淀粉原料酒精厂年产设计方案.docx

摘要3绪论3第一章设计目0¾任务及原则31.1 设计任务的意义31.2 设计规定和基本内容413设计指导思想41.4设计根据41. 5可行性汇报4第二章淀粉质原料酒精工艺流程设计52.1淀粉质原料酒精生产的流程52. 2预处理52. 3原料预处理流程62.4糖化工艺的流程62. 5糖化醪的发酵62. 6发酵成熟醪0蒸储和精储62. 7醛酯储分的回用技术72. 8蒸馈过程中酒精0¾员失7第三章酒精生产0物料衡算73.1酒精生产工艺技术指标73. 2工艺流程图83.3原料消耗计算83. 4根据规定实际原料耗算一览表123. 5生产设备有关计算133.6 生产设备一览表153.7 生产布置阐明16第四章经济核算164.1设备核算164. 2原料核算174.3电力供应核算184.4工人工资年度核算184.5酒精成品出厂核算184.6资金筹办1847参照文献18摘要根据要到达5000吨/年的酒精生产水平的规定设计其生产工艺，按照流程进行试验室生产，最终扩大为工业化酒精生产。在生产过程中根据老式工艺流程，在预处理、糖化、发酵，蒸储等方面进行合适0改善，选用较为先进0¾措施和设备，使原料和投入得到最大0运用，并以节省原料、减少生产成本、提高生产效率为原则,从而设计出到达IOOOO吨/年的酒精生产水平的最佳工艺。关键词：预处理糖化发酵蒸储在2023数年前，人类就开始酿造酒精。酒精生产技术深入发展始于20世纪50年代，50数年来，酒精工业在许多专家、学者和工程技术人员09努力下获得了众多科技成果，提高了酒精生产的技术水平，但总体发展势头平缓。近年来，在矿产能源日益枯竭和世界性能源危机的刺激下，燃料酒精（乙醇含量99.5%以上（vv）作为一种绿色可再生能源而拔地而起，使发酵酒精工业展现出前所未有的迅速发展历程，古老B¾发酵酒精工业在能源领域找到了自己的位置。生产燃料酒精的基础原料谷物（玉米、木薯等）、甘蔗等的大规模农业生产技术已完全成熟。生产燃料酒精的工艺发酵技术已从学习饮料酒精发酵蒸偶技术发展到独立0¾发酵、蒸储和脱水技术。在这个意义上讲，燃料酒精己具有作为独立的能源产业的社会基础和技术基础。本设计以玉米，红薯淀粉为原料，通过选择最优生产0工艺流程，重点运用物料守恒和能量守恒计算各工段消耗日勺物料和热量，以到达生产理想燃料酒精B目的。第一章设计目的任务及原则1.1设计任务的意义本文重要简介5000吨/年酒精厂发酵车间工艺设计日勺一种思绪，对酒精的生产工艺流程进行研究，其中包括酒精工艺流程及其论证，物料平衡和设备的计算及其选型，本设计采用先进的工艺流程对生产工艺、物料和能量0节省型和对重点工段0¾设备选型做了重点简介。同步，考虑系统的灵活性、经济性，及安全、环境保护规定，并减少交叉污染的几率等。根据酒精生产0特点对其构造布局进行合理设计，使得生产车间尽量紧凑、物料及能源输送距离尽量缩短，从而有效的节省资源、减少生产成本。本文针对酒精发酵特点进行物料衡算，对于酒精厂发酵车间进行了热量衡算，使得生产的各环节可以有效结合，便于提高能源0运用率。12设计规定和基本内容1）厂址选择的原则a.可靠地水源：水质，水量b.便利的交通：原材料，成品c.尽量靠近已经有0¾热、电源、劳动力市场和酒精销售区域，以充足获得企业协作B条件d.厂址地质耐力宜在20吨/平方米以上，可节省基础工程投资e.酒精厂的综合运用以及废料的处理及堆放场地。2）厂址选择成果综合多种原因，初步选择商丘郊区作为酒精厂的厂址。这样，原材料成本大大减少，同步产品又能及时的销往各中心都市，交通较为以便，远离居民区，是较为理想的选择。