【正文】 　文化娛樂：市區(qū)圖書館、檔案館、文化館、影劇院、影城、體育場、旅游館、公園、兒童樂園、保齡球館、少年宮、健身房、夜總會、酒吧、迪廳、演舞廳、桑拿、休閑廣場等文化娛樂休閑設施一應俱全?！　♂t(yī)療衛(wèi)生：市區(qū)擁有二等甲級醫(yī)院1所，二等乙級醫(yī)院2所，各類特色?？漆t(yī)院6所，衛(wèi)生科技人員2351人。旅游觀光：自然景觀有世界上最大的野生麋鹿保護區(qū)、全國少見的百萬畝灘涂濕地、林場森林公園、星羅棋布的鹽湖、傳說神奇的斗龍港、俯拾皆是海產(chǎn)品的東沙島、小海溫泉等；人文景觀有草堰的義阡寺、北極殿，白駒的施耐庵紀念館、劉莊的凈士院、小海的鎮(zhèn)海寺、珍跡墨寶鄭板橋書畫等。通過此設計將大學四年所學知識得以綜合運用，掌握工廠初步設計的能力，為今后從事此方面的工作打下一定的基礎。設計文件包括：。、選擇和闡述。設計圖紙包括：。木薯( Crantz )屬大戟科( Euphorbiaceae )木薯屬(Manihot Miller )植物，起源于熱帶美洲亞馬遜盆地南沿，巴西與玻利維亞邊境干濕交替的河谷地帶[9]。從經(jīng)濟的角度上考慮，糧食不太適合做酒精生產(chǎn)的原料。木薯相比其它原料有許多優(yōu)點：① 木薯的淀粉含量高在70%左右，與谷類作物的淀粉含量相差不大。③ 木薯畝產(chǎn)量較高，按淀粉產(chǎn)量計遠遠高于谷物類作物。⑤ 木薯在亞熱帶、熱帶地區(qū)四季均可種植，有利于全年供應原料。南陽混合酵母（1308）[4]。②細胞呈圓形，少數(shù)卵圓形。④繁殖速度快，具有較高的比生長速度。⑥對培養(yǎng)基的適應性強，耐溫、耐鹽和耐干物質(zhì)濃度的性能強。在很高或很低的溫度下，酵母的生命活動消弱或停止。在本設計中，酵母的培養(yǎng)溫度取300C。氫離子濃度能細胞原生質(zhì)膜膠體的電荷，影響營養(yǎng)物質(zhì)進入細胞的速度。酵母在pH2～8范圍之間能保持其生命活動，～5。～4，并保持一段時間，以達到消除細菌污染，在此期間酵母生長占絕對優(yōu)勢。但在酵母培養(yǎng)過程中，為使酵母能迅速繁殖需通入一定量的無菌空氣，以提高單位時間產(chǎn)生的能量，從而保證酵母迅速繁殖所需要的能量。生產(chǎn)中為保證其迅速繁殖，且得到發(fā)酵能力較強的酵母，一般采用不斷攪拌且定期少量通入空氣的方式。h)。糖化醪經(jīng)稀釋、消毒處理后加入首罐，同時加入酵母種液。酒母接種量為10%，總體培養(yǎng)時間為12h。采用錘式粉碎機對原料進行粉碎，最終達到原料顆粒80%能通過40目的篩子。②在一級升料管的接料器底部能將密度較大的鐵塊、石塊等雜物分離，從而保證篩子和設備較長時間的完好使用。④粉碎效率高，單位原料預處理消耗的總功率較低。隨溫度升高氫鍵減少，使淀粉顆粒中淀粉大分子之間的氫鍵消弱，造成淀粉顆粒的部分解體，形成網(wǎng)狀組織，粘度上升，發(fā)生糊化現(xiàn)象。本設計采用我國通用的塔式連續(xù)蒸煮工藝，一次加熱、連續(xù)蒸煮。連續(xù)工藝有罐式連續(xù)蒸煮、管道式連續(xù)蒸煮和塔式連續(xù)蒸煮。由于是連續(xù)蒸煮，可以縮短生產(chǎn)時間，提高生產(chǎn)效率，同時能更好的配合連續(xù)糖化和連續(xù)發(fā)酵的進行。采用外購糖化酶系有以下好處：①隨著酶制劑工業(yè)的發(fā)展，糖化酶生產(chǎn)已成為一個獨立的生產(chǎn)部門。