年产10万吨的木薯酒精发酵工厂设计

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生物工程毕业论文年产10万吨的木薯酒精发酵工厂设计

生物工程毕业论文--年产10万吨的木薯酒精发酵工厂设计摘要酒精在人们日常生活以及科学研究等诸多领域都有很广泛的应用世界行业以及我国酒精行业都快速发展趋势Alcohol has very extensive application in a great deal of fields such as peoples daily life and scientific research The trades and alcohol trades of our country have fast development trends on earth in the world The output is increased progressively year by year The ability for producing alcohol of the fermented law will become the sign of a national economic strength The fermented law is mainly to utilize microorganism to have no oxygen to ferment it suck candy material likesugarcane sweet potato carbohydrate in the material such as the maize are turned into ethanol turn into alcohol This law raw material sources are abundant the environmental protection of the production process is worth popularizing in a more cost-effective manner Originally design the fermented workshop produced to alcohol to calculate with the selecting type of the apparatus strive to make the theory combine with practiceKeyword Alcohol Fermented law Fermented workshop一酒精的主要性质无色透明具有特殊香味的液体易挥发密度比水小能跟水以任意比互溶一般不能做萃取剂是一种重要的溶剂能溶解多种有机物和无机物外观与性状无色液体有酒香熔点 -1141 沸点 783 相对密度水 1 079 相对蒸气密度空气 1 159 饱和蒸气压 kPa 533 19 燃烧热 kJmol 13655 临界温度 2431 临界压力 MPa 638 辛醇水分配系数的对数值 032 闪点 12 引燃温度 363 爆炸上限 VV 190 爆炸下限 VV 33 溶解性与水混溶可混溶于醚氯仿甘油等多数有机溶剂酒精的主要用途酒精的用途按需求量多少可分为三方面用量最大的燃料酒精调制酒精饮料用的食用酒精化工医药用酒精1酒精是一种新能源其优势在于发酵酒精属于可再生能源乙醇不仅是一种优良燃料它作为一种优良燃油品质改善剂被广泛使用其优良特性主要有乙醇是燃油的增氧剂是汽油燃烧完全大大节能和环保的乙醇具有很好的抗爆性能乙醇是优于太阳能的一种生物转化能源是可再生资源2合理利用酒精可提高白酒质量充分利用酒精以提高白酒质量主要表现在降低邪咂味适量调制优质酒精借以冲淡杂质使酒味纯正香味突出2降低浑浊度勾兑酒精酒体纯净既卫生又安全而且透明度高加水不浑浊3酒精再医药方面的用途很广可作为大专院校及科研院所等的实验室以餐饮业的燃料可作为细胞生物学实验和研究使用的优良的固定剂和脱水剂可作为优良的防冻降温介质可作为燃料乙醛乙酸乙醚4酒精工业的副产品大型酒精企业除主要生产酒精外还有如下副产物优质颗粒饲料DDGS全价干酒精糟优质食用级CO2 CO2是发酵酒精相伴生产的数量最大的副产品高纯度食用级CO2除用做碳酸饮料外还有气体保护焊接药物萃取温室生产等方面有较广的用途玉米油玉米胚芽油是优质保健食品玉米小麦等为原料的大型究竟生产企业还可以生产玉米淀粉葡萄糖浆果糖浆玉米蛋白等杂醇油是某些食用香料的主要原料三世界酒精生产状况目前全世界酒精年产量约3394万吨其中美国和巴西的酒精产量占全球总产量的66美国巴西中国俄罗斯是世界酒精生产大国2001年中国酒精总产量已跃居第三位四我国酒精行业基本状况我国的酒精工业始于1900年黑龙江哈尔滨市建国前全国的总产量已居世界第三位我国酒精总产量还不到一万吨新中国成立后历经50年的发展初步形成了企业生产工厂设计科学研究人才培训综合利用检验检测产品销售等一个完整的酒精工业体系中国的酒精产量已增长到300万吨跃居世界第三其中年产5万吨以上企业10家3万吨的企业20家万吨以上的70家2000年我国政府燃料酒精规划的实施标志着中国酒精产业还要上一个台阶2003年吉林一期年产量30万吨大型燃料酒精企业的投产说明中国酒精生产能力已接近世界先进水平但有专家指出目前中国玉米燃料酒精生产企业需进一步提高的工艺环节包括干法脱胚制油中温双酶法糖化浓醪连续发酵多塔差温蒸馏废热多效真空蒸发CIP清洗系统等2001年中国酿造酒工业协会酒精分会开始创办专业刊物《酒精》说明中国酒精产业又开始了一个科研与生产相结合的新阶段五酒精工业发展趋势随着酒精工业的不断发展酒精工业已逐步从传统工艺的模式中解放出来广大工程技术人员都在努力研究和开发新工业新设备选育新的高产稳定的菌种由于世界范围内耕地面积都在不断减少以淀粉质原料生产酒精的比例也在减以糖蜜为原料生产酒精的比例却有明显提高具有关报道全世界酒精生产所用原料的各种比例为45石油裂解废气乙烯占0淀粉质原料占16亚硫酸盐纸浆液占7野生植物约占12这些数据表明将来的酒精生产原料可能以含有可发酵性工业废气物为主为了进一步提高酒精生产工艺各国的工程技术人员都在研究新型的酒精发酵方法如现在工业生产上应用的固定化细胞酒精发酵法耐高温活性干酵母法等新的发酵工艺再设备方面也有不少生产反应器出现如单罐连续搅拌反应器酒母回用连续搅拌反应器塔式反应器细胞固定化反应器等再新原料利用方面都有很大改进以上所提到的酒精生产工艺和设备再某些方面还存在不足之处但基本上反映了酒精工业今后的发展方向六酒精工业生产方法目前酒精工业的生产方法归结起来主要有两种类型一种是利用酒精酒母发酵生产酒精另一种是利用石油原料采用化学合成方法生产酒精我国农副产品资源丰富所以主要采用微生物发酵法微生物发酵法在采用不同发酵原料时生产酒精的工艺有所不同主要分为淀粉质原料酒精生产工艺糖蜜原料酒精生产工艺工厂废液及纤维素原料酒精生产工艺等常用淀粉质原料有薯类谷物类和某些含淀粉较多野生植物七酒精国家标准酒精质量标准是检验酒精蒸馏和管理水平的核心一个国家的酒精质量标准是这个国家酒精产业能力和水平的标志酒精质量国家标准是整个酒精企业生产活动的最主要的法规酒精质量是酒精企业的生命线不断提高酒精质量是企业永恒主题发酵法生产酒精的能力将成为一个国家经济实力的标志因为作为可再生能源的酒精在经历一个多世纪的发展中始终与能源密切相关特别是巴西从1975年就开始的甘蔗糖蜜为原料生产酒精的成功实践提醒各国政府10以上能源添加储备在自己的国土上现在可以说石油利用干乙醇发酵的谷物等原料都源于太阳能的储备发酵法生产乙醇比石油更有优势的地方是发酵法效率高原料年年种年年收不用像开采石油那样投资巨大根据当今农业酒精生产能力改造汽油发动机和柴油发动机的能力相信不久的将来一个良性循环的能源资源将更多的出现在世人面前物料衡算一100000吨淀粉原料酒精厂全厂物料衡算1 全厂物料衡酸的内容1原料消耗的计算主要原料为甘薯干其他原料有淀粉酶糖化酶硫酸氨硫酸等2中间产品蒸煮醪糖化醪酒母醪发酵醪等3成品副产品以及废气废水废渣即酒精杂醇油二氧化碳和废糟等2 