【正文】 Mw=10%7%G1m2’ =178058178058361 =3734(kg/h)這樣酒母糖化醪量為： g’=7%G1+m2+mw=178058+361+3734=16558(kg/h)設(shè)糖化過(guò)程維持在 tg1=℃,糖化結(jié)束回收蒸汽消耗量為： Dg=g’cg(tg3tg1)/[Itg3cw] =16559(8056)/[268780] =625(kg/h)滅菌 1530min 后冷卻至 tg4=27℃接種，則冷卻水量為： W3=(g’+Dg)cg(tg3tg4)/[cw(tw1’tw1)] =（16599+625）（8027）/[(3517)] =44061(kg/h)酒母擴(kuò)大過(guò)程按 1:10 擴(kuò)大。平均每小時(shí)的酒母醪量為： G0= g’ + Dg =16559+625=17184（kg/h）硫酸消耗量為： g H2SO4=1718410%%=（kg/h）硫酸銨消耗量為：g (NH4)so4=1718410%%/=(kg/h)根據(jù)前面計(jì)算可以得到進(jìn)入發(fā)酵罐的發(fā)酵液量為： G2= + G0=178058+17184=182778（kg/h）這樣蒸餾發(fā)酵醪數(shù)量應(yīng)為： F=（G 2f44/46）(1+5%+1%) =(44/46) (1+6%) =179936(kg/h)待蒸餾成熟發(fā)酵液濃度為： 100%=%在發(fā)酵過(guò)程中糖變成酒精，每小時(shí)生成 14200kg 酒精，每生成 1kg 酒精放出的熱量為 1170kj，則發(fā)酵和酒母培養(yǎng)每小時(shí)放出的熱量為： q=117014200=107(kj/h)取工段發(fā)酵酒母冷卻水初溫 tw2=17℃深井水，終溫 tw2’ =25℃，平均耗水量為： W3’=q/[cw(tw2’tw2)] =107 /[(2517)] =105(kg/h)由于酒母培養(yǎng)和發(fā)酵過(guò)程中涉及復(fù)雜的生物的化學(xué)變化，因此，不能簡(jiǎn)單的列出酒母發(fā)酵工段簡(jiǎn)單的熱量衡算表，僅將物料衡算結(jié)果匯總于表 33。由于酒母培養(yǎng)和菌種擴(kuò)大過(guò)程的物料衡算數(shù)據(jù)太少，無(wú)法與車間生產(chǎn)的原料、成品和在制品的數(shù)量相比，故在平衡表內(nèi)沒(méi)有列入。25 / 54表 33 酒母發(fā)酵工段物料衡算匯總表進(jìn)入系統(tǒng) 物料(Kg/h)項(xiàng)目 符號(hào) 數(shù)量冷卻糖化醪酒母糖化醪酒母補(bǔ)充糖化劑酒母醪稀釋水酒母醪滅菌蒸汽酒母滅菌冷卻水發(fā)酵酒母冷卻用水酒精補(bǔ)集器用水發(fā)酵洗罐用水累計(jì)93%G17%G1m2’mW’DgW3W3’5%F/1%F/1655941246436137346254406149600084881698733025離開(kāi)系統(tǒng) 物料(Kg/h)項(xiàng)目 符號(hào) 數(shù)量待蒸餾發(fā)酵醪二氧化碳酒母冷卻廢水發(fā)酵冷卻廢水Ff44/46W3W3’1799361302744061496000累計(jì) 733024 蒸餾工段物料和熱量衡算 三塔氣相過(guò)塔工藝流程兩塔氣相過(guò)塔工藝流程如圖 33 所示。醪塔精餾塔分 子 篩 脫 水 塔圖 33 兩塔氣相過(guò)塔工藝流程圖 醪塔醪塔流程如圖 34 所示。進(jìn)塔成熟醪的乙醇濃度:%（W） ，溫度：70℃。成熟醪的沸點(diǎn)：℃，比熱：().則每 100kg 進(jìn)料加熱到沸騰需要的熱量 Q：Q=100(）=9861(kJ)由算圖和氣液平衡關(guān)系，知道醪塔上升蒸汽的酒精極限濃度：%（W） ，相當(dāng)于 %（V） ；取上升蒸汽的濃度 55%（V） ，相當(dāng)于 %（W） 。