②由專門廠家生產(chǎn)的糖化酶質(zhì)量較好且穩(wěn)定，發(fā)酵酶活大大高于液體曲。③由于采用外購的方式，可以省去大量的液體曲生產(chǎn)設備。(2)糖化工藝選擇目前連續(xù)糖化工藝采用較為廣泛，有混合冷卻連續(xù)糖化、真空冷卻連續(xù)工藝和二級真空冷卻連續(xù)糖化。蒸煮醪在進入糖化鍋前，在真空蒸發(fā)器內(nèi)瞬時冷卻至600C，產(chǎn)生大量二次蒸汽用于原料液的預熱處理。此外，冷卻是在密閉的空間中進行，空氣中雜菌的污染率降低。連續(xù)糖化工藝的特點：①采用此工藝，糖化醪在糖化鍋內(nèi)停留時間只需5～10min即可達到生產(chǎn)要求，因而連續(xù)糖化鍋都較小。從而可以節(jié)省大量電能。糖化液的冷卻采用集中的噴淋冷卻。目前酒精的發(fā)酵方式有間歇式發(fā)酵、半連續(xù)式發(fā)酵和連續(xù)式發(fā)酵。本設計采用順流式連續(xù)發(fā)酵工藝。遠遠高于通常情況下的間歇發(fā)酵。間歇發(fā)酵時，發(fā)酵醪中的酒精度達到4%以上酵母基本就停止了繁殖。③發(fā)酵周期短（約50h），發(fā)酵時間比間歇發(fā)酵縮短了近20%。④無需經(jīng)常對設備滅菌，目前連續(xù)發(fā)酵周期已超過200天，從而大量節(jié)省了蒸汽的消耗量。⑤連續(xù)發(fā)酵對可發(fā)酵糖的利用率較高；發(fā)酵終點時，成熟發(fā)酵醪（表22）中酒精度較高普遍能達到11%左右。如容易發(fā)生滑流和滯留想象，所以為保證生產(chǎn)的正常進行，連續(xù)發(fā)酵罐組一般取8～10只；易于染菌，一旦染菌會影響整個發(fā)酵罐組，且不易處理，一般采用加酸酸化或加抗生素或防腐劑的方法來預防雜菌污染。本設計中選用四塔蒸餾，其包括醪塔、排醛塔、精餾塔、甲醇塔。而四塔蒸餾，不僅能得到符合標準的食用酒精，而且得到的酒精質(zhì)量較高。相對于兩塔蒸餾，四塔蒸餾多了排醛塔和甲醇塔。甲醇塔又叫后餾塔，其目的是進一步精餾酒精。甲醇塔能將精餾酒中的甲醇進一步分離，同時除去一部分其他頭級雜質(zhì)。按一年生產(chǎn)320天計算，日產(chǎn)95%，折算成100%。目前，各級段的損失一般如下表31：表31 生產(chǎn)過程各階段淀粉損失生產(chǎn)過程損失原因淀粉損失（％）原料處理粉塵損失蒸　　煮淀粉殘留及糖分破化發(fā)　　酵巴斯德效應及發(fā)酵殘?zhí)前l(fā)　　酵CO２帶走蒸　　餾廢糟帶走等其它損失自然蒸發(fā)、設備遺漏總計損失%，故生產(chǎn)1000kg食用酒精實際淀粉消耗量為： 　　　 淀粉出酒率為：1000/=%，%達到國家現(xiàn)階段淀粉質(zhì)原料生產(chǎn)酒精的先進水平。淀粉漿經(jīng)二次蒸汽預熱到650C，再經(jīng)直接蒸汽一次加熱到1350C，蒸煮結(jié)束后由真空冷卻至630C進入糖化，并產(chǎn)生1050C的二次蒸汽。經(jīng)預熱后，蒸煮醪的量 采用200C 自來水調(diào)漿，并用1050C的二次蒸汽將粉漿預熱到650C，則蒸煮醪的量為： 　式中 —1050C蒸汽的熱含量（kJ/K）經(jīng)直接蒸汽加熱后，蒸煮醪的量 ，則蒸煮醪的量為：　　式中 —（kJ/K）經(jīng)汽液分離后的蒸煮醪的量 蒸煮醪進入后熟器時溫度約為1180C，再經(jīng)汽液分離后溫度降至約1050C，則此時蒸煮醪的量為：　　式中 —1050C飽和蒸汽的汽化潛熱（kJ/K）經(jīng)真空冷卻后，蒸煮醪的量 蒸煮醪經(jīng)真空冷卻器抽真空迅速由1050C降至630C，則最終蒸煮醪量為：　　式中 2351—630C飽和蒸汽的汽化潛熱（kJ/K）采用連續(xù)發(fā)酵，發(fā)酵結(jié)束后成熟醪量含酒精能達到11%（體積分數(shù)），%（質(zhì)量分數(shù)）。