工艺流程示意图生产工艺采用双酶糖化间歇发酵如图木薯料空气种子粉碎车间α-淀粉酶空压机斜面培养糊化车间糖化酶过滤器三角瓶培养酒母罐发酵车间蒸馏车间废糟酒精杂醇油3 工艺技术指标及基础数据1生产规模 100000吨年酒精2生产方法双酶糖化间歇发酵3生产天数每年300天4食用酒精日产量 33333吨5食用酒精年产量 100000吨6副产品年产量次级酒精占酒精总产量的27杂醇油量为成品酒精量的058产品质量普通三级酒精乙醇含量95 体积分数9甘薯干原料含淀粉769水分12910α-淀粉酶用量为8ug原料糖化酶用量为150ug原料酒母糖化醪用糖化酶量300ug原料11硫酸氨用量 7kgt酒精12硫酸用量调PH用 5kgt酒精4 原料消耗的计算1糖化 C6H10O5n nH2OnC6H12O6162 18 180发酵 C6H12O62C2H5OH 2CO2180 92 882 生产1000kg无水酒精的理论淀粉消耗量有上式可求的理论上生产1000kg无水酒精所耗的淀粉量为1000×163÷92 17609kg3生产1000kg三级酒精的理论淀粉消耗量普通三级酒精的乙醇含量在95体积分数以上相当于9241质量分数故生产1000kg普通三级酒精理论上须淀粉量为17609×9241 16272kg4 生产1000kg普通三级酒精实际淀粉消耗量实际上整个生产过程经历原料处理发酵及蒸馏等工序要经过复杂的物理化学和生物化学反应产品得率必然低于理论率据实际经验各阶段淀粉损失率如表所示表一生产过程各阶段淀粉损失生产过程损失原因淀粉损失备注原料处理粉尘损失 040 蒸煮淀粉损失及糖分损失050 发酵发酵残糖150 发酵巴斯德效应400 发酵酒汽自然蒸发与被CO2带走130 有酒精扑集器为030 蒸馏废糟带走等185 总计损失 955假定发酵系统设有酒精扑集器则淀粉损失率为855故生产1000kg普通三级酒精须淀粉量为16272 17793kg100-855这个原料消耗水平相当于淀粉出酒率为1000÷17793 562着达到了我国先阶段甘薯干原料生产酒精的先进出酒率水平5 生产1000kg普通三级酒精甘薯干原料消耗量据基础数据给出甘薯干原料含淀粉767故1吨酒精耗甘薯干量为17793÷767 23198kg若应用液体曲糖化工艺并设每生产1000kg酒精需要的糖化剂所含淀粉量为G1则淀粉原料需用量为17793-G1÷7676 -淀粉酶消耗量应用酶活力为2000ug的α–淀粉酶使淀粉液化促进糊化可减少蒸汽消耗量 -淀粉酶用量按8ug原料计算用酶量为23198×1000×8 928kg20007 糖化酶耗用量若所用糖化酶的活力为20000ug使用量为150ug原料则糖化酶消耗量为23198×100×0150 174kg20000此外酒母糖化酶用量按300ug原料计且酒母用量为10则用酶量为23198×10×70×300 244kg20000式中70为酒母的糖化液占70其于为稀释水和糖化剂8 硫酸氨耗用量硫酸氨用于酒母培养基的补充氮源其用量为酒母量的01设酒母醪量为G0则硫酸氨耗量为01G05蒸煮醪量的计算根据生产实践淀粉原料连续蒸煮的粉料加水比为133粉浆量为23198×133 997514蒸煮过程使用直接蒸汽加热在后熟器和汽液分离器减压蒸发冷却降温在蒸煮过程中蒸煮醪量将发生变化故蒸煮醪的精确计算必须与热量衡算同时进行因而十分复杂为简化计算可按下述方法近似计算假定用罐式连续蒸煮工艺混合后粉浆温度55℃应用喷射液化器使粉浆迅速升温至88℃然后进入连续液化器液化再经115℃高温灭酶后再真空冷却器中闪几蒸发冷却至63℃后入糖化罐其工艺流程图如图所示调浆桶液化维持罐维持罐灭菌维持罐汽液分离器真空冷却器喷射加热器图一粉浆连续蒸煮液化工业流程干物质含量B0 871的薯干比热容为C0 4181-07B0 163[kJ kgK ]粉浆干物质浓度为B1 87143100 203蒸煮醪比热容为C1 B1×C010-B1×CW203×16310-203×418366[kJ kgK ]式中 Cw水的比热容[kJ kgK ]为简化计算假定蒸煮醪的比热容在整个蒸煮过程维持不便1经喷射液化加热后蒸煮醪量为997514 997514×366×88-55 104811kg27489-88×418式中 27489喷射液化器加热蒸汽05Mpa的焓kJK2经二液化维持罐出来的蒸煮醪量为104811 –104811×366×88-84 104140 kg22883式中 22883第二液化维持罐的温度为84度下饱和蒸汽的汽化潜热 kJK 3 经喷射混合加热器后的蒸煮醪量为104140 104140×366115-84 109349 kg27489-115×418式中 115灭酶温度摄氏度2748905Mpa饱和蒸汽的焓kJK4经汽液分离器后的蒸煮醪量109349 - 109349×366115-1043 107442 kg2245式中 22451043摄氏度下饱和蒸汽的汽化潜热 kg5经真空冷却后最终蒸煮醪量为107442 - 107442×3661043-63 100208 kg2351式中 2351真空冷却温度为63摄氏度下的饱和蒸汽的汽化潜热 kJK6 糖化醪与发酵醪量的计算社发酵结束后成熟醪量含酒精10体积分数相当于801质量分数并设蒸煮效率为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1000kg95体积分数酒精成品有关的计算如下1F1 1000×9241 × 10051 ÷100 124477 kg98×801212477÷106 11771 kg31000×9241 756质量分数98×124774 CO2总量为1000×9241 × 44 902 kg98 665 接种量按10计则酒母醪量为11771902 ×10 11521 kg10010÷1006 酒母醪的70是糖化醪其余为糖化剂和稀释水则糖化醪量为11771902 11521× 70 12327 kg10010÷1007成品与发酵醪量的计算1醛酒产量在醛塔取酒一般占成品酒的123在保证主产品质量合格的前提下醛酒量取得越少越好设醛酒量占成品酒精的2则生产1000kg成品酒精可得次品酒精两为100×2 20 kg2普通三级酒精酒精产量每产生1000kg酒精其普通三级酒精产量为1000-20 980 kg 3杂醇油产量杂醇油通常为酒精产量的0307取平均值05则淀粉原料生产1000kg酒精副产杂醇油量为1000×05 5 kg4废醪量的计算废醪量是进入蒸馏塔的成熟发酵醪减去部分水和酒精成方及其挥发成分后的残留液此外由于醪塔是使用直接蒸汽加热所以还需加上入塔的加热蒸汽冷凝水醪塔的物料和热量蘅算如图所示醪塔 V1Q3 V1tF1Q1 1FC1tD1 Q4 Q4 D1t4Q1 1FC1tWx D1图二的物料和热量衡算设进塔的醪液F1的温度t1 70度排除废醪的温度t4 105度成熟醪固形物浓度为B1 75塔顶上升酒器的乙醇浓度50体积分数即4718质量分数则①醪塔上升蒸汽量为V1 12477× 756 1999kg4718②残留液量为Wx 12477-1999 10478 kg③成熟醪比热容为c1 4018× 1019-095B14018× 1019-09575396[kJ kgK ]④成熟醪带入的热量为Q1 F1×c1×t112477×396×703460000 kg⑤蒸馏残液固形物浓度为B2 F1×B1 12477×75 893 Wx 10478此计算是间接加热故没有蒸汽冷凝水的工艺⑥蒸馏残液的比热容为C240181-0378B2 403[Kj kgK ]⑦塔底残留液带出热量为Q4 Wx×c2×t410478×403×1054430000 kJ查附表得50体积分数酒精蒸汽焓为I 1965kJkg故有⑧上升蒸汽带出热量为Q3 V1×I199×19653930000 kJ塔底采用005Mpa表压蒸汽加热焓为26898kJkg又蒸馏过程热损失Qn可取为传热总热量的1根据热量衡算可得消耗的蒸汽量为D1 Q3Q4Qn-Q1I-cwt43930000×4430000-346000026898-418000 ×992199 kg若采用直接蒸汽加热则塔底排出废醪为Wx D1 104782199 12677 kg8100000吨年淀粉原料酒精厂总物料衡算前面对淀粉原料生产1000kg酒精95进行了物料平衡计算以下对100000吨年甘薯干原料酒精厂进行计算1日产普通三级酒精为100000÷300 33333t日产次级酒精为33333×2÷98 680t日产酒精总量为33333680 34013t实际年产量为普通三级酒精量为33333×300 100000ta次级酒精量为680×300 2040ta酒精总产量为1000002040 102040ta2日消耗量23198×34013 11835620kg年消耗量11835620×300 3550686kg淀粉酶糖化酶用量以及蒸煮粉浆量糖化醪酒母醪蒸煮发酵醪等每日量和每年量均可算出衡算结果见表15000吨年淀粉原料酒精厂物料衡算表数量物料生产1000kg95酒精物料量kg 每小时数量kg 每天数量t 每年数量t 普通酒精980 13917 334 100000 次级酒精20 2925 702 2106 甘薯干 23198 32962 7911 237329 α-淀粉酶928 193 0464 1392 糖化酶 2337 338 0811 2433 硫酸氨115 166 004 120 硫酸50 104 025 75 蒸煮粉浆997514 207815 49876 1496271 成熟蒸煮醪100208 208767 50104 150312 糖化醪12327 2568125 61635 184905 酒母醪 11521 24002 576 172815 蒸煮发酵醪12477 2599375 62385 187155 杂醇油 5 104 025 75 二氧化碳902 187917 451 13530 废渣12677264104 63385 190155二普通三级酒精发酵车间的物料衡算1酒精发酵工艺流程示意图酒精发酵采用淀粉原料双酶法糖化间歇发酵其工艺流程示意图如图一 2工艺技术指标及基础数据1酒精发酵工艺技术指标指标名称单位指标数生产规模ta100000 生产方法间歇发酵年生产天数da 300 产品日产量td 334 产品质量纯度95 倒罐率 1 发酵周期h 70 发酵初糖 kgm3 150 淀粉转化率98 糖酸转化率50 酒精提取率982主要原材料质量指标淀粉原料的淀粉含量为767含水143种子培养基gL 水解糖25甘薯干粉1620NH4SO405尿素05H2SO41012 4酵培养基gL 水解糖150甘薯干粉1620尿素03α-淀粉酶10接种量3酒精发酵车间的物料衡算首先计算1000kg纯度为95的酒精耗用的原材料及其他料量1V1 1000÷150×50×98×95143m3式中 150发酵培养基初糖浓度kgm350糖酸转化率98淀粉转化率98酒精提取率2以纯糖算 G1 V1×150 2148kg3 二级中液量V2 10×1432 1432 m34 二级种子培养液所需水解糖量G2 25V225×1432 358kg式中 25二级种液含糖量kgm35 生产1000kg普通三级酒精所需水解糖总量为G G1G22148358 21838kg6耗用淀粉原料量理论上1000kg淀粉转化生成葡萄糖量为111kg故理论上耗用淀粉原料量为 G淀粉 21838÷767×98261739kg式中 767淀粉原料含纯淀粉量98淀粉糖化转化率7尿素耗用量二级种液耗尿素量为03V2 03×1432 043kg发酵培养基耗尿素为05V1 6264kg故共耗尿素量为716045 759kg8二级种液耗用NH42SO4量05×1432 0716kg9种子液耗淀粉酶量为01×1432 1718kg10种子液H2SO4耗用量12×1432 1718kg100000吨年酒精厂发酵车间的物料衡算表物料名称每生产1吨酒精95的物料量100000吨年酒精生产的物料量每日物料量发酵液m3 143 1430000 476667 二级种液m3 143 143000 47667 发酵水解糖kg 2148 214800000 716000 二级种液培养用糖kg 385 3850000 1283333 水解糖总量kg 21838 218380000 72793333 淀粉kg 261739 261739000 87246333 尿素kg 759 759000 2530 硫酸氨kg 0716 71600 23867 α-淀粉酶kg 1432 143200 47733 硫酸kg 1718 171800 57267三 100000吨酒精发酵车间水衡算采用间歇发酵过程从糖化锅内分出糖化醪到酒母培养罐需要加入水进行稀释1 酒母糖化醪稀释用水补充60℃温水与用作酒母的糖化醪应满足发酵接种量10的需要因此补充水量为m1 93G110-7G1483299310-74832911116 kgh式中 93淀粉原料加入发酵锅的量7淀粉原料加入种子液中的量10接种量48329淀粉质原料耗用量kgh2 酒母糖化醪杀菌后冷却水用量为m2 m糖化醪366× 80-27418× 25-17256812×5366×53418×1866210 kgh式中 2568125糖化醪用量kgh366蒸煮醪比热容[kJ kgK ]418水的比热容[kJ kgK ]80杀菌温度℃27冷却后温度℃17冷却水进口温度℃25冷却水出口温度℃3 酒母培育冷却水用量m3 Q3[418×25-17]85900418×8256878 kgh式中Q3酒母培育反应热 kJh418水的比热容[kJ kgK ]25冷却水出口温度℃17冷却水进口温度℃4 发酵过程冷却用水m4 Q2[418× 27-20 ]752000418×7257006 kgh式中 Q2发酵生物反应热[kJ kgK ]418水的比热容[kJ kgK ]27冷却水出口温度℃20冷却水进口温度℃5 酒精捕集器用水m5 5F÷ 1155×208767÷10698475 kgh式中 F成熟醪量 kgh5酒精捕集器回收酒精洗水占熟醪量的比例6 洗罐用水量m6 1F÷ 115001×208767÷10619695 kgh式中 1洗罐用水占熟醪量的比例二设备计算与选型一1 生产能力数量和容积的确定1发酵罐容积的确定随着科技的发展生产发酵罐的厂家越来越多现有的发酵罐容积量系列如510205075100120150250500m3等等究竟选多大容积的好呢一般来说单罐容积越大经济性能越好奉献就也越大要求技术管理水平也越高另一方面属于技术改造适当扩建的项目考虑原有的规模发酵罐的利用和新增发酵罐的统一管理可取与原有发酵罐相同的容积而新建的单位和车间应尽量减少设备数量在技术管理水平永许的范围内尽量取较大容积的发酵罐现取200m32现每天生产95纯度的酒精334吨酒精发酵周期为70小时包括发酵罐清洗灭菌进出物料等辅助操作时间则每天需糖液体积为V糖每天产纯度为95的普通三级334吨每吨酒精需糖液为123271080 114m3V糖 114×334×95361722m3发酵罐的填充系数为08509现取ψ 09则每天需要发酵罐的总容积为V0发酵周期为70小时V0 V糖ψ3617220940191m33计算发酵罐容积时有几个名称需明确装液高度系数指圆筒部分高度系数封底则与冷却罐辅助设备体积相抵消公称容积是指罐的圆柱部分和底封头容积之和并圆整为整数上封头因无法装液一般不计入容积罐的全容积是指罐的圆柱部分和两封头容积之和现取单罐公称容积为1100m3厌氧发酵罐则需发酵罐的个数为n1n1 V0tV总ψ×2440191×701100×09×2412个取公称容积1100m3发酵罐11个实际产量验算1100×0912 × 300 10718797吨年114 7024富裕量为 10718797-100000 719能满足产量要求1000002 主要尺寸的计算现按公称容积1100m3的发酵罐计算H 15D h上 012D h下 009DV全 314D2 Hh上3h下341100 314D2 15D 012D3 009D340D 96mH 144m h上 1152m h下 0864mV全 0785×962 