1.3设计指导思想1.3.1在设备方面，采用先进技术及机械化、自动化生产控制，提高劳动生产率,认真吸取和借鉴国内外多种产品生产0¾成熟新工艺,新设备，新技术。1.3.2在经济上，要做到合理运用资源，减少能耗，减少污染，保护环境，减少挥霍。1.3.3设计出来的酒精厂规定投资少、技术高、运行稳定、管理以便、环境好。最重要的一点是生产成本低。在工艺方面，力争合理性和先进性；1.4设计根据：1.4.1酿造酒工艺学课程设计指导书。1.4.2酿造酒工艺学课程设计任务书。1.4.3发酵工艺原理、发酵工厂工艺设计概论、及生物工程专业基础班理论书本等参照资料1.5可行性汇报：1.5.1项目内容本研究是对酒精生产0¾发酵生产工艺，物料衡算，经济核算等方面B¾内容。1.5.2项目提出的背景及建设必要性自中国改革开放以来，人民0¾消费水平不停提高，其中酒精0用量也大增。燃料酒精顾名思义其作用是充当燃料。当今世界一次燃料资源日益枯竭，大气中CO2等室温气体浓度的增大导致气候变暖，石油供应价格的波动，种种社会现象使人们不得不竭力寻求一种绿色可再生能源作为替代燃料。正是在这种状况下，燃料酒精当仁不让时成为了研究者的聚焦点。这个分子内具有氧的物质，有效地补充了汽油在油缸内燃烧外界供氧局限性的问题，此外又很好地处理了汽油的高辛烷值组分问题，“两好合一好”，使酒精（乙醛）的物理化学特性得以充足日勺发挥，同步又成功地缓和了尾气污染问题，使其在新兴能源队伍中的地位逐渐攀升。二十一世纪，燃料乙醇将会逐渐发展成为新能源的亮点，焕发出朝阳产业的无限生机。燃料酒精是优良的油品质量改良剂，或者说是增氧剂，是汽油日勺高辛烷值调合组分。添加燃料乙醇的汽油，国际上称为“增氧汽油”或“含氧汽油”，一般根据MTBE（甲基叔丁基酸）、酒精（乙醇）是单独使用或混合使用，有一系列灵活的配方,因此又称为新配方汽油。在汽油中加入10%的燃料酒精后，油品的含氧量可到达3.5%,汽油的辛烷值（我国的汽油标号）可提高近3个标号，又减少了油品的芳燃含量，抗爆指数大概增长了2个单位，汽车尾气中碳氢化合物、NOX和CO含量明显减少，减少幅度可以到达3035%,使油品的燃烧性能、动力性能和环境保护性能均得到了改善，具有明显的社会效益。1. 5.3设计范围1确定工艺流程及生产操作条件2.工艺及其重要设备（物料衡算、设备计算，总经济核算）3.绘制生产工艺流程图第二章淀粉质原料酒精工艺流程设计2.1 玉米和木薯都属于淀粉质原料，下面为淀粉质原料酒精生产的流程淀粉质原料除杂粉碎粉料加水调浆粉浆加-淀粉酶喷射液化V粉浆液化液加入糖化酶糖化取小部分加入酵母糖化醪A酒母,I加入酒精酵母进行酒精发酵COz一酒精发酵醪蒸储其他产品或杂质酒精从上述流程可见，淀粉质原料酒精生产是由原料预处理，原料B水-热处理（原料的蒸煮），糖化剂生产，糖化，酒母制备，发酵和蒸偏等工段构成日勺。下面分别对上述诸工段作详细的简介。2. 2.预处理淀粉质原料在正式进入过程前，必须进行预处理，以保证生产的正常进行提高生产的效益。预处理包括除杂和粉碎两个工序。2. 2.1原料的除杂2. 2.1.1除杂措施（筛选风选磁力除铁）2. 2.1.1气流-筛选分离器用于谷物原料除杂用。但凡厚度和宽度或空气动力学性质与所用谷物不一样0杂质，都可以用气流-筛选分离器将其分离。3. 2.1.2磁力除铁器铁质杂质一般用磁力除铁器来分离。磁力除铁器分永久性磁力除铁器和电磁除铁器两类。2.2.2原料0¾粉碎2.2.2.1粉碎措施干式：干式粉碎应采用粗碎和细碎。湿式：湿式粉碎是指粉碎时将拌料用水与原料一起加到粉碎机中去进行粉碎。2.2.2.2原料的输送（本设计采用气流输送）气流输送俗称风送。是运用气流管子中输送物料。