【正文】 作水壓為 （排壓），吸入口壓力為 MPa，氣體滲透量為 % 則 ① 不凝性氣體量 = （ ） +% 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 = = 其中 水中空氣溶解量 ② 噴射器引射系數(shù) == ③ 噴射泵排出的氣體量 = = /h 相當(dāng)于質(zhì)量流量 = = 蒸煮工段熱量平衡衡算 調(diào)漿罐分批操作，為保連續(xù)蒸煮的進(jìn)行此實(shí)驗(yàn)設(shè)置兩個(gè)調(diào)漿罐，每 30 分鐘輪換使用一次。 K） 成熟醪帶入塔的熱量 = 70= KJ 蒸餾殘留液固形物濃度 = = =% 蒸餾殘留液比熱容 = （ ） = KJ／（ Kg設(shè)醛酒量占成品酒精的確 2%，則生產(chǎn) 1000kg 成品酒精可得次品酒精量為： 1000 2 =20 kg 食用酒精產(chǎn)量 每生產(chǎn)出 1000kg 酒精，其食用酒精量為 : 1000（ 12％） =980(kg) 雜醇油產(chǎn)量 雜醇油量通常為酒精產(chǎn)量的 %～ %，取平均值 %，則淀粉原料生產(chǎn) 1000kg酒精副產(chǎn)雜醇油量為 : 1000 %=5 kg 廢醪量的計(jì)算 廢醪量是進(jìn)入蒸餾塔的成熟醪減去部分水的酒精成分及其他揮發(fā)組分的殘留液。 待發(fā)酵成熟醪量計(jì)算 由酒精生產(chǎn)工藝 設(shè)發(fā)酵結(jié)束后成熟醪量含酒精 10%(體積分?jǐn)?shù) )，相當(dāng)于%(質(zhì)量分?jǐn)?shù) ).并設(shè)蒸餾效率為 98%，而且發(fā)酵醪酒精捕集器回收酒精洗水分別為成熟醪量的 5%和 1%，則生產(chǎn) 1000Kg95%(體積分?jǐn)?shù) )酒精成品有關(guān)計(jì)算如下 : 需蒸餾的成熟發(fā)酵醪量 = = 不計(jì)酒精捕集器和洗罐用水，則成熟發(fā)酵醪量為： Kg 入蒸餾塔的成熟醪乙醇濃度為： (質(zhì)量分?jǐn)?shù) ) 相應(yīng)發(fā)酵過程放出二氧化碳 總量為： kg 接種量按 10%計(jì)，則酒母醪量為： 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 (kg) 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 : (kg) 成品與發(fā)酵醪量的計(jì)算 發(fā)酵成熟醪的蒸餾采用三塔半直接式蒸餾，餾液進(jìn)塔溫度為 70 ，粗餾塔底溫度為 105 ，成熟醪固形物含量為 %，塔頂上升蒸汽濃度為 55%（體積分?jǐn)?shù)），即 %（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），其熱焓值為 供熱量的 1%。 K)] 蒸煮過程中增加的水量 = = 式中 — 噴射液化器加熱蒸汽 ()的焓 (kJ/kg) 蒸煮醪量 =粉漿量 +蒸煮過程中增加的水量 =+= 真空冷卻后蒸煮醪量的計(jì)算： 蒸煮醪經(jīng)過后熟、氣液分離和真空冷卻后，由于降溫而引起大量水分蒸發(fā)，使醪液減少。 K)] 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 蒸煮醪比熱容為 : = [kJ/(kg 用柱式連續(xù)蒸煮工藝 ,混合后粉將溫度為 50℃ ,應(yīng)用噴射液化器使粉漿迅速升溫至 88℃ ,然后進(jìn)入柱式連續(xù)液化 ,再經(jīng) 115℃高溫滅酶后 ,在真空冷卻器中閃急蒸發(fā)冷卻至 63℃后入糖化罐 .如下圖所示： 玉米干物質(zhì)含量 88%，其比熱容為： [kJ/(kg原料中淀粉含量 % 所以 = = 耐高溫 α 淀粉酶消耗量 應(yīng)用酶活力為 20xxu/g 的 α 淀粉酶使淀粉液化 ,促進(jìn)糊化 ,可減少蒸汽消耗。 %= 淀粉出酒率為 1000247。 主原料用量計(jì)算： 生產(chǎn) 96%的酒精，淀粉的理論出酒率為 %，故理論上生產(chǎn) 1000kg96%酒精所需淀粉量為 1000 247。 則淀粉的理論出酒率 = 100 247。 