1441152086411876m34 总表面几计算罐体圆柱部分表面积A1 πDH314×96×14443407 m3罐顶表面积 A上πR R2h上2 12314×962× 48208642 735m2罐底表面积 A下πR R2h下2 12314 ×962× 48211522 744m2罐体总表面积 A总 A1 A上 A下43407735744 58197 m2 3 冷却面积和冷却装置主要结构尺寸1 冷却面积的计算A QK×Tm式中 Q发酵反应热 kghK总传热系数 kg mhTm冷却水的温差其中 Q Qa-QbQc式中 Qa生物反应热kJQb蒸发损失热kJQc罐壁向环境散热kJ其中 Qa msq1155000×4186×14835000 kJh式中 m每罐糖液质量 kgs糖度降低百分值q每千克麦芽糖放出热量4186kJQb 5 Qa005×4835000 241750 kJhQc 10 Qa01×4835000483500 kJh所以 Q Qa-QbQc4835000-2417504835004109750 kJh2W QCwT2- T1410975041827-20140456 kgh式中 Q发酵生物反应热 kJhCw水的比热容[kJ kg℃T2冷却水出口温度℃T1冷却水进口温度℃3Tm 30-20-30-272330-2030-27583℃4 传热总系数K值确定选取蛇管为水煤气输送管规格为5360mm则管的横截面积为0 785×0052 00022m2设管内同心装两列蛇管并同时进冷却水则水管内流速为 v W3600×10×00022×1000177ms设蛇管圈直径为4m由水温表查得水温20℃时常数A 645 K1 4186A ρv08 1177DRD074186×645×177×100008 1177×005320 0530787585kJ m2h℃式中ρv为质量流速K2按经验取2700 kJ m2h℃所以总传热系数为1 K1 1 00035 1K1 K2 188 167501187585127000003518811675021786 kJ m2h℃式中 188钢管的导热系数kJ m2h℃116750管壁水污垢层的热阻 m2h℃ kJ00035管子壁厚m4 冷却面积和主要尺寸A QK×Tm410975021786×5833236 m2两列蛇管长度L AπDcp3236314×0056518237m式中 Dcp蛇管平均直径00560 m每圈蛇管长度l [ πDp 2hp2]12[ 314×6 20152]121884 m式中 Dp蛇管圈直径6 mhp蛇管圈之间距离015 m两列蛇管总圈数Np Ll182371884968 圈取97圈两列蛇管总高度H Np-1hp97-1×015144 m5 设备材料的选择发酵设备的材质选择优选考虑的是满足工艺要求其次是经济性本设备采用A3钢制作以降低设备费用6 发酵罐壁厚的计算1 SS PD C cm2[σ]ψ-ρ04×960 0182×127×08-04207cm 取S 21cm式中 P设计压力取P 04MPaD发酵罐内径 D 96 m[σ] A3钢许允应力 [σ] 127 MPaψ焊缝系数 051之间取ψ 08C壁厚附加值 cmC C1C2C3其中 C1钢板负偏差 01313取C1 08mmC2腐蚀余量单面腐蚀取C2 1 mmC3加工减薄量冷加工取0所以 C 081 18 018cm2 封头厚度S PD C cm2[σ]ψ-ρ04×960 0282×127×08-04 217 cm 取S 22 cm式中 P设计压力取P 04MPaD发酵罐内径 D 96 m[σ] A3钢许允应力 [σ] 127 MPaψ焊缝系数 051之间取ψ 08C壁厚附加值 cmC 0811 28 mm 028 cm7 接管设计1 h设计不保温接管长h 150 mm2接管实装醪 1100×09 990m3设5小时排空则物料体积流量为Q 9905×36000055 m3s发酵醪流速取v 1ms则排料管截面积为F物 QV00551 0055 m2管径 d F物078512005500785120837 m取无缝钢管 133×4进料管同排料管取无缝钢管 133×48 支座选择对于75 m3上的发酵罐由于设备总重要较大应选用裙式支座本设计选用裙式支座锥形发酵罐个数 12 全容积 m3 1100装料系数 09 直径m 96 圆筒高m 144 上封头高m 0864 下封头高m 1152 材料 A3 筒厚cm 21封头厚cm 22 接管直径cm 12 接管长度cm 15 支座m 裙式支座冷却方式蛇管冷却蛇管直径mm 53 蛇管间距m 015 蛇管圈数 97 蛇管总高度m 144蛇管圈直径m 6二1 种子罐容积和数量的确定V种 V液×101100×09×1099 m3式中 V液为发酵罐中发酵液的量10接种量取公称容积为100 m3的通用式发酵2 种子罐个数的确定种子罐与发酵罐对应上料发酵罐平平均每天上3罐需种子罐3个种子培养时间1220小时取12小时辅助操作时间810小时生产周期约2020小时3 主要尺寸的确定设 HD 21V全πD22×2D2×π24×D3 100算得 D 3006 取D 31 m则 H 2D 62 m校核种子罐总容积V总 2 V封 V筒10018 m3比需要的种子罐容积大满足设计要求4 冷却面积计算采用夹套冷却1Q总 4186×1100×09×1080×10×7070447567 kJh式中 4186每千克麦芽糖放出的热量kJ230发酵罐的总容积 m3085装料系数1080发酵醪密度 kgm310接种量70发酵醪中麦芽糖含量70发酵时间t2夹套传热系数在418×150250之间取K 418×250 kJ m2h℃3 平均温差种子培养温度30℃水初温20℃水终温25℃Tm 30-2030-25265 ℃4 需冷却面积F Q总K Tm447567418×250×65659 m25 核算冷却面积静止液体浸没筒体高度H0 V封-V封S罐S夹 S筒S封1317S夹 F 可满足工艺要求5设备材料选择6壁厚计算对带夹套的容器应按外压容器计算壁厚考虑到冷却水压力与容器内的压力有不同的存在情况取水压容器外压1 用计算法求夹套内的壁厚S D[ mlp 26ED ]04 C310×[ 3×04×620 26×200000×310 ]04018227018246cm式中 D公称直径31mm外压容器稳定系数M 03E金属的强性模量 E 200000MPaP设计压力 P 04 MPaC壁厚附加值 C C1C2C3 008010 018 cmL筒体长度 L 620 cm2封头厚度对上封头查表δ封 22 cm对下封头查表δ封 24cm3冷却外套壁厚由夹套直径与筒体直径关系 3000≤3100内≤4000 D套 D内20031002003300mm查表确定外套壁厚δ套 11 mm4外套封头壁厚查表取δ套封 13 mm7设备结构的工艺设计1档板根据全档板条件 BD×Z 05式中 B挡板宽度 B 01D 01×3100 310 mmD罐径 D 3100 mmZ挡板数Z 05×DB05×31003105 取Z 6块2搅拌器种子罐采用六弯叶涡轮搅拌器它有公认的尺寸标准直径 Di 03035D 取Di 03D 03×3100 930 mm叶片宽度 h 02 Di 02×930 186 mm盘径φ 075 Di 075 ×930 6975mm弧长 r 035 Di 035×930 3255 mm叶弧长 l 025 Di 025×930 2325 mm搅拌器间距ξ Di 930 mm底距 b D3 9303 310 mm搅拌器的转速根据50L罐470rmin 使用pv为基准放大50L罐N1 470 rmin 搅拌直径Di 112 mmN2 N1D1D223470 ×11293023115 rmin9搅拌器轴功率计算1计算RemRem D2Nρμ0932×19 ×10800001591116000 10000是为湍流式中 D搅拌直径 D 930mmN搅拌器转速 N 11560 19rsρ醪液密度ρ 1080kgm3μ粘度 comm22 计算不通气时搅拌功率P0 NpN3D5e。

