年产8万吨酒精工厂设计(蒸煮糖化车间)物料衡算
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年产8万吨酒精工厂设计(蒸煮糖化车间)物料衡算
1.
2、原料消耗的计算
(1)淀粉原料生产酒精的总化学反应式为: 糖化:
162 18 180 发酵:
180 46×2 44×2
(2)生产1000㎏国标食用酒精的理论淀粉消耗量(乙醇含量95%(v/v ),相当于%(质量分数)):
(3)生产1000㎏食用酒精实际淀粉消耗量:
生产过程各阶段淀粉损失
6
12625106)O H nC O nH O H C n →+(2
52612622CO OH H C O H C +→)
(2.162792/162%41.921000kg =⨯⨯
则生产1000㎏食用酒精需淀粉量为:
(4)生产1000㎏食用酒精薯干原料消耗量 薯干含淀粉65%,则1000kg 酒精薯干量为:
若为液体曲,则曲中含有一定淀粉量为(G1),则薯干用量为:
(5)α-淀粉酶消耗量
薯干用量:;а-淀粉酶应用酶活力为2000μ∕g ,单位量原料消耗α-淀粉酶量:8u/g 则用酶量为:
(6)糖化酶耗量
酶活力:20000u/g;使用量:150u/g
则酶用量:
酒母糖化酶用量(300u/g 原料,10%酒母用量):
式中67%为酒母的糖化液占67%,其余为稀释水和糖化剂. 两项合计,糖化酶用量为+=)(kg
(7)硫酸铵耗用量: 硫酸铵用于酒母培养基的补充氮源,其用量为酒母量的%,设酒母醪量为m,则硫酸铵耗量为:%⨯m
3、蒸煮醪量的计算
淀粉原料蒸煮前需加水调成粉浆(原料:水=1:2),则粉浆量为:
假定用罐式连续蒸煮工艺,混合后粉浆温度为50ºC,应用喷射液化器使粉浆迅速升温至105ºC,然后进入罐式连续液化器液化,再经115ºC 高温灭酶后,在真
)
(1799%55.9%1002
.1627kg =-)
(69.2767%651799kg =÷%65)1799(1÷-G )
(07.11)(1007.112000
8
1069.276733kg g =⨯=⨯⨯)
(76.20)(1076.2020000150
1069.276733kg g =⨯=⨯⨯)(78.220000
300
%67%1069.2767kg =⨯⨯⨯)
(07.83032169.2767kg =+⨯)()]
/([63.1)7.01(18.400K kg kJ B C •=-=
空冷却器中闪蒸冷却至63ºC 后入糖化罐。
干物质含量B0=87%的薯干比热容为:
粉浆干物质浓度为:
蒸煮醪比热容为:
式中 cw ——水的比热容[kJ/(kg ·K)]
(1) 经喷射液化器加热后蒸煮醪量为:+××(105-50)/-105×=(kg)
(2) 经第二液化维持罐出来的蒸煮醪量为:
式中:2253——第二液化维持罐的温度为102ºC 下饱和蒸汽的汽化潜热(kJ/kg )。
(3)经闪蒸气液分离器后的蒸煮醪量为:
式中:2271——95ºC 饱和蒸汽的汽化潜热(kJ/kg )
(4)经真空冷却器后最终蒸煮醪液量为:
式中:2351——真空冷却温度为63ºC 下的饱和蒸汽的汽化潜热(kJ/kg ).
4、糖化醪与发酵醪量的计算
设发酵结束后成熟醪量含酒精10%(体积分数),相当于%(质量分数)。并设
蒸馏效率为98%,而且发酵罐酒精捕集器回收酒精洗水和洗罐用水分别为成熟醪量的5%和1%,则生产1000kg 95%(体积分数)酒精成品有关的计算如下: (1)需蒸馏的成熟发酵醪量为:
F 1=1000×%÷(98%×%)×(100+5+1)÷100=(kg ) (2)不计酒精捕集器和洗罐用水,则成熟发酵醪量为:
(3)入蒸馏塔的成熟醪乙醇浓度为:
%
75.21)1004(871=⨯÷=B )]
/([63.318.4%)75.210.1(63.1%75.21)0.1(1011K kg kJ c B c B c w
•=⨯-+⨯=-+=)
(89772253
)
102105(63.39020.699020.69kg =-⨯-)
(55.88762271
)
95102(63.389778977kg =-⨯⨯-
)(84382351
)
6395(63.355.887655.8876kg =-⨯⨯-)
(3.11772%
1066.124781kg F ==质量分数)
(,/%56.76.12478%98%41.921000W W =⨯⨯
(4)相应发酵过程放出CO2总量为:
(5)接种量按10%计,则酒母醪量为m :
(6)糖化醪量 酒母醪的67%是糖化醪,其余为糖化剂和稀释水,则糖化醪量为:
5.废醪量的计算
设进塔的醪液(F1)的温度t1=70ºC,排出废醪的温度t4=105ºC;成熟醪固形物浓度为B1=%,塔顶上升酒汽的乙醇浓度50%(体积分数)即%(质量分数)。则:
① 醪塔上升蒸汽量为
② 残留液量为 ③ 成熟醪比热容为: ④ 成熟醪带入塔的热量为:
⑤ 蒸馏残留液固形物浓度为:
⑥ 蒸馏残留液的比热容为:c 2=(1-)=(kj /kg ) ⑦ 塔底残留液带出热量为:Q 4=WxCit 4=××105=×6
10(kj ) 查附录得50%(v )酒精蒸汽焓为i=1965kj /kg ,故有: ⑧ 上升蒸汽带出热量为:Q 3=×1965=×6
10(kj )
塔底采用(表压)蒸汽加热,焓为/kg ;又蒸馏过程热损失Qw 可取为传递
)
(9024644
%98%41.921000kg =⨯⨯)(2.11521010100902
3.11772kg =⨯++)
()
(1.12215%673.1034%
110902
3.11772kg =⨯++)(5.199918
.4756
.76.124781kg V =⨯
=)
(1.104795.19996.12478kg W x =-=[]
)/(96.3%)5.795.0019.1(18.4)95.0019.1(18.411
K kg kJ B c •=⨯-=-=)(1046.37096.36.1247861
111
kJ t c F Q ⨯=⨯⨯==%93.81
.10479%
5.7
6.12478112
=⨯==
x W B F B