總物料衡算式：F1+D1=Wx+D1+V1 簡(jiǎn)化為：F1+ =Wx+V1 酒精衡算式：F1xF1=V1y1+(Wx+D1)xw1式中 xF1成熟發(fā)酵醪內(nèi)酒精含量[%(W)]y1 塔頂上升蒸汽的酒精濃度[%(W)] xw1 塔底廢糟中的酒精濃度[%(W)]熱量衡算式：Q1+ Q2 = Q3 +Q4 +QnF1c1t1 +D1I1 =V1i1 +(CeD1+WxCw)tw1+Qn27 / 54醪塔 V1F1 Q3=V1i1 Q1=F1c1t1QnD1 Q2=D1I1Wx+ D1 Q4=Q41+D1t4圖 34 醪塔示意圖根據(jù)前面基礎(chǔ)計(jì)算得到： F1 =179936（Kg/h）xF1=%y1 =%塔底允許逃酒在 %以下，現(xiàn)取 xw1=%，C F1=[kJ/()], Cw =[kJ/()],熱損失為 Qn=1% D1I1，加熱蒸汽用 (表壓)，其熱含量：I1=2699kJ/kg, t1=70℃, tw1=105℃.塔頂上升蒸汽的熱含量為：i=1965kJ/前面的數(shù)據(jù)帶入上面的方程式中，并聯(lián)解出：V1 =28710(Kg/h)D1 =35071 (Kg/h)Wx =151226(Kg/h)醪塔采用的是直接蒸汽加熱，塔底排除廢醪量：G5= Wx + D1 =186297(Kg/h)表 34 蒸餾工段醪塔物料和熱量匯總表進(jìn)入系統(tǒng)物料(Kg/h) 熱量(kJ/h)項(xiàng)目 符號(hào) 數(shù)量 符號(hào) 數(shù)量10 8成熟蒸煮醪加熱蒸汽累計(jì)F1D1 17993635071215007F1c1t1D1 I1離開(kāi)系統(tǒng)物料(Kg/h) 熱量(kJ/h)項(xiàng)目 符號(hào) 數(shù)量 符號(hào) 數(shù)量10 8殘留液上升蒸汽加熱蒸汽熱損失WxV1D1qn1512262871035071WxcxtxV1 I1D1I1累計(jì) 215007 排醛塔醪塔上升的蒸汽經(jīng)過(guò)分離器進(jìn)入排醛塔中下部，在醛塔中低沸點(diǎn)物質(zhì)和酒精蒸汽上升過(guò)程中逐板被濃縮，在醛塔塔頂上升的蒸汽中低沸點(diǎn)物質(zhì)和酒精濃度是很高的，由于醛塔塔頂分凝器的部分冷凝作用，使低沸點(diǎn)物質(zhì)進(jìn)一步濃縮，為了使低沸點(diǎn)物質(zhì)得到排除，在冷凝器內(nèi)要排出部分醛酒，若取醛酒占成品酒精的 2%，則平均每小時(shí)醛酒量： A=2%P=2%14200=284(kg/h)為了減少不合格的酒精數(shù)量，將精塔最后冷凝器中的酒精取出小量作次等酒，回入排醛塔。一般次等酒的數(shù)量為精餾塔成品酒精的 2%左右，則進(jìn)入醛塔的次等酒數(shù)量為：P1=1420098%2%=278(kg/h) 一般脫醛液的濃度為 50%（v）相當(dāng)于 %（w） ，同時(shí)一般醛酒濃度與次等酒濃度均按 95%（v）計(jì)，相當(dāng)于 %（w） ，則脫醛液數(shù)量為：F2=(V1y1+P1xFAxA)/xF2 =(28710%+278%28492,41) /%29 / 54 =21911(kg/h)則塔底補(bǔ)充加熱蒸汽量為： D2=A+F2V1P1 =284+3191128710278 =3207(kg/h)現(xiàn)列醛塔的熱量衡算式： V1i7+D2I2+R1AcAtA+P1cP1tP1=(R1+1)Ai8+F2cF2tF2+qn式中 I2——醛塔加熱蒸汽含量，設(shè)為 （表壓）蒸汽，則I2=2684（kJ/kg） cA,cP1—分別為醛酒和次等酒的比熱，可以取 95%的酒精比熱，c A = cp1=[kj/()] tA,tP1——醛酒回流液和次等酒進(jìn)醛塔的溫度，可以取 tA = tpc =℃ i8——為 95%酒精蒸汽的熱焓， i 8=1166（kJ/kg） cF2——脫醛液的比熱，按 50%（v）酒精查得 c F2=[kj/()] tF2——脫醛液離開(kāi)溫度，即 50%（v）的沸點(diǎn) ℃取醛塔熱損失與醪塔相同，由上面公式可以醛塔操作的回流比： R1=(V1i7+D2I2+P1cptPAi8F2cF2tF2qn)/(Ai8AcAtA)帶入數(shù)據(jù)解得 R 1=醛塔的物料衡算和熱量衡算匯總于表 35. 