年产10万吨啤酒工厂发酵车间设计_课程设计任务书

课程设计说明书题目：年产10万吨啤酒工厂发酵车间设计专业课程设计任务书设计题目：年产10万吨啤酒工厂发酵车间设计学号：学生姓名：专业：指导教师姓名：系主任：一、主要内容及基本要求主要内容：1．拟在湘潭市西郊羊牯塘选择厂址新建年产10万吨啤酒工厂2．设计范围：以发酵车间为主体设计，只做初步设计。

3．以生产工艺（流程）设计为主导，为其它配套专业（如全厂总平面、土建、采暖通风、水电、环保、行政管理、技术经济与概算等单项工程设计）提供设计依据和提出要求，兼顾非工艺设计。

基本要求：生产方案和平面布局合理，工艺流程设计和设备选择及生产技术经济指标具有先进性与合理性，工艺计算正确，绘图规范，综合指标达到同类工厂先进水平，“三废”环保符合国家有关规定。

二、重点研究的问题生产工艺流程的选择和设计；物料衡算；发酵主车间布置设计以及专业设备选型。

三、进度安排（指导教师填写）四、应收集的资料及主要参考文献（指导教师填写）[1]管敦仪主编，啤酒工业手册（上）[M]. 轻工业出版社，1985：69-346[2]管敦仪主编，啤酒工业手册（中）[M]. 轻工业出版社，1985：33-108[3]管敦仪主编，啤酒工业手册（下）[M]. 轻工业出版社，1985：12-207[4]张学群、张柏青,啤酒工艺控制指标及检测手册[M]. 中国轻工业出版社，1993[5]刘芳，啤酒工业废水治理技术研究[J]. 酿酒科技，1999,（9）：47-51[6]吴延东，啤酒工厂糖化设备的组合比较[J]. 酿酒科技，2002,（1）：33-37[7]李大勇，啤酒工厂糖化工艺选择[J]. 酿酒科技，2002,（3）：22-30[8]王坚，啤酒高浓度发酵工艺技术要点[J]. 山西食品科技，2000（5）：58-63[9]乔玉胜，啤酒麦汁一段冷却新技术[J]. 酿酒科技，2001, (2)：20-24[10]无锡轻工业学院，轻工业部上海轻工业设计院组编，食品工厂设计基础[M]. 中国轻工业出版社，1992：8-262[11]中国食品发酵工业研究院，中国海诚工程科技股份有限公司，江南大学主编.食品工程全书（第三卷）食品工业工程[M]. 中国轻工业出版社，2005[12]P.F.斯坦伯里，A.惠特克.发酵工艺学原理[M]. 中国医药科技出版社，1992[13]王念春.啤酒厂自动化控制方案的设计与实现[J]. 测控自动化，2004.1[14]郑岳传. 现代化啤酒厂设备的选择[J]. 食品与发酵工业，2001, 5：75-84目录第一章总论1.1 设计的任务及要求 (1)1.2 设计依据和原则 (1)第二章厂址选择及布置2.1 厂址选择 (2)2.2 各类建（构）筑物的布置 (2)第三章发酵车间工艺流程3.1 工艺流程说明 (4)3.2 发酵生产工艺流程图 (7)第四章物料衡算4.1 基础数据 (8)4.2 100kg原料生产12o P淡色啤酒物料衡算 (8)4.3 生产100L 12o P淡色啤酒物料衡算 (9)4.4 年生产10万吨12o P浅色啤酒物料衡算 (9)第五章设备的设计与选型5.1 发酵车间主要设备 (11)5.2 设备选择5.2.1 发酵过程采用微机控制系统进行分布式控制 (12)5.2.2 过滤设备 (12)5.2.3 3CIP系统 (13)5.2.4 酵母系统 (13)5.2.5 关于缩短传统发酵周期的设备组合 (13)5.2.6 配备高浓稀释设备 (13)第六章环境保护及综合利用6.1 环境保护6.1.1 执行标准 (14)6.1.2 污染物及治理方法 (14)6.2 副产品的综合利用 (14)参考文献 (15)第一章总论1.1 设计的任务及要求设计题目：年产10万吨啤酒工厂发酵车间设计设计内容：认真完成年产十万吨啤酒厂吨啤酒厂的基本设计工作，计划将厂址选在湘潭市西郊，本设计的重点是发酵车间。

年产10万吨酒精生产加工项目

目录一、项目名称及提出背景二、市场预测分析三、产品方案与生产规模四、工艺技术初步方案五、原材料、燃料和动力供应六、建厂条件和厂址初步方案七、公用工程和辅助设施初步方案八、环境保护九、工厂组织机构及定员十、总投资估算与资金筹措十一、财务评价十二、结论一、项目名称及提出背景1.1 项目概况1.1.1 项目名称：年产10万吨燃料酒精生产加工项目1.1.2 项目建设地点：省新民经济开发区省新民经济开发区始建于1992年7月，2006年5月被国务院批准为省级开发区，享有省级开发区政策。

规划面积为23平方公里，地处中部城市群，距省城50公里，被国道102线、304线、阜高速公路、环高速公路、山铁路所环抱，交通便捷。

开发区基础设施配套齐全，达到“五通一平”。

到目前为止，进区企业24家，占地1。

65KM2，建筑面积31.9万平方米，年产值3亿元，年利税2080万元。

目前开发区以金新浆纸城、医药工业园、农副产品深加工园、塑胶产业园和物流中心为主要框架蓄势而发，形成开发区工业体系。

项目进区的承载能力不断提高，并对项目实行全程服务。

1.1.3 项目建设年限：2年1.1.4 项目投资：项目总投资39500万元，其中固定资产投资35000万元，流动资金4500万元。

1.1.5经济效益项目建成后，年销售收入：50214万元。

税后利润：5834万元，税金3907万元。

1.2项目提出背景和依据新民市位于的中部，地势平坦，土地肥沃，气候干湿交替，是种植玉米的理想地区。

亩产都在500公斤以上，是我国重点玉米产区之一。

全市玉米种植面积110多万亩，产量每年都在5亿多公斤，新民市及周边地区玉米常年产量225万吨。

为了把优势资源发展成优势产业，带动农业和农村经济发展，新民市政府经周密研究，反复论证，提出发展玉米深加工产业的总体构想，并提出从玉米初加工到深加工的一系列产业化项目，项目瞄准国际国市场，高起点，高技术含量，大规模全方位切入玉米深加工领域，以优势资源、良好政策和投资环境吸引资金、人才、技术在玉米深加工领域发展。

年产10万吨燃料乙醇糖化车间设计

8492.2/1.06 ×10% =728.2 (kg) （100+10）÷100 （3）化醪量酒母醪的70%是糖化醪，其余为糖化剂和稀释水，则糖化醪量为 8492.2/1.06 +728.2× 70% = 7792.81(kg) 110/100
2483.2×10%×70%×300 =2.61kg） 20000
式中70%为酒母的糖化液占70%，其于为稀释水和糖化剂。
蒸煮醪量的计算
根据生产实践，淀粉原料连续蒸煮的粉料加水比为1:2粉浆量为： 2483.2×（1+2）=7449.6kg
蒸煮过程使用直接蒸汽加热，在后熟器和汽液分离器减压蒸发、冷却降温。在蒸煮过程中，蒸煮醪量将发生变化，故蒸煮醪的精确计算必须与热量衡算同时进行，因而十分复杂。为简化计算，可按下述方法近似计算。假定用罐式连续蒸煮工艺，混合后粉浆温度50℃，应用喷射液化器使粉浆迅速升温至105℃，然后进入维持管维持5-min，再经真空闪急蒸发冷却至95℃，进入液化罐60min，进真空冷却器冷却至63℃后入糖化罐 30min。
1627.2
=1788（kg）
100%-9.0%
（5）生产1000kg普通三级酒精甘薯干原料消耗量据基础数据给出，甘薯干原料含淀粉72%，故1吨酒精耗甘薯干量为：
1788÷72%=2483.2（kg）
（6） α-淀粉酶消耗量应用酶活力为2000u/g的 α–淀粉酶使淀粉液化，促进糊化，可减少蒸汽消耗量。 -淀粉酶用量按8u/g原料计算。
原料消耗的计算
（1）淀粉原料生产酒精的总化学反应式：
糖化：（C6H10O5）n + nH2O——nC6H12O6
162
18 180
发酵： C6H12O6——2C2H5OH + 2CO2 180 92 88

年产10万吨燃料乙醇糖化车间设计

2253 式中 2253——第二液化维持罐的温度为84度下饱和蒸汽的汽化潜热(kJ/K) 经闪冷器后的蒸煮醪量为；
8022.9 - 8022.9×3.44（102-95） =7937.8 (kg) 2748.9-115×4.18
式中 2271——95度饱和蒸汽的焓（kJ/K）经真空冷却后最终蒸煮醪量为：
水和洗罐用水分别为成熟醪量的5%和1%则生产1000kg95%（
体积分数）酒精成品有关的计算如下：
（1）的成熟发酵醪量为：
F1 = 1000×95% × （100+5+1） ÷100 = 8492.2(kg) 98%×2.1%
（2）接种量按10%计，则酒母醪量为：
8492.2/1.06 ×10% =728.2 (kg)
原料消耗的计算
（1）淀粉原料生产酒精的总化学反应式：
糖化：（C6H10O5）n + nH2O——nC6H12O6
162
18 180
发酵： C6H12O6——2C2H5OH + 2CO2 180 92 88
(2) 生产1000kg无水酒精的理论淀粉消耗量
有上式可求的理论上生产1000kg无水酒精所耗的淀粉
量为：
1000×163÷92=1760.9（kg）
（3）生产1000kg酒精的理论淀粉消耗量
普通酒精的乙醇含量在95%（体积分数）以上，相当
于92.41%（质量分数），故生产1000kg普通酒精理
论上须淀粉量为：
2021/5/18
5
1760.9×92.41%=1627.2（kg）
(4) 生产1000kg普通三级酒精实际淀粉消耗量实际上，整个生产过程经历原料处理、发酵及蒸馏等工序，要经过复杂的物理化学和生物化学反应，产品得率必然低于理论率。据实际经验，各阶段淀粉损失率如表所示。表一