酒精生產(chǎn)過程的物量和熱量衡算 原料消耗的計(jì)算 淀粉原料生產(chǎn)酒精的總化學(xué)反應(yīng)式為： 糖化： + n （ 1） 淀粉 162 水 18 葡 萄 糖 180 發(fā)酵： 2 + 2 C （ 2） 葡萄糖 180 酒精 46 二氧化碳 44 第二章 全廠物料衡算 15 由（ 1）和（ 2）式可求得生產(chǎn) 100kg 淀粉理論上可生成酒精的數(shù)量（ kg） = 2 46 100247。 3 成品、副產(chǎn)品以及廢氣、廢水、廢渣既酒精、雜醇油。 副產(chǎn)品：次級(jí)酒精（成品酒精的 2%） 雜油醇（成品酒精的 %） 原料：玉米（含淀粉 65%，水分 12%） 酶用量： α 耐高溫淀粉酶（ ）；糖化酶酶活力為 100000u/g,使用量為 220u/g 原料 硫酸銨用量： 硫酸用量： 蒸煮醪粉料加水比： 1: 發(fā)酵成熟醪酒精含量： 4%(V) 酒母醪接種量：糖化醪的 10%（ V） 酒母醪的組成： 67%為液化蒸煮醪， 33%為糖化劑與水 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 發(fā)酵罐酒精捕集器用水：發(fā)酵成熟醪 6% 發(fā)酵罐洗罐用水：發(fā)酵成熟醪的 % 生產(chǎn)過程淀粉總損失率： 10% 蒸餾效率： 98% 全年生產(chǎn)天數(shù) ： 300 天 全廠物料衡算的內(nèi)容 淀粉原料酒精廠的物料衡算包括兩部分，第一部分是生產(chǎn)過程全廠總物料衡算，主要計(jì)算內(nèi)容有： 1 原料消耗的計(jì)算，主要原料為薯干，其它原料有淀粉酶、糖化酶、硫酸、硫酸銨等。酒精生產(chǎn)廢水稀釋后經(jīng) SBR 處理，雖投資較大，運(yùn)行費(fèi)用較高，但也是可 以做到達(dá)標(biāo)排放。 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 污水包括酒精糟液、精餾廢水、設(shè)備洗滌水和工藝過程的冷卻水。 醛酯餾分：在精確鑄造物的生產(chǎn)中可作溶劑使用，也可送往專門工廠進(jìn)行再蒸餾，以濃縮醛類和酯類，同時(shí)獲得工業(yè)酒精。 雜油醇是酒精產(chǎn)量的 %%，為黃色液體或棕色液體。二氧化碳進(jìn)一步加工還用于食品冷藏、人工降雨及國防工業(yè)，如干冰、純堿。 二氧化碳為一種重要的工業(yè)原料。 酒精生產(chǎn)副產(chǎn)品的回收利用與污水處理 發(fā)酵法酒精生產(chǎn)的副產(chǎn)品主要有：發(fā)酵過程中產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w、酒精酵母和蒸餾過程中所排放的酒精糟液、雜醇油及醛酯餾分等。此設(shè)計(jì)中，采取三塔半直接式節(jié)能蒸餾：粗餾塔 |精餾塔 |脫醛塔。酒精大罐連續(xù)發(fā)酵占地面積小，投資少，操作方便，便于自動(dòng)控制等。 第一章工藝論證 11 通過以上三種方式的比較，考慮到本設(shè)計(jì)年產(chǎn) 10 萬噸，雖然半連續(xù)和連續(xù)發(fā)酵都易染菌，但是可以通過在發(fā)酵中控制好酸度或者添加抗生素抑制雜菌的生長。三種發(fā)酵方式的優(yōu)缺點(diǎn)比較如下： 各種發(fā)酵方法的優(yōu)缺點(diǎn)比較 發(fā)酵方式 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 間接式發(fā)酵 設(shè)備簡單，易于操作，不易 設(shè)備利用率低， 污染，適用于中小型酒廠 酵母消耗量大。這種糖化醪送入發(fā)酵罐，接入酒母后，在后者的作用下，醪中的糖被發(fā)酵生成乙醇和二氧化碳；而保存下來的糖化酶也不斷地將殘存的糊化了的淀粉轉(zhuǎn)化成可發(fā)酵性糖，就這樣酵母的酒精發(fā)酵和后糖化作用相互配合，最終將醪中的絕大的淀粉及糖轉(zhuǎn)化成乙醇和二氧化碳，這就是糖化醪發(fā)酵的目的。 糖化設(shè)備主要有：真空冷卻器、糖化罐、螺旋板式冷卻器。 Bx 糖化醪分析結(jié)果 外觀濃度 酸度 還原糖 PH 16176。