精餾塔在精餾過(guò)程中雜醇油的量約為塔頂餾出酒精的 %，則雜醇油量 m0為：m0=%P=%14200=71(kg/h)雜醇油酒精約為塔頂取餾出酒精的 2%左右，在雜醇油分離器內(nèi)約加入 4 倍左右的稀釋水，分油后的稀酒精用塔底的蒸餾廢水經(jīng)預(yù)熱到 80℃，仍回入精餾塔，這部分稀釋酒精的數(shù)量為：部分蒸汽 H=2%P=2%14200=284(kg/h)部分稀釋酒精 H’=(1+4)Hm0=528471=1349(kg/h)表 35 蒸餾工段醛塔物料和熱量匯總表進(jìn)入系統(tǒng)物料(Kg/h) 熱量(kJ/h)項(xiàng)目 符號(hào)數(shù)量 符號(hào) 數(shù)量10 7醪塔來(lái)蒸汽精塔來(lái)次等蒸汽加熱蒸汽回流液累計(jì)V1P1D2 28710278320732195V1i7P1cP1tpD2I2R1cAtA 離開(kāi)系統(tǒng)物料(Kg/h) 熱量(kJ/h)項(xiàng)目 符號(hào) 數(shù)量 符號(hào) 數(shù)量10 7脫醛液醛酒上升蒸汽熱損失F2A31911284F2cF2tF2(R1+1)i8t8qn累計(jì) 32195 物料平衡式求 Ws（廢液）：F2+H’=P+P1+Ws+H則 Ws= F2+H’PP1H =31911+134914200278284 =18498(Kg/h)熱量平衡：F2cF2tF2+D3I9+H’cHtH+R2(P1+P)tPcP=(R2+1)(P1+P)i9+PtPcP+HiH+(D3+Ws)tW3+qn’式中 R 2——精餾塔回流比，這里取 331 / 54 I9——精餾塔加熱蒸汽焓， 表壓 I 9=2687(kJ/kg) cH——為雜醇油分離器稀酒精比熱，稀酒精濃度為： xH’=xH(Hm0)/H’=%(28471)/1349=%在酒精工業(yè)手冊(cè)附錄中查得其比熱為 （） %——為雜醇油酒精的重量百分濃度，與液相濃度 55%（v）相平衡 tP——成品酒精的飽和溫度 ℃ i9——塔頂上升蒸汽熱含量，i 9=1166kJ/kg iH——雜醇油酒精蒸汽熱含量，應(yīng)為:1496kJ/kg tW3——精餾塔塔底溫度，取 104℃ qn’——精餾塔熱損失，設(shè) qn’=2%D3I3將以上數(shù)據(jù)代入熱量衡算式中可以解得 D3=12491(kg/h)塔底排出的廢水量應(yīng)為： G6=WS+D3 =18498+12491=30989(kg/h)精餾塔物料和熱量衡算結(jié)果匯總于表 36.表 36 精餾塔物料和熱量衡算匯總表 進(jìn)入系統(tǒng) 離開(kāi)系統(tǒng)項(xiàng)目物料Kg/h熱量107 kJ/h項(xiàng)目物料Kg/h熱量107kJ/h成熟醪 31911 成品酒精 14200 加熱蒸汽 12491 次品酒精 278 部分稀釋酒精 1349 部分蒸汽 284 回流液 廢水量 30989 上升蒸汽 熱損失 合計(jì) 45757 合計(jì) 45757 酒精廠生產(chǎn)過(guò)程中的供氣衡算 蒸煮糖化和蒸餾工段蒸汽消耗和廢氣排放量的計(jì)算由前面的基礎(chǔ)計(jì)算有：蒸煮加熱器： D 1=D1’+D2’=5049+7347=12396(Kg/h)醪塔： D 2=35071 (Kg/h)精餾塔： D 3=12491 (Kg/h)共耗用蒸汽： D= D 1+ D2+ D3 =59958(Kg/h)產(chǎn)生的二次蒸汽：第二維持罐產(chǎn)生的蒸汽溫度：88℃，連續(xù)生產(chǎn)需要的氣量是穩(wěn)定的，從上面可以看出來(lái)，每小時(shí)需要新鮮空氣 59958 Kg/h，此外，醪塔，精餾塔底的廢醪量大，溫度高，可以利用蒸汽噴射泵將廢醪進(jìn)行真空蒸