【正文】 nQ)())(( ???????? 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 式中 R—精餾塔回流比一般為 3～ 4，取 3[11] I2—精餾塔加熱蒸汽熱 焓量 ， 絕對壓力， I2=2652(kJ/h) tH—為回流稀酒精進(jìn)塔溫度 tH=80℃ CH—為雜醇油分離器稀酒精比熱，稀酒精濃度為： x′H=[xH(H－ m0)]/H′=[%(－ )]/=%， 查得起比熱為 CH =（ kgH HH ???? = 2W2X2HPP2 CwtWDHiCtP39。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。 出塔酒精量為： P=5000%247。k）， Ce=（ kg 熱量衡算式： 11e11111111 )( nWWXFF QtCDCWiVIDtCF ????? 43 設(shè) CF1=（ kg y1—塔頂上升蒸汽中酒精濃度 [%（ W） ]， y1= ﹪。加熱蒸汽取 絕對壓力，則其熱焓量I1=2644kJ/kg。 已知 塔頂 75℃ ，塔底 85℃ 。=(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%。 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。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。1000=（ kg） 每小時(shí)耗量 ： 5000247。98） =(t) 實(shí)際年產(chǎn)次級(jí)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(jí)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。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。C 2K)] 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/(kg(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。設(shè)稀釋成 25%的稀糖液： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 4180（ 85%247。 98% (176247。90﹪ 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。 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： 9 9 .1 8 % ( m )0 . 7 9 1 8 )(10 . 7 8 9 39 . 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。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。 稀糖液的澄清 稀蔗糖溶液中的特定膠體物質(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 。該方法除了滅菌外，還可使糖蜜中的膠體絮凝，使糖液澄清。 (1) 化學(xué)滅菌法 化學(xué)滅菌法是采用化學(xué)藥品來殺滅雜菌的方法。 糖液的滅菌 糖蜜中常污染有大量雜菌，主要是野生酵母，白念球菌及乳酸菌等產(chǎn)酸菌，為保證稀糖液的正常發(fā)酵，除加酸提高糖液酸度抑制雜菌生長繁殖外，還必須對糖蜜進(jìn)行滅菌。工廠實(shí)踐和甘蔗糖蜜的組分表明，甘蔗糖蜜中缺乏的主要營養(yǎng)成分是氮素。加酸量與方法一般隨糖蜜的種類而異，甘蔗糖蜜稀釋時(shí)可直接加入稀糖液量 —%的濃硫酸，混合均勻即可。本工藝采用的是間歇稀釋法，也 是先將糖蜜由泵送入高位槽，經(jīng)過磅秤稱畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 重后流入稀釋罐，同時(shí)加入一定量的水，開動(dòng)攪拌器充分拌勻，即得所需濃度的稀糖液，經(jīng)過濾后可供酒母培養(yǎng)和發(fā)酵用 [5]。糖液濃度一般控制在 2225Bx。 稀釋糖蜜的濃度隨生產(chǎn)工藝流程和操作而不同，通常糖蜜稀釋的工藝條件為：單濃度流程稀糖液濃度 22%~25%， 雙濃度流程酒母稀糖液 12%~14%。目前中國糖蜜酒精工廠多采用連續(xù)稀釋熱酸法澄清處理糖蜜，把酸化、滅菌、添加營養(yǎng)鹽和澄清同時(shí)一道進(jìn)行。因此，在糖蜜稀釋的同時(shí)，必須進(jìn)行酸化、滅菌、澄清和添加營養(yǎng)鹽。 (4) 稀糖蜜和受到污染的糖蜜不宜過久貯存，以免造成糖分的過多損失。 (2) 為保證正常連續(xù)生產(chǎn)，常備有供一個(gè)月左右生產(chǎn)酒精用糖蜜量。 糖蜜的貯存 為了確保酒精生產(chǎn)線連續(xù)正常地進(jìn)行，酒精工廠的倉庫必需備有一定量的糖蜜。主要產(chǎn)于廣西、 云南、臺(tái)灣等亞熱帶地區(qū)。 (4) 設(shè)計(jì)盡 量 因地制宜 ，并且使其經(jīng)濟(jì)效益最大化，在各種設(shè)備選型中，合理考慮性價(jià)比和地區(qū)特性 [3]。 (2) 對自己 而言， 本次設(shè)計(jì)是對自己 在湖北理工 四年所學(xué)知識(shí)的一個(gè)綜合運(yùn)用和 分析，將 書本知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際的操作 中去，為 日后 的工作打下 夯實(shí) 的基礎(chǔ)。 本設(shè)計(jì)即酒精工廠的模擬設(shè)計(jì)為了設(shè)計(jì)出最理想的酒精生產(chǎn)流程以及工廠，在國內(nèi)具有廣闊的前景。 但是目前國內(nèi)酒精生產(chǎn)量不足以與消耗量相平衡，每年仍需進(jìn)口幾百萬噸酒精。兩個(gè)數(shù)相乘， 得出的 是一個(gè) 十分 可怕的數(shù)據(jù)。 酒精作為一種新能源，具有兩個(gè)明顯的優(yōu)勢：可再生能源，無污染燃燒。發(fā)酵 法生產(chǎn)酒精的能力將成為 衡量 國家經(jīng)濟(jì)實(shí)力的 一種標(biāo)準(zhǔn) 。如今能源 的 危機(jī)，以及農(nóng)業(yè) 的 蓬勃發(fā)展 ，都使得工業(yè)酒精產(chǎn)業(yè)的重新崛起 與 迅速發(fā)展成為必然。是一種重要的溶劑，能溶解多種有機(jī)物和無機(jī)物。 工藝上的設(shè)計(jì)為： 單濃度糖蜜進(jìn)行連續(xù)發(fā)酵 (其工藝 較為 簡單，并且易于操作 ）、 主要蒸餾工段采用差壓式二塔蒸餾機(jī)組 （ 能有效利用熱能 ）、 生石灰吸水法 ，通過物料衡算、設(shè)備選型計(jì)算、水電汽耗的計(jì)算等合理優(yōu)化設(shè)計(jì)生產(chǎn)工藝過程。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文） 題 目 ： 年產(chǎn) 3 萬噸酒精 廠 工藝 模擬設(shè)計(jì) 教 學(xué) 院： 化學(xué)與材料工程 專業(yè)名稱： 化學(xué)工程與工藝（生 物化工） 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 摘 要 本設(shè)計(jì) 是 年產(chǎn) 3萬噸酒精工廠模擬設(shè)計(jì)， 發(fā)酵原料為糖蜜 。本設(shè)計(jì)對酒精的工廠進(jìn)行了模擬計(jì)算和設(shè)備選型，力求理論和實(shí)踐相結(jié)合。 關(guān)鍵詞 ： 酒精工廠 ； 發(fā)酵法 ； 糖蜜 ； 蒸餾 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II Abstract This design is the annual output of 30,000 tons of alcohol factory analog design, the raw material for fermentation is the molasses. The alcohol factory is simulated and equipment is selected, and strives to the bination of theory and practice. Design of the process: continuous fermentation for molasses of single concentration (the process is relatively simple and easy to operate), the main distillation section use differential pressure distillation tower units (effectively utilizing thermal energy), the quicklime suction method, through material balance selection of equipment, loss of water and steam we can design the process. Key words: Alcohol factory； Fermentation； Molasses； Distillation 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） III 目 錄 摘 要 ...........................................................................................................I Abstract..................................................................................................... II 1 緒論 ................................................................................................................................ 1 產(chǎn)品介紹 ...........................