則生產(chǎn)1000kg95%食用酒精成品的有關計算如下：糖化酶的用量 若食用糖化酶的活力為20000u/g，使用量為150u/g原料，則糖化酶的消耗量為： 需蒸餾的成熟發(fā)酵醪量為： 不計酒精捕集器用水，則成熟發(fā)酵醪量為： 進入蒸餾塔的成熟醪乙醇濃度為： （質(zhì)量分數(shù)）發(fā)酵產(chǎn)生的CO2的量為： 進入發(fā)酵的發(fā)酵醪量為： 種子液接種量按10%計，則酒母醪量為： 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： 蒸煮醪的稀釋用水量為： =(kg)硫酸銨的用量 用于酒母培養(yǎng)基的補充氮源，%，則硫酸銨用量為： 硫酸用量 由基礎數(shù)據(jù)可知，每噸產(chǎn)品的硫酸耗用量為5kg廢醪液是進入蒸餾塔的成熟發(fā)酵醪減去部分水和酒精成分及其其他揮發(fā)性組分的殘留液。醪塔的物料及熱量衡算如圖31所示。%（質(zhì)量分數(shù)）。根據(jù)熱量橫算，則消耗的熱量為： 采用直接蒸汽加熱，則塔底排出廢液醪量為： 醛塔和精餾塔均采用直接蒸汽加熱，頂部溫度為800C，冷凝器最終冷凝溫度為420C。則生產(chǎn)1000kg95%食用酒精成品的有關計算如下：醛酒的產(chǎn)量 %3%，%，得醛酒量為：1000%=16(kg)生產(chǎn)1000kg酒精中成品酒精的量為：100016=984(kg)雜醇油產(chǎn)量 %%，%，則副產(chǎn)品雜醇油的產(chǎn)量為：1000%=4(kg)醛塔蒸餾需要的蒸汽量 700C的酒精溶液的比熱容為c=(kg則上升蒸汽量為： 殘留液量為： 帶入精餾塔的熱量 %酒精溶液的比熱容為c= KJ/(kg根據(jù)熱量橫算，則消耗的熱量為： 精餾塔排出的廢液量為： 由上述生產(chǎn)1000kg95%酒精的物料衡算結(jié)果，可求得50000t/a食用酒精廠總的物料平衡計算。表32 50000t/a木薯原料食用酒精廠物料衡算表物料生產(chǎn)1000kg95%每小時數(shù)量每天數(shù)量每年數(shù)量酒精物料量（kg)（kg）（t）（t）食用酒精次品酒精木薯原料需蒸煮粉漿成熟蒸煮醪糖 化 酶糖 化 醪酒 母 醪發(fā)酵成熟醪雜 醇 油二氧化碳硫 酸 銨硫 酸醛塔的廢醪精餾的廢水 淀粉漿量 由物料衡算可知。24=(t/h)。配料二次蒸汽耗用量 用200C水調(diào)漿，并用1050C二次蒸汽將原料漿預熱到650C，則二次蒸汽耗用量為： 　　　　　　式中 —蒸煮醪的比熱容[kJ/(kgK)]，由物料衡算可知 —1050C的蒸汽焓（kJ/kg） —630C的液體焓（kJ/(kg)預熱后蒸煮醪的量為： 蒸煮耗用蒸汽量 預熱后的蒸煮醪經(jīng)加熱器一次加熱到1350C后進行連續(xù)蒸煮，（表壓）蒸汽加熱（ kJ/kg）。將糖化醪在550C保溫50min，再加熱到760C進行巴斯德滅菌20min，再冷卻到240C后進行培養(yǎng)10h。