年产10万吨酒精生产厂的设计资料

年产10万吨酒精生产厂的设计资料1. 引言本文档旨在提供年产10万吨酒精生产厂的设计资料。

制定合理的生产厂设计对于确保生产过程的安全、高效运行至关重要，同时也有助于提高产能和产品质量。

2. 生产工艺2.1 原料处理生产过程的第一步是原料处理。

酒精生产通常使用粮食或果实等天然原料。

原料需要经过清洗、研磨、浸泡等处理，以去除杂质，并达到制取高品质酒精所需的理想条件。

2.2 发酵经过原料处理后，需将其转化为发酵物以进行酒精制取。

发酵是一个关键步骤，需要控制适宜的温度和湿度，以促进微生物的生长和发酵反应。

发酵完成后，会生成含有高浓度酒精的发酵液。

2.3 蒸馏发酵液中的酒精浓度较低，需通过蒸馏过程进行提纯。

蒸馏分为多级操作，以逐步提高酒精的浓度。

该过程通过控制温度和压力来实现液体的蒸发和冷凝，以分离纯酒精。

2.4 精炼和处理经过蒸馏后，还需要对酒精进行精炼和处理。

这包括去除不纯物质和杂质，以确保酒精的纯度和质量。

精炼可以通过分子筛吸附、活性炭过滤或其他适当的方法来实现。

2.5 储存和包装最后一步是将酒精储存和包装。

酒精应储存在符合安全规范的中，并进行适当的标识。

包装过程应符合相关法规，并保证产品质量的不受损。

3. 设备和设施酒精生产厂需要配备适当的设备和设施来支持生产过程，包括但不限于以下内容：- 原料处理设备，如清洗机、研磨机等；- 发酵装置，包括发酵罐、控温设备等；- 蒸馏设备，如蒸馏塔、冷凝器等；- 精炼设备，如分子筛装置、过滤设备等；- 储存罐和包装设备。

4. 安全措施为确保生产过程的安全，年产10万吨酒精生产厂应采取以下安全措施：- 建立完善的安全管理制度，包括对人员和设备的安全培训；- 定期进行设备维护和检修，确保其正常运行；- 实施防火、防爆措施，包括防火墙、防爆设备等；- 对化学品进行储存和使用的安全管理；- 建立应急预案和危险品事故应对措施；- 配备适当的消防设备和应急救援设备。

5. 环境保护酒精生产过程中会产生废水、废气等污染物，为保护环境，年产10万吨酒精生产厂应采取以下环境保护措施：- 安装废水处理设备，对废水进行处理和回收利用；- 安装废气处理系统，减少废气排放；- 对污染物进行监测和排放达标检测。

年产10万吨酒精工厂设计(蒸煮糖化车间)物料衡算

七、年产10万吨酒精工厂设计（蒸煮糖化车间）物料衡算生物0714（郭城，理章，刘剑，清凉，扬青，子超）基础数据：生产规模：2000吨／年生产天数：每年300天kg/m 3；用酒精日产量：67t 食用酒精年产量：20100t产品规格：国标食用酒精，乙醇含量95%以上（体积分数）生产方法：以薯干为原料，双酶糖化，连续蒸煮，间歇发酵；三塔蒸馏原料：薯干(含淀粉65％，水分13％) 蒸馏效率：98％全年生产天数：300天酶用量：а-淀粉酶应用酶活力为2000μ∕g，使用量为8μ∕g 原料；所用糖化酶活力为20000μ∕g，使用量为150μ∕g 原料；酒母糖化酶用量按300μ∕g （原料）计，且酒母用量为10%。

1、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㎏无水酒精的理论淀粉消耗量为（理论上生产1000㎏无水酒精所耗淀粉量）：（3）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92.41%（质量分数））：（4）生产1000㎏食用酒精实际淀粉消耗量：表5-4 生产过程各阶段淀粉损失)(10752.3921621072kg ⨯=⨯⨯612625106)O H nC O nH O H C n →+（252612622COOH H C O H C +→)(2.1627%41.929.1760kg =⨯则生产1000㎏食用酒精需淀粉量为：（5）生产1000㎏食用酒精薯干原料消耗量薯干含淀粉70%，则1000kg 酒精薯干量为:若为液体曲，则曲中含有一定淀粉量（G1），则薯干用量为：（6）α-淀粉酶消耗量薯干用量：2541.9kg;单位量原料消耗α-淀粉酶量：10u/g则用酶量为：（7）糖化酶耗量酶活力：20000u/g;使用量：200u/g则酶用量：酒母糖化酶用量（350u/g 原料，10%酒母用量）：（8）硫酸铵耗用量:（9）硫酸耗用量:2、蒸煮醪量的计算淀粉原料蒸煮前需加水调成粉浆（原料：水=1：2.3），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88ºC ，然后进入罐式连续液化器液化，再经115ºC 高温灭酶后，在真空冷却器中闪蒸冷却至63ºC 后入糖化罐。

年产10万吨酒精发酵车间设计01

0
硫胺素(微克)
年产10万吨酒精发酵车间设计01
摘要
酒精在我国酿酒行业、化工行业等，都发挥着重要作用。食用酒精作为硬饮料中不可缺少的添加成分，它的品质越来越受到人们的重视，特别是我国做为世界白酒消费大国，食用酒精品质的好坏，就显得更重要了。
本设计是对年产10万吨酒精工厂发酵车间工艺设计。主要包括酒精生产的工艺流程设计、工艺计算、全厂物料衡算（工艺技术指标及基础数据）、各个工段物料和热量衡算（蒸煮工段、糖化冷却工段、发酵工段、蒸馏工段以及酒精生产过程中的供水供气衡算）、设备的设计与选型（包括发酵罐、预发酵罐、酒精捕集器、酒母培养罐，泵），厂房的整体布置和轮廓设计、发酵车间的布置设计。绘制酒精生产工艺流程图、发酵车间带控制点工艺流程图和发酵车间平面、立面布置图。
从粮食、薯类、糖蜜三类原料来看食用酒精产成品的质量，粮食酒精最优，其次是薯类酒精，最差的是糖蜜酒精。
食用酒精使用粮食和酵母菌在发酵罐里经过发酵后，经过过滤、精馏来得到的产品，通常为乙醇的水溶液，或者说是水和乙醇的互溶体。
蒸馏法提高酒精浓度最多能到73%左右，因为乙醇和水会形成共沸混合物。
食用酒精的度数是不确定的，通常为食用酒精的纯度为95%。
第1章全厂工艺论证
1.1生产原料：木薯（淀粉质原料）
1.1.1木薯的主要成分
木薯起源于热带美洲，广泛栽培于热带和部分亚热带地区，主要分布在巴西、墨西哥、尼日利亚、玻利维亚、泰国、哥伦比亚、印尼等国。中国于19世纪20年代引种栽培，现已广泛分布于华南地区，广东和广西的栽培面积最大，福建和台湾次之，云南、贵州、四川、湖南、江西等省亦有少量栽培。木薯的营养成分如表1-1所示。
1.6酒精的蒸馏和精馏工艺及分支筛脱水工艺10
1.6.1蒸馏车间操作流程10

年产10万吨的木薯酒精发酵工厂设计 (自动保存的)

轻工大学毕业设计毕业设计题目年产10万吨95%酒精工厂糖化发酵车间工艺设计1目录1. 前言2产品介绍2酒精的用途3设计意义3设计原如此4酒精工业开展趋势4酒精工业生产方法5酒精国家标准52工艺流程示意图63100000t/a淀粉原料燃料酒精厂全厂〔蒸煮糖化车间〕总物料衡算7整个生产过程中全部的原料的消耗的计算每生产8在蒸煮糖化车间物料衡算9发酵车间的物料衡算11蒸馏车间物料衡算13100000t/a淀粉原料酒精厂总物料衡算144设备的计算与选型15种子罐的计算15发酵罐的计算16冷却管计算16发酵罐接收设计185谢辞196主要参考文献：20AbstractionAlcohol，a chemical substances, has an increasingly application in a great deal of fields such as people's daily life and scientific research. Ever mostly the alcohol is synthesis by chemical method,but the fermentation has been the main method to produce it with the development of science. The ability for producing alcohol of the fermentation will bee the sign of a national economic strength. The fermentation is mainly to utilize anaerobic microorganism to ferment which suck candy material carbohydrate in the material such as the maize are turned into ethanol, turn into alcohol.The design can have an annual output of 100000 tons of alcohol using molasses fermentation. This method has abundant raw material sources, and production process has no harm to the environment. The process of technology: continuous fermentation, differential pressure distillation process,lime absorption method, the optimization of the design.Keyword: Alcohol FermentationDesign process摘要酒精，作为一种化学制品，在人们日常生活中以与科学研究方面等诸多领域都有很重要的应用。

精编【现场管理】年产万吨酒精发酵车间设计

【现场管理】年产万吨酒精发酵车间设计xxxx年xx月xx日四川理工学院毕业设计xxxxxxxx集团企业有限公司Please enter your company's name and contentvII摘要酒精在我国酿酒行业、化工行业等，都发挥着重要作用。