酸化后的液體經(jīng)螺旋板式換熱器降溫至 5860℃，進(jìn)入糖化罐進(jìn)行糖化，同時(shí)加入糖化酶，溫度為 45 分鐘；糖化后的醪液由螺旋板式冷卻器冷卻到 2830℃，在將醪液送入發(fā)酵工序發(fā)酵。這一步是在酸化罐中加入硫酸進(jìn)行，同時(shí)加入 25℃的酒糟水，一方面降低料液的溫度，另一方面降低濃度易于發(fā)酵。 第一章工藝論證 9 混合罐 拌料罐 噴射液化器 后熟器 酸化稀釋 真空冷卻器 蒸煮柱 加熱器 糖化罐 發(fā)酵 螺旋板式冷卻器 高溫雙酶法液化糖化工藝 液化酶分段加入，好處是在蒸煮前加入一部分可降低醪液黏度，便于運(yùn)輸蒸煮。 如下圖所示：進(jìn)入混合罐的水有 50℃的熱工藝水（主要是用于蒸餾工段冷卻成品酒精的工藝水）、 80℃的酒糟水離心液、 50℃的蒸發(fā)工段的二次蒸汽冷凝液和100℃的酒精塔底部的余餾水。 糖化操作包括：糖化酶的添加，醪液的糖化和糖化醪的冷卻。 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 本設(shè)計(jì)采用柱式連續(xù)蒸煮工藝，廣泛的適用性和良好的生產(chǎn)參數(shù)。 原料的水熱處理 玉米組織細(xì)胞中的淀粉受細(xì)胞壁裹護(hù)，極難與淀粉酶作用，通過水熱處理，使粉料充分與水混合得到粉漿，粉漿加熱溫度升高。原料經(jīng)過粉碎后，可以增加原料的受熱面積，有利于淀粉顆粒的吸水膨脹、糊化，提高熱處理效率，縮短熱處理時(shí)間；另外，粉末狀原料加水混合后容易流動(dòng)運(yùn)輸。采用玉米作原料，在投產(chǎn)前必須先經(jīng)過破碎處理。 玉米清選后進(jìn)入錘式粉碎機(jī)，要求粉碎后的玉米粉通過 40 目的過篩率不少于 65%，因?yàn)樵谡糁筮^程中蒸煮溫度不高于 120125℃，時(shí)間較短，一般在 510分鐘。 . ⑥ 在酒精和 DDGS 生產(chǎn)工藝中，能源的多次利用，工藝路線的交叉，冷卻水的重復(fù)使用等使得節(jié)水效果明顯。 ④ 多效蒸餾技術(shù)，不但提高了產(chǎn)品質(zhì)量，熱能也得到了多次利用，節(jié)能效果明顯。 ② 酒糟離心液的回流節(jié)約了拌料用水和蒸汽，同時(shí)又使發(fā)酵性糖得以充分利用，提高了淀粉出酒率，也較好的平衡了酒精和 DDGS 的生產(chǎn)。先將酒糟用沉降式分離器分離為清夜和濾渣。 淀粉質(zhì)原料酒精生產(chǎn) 工藝流程 酒精生產(chǎn)工藝流程： ① 研磨：使液化更容易進(jìn)行； ② 液化：調(diào)漿，調(diào) PH 等參數(shù)，加酶，加熱糊化，液化淀粉； ③ 糖化：把淀粉或糊精轉(zhuǎn)化成糖； ④ 發(fā)酵：把糖轉(zhuǎn)化為酒精； ⑤ 蒸餾：把酒精從醪液中分離出來； ⑥ 分離：將液體和固體分開，再打回系統(tǒng)循環(huán)，固體用來作飼料； ⑦ 干燥：飼料干燥。 3 鍋爐用水：通常要求無固型懸浮物，總硬度和堿度應(yīng)盡可能低， PH在 25176。因其不與物料直接接觸，故只需溫度較低；硬度適中。通常要求具有弱酸性， PH 為 。耐高溫 AADY 含水分在 8%左右， 2042℃正常發(fā)酵， 3840℃正常生長繁殖最適 。液體曲的工藝流程如下： 原菌種 原料 空氣 斜面試管 配料罐 空壓機(jī) 小米或米曲汁試管 加熱器 貯氣罐 （兼冷卻） 孢子懸浮液 后熟器 油水分離器 種子罐 噴淋冷卻 冷卻器（去霧氣） 分配器 貯氣罐 培養(yǎng)罐 總空氣過濾器 液體曲 分空氣過濾器 空氣過濾器 液體曲生產(chǎn)工藝流程圖 本工藝中，酒母選用的是酒精活性干酵母，國產(chǎn)耐高溫 AADY 的生產(chǎn)菌株為YY 和 WT，耐酒精能力在 12%（體積分?jǐn)?shù)），適用于淀粉質(zhì)原料的酒精發(fā)酵。 4. 消毒劑 NaOH：碳酸鈉：漂白粉：水 = 1::10:100。 3. 硫酸銨 添加量為原料量的 %%。 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 1. 硫酸 添加量為原料量的 %%，以控制醪液 PH在 。 選用的輔料成分及特性如下： 名稱 水分 純淀粉含量 % 吸水量ｇ /kg 谷糠 230 麩皮 20 米糠 灰分 粗蛋白 9 151