24=(kg/h)醪塔蒸汽耗用量 由物料衡算可知每生產(chǎn)1000kg食用酒精，則每小時醪塔蒸汽耗用量為： 醛塔蒸汽耗用量 由物料衡算可知每生產(chǎn)1000kg食用酒精，則每小時醪塔蒸汽耗用量為： 精餾塔蒸汽耗用量 由物料衡算可知每生產(chǎn)1000kg食用酒精，則每小時醪塔蒸汽耗用量為： 甲醇塔提取的合格酒精量 %，即5kg。則得到合格的成品酒精為（溫度為800C）：　　甲醇塔蒸汽耗用量　，使塔底蒸餾液的溫度達到800C。蒸餾過程中蒸汽損失約1%，則蒸汽耗用量為：　　 　　則每小時蒸汽耗用量為：　　　　 由上述生產(chǎn)1000kg95%酒精的熱量衡算結(jié)果，可求得50000t/a食用酒精廠的總熱量平衡計算。表33 50000t/a食用酒精廠熱量衡算表使用蒸汽工序每小時消每噸產(chǎn)品消每天消耗量年消耗量耗量(kg/h)耗量(kg/t)(t/d)(t/a)調(diào)漿二次蒸汽蒸 煮酒母培養(yǎng)醪塔蒸餾醛塔蒸餾精餾塔蒸餾甲醇塔蒸餾總 計調(diào)漿用水量 ，則實際每小時調(diào)漿需水量為： 噴淋冷卻用水量 冷卻水進口溫度150C，出口溫度400C。則噴淋冷卻用水為： 式中 m糖—需冷卻的糖化液量，m糖=70%= c糖—[kJ/(kgK)]實際每小時噴淋冷卻用水量為： 蒸煮醪的稀釋用水量 ，則每小時用水量為： 發(fā)酵液體積為： 式中 —發(fā)酵液的相對密度發(fā)酵冷卻用水量 酒精發(fā)酵溫度為300C，為保證發(fā)酵溫度恒定需進行冷卻除去發(fā)酵熱。酵母連續(xù)發(fā)酵的發(fā)酵熱約為4100kJ/( m3h),需冷卻水的量為： 酒母培養(yǎng)工序中，糖化醪冷卻用水量 冷卻水進出口溫度各為150C、400C，則糖化醪冷卻用水量為： 酒母培養(yǎng)冷卻用水量 酒母培養(yǎng)溫度為300C，為保證酒母的正常生長用冷卻水除去呼吸熱。酒母擴大培養(yǎng)時的呼吸熱為12500kJ/( m3h),培養(yǎng)液體積為：247。1000=(m3)故需冷卻水的量為： 發(fā)酵及酒母培養(yǎng)的總耗水量為：①醛酒分凝器冷卻用水 設冷卻水的初溫=150C，且冷卻水以逆流串聯(lián)法是通過各分凝器，離開時終溫=700C。24=(kg/h)。則冷卻水消耗量為： ②醛酒冷卻用水 把醛酒從t2= 冷卻到t’2=250C，冷卻水食用t3=150C 的自來水，終溫為t’3=400C，逆流操作。精餾塔的物料和熱量流程示意圖見圖32。%的（）頭等雜質(zhì)進入排醛塔繼續(xù)處理，其余全部回流。則成品酒精冷卻用水量為： 式中 —95%酒精溶液800C時比熱容， kJ/(kgk) ⑥雜醇油分離稀釋用水量 采用氣相提取工藝，即在精餾塔以下2～6塊塔板抽提酒汽，經(jīng)冷凝冷卻，再用150C冷水稀釋至含酒精10%（體積分數(shù)），經(jīng)分離鹽析精制而成。根據(jù)工藝流程，并假設分離器和鹽析后提取的雜醇油占從精餾塔抽出總油的90%，其余10%隨淡酒回流入塔。相應的進入分離器的稀酒精雜醇油溶液量為： 式中，50%為雜醇油酒汽中乙醇的含量（體積分數(shù)）用150C的冷卻水將抽取的雜醇油酒汽（）冷卻至250C后進行分離鹽析，冷卻水出口溫度為400C。具體計算結(jié)果如表34所示。經(jīng)綜合利用 (如調(diào)漿使用冷卻水)后，每生產(chǎn)一噸酒精消耗的水低于100噸。本工藝采用多罐連續(xù)發(fā)酵法?，F(xiàn)取9只作為一個連續(xù)發(fā)酵組。實際使用的發(fā)酵罐數(shù)為：59=45（只）實際每天可處理發(fā)酵液量為：發(fā)酵