食用酒精作为硬饮料中不可缺少的添加成分，它的品质越来越受到人们的重视，特别是我国做为世界白酒消费大国，食用酒精品质的好坏，就显得更重要了。

本设计是对年产10万吨酒精工厂发酵车间工艺设计。

主要包括酒精生产的工艺流程设计、工艺计算、全厂物料衡算（工艺技术指标及基础数据）、各个工段物料和热量衡算（蒸煮工段、糖化冷却工段、发酵工段、蒸馏工段以及酒精生产过程中的供水供气衡算）、设备的设计和选型（包括发酵罐、预发酵罐、酒精捕集器、酒母培养罐，泵），厂房的整体布置和轮廓设计、发酵车间的布置设计。

绘制酒精生产工艺流程图、发酵车间带控制点工艺流程图和发酵车间平面、立面布置图。

关键词：酒精；工艺；设计；设备四川理工学院毕业设计目录摘要 (I)目录 (II)前言............................................................................................................ V I 第1章全厂工艺论证 .. (1)1.1 生产原料：木薯（淀粉质原料） (1)1.1.1木薯的主要成分 (1)1.1.2木薯作为酒精原料的特点 (1)1.1.3生产过程中的木薯干相关工艺参数 (2)1.2 原料的预处理 (2)1.2.1原料的除杂 (2)1.2.2原料的粉碎和输送 (2)1.3 原料蒸煮工艺 (4)1.3.1蒸煮目的 (4)1.3.2粉浆的预煮 (4)1.3.3间歇蒸煮和连续蒸煮工艺相比较其优缺点 (4)1.4 糖化工艺 (5)1.4.1糖化的目的 (6)1.4.2糖化工艺 (6)1.4.3测定糖化醪质量的方法 (6)1.5 糖化醪的发酵 (8)1.5.1糖化醪发酵目的 (8)1.5.2影响酒精发酵的因素 (8)IV1.5.3酒精发酵的方式 (9)1.5.4发酵生产工艺 (9)1.6 酒精的蒸馏和精馏工艺及分支筛脱水工艺 (10)1.6.1蒸馏车间操作流程 (10)1.6.2蒸馏操作的控制 (11)1.7 发酵副产品和污水处理 (12)1.7.1酒精生产的副产品 (12)1.7.2污水处理 (12)第2章全厂物料衡算 (13)2.1 工艺技术指标及基础数据 (13)2.2 原料消耗量计算 (13)2.3 蒸煮醪量的计算 (14)2.4 糖化醪和发酵醪的计算 (16)2.5成品和发酵醪量的计算 (16)2.6 100000T/A淀粉原料酒精厂总物料衡算 (18)第3章酒精生产各工段物料和热量衡算 (20)3.1 蒸煮工段的物料和热量衡算 (20)3.1.1蒸煮工段的工艺流程 (20)3.1.2蒸煮各工段的物料和热量衡算 (20)3.2 糖化冷却工段物料和热量衡算 (21)3.2.1工艺流程： (21)3.2.2糖化过程中的物料和热量衡算 (22)3.3 发酵工段的物料和热量衡算 (23)3.4 蒸馏工段物料和热量衡算 (25)四川理工学院毕业设计3.4.1三塔气相过塔工艺流程 (25)3.4.2醪塔 (26)3.4.3排醛塔 (28)3.4.4精馏塔 (29)3.5 酒精厂生产过程中的供气衡算 (31)3.5.1蒸煮糖化和蒸馏工段蒸汽消耗和废气排放量的计算 (31)3.5.2酒精厂平均蒸汽耗用量 (32)3.6 酒精生产过程中的供水衡算 (32)3.6.1工艺技术指标及基础数据 (32)3.6.2酒精生产供水衡算 (33)第4章酒精发酵设备的计算和设计 (36)4.1发酵罐容积计算 (36)4.2发酵罐容积核算 (36)4.3预发酵罐设计 (37)4.5酒母培养罐的选取 (39)4.6 泵的选用 (40)第5章车间布置 (34)5.1厂房的整体布置和轮廓设计 (34)5.2 发酵车间的布置设计 (34)5.3发酵车间平面布置设计 (34)5.4发酵车间立面设计 (34)5.4.1泵的布置设计 (34)5.4.2酒精捕集器的设计 (35)5.4.3发酵罐顶钢架平台设计 (35)VI5.4.4 门、楼梯 (35)毕业设计总结 (50)参考文献 (53)致谢 (54)四川理工学院毕业设计前言酒精在我国酿酒行业、化工行业、橡胶工业、油漆涂料工业、电子工业、照相胶片及纸浆生产行业、医药行业、香料工业、化妆品行业等，都发挥着重要作用。

年产10万吨煤制乙醇生产工艺设计

摘要乙醇是一种极重要的有机化工原料,也是一种燃料，在国民经济中占有十分重要的地位。

近年来，随着乙醇下属产品的开发，特别是乙醇燃料的推广应用,乙醇的需求大幅度上升。

为了满足经济发展对乙醇的需求，开展了10万t/a的乙醇项目.本设计的主要内容是进行工艺论证，物料衡算和热量衡算等。

本着符合国情、技术先进和易得、经济、资源综合利用、环保的原则，采用焦炉煤气为原料，低压下利用列管均温合成塔合成乙醇，双塔精馏工艺精制乙醇。

此外，严格控制三废的排放,充分利用废热，降低能耗，保证人员安全与卫生。

关键词：乙醇；净化；合成；精馏AbstractEthanol is a kind of extremely important organic raw chemicals, and a kind of fuel, too. It is very important in national economy。

In recent years, with the development of the products that are made from methanol, especially the popularization and application of the fuel of ethanol，the demand for the ethanol rises by a large margin. In order to satisfy economic development’s demands for methanol，the 100000t/a ethanol project is carried out.The main content of the design process is craft prove，material balance，heat balance etc. The principle of the design is in line with the national conditions，advanced in technology, accessible, comprehensive utilization of resources，as well as economic and environmental. This design mainly adopts the following process：coke oven gas as raw materials，tube average temperature ethanol synthesis reactor at low pressure, the rectification craft of two towers for rectifying ethanol. In addition, controlling of waste emissions strictly，the full use of waste heat，reducing energy consumption，staff safety and health are well considered.Keywords：Ethanol; Purification；Synthesis; Distillation目录摘要 (I)Abstract (I)第1章绪论 (1)1.1 设计的目的和意义 (1)1。

年产10万吨酒精生产性工艺设计实施项目可行性研究报告

年产10万吨酒精生产性工艺设计实施项目可行性研究报告1、概述1.1项目名称及主办单位情况项目名称：年产10万吨酒精生产线立项单位：某酒业有限责任公司地址：江苏省射阳经济开发区注册资金：500万元1.2可行性研究报告编制依据及原则1.2.1编制的依据⑴、食用酒精及酒精类产品的发展前景。

随着人民生活水平的不断提高，酒类消费品居高不下，呈旺盛的上升势头，食用酒精作为酒类产品的重要原料，其市场需求量也日益增长，有着较为可观的市场需求空间。

⑵、酒精及延伸产品如无水酒精、医用酒精也有着广阔的市场前景。

以10%的无水乙醇加入汽油作为汽油醇，是目前国家重点推广的生物代用能源，受国家政策的重点保护。

医用酒精在制药、医药行业有着不可缺少的作用，有极大的市场需求。

⑶、酒精工业是直接以农产品作为原料组织生产的，是对创建高效农业的极大支持。

同时，其副产品也直接应用于养殖业，回馈于农业。

⑷、酒精工业有成熟的生产技术和完备的生产设备，能达到国家规定的质量标准。

⑸、地方政府对发展酒精项目有较高的积极性，有一系列的优惠政策和组织保证，对发展地方经济有一定的贡献。

⑹、该酒业有限公司地处盐城射阳县城，公司毗连沿海高速和204国道，又靠近射阳港口，可停泊万吨以上的货轮。

水陆交通十分便利，非常适合酒精行业的大物流运输需要。

⑺、该酒业有限公司还拥有国家颁发的食用酒精生产许可证，具备生产食用酒精及无水乙醇的技术条件。

1.2.2编制原则⑴、有食用酒精生产许可证（全国工业产品生产许可证号：XK16-1180055），能按照国家规定组织生产。

⑵、有基本的生产及技术力量保证。

⑶、严格执行国家规定的环保相关法规，符合环保要求，“三废”治理与项目建设“三同时”。

⑷、严格执行国家有关“劳动安全卫生”规定，确保安全生产。

2、项目产品的市场情况2.1项目产品的市场应用本项目产品为食用酒精，是酒类产品的重要原料，可作为各种白酒、配制酒、果酒、药酒等的原料，具有非常广阔的市场。

年产10万吨酒精发酵车间设计01.

