【正文】 在論文的撰 寫過程中老師們給予我很大的幫助，幫助解決了不少的難點，使得論文能夠及時完成，這里一并表示真誠的感謝。 最后，我要特別感謝我的導師趙達睿老師、和研究生助教熊偉麗老師。感謝老師四年來對我孜孜不倦的教誨，對我成長的關(guān)心和愛護。 最后，我要感謝我的父母對我的關(guān)系和理解，如果沒有他們在我的學習生涯中的無私奉獻和默默支持，我將無法順利完成今天的學業(yè)。從他身上，我學到了許多能受益終生的東西。這期間凝聚了很多人的心血，在此我表示由衷的感謝。 首先非常感謝學校開設(shè)這個課題，為本人日后從事計算機方面的工作提供了經(jīng)驗，奠定了基礎(chǔ)。 本聲明的法律后果由本人承擔。 學位論文作者（本人簽名）： 年 月 日 學位論文出版授權(quán)書 本 人及導師完全同意《中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫出版章程》、《中國優(yōu)秀 碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫出版章程》 (以下簡稱“章程” )，愿意將本人的學位論文提交“中國學術(shù)期刊（光盤版）電子雜志社”在《中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫》、《中國優(yōu)秀碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫》中全文發(fā)表和以電子、網(wǎng)絡(luò)形式公開出版，并同意編入 CNKI《中國知識資源總庫》，在《中國博碩士學位論文評價數(shù)據(jù)庫》中使用和在互聯(lián)網(wǎng)上傳播，同意按“章程”規(guī)定享受相關(guān)權(quán)益。最后，我向四川理工學院生物工程學院的全體老師們再次表示衷心感謝：謝 謝你們，謝謝你們四年來的辛勤栽培！ 第三章 糖化設(shè)備的設(shè)計與選型 45 學位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的學位論文，是本人在導師的指導下進行的研究工作所取得的成果。吳老師豐富的專業(yè)知識、嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、精益求精的工作作風、誨人不倦的高尚師德對我影響深遠。同時，選擇 125 可供兩只眼睛窺視內(nèi)部。 第三章 糖化設(shè)備的設(shè)計與選型 41 槳式攪拌器 （不超過 100 ） ,每 醪液 功率。在罐底中心部位和靠近罐傾斜壁處各取一微小直徑的液柱，中心部位的液柱較深，但相對應(yīng)的加熱面積較小，而靠近罐傾斜壁處的液柱較淺，相對應(yīng)的加熱面積較大，因此在罐底原為較快發(fā)生氣泡將液體向上推而形成中心的液體向下自然循環(huán)，為節(jié)省攪拌動力消耗，罐底可以做成錐形?？倐鳠嵯禂?shù)可達。設(shè)計條件： 如前所述： 泵吸入蒸氣壓力為 （ 63 ）泵工作水壓為 （排壓），吸入口壓力為 Mpa。 真空冷卻氣液分離器圓柱部分徑高比為： 1: D 是根據(jù)二次蒸汽上升氣流速在 。相應(yīng)的進入分離器的稀酒精雜醇油溶液量 G2為： G2= 50247。 [（ 4020） ]=（ Kg／ h） ⑤ 雜醇油分離稀釋用水量 采用氣相提油工藝，既在精餾塔料板 2到 6塊塔扳抽出酒汽，經(jīng)冷凝冷卻，再用 20℃冷卻，再用 20℃冷卻稀釋至含酒精 10（體積分數(shù)）經(jīng)分離鹽析精致而成。 [（ 7030） ] =（ Kg／ h） ④ 精餾塔成品酒精冷卻水用量 成品酒精冷卻使用 20℃的深井水，根據(jù)熱量衡算，耗水量為： W4= 式中： CP－成品酒精比熱容設(shè)為 ／（ Kg據(jù)設(shè)計經(jīng)驗，醛塔回流比 R1=195，且查表得 95%酒精蒸汽的焓 i=1130KJ／ Kg，則冷卻水耗量為： W1=A R1 i/ = =（ Kg／ h） ② 醛酒冷卻用水 把醛酒從 t2=℃冷卻水到 t2=25℃冷卻水使用 TH2=℃的深井水，為 TH2=40℃，逆流操作，則每小時耗水量為： W2= = ()247。為安全設(shè)計，二次蒸汽減少 10%，則離開第二維持罐的醪液實際量為： =+10% = 蒸煮工段熱量衡算匯表 進入系統(tǒng) 項目 物料 kg/h 熱量 kg/h 符號 數(shù)量 kg 符號 數(shù)量kg( ) 粉碎原料 G G 拌料水 W 96723 W 加熱蒸汽 D DI(2748) 累計 離開系統(tǒng) 四川理工學院畢業(yè)設(shè)計 26 二次蒸汽 W WI(2351) 成熟醪液 W WI(2351) 累計 糖化冷卻工段物料和熱量衡算 這里計算的范圍是醪液進入真空冷卻器開始到經(jīng)螺旋板式換熱器冷卻到發(fā)酵溫度為止。 