1150=2148（kg）(3)二級種液量 V2=10%=(m3)(4)二級種子培養(yǎng)液所需水解糖量 G2=25V2 =25=（kg） 式中 25——二級種液含糖量（kg/m3）(5)生產(chǎn)1000kg食用國標(biāo)酒精所需水解糖總量為： G=G1+G2 =2148+=（kg）（6）耗用淀粉原料量理論上，1000kg淀粉轉(zhuǎn)化生成葡萄糖量為111kg，故理論上耗用淀粉原料量為： G淀粉=247。（67%98%） =（kg） 式中 67%——淀粉原料含純淀粉量 98%——淀粉糖化轉(zhuǎn)化率（7）尿素耗用量 二級種液耗尿素量為： ==（kg） 發(fā)酵培養(yǎng)基耗尿素為： =（kg） 故共耗尿素量為： +=（kg）（8）二級種液耗用（NH4）2SO4量： =（kg） （9）種子液耗 淀粉酶量為： =（kg）（10）種子液H2SO4耗用量： =（kg）15000噸/年酒精廠發(fā)酵車間的物料衡算表物料名稱每生產(chǎn)1噸酒精（96%）的物料量15000噸/年酒精生產(chǎn)的物料量每日物料量發(fā)酵液（m3）214500715二級種液（m3）21450發(fā)酵水解糖（kg）214832220000107400二級種液培養(yǎng)用糖5775001925水解糖總量（kg）32757000109190淀粉）（kg）49888800166296尿素（kg）113850硫酸氨（kg）10740α淀粉酶（kg）21480硫酸（kg）25770(三)酒精發(fā)酵車間衡算采用間歇發(fā)酵過程，從糖化鍋內(nèi)分出糖化醪到酒母培養(yǎng)罐需要加入水進行稀釋。1. 酒母糖化醪稀釋用水（補充60℃溫水與用作酒母的糖化醪應(yīng)滿足發(fā)酵接種量10%的需要。）因此，補充水量為：m1 = 93%G110%7%G1 = 692993%10%7%6929 = (kg/h) 式中 93%——淀粉原料加入發(fā)酵鍋的量 7%——淀粉原料加入種子液中的量 10%——接種量 6929——淀粉質(zhì)原料耗用量（kg/h）：m2 = m糖化醪(8027 ) (2517) = 53 8 = 69924(kg/h)式中 ——糖化醪用量（kg/h） ——蒸煮醪比熱容[kJ/()] ——水的比熱容[kJ/()] 80——殺菌溫度℃ 27——冷卻后溫度℃ 17——冷卻水進口溫度℃ 25——冷卻水出口溫度℃：m3=Q3/[（2517）] = 85900 8 = (kg/h) 式中 Q3——酒母培育反應(yīng)熱(kJ/h) ——水的比熱容[kJ/()] 25——冷卻水出口溫度（℃） 17——冷卻水進口溫度（℃）：m4= Q2/[(2720)] = 752000/(7) =(kg/h) 式中 Q2——發(fā)酵生物反應(yīng)熱[kJ/()] ——水的比熱容[kJ/()] 27——冷卻水出口溫度（℃） 20——冷卻水進口溫度（℃）：m5= 5%F247。(1+2%+5%) =5%247。 =1117(kg/h)式中 F——成熟醪量(kg/h)5%——酒精捕集器回收酒精洗水占熟醪量的比例：m6=2%F247。(1+1%+5%) =247。 =447(kg/h) 式中 2%——洗罐用水占熟醪量的比例 設(shè)糖化過程維持在，：Dg=1303()/(2687) =(kg/h)酒母擴大過程可按1:10擴大，冷卻酒母糖化醪可供逐級擴大的需要，冷卻結(jié)束取一部分用作小酒母培養(yǎng)等用，因此酒母罐內(nèi)醪量包括接種的小酒母在內(nèi)，平均每小時的酒母醪量為： g’=g+Dg=1303+=(kg/h)~％的硫酸酸化，％的硫酸銨作氮源，這樣硫酸消耗量為： gH2SO4=10% 硫酸銨消耗量為： g(NH4)SO4=10%其他實驗室各用料消耗與車間消耗相比很小，故這里不再一一詳細計算。根據(jù)前面的計算可以得到進入發(fā)酵罐的發(fā)酵液（包括酒母的量）為： G3=93%G1+g’=17309+=18657kg/h 年產(chǎn)15000噸酒精的淀粉質(zhì)原料酒精廠酵母發(fā)酵工段衡算匯總表 進 入 系 統(tǒng)離 開 系 統(tǒng)項 目符 號 數(shù)量(kg/h)項 目符 號數(shù)量(kg/h)冷卻糖化醪酒母糖化醪酒母補充糖化劑酒母醪稀釋水酒母醪滅菌蒸汽酒母滅菌冷卻用水發(fā)酵酒母冷卻水酒精捕集器用水發(fā)酵洗罐水93%G17%G3 g1 g3 D Ww3 Wn35%F/2%F/173091303699241117447待蒸餾發(fā)酵罐二氧化碳酒母冷卻廢水發(fā)酵冷卻廢水 F1 WW69924三．設(shè)備計算與選型（一）發(fā)酵設(shè)備的計算與選型、數(shù)量和容積的確定（1）發(fā)酵罐容積的確定：隨著科技的發(fā)展，生產(chǎn)發(fā)酵罐的廠家越來越多，現(xiàn)有的發(fā)酵罐容積量系列如5，10，20，50，75，100，120，150，250，500m3等等。究竟選多大容積的好呢？一般來說單罐容積越大，經(jīng)濟性能越好，奉獻就也越大，要求技術(shù)管理水平也越高。另一方面，屬于技術(shù)改造適當(dāng)擴建的項目，考慮原有的規(guī)模發(fā)酵罐的利用和新增發(fā)酵罐的統(tǒng)一管理，可取與原有發(fā)酵罐相同的容積；而新建的單位和車間，應(yīng)盡量減少設(shè)備數(shù)量，在技術(shù)管理水平永許的范圍內(nèi)，盡量取較大容積的發(fā)酵（2）能力的計算：現(xiàn)每天生產(chǎn)96%純度的酒精50噸。酒精發(fā)酵周期為70小時（包括發(fā)酵罐清洗、滅菌、進出物料等輔助操作時間）。則每天需糖液體積為V糖。 每噸酒精需糖液為： 6312/1080=（m3） V糖=5096% =（m3） ~，現(xiàn)取ψ=；則每天需要發(fā)酵罐的總?cè)莘e為V0（發(fā)酵周期為70小時）。 V0= V糖/ψ = =312（m3）（3）發(fā)酵罐個數(shù)的確定：計算發(fā)酵罐容積時有幾個名稱需明確。裝液高度系數(shù)，指圓筒部分高度系數(shù)，封底則與冷卻罐、輔助設(shè)備體積相抵消。 公稱容積，是指罐的圓柱部分和底封頭容積之和。并圓整為整數(shù)：上封頭因無法裝液，一般不計入容積。 罐的全容積，是指罐的圓柱部分和兩封頭容積之和?，F(xiàn)取單罐公稱容積為100m3厭氧發(fā)酵罐，則需發(fā)酵罐的個數(shù)為n1。 n1= V0t V總ψ24 = 31270 10024 = 11（個） 取公稱容積100m3發(fā)酵罐11個； 實際產(chǎn)量驗算： 10011/ 300/(70/24) =（噸/年） 富裕量為 = 17%，能滿足產(chǎn)量要求。取公稱容積100m3發(fā)酵罐10個。 15000 現(xiàn)按公稱容積100m3的發(fā)酵罐計算:H= h上= h