1.外观糖度用糖度计(Brix)测定粗滤糖化醪中的浓度，所测得的数据，能表示糖化醪中可溶性物质的总含量，不是糖化醪的纯糖。
表1-5间歇和连续两种工艺的比较
糖化
方法
优点
缺点
间歇
糖化
设备简单，操作方便。适用于一些小厂和液体白酒厂。
（3）在不用气流输送时，已经粉碎好的原料不能流畅地从粉碎机中排除，影响粉碎机生产能力发挥。采用气流输送后，粉碎后的原料被气流从粉碎机中吸出，从而提高粉碎机的生产能力。
因气流输送又以上优点，并且他是一种适于输送散粒状或块状物的方法，而木薯干在粉碎后符合其形状要求所以在原料粉碎前后都选用气流输送。而粉碎前木薯干是较大的块状物，可采用机械输送，这样可以降低一部分能耗。
乙醇俗语叫酒精，分为工业酒精和食用酒精，但车用酒精与它们有明显的区别。第一，工业酒精的纯度为90%，其余的10%中除甲醇等杂质外，大多数是水；而食用酒精的纯度为95%，其余5%都是水；车用乙醇与其它相比最大的区别就是脱水，按国家标准，它的杂质和水含量必须小于0.8%。
第二，酒精既可以车用又可以食用，在很多国家，食用酒精都是高税收，而车用乙醇则是给补贴。为了防止一些厂家把车用乙醇回流到食品工业，从而拿政府补贴，躲避高额税，车用乙醇出厂时就必须加变性剂，让它从颜色或味道上区别于食用酒精。像我国，车用乙醇出厂前加3%－5%的汽油，让它在味道上区别于食用酒精。而欧洲一些国家则在其出厂前加颜色，如蓝色、红色等。
表1-1木薯的营养成分列表(每100克中含)
成分名称
含量
成分名称
含量
成分名称
含量
可食部
99
水分(克)
69
能量(千卡)
116
能量(千焦)
485
蛋白质(克)

年产10万吨酒精蒸馏车间设计

2．物料衡算2.1 生产规模年生产能力：100000t ／y 年连续工作日:280d ／y 连续每小时产量：根据设计任务，医用酒精的年生产能力100000t ／y全年365d ，除去机械维修、节假日等，实际连续工作日280d 每昼夜24h 连续生产，则每小时生产能力：1490024280100000=⨯=P kg/h蒸馏过程采用气相过塔两塔蒸馏流程，塔底采用直接蒸汽加热，压力为0.12MPa ，温度为104℃。

设蒸汽总损耗0.25%，其中精馏和粗馏各占一半，在粗馏和精馏损耗中，设备的蒸汽渗漏损耗和废酒糟带走的酒精各占一半，两外提取杂醇油带走的酒精又占成品酒精总量0.48%2.2 各塔物料衡算图2 粗馏塔物料进出Fig.2 Figure out crude distillation column materials对整个粗馏塔进行全塔总物料衡算；0W L S F +=+ wl Wx Lx x F +=00式中 F 0——发酵缪蒸汽量，kg/h ；0x ——发酵缪中酒精摩尔分率 S —— 加热蒸汽量，kg/h ；L —— 上升蒸汽量，kg/h ；l x ——上升蒸汽的摩尔分率 W 0—— 废液量，kg/h ； 0w x —— 废液中的摩尔分率粗馏塔热量衡算：WL s F WI LI SI I F +=+0式中： F I —— 成熟缪的热焓，kJ/kg ；s I —— 加热蒸汽的热焓，kJ/kg ；W I —— 废液的热焓，kJ/kg ；L I —— 上升酒精蒸汽的热焓，kJ/kg ；图2 精馏塔物料进出Fig.2 Figure out distillation column materials现在以每小时成品酒精的产量为基准，对整个精馏塔进行总物料衡算如下：''0V P W P V Q V F ++++=++其中 P R Q V )1(+== 故： ''0V P W P V F +++=+pp w p f x V x P Wx Px Fx '''+++=式中 F —— 粗酒精蒸汽量，kg/h ； V 0 —— 加热蒸汽量，kg/h ；V —— 塔顶上升的酒精蒸汽量，kg/h ； V’ —— 酒精蒸汽渗漏损失量，kg/h ； Q —— 回流入塔的冷凝酒精量，kg/h ； P ’—— 杂醇酒精蒸汽量，kg/h ； P —— 成品酒精量，kg/h ； W —— 废液量，kg/h ； R —— 回流比。

年产10万吨酒精生产厂的设计资料

年产10万吨酒精生产厂的设计资料
1. 概述
本文旨在作为设计年产量为10万吨酒精的生产厂的资料，主要包括以下方面：原料储备、生产流程、产品销售、设备选型等的介绍。

2. 原料储备
生产酒精的主要原料为玉米、小麦、高粱等谷类作物，因此在建厂之前需要充分储备足够的原料。

同时，为确保原料的质量，应该对存储环境进行有效的控制，如建造适合储存谷类的仓库、加强温湿度监测等。

3. 生产流程
具体的生产流程包括以下几个部分：
3.1 粉碎
将储备好的谷类作物进行破碎，以便后续的水解处理。

3.2 水解
将破碎后的谷类进行水解处理，将淀粉转化成为糖，这个过程
需要在高温、高压下进行。

3.3 发酵
将水解后得到的糖液进行发酵，得到含有酒精的液体。

3.4 蒸馏
将发酵后的液体进行蒸馏，得到纯度高的酒精。

3.5 回收
通过回收利用蒸馏过程中产生的热量和废水，以及二氧化碳等，进行资源的有效利用和环保工作。

4. 产品销售
在销售产品时，应该充分考虑市场需求，同时制定合理的定价策略，以提高产品竞争力。

5. 设备选型
生产厂所需设备包括粉碎机、水解罐、发酵罐、蒸馏塔等，针对不同工艺环节需要选用不同型号的设备。

同时，在选购设备的时候，考虑到设备的性价比、耐用性以及售后服务等因素。

以上是年产10万吨酒精生产厂的设计资料，仅供参考。

年产10万吨酒精蒸馏车间设计

年产100000吨酒精发酵罐的设计

《生物工程设备》课程设计说明书100000t/a酒精发酵罐的设计年产100000吨酒精发酵罐的设计摘要发酵设备是发酵工厂中的主要设备，发酵设备必须具有适宜微生物生长和形成产物的各种条件，促进微生物的新陈代谢，使之能在低耗能下获得较高产品。

因此发酵设备必须具备微生物生长的基本条件。

发酵主要分为嫌弃发酵和好气发酵两大类，根据发酵微生物的不同特性我们可以选择与之相对应的不同的发酵设备来进行所需要的发酵过程。

酒精发酵属于嫌弃发酵过程，所以酒精发酵罐也需设计制造成嫌弃发酵罐来进行发酵。

酒精发酵罐除了满足微生物生产和代谢的基本条件外，发酵微生物热的释放和冷却设备及发酵废液的排放等一系列工艺条件也必须满足。

本次设计的酒精发酵罐为年产100000吨，95%的酒精，针对500m3的锥形酒精发酵罐的基本尺寸进行设计的。

关键字：锥形，酒精，发酵罐，设计目录1 前言------------------------------------------------------------------------3 1.1 酒精发酵罐设计的目的和意义----------------------------------------------41.2 技术背景----------------------------------------------------------------52 基本工艺条件----------------------------------------------------------------7 2.1 生产规模----------------------------------------------------------------72.2 物料参数----------------------------------------------------------------73 设备设计计算及说明----------------------------------------------------------8 3.1 发酵罐罐数的确定--------------------------------------------------------8 3.2 发酵罐几何尺寸的确定----------------------------------------------------8 3.3 酒精发酵罐的换热装置设计------------------------------------------------9 3.4 设备材料的选择----------------------------------------------------------11 3.5 发酵罐的壁厚计算--------------------------------------------------------11 3.6 接管设计----------------------------------------------------------------113.7 支座的选择--------------------------------------------------------------124 附录------------------------------------------------------------------------15主体设备化工设备图（或设备流程图）5 参考文献--------------------------------------------------------------------161 前言酒精学名乙醇，是由碳、氢、氧3种元素组成的化合物，结构是C H OH,相对分子质量为46.酒即是食品、化工、医药、染料、国防等工业十分重要的基础原料，又是可再生的清洁能源。