K） 塔底殘留液帶走的熱量 = 105= KJ 上升蒸汽帶走熱量 =上升蒸汽量 其熱焓值 = 1965= KJ 四川理工學院畢業(yè)設(shè)計 22 加熱蒸汽耗量 = = = kg 由于醪塔是使用直接蒸汽加熱，所以還需加上入塔的加熱蒸汽冷凝水。 醛酒產(chǎn)量 在醛塔取酒一般占成品酒精的 %～ 3%，在保證主產(chǎn)品質(zhì)量合格的前提下 ,醛酒量取得越少越好。 K)] 式中 — 水比熱容 [kJ/(kg α 淀粉酶消耗量按 8u/g 原料計算 . 用酶量為 :取 ，故消耗量為 糖化酶耗量：若所用糖化酶酶活力為 100000u/g,使用量為 220u/g， 則酶用量： = 此外 ,酒母糖化酶用量按 350u/g(原料 )、 10%酒母用量計： 硫酸銨的消耗量為 :1 硫酸消耗量為： 1 第二章 全廠物料衡算 17 蒸煮醪量的計算 根據(jù)生產(chǎn)實踐 ,淀粉原料連續(xù)蒸煮的粉料加水比為 1:,故粉漿量為 : (1+)=(kg) 蒸煮用水量 =原料量 加水比 = 蒸煮過程使用直接蒸汽加熱 ,在后熟和汽液分離器減壓蒸發(fā)、冷卻降溫 .在蒸煮過程中 ,蒸煮醪量將發(fā)生變化 ,故蒸煮醪的精確計算必須與熱量衡算同時進行 ,順而十分復雜 .為簡化計算 ,可按下述方法近似求解。 %= 酒精生產(chǎn)給各過程各階段淀粉損失如表所示 生產(chǎn)過程 損失原因 淀粉損失 備注 原料處理 粉塵損失 蒸煮 淀粉殘留 發(fā)酵 發(fā)酵殘?zhí)? 發(fā)酵 巴斯德效應(yīng) 發(fā)酵 酒氣蒸發(fā) 如加酒精捕集器此項則為 發(fā)酵 二氧化碳帶走 蒸餾 廢槽帶走 總計損失 由上表可知，整個酒精生產(chǎn)中，平均淀粉利用率在 %左右，所以每生產(chǎn) 1000kg 96%（體積分數(shù)）的酒精實際上需要淀粉量為： 247。 162 = 如果折算成 96%（體積分數(shù)）的酒精，因為 96%換算成質(zhì)量分數(shù)含量為 %（質(zhì)量分數(shù)）。 2 中間廠品，蒸煮醪、酒母醪、發(fā)酵醪等。這些污水可以用 SBR(序批式活性污泥法 )處理，它是一種按間接曝氣方式進行的活性污泥污水處理技術(shù)。主要用作溶劑、礦用浮選劑、半乳脂肪的測定試劑，還用作油漆、香料的原料等。酒精發(fā)酵產(chǎn)生的二氧化碳是食品工業(yè)，如飲料、汽酒等重要原料。它的優(yōu)點有以下幾條： ① 工藝技術(shù)合理、先進、塔數(shù)多、各塔分工細、雜質(zhì)除去機會多； ② 能源利用合理； ③ 自動化程度高； ④ 產(chǎn)品質(zhì)量高。同時考慮到對新型設(shè)備的利用，所以最終選用露天大罐連續(xù)發(fā)酵。 酒精發(fā)酵的方 式有三種：間歇式發(fā)酵、半連續(xù)發(fā)酵和連續(xù)式發(fā)酵。 Bx 6%8% 四川理工學院畢業(yè)設(shè)計 10 糖化工藝采取真空冷卻連續(xù)糖化。物料與硫酸、酒糟水 混合時間為 25 分鐘。上述各種水按比例拌料，溫度控制在 6065℃，廢水利用，可節(jié)省大量工藝水及蒸汽，降低生產(chǎn)成本， 6065℃拌料水同玉米粉一同進入拌料罐混合同時加入一部分液化酶、 NaOH 溶液及石灰乳。以下是其工藝流程： 原料粉碎 粉漿預(yù)煮（設(shè)定在 50℃左右） 加熱（直接蒸汽加熱 130140℃） 蒸汽 連續(xù)蒸煮 （后熟器后的溫度為 118℃） 氣液分離（從中流出的醪液溫度為 105℃左右） 真空冷卻（ 70℃左右） 二次蒸汽 送入糖化 蒸煮醪的糖化 玉米顆粒經(jīng)過水熱處理，成為溶解狀態(tài)的淀粉、糊精和低聚糖等，不能直接被酵母利用產(chǎn)生酒精，需加入一定數(shù)量的糖化劑，使溶解的淀粉、糊精、低聚糖等轉(zhuǎn)化為能被酵母利用的可發(fā)酵糖，這就是糖化的目的。原料采用干法粉碎，此法投資 少，占地少，操作簡單，粉碎度易于控制，還便于維修。玉米粉顆粒太大易使醪液夾生，不利于液化。 第一章工藝論證 7 ⑤ 設(shè)備優(yōu)良自動化程度高。清夜的 40%回流至液化和糖化工序，其余 60%的清夜經(jīng)多次有效蒸發(fā)器蒸發(fā)濃縮至濃漿，后者與濾渣混合進入干燥機內(nèi)干燥成高蛋白飼料添加劑（ DDGS），這樣不僅消除了酒糟濾液的污染還制得了 DDGS。