它的简朴原理就是：固体物料在垂直向上0气流中受到两个力B作用，一种是向下的重力，一种是向上日勺推力，假如推力不小于重力，则物料被气流带动向上运动，从底部移到高位。举例：玉米和木薯进入接料器，它就被吸料管中的上升气流带动，从低位运送到高位，原料中的金属，泥土和石块等杂质，则因相对密度较大，不能为气流所带走而留在接料器底部或直接落在地上。2. 3原料预处理流程原4称倒4皮带殖W厚式粗射斗式提高机.料斗:细粉碎.吸风管旋风二离器粉料闭风机料斗加料器（绞龙）拌料预煮罐风机.布袋过滤器大气I细粉回收2.4糖化工艺流程蒸煮醪冷却至糖化温度；加糖化剂，使蒸煮醪液化，淀粉糖化，物料09巴斯灭菌；糖化醪冷却到发酵温度和用泵将醪液送往发酵或酒母车间2.5糖化醪的发酵酒精持续发酵工艺流程采用微生物培养和发酵过程是在一组罐内进行日勺，每个罐自身B¾多种参数保持基本不变，但罐与罐之间则并不相似，且按一定的规律形成一种梯度。2. 6发酵成熟醪的蒸储和精储酒精蒸馆精馈装置的操作流程:开机前对蒸储装置进行必要B¾试验开机停机蒸播操作控制参数进醪排糟和排废水加热方式2.7醛酯储分的回用技术杂醇油的分离流程为:精储塔液相取油冷却加水稀释分层I上层粗杂醇油A盐析A成品杂醇油下层谈酒回入精塔下部对应塔板2. 8蒸储过程中酒精的损失蒸储过程中酒精损失的总和是由酒糟，精储废水凝结气体带走的酒精及由于设备、管道和阀件不密闭导致0酒精散逸两大部分构成0¾。容许B酒精损失矢量是根据设备B生产能力和季节来决定的。损失也与设备运转的对的程度和操作人员的经验有关。为了减少损失，首先就要努力使供醪、供汽和供水到达稳定。第三章酒精生产的物料衡算3.1年产5000t酒精厂生产技术指标生产规模：5000T/年生产措施：双酶糖化、间歇发酵、三塔蒸像生产天数：300天/年酒精年产量：5000T酒精日产量：17.25T酒精时产：0.231875T,即231.875kgh副产品年产量：不得有次级酒精占酒精杂醇油量：为成品酒精量0¾0.5%产品质量：国标酒精（乙醇含量95%（VN）生产原料：3/4薯干原料（含淀粉65%、水分13%）、1/4玉米原料（含淀粉68%、水分11%）-淀粉酶的用量为8ug原料，糖化酶用量为150ug原料，酒酵母糖化醪用糖化酶量为300ug原料酸筱用量：7KgT（酒精）；浓硫酸（98%）用量（调PH）：5KgT（酒精）调浆时：料水比为1:3.5,调浆后粉浆温度为343k,每个粉浆罐B¾容积为5m2,径高比为1:1.5,锥形部分的高度为圆筒部分高度的1/3,交替使用。糖化醪91%作为生产糖化醪，9%作为酒母糖化醪，酒母糖化醪制备时，料水比为1:4.5。粉浆有关数值：粉浆比热为3.57kjkg.k,蒸煮B¾温度为416k,加热蒸汽的压力位5个大气压（表压），加热蒸汽的热焰为657.8×4.187kjkg,加热蒸汽的凝结水的热焰为143X4.187kjkg,整个蒸煮时间为2小时，最终一种后熟器0压力为0.5个大气压（表压），对应0温度为384k,气液分离器中糊化醪时比热为3.6kjkg.k.糊化醪的比重为1.085,糊化醪的比热为3.64kjkg.k0蒸煮锅后熟器规定;蒸煮锅和每个后熟器的容积相等，气液分离器装料量为50%,蒸煮锅、后熟器、气液分离器圆筒部分径高比为1:3。冷却器：正空冷却器有圆柱形部分和锥形部分构成，圆柱形部分的高度为直径的1.5倍，圆锥低角为45°。真空度维持在55Omm汞柱，对应温度340k,二次真气汽化热为558×4.187kjkg.k,二次蒸汽日勺比容为5.7«?kg,二次蒸汽B¾上升速度为0.8ms,醪液下降管的长度为IOnb垂直安装。糖化锅:糖化锅由圆柱形部分和球形部分构成，装料系数为7