時高于 7，含油量及溶解物等越少越好。 2 冷卻用水：蒸煮醪和糖化醪的冷卻，發(fā)酵 溫度的控制，需大量的冷卻用水。所謂酒母，就是將酵母菌擴大培養(yǎng)，獲得足夠數(shù)量酵母菌的酵母培養(yǎng)液，以供酒精第一章工藝論證 5 發(fā)酵之用。尿素用量為硫酸銨用量的 倍。 輔助添加量包括：酵母培養(yǎng)和糖化劑制備所需營養(yǎng)鹽，調(diào) PH所用酸類、洗滌劑、消毒劑、脫水劑等。在一定范圍內(nèi)，輔料用量大。玉米除了可以產(chǎn)生酒精之外，還可以得到植物玉米油及營養(yǎng)酒糟 （ DDGS）。因此，在利用淀粉原料生產(chǎn)酒精時，必須先進行糖化。 代謝產(chǎn)生的酒精可與水以任意比例混合，然后穿過細胞進入發(fā)酵液。 酒精作為一種原料性的產(chǎn)品，其產(chǎn)品質(zhì)量必須達到一定的標準。 目錄 I 目錄 摘要 .................................................. I 前言 ................................................. II 第一章 工藝論證 ....................................... 1 酒精生產(chǎn)的原料和輔助原材料 ................................... 1 酒精簡介及食用酒精的標準 ............................... 1 酒精發(fā)酵機理 ........................................... 2 酒精生產(chǎn)的原料 ......................................... 2 酒精生產(chǎn)的輔助原材料 ................................... 3 淀粉質(zhì)原料酒精生產(chǎn) ........................................... 5 工藝流程 ............................................... 5 原料的預(yù)處理 ........................................... 7 原料的水熱處理 ......................................... 7 蒸煮醪的糖化 ........................................... 8 糖化醪的發(fā)酵、蒸餾 .................................... 10 酒精生產(chǎn)副產(chǎn)品的回收利用與污水處理 .................... 11 第二章 全廠物料衡算 ............................ 13 酒精生產(chǎn)過程的總物料衡算 .................................... 13 原料消耗的計算 ........................................ 14 蒸煮醪量的計算 ........................................ 17 待發(fā)酵成熟醪量計算 .................................... 19 成品與發(fā)酵醪量的計算 .................................. 20 糖化車間抽真空量計算 ........................................ 23 蒸煮工段熱量平衡衡算 ........................................ 24 糖化冷卻工段物料和熱量衡算 .................................. 26 水平衡計算 .................................................. 28 第三章 糖化設(shè)備的設(shè)計與選型 ..................... 32 真空冷卻連續(xù)糖化設(shè)備計算 .................................... 32 真空冷卻氣液分離器 .................................... 32 水噴射真空泵 .....................................