年产8万吨酒精工厂设计(蒸煮糖化车间)物料衡算

年产8万吨酒精工厂设计（蒸煮糖化车间）物料衡算

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92.41%（质量分数））：

（3）生产1000㎏食用酒精实际淀粉消耗量：

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：2767.69kg;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：

612625106)O H nC O nH O H C n →+（2

52612622CO

OH H C O H C +→)(2.162792/162%41.921000kg =⨯⨯)(1799%

55.9%1002

.1627kg =-)(69.2767%651799kg =÷%65)1799(1÷-G )(07.11)(1007.112000

8

1069.276733kg g =⨯=⨯⨯)(76.20)(1076.2020000

150

1069.276733kg g =⨯=⨯⨯

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20.76+2.78=23.54)(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0.1%,设酒母醪量为m,则硫酸铵耗量为:0.1%⨯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：8303.07＋8303.07×3.63×(105－50)

／(2748.9－105×4.18)＝9020.69(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8.01%（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＝1000×92.41%÷(98%×8.01%)×(100＋5＋1)÷100＝12478.6（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： )

(78.220000300

%67%1069.2767kg =⨯

⨯⨯)(07.83032169.2767kg =+⨯

）（)]/([63.1)7.01(18.400K kg kJ B C ∙=-=%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(63.389778977

kg =-⨯⨯-)

(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=7.5%，塔顶上升酒汽的乙醇浓度50%（体积分数）即47.18%（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=4.18（1－0.378B 2）=4.039（k j ／kg ）

⑦ 塔底残留液带出热量为：Q 4=WxCit 4=10479.1×4.039×105=4.74×6

10（kj ） 查附录得50%（v ）酒精蒸汽焓为i=1965k j ／kg ，故有： ⑧ 上升蒸汽带出热量为：Q 3=1999.5×1965=3.93×6

10（kj ）

塔底采用0.05MPa （表压）蒸汽加热，焓为2689.8k j ／kg ；又蒸馏过程热损失Qw 可取为传递总热量的1%。根据热量衡算，可得消耗的蒸汽量为： Di=（3.93×6

106+4.74×6

10—3.46×6

10）÷（2689.8—4.18×105）÷99%=2338（kg ）

若采取直接蒸汽加热，则塔底排出废醪量为：Ws+D=10479.1+2338=12817.1(kg) 6.年产80000吨淀粉原料酒精厂总物料衡算

前面对木薯干淀粉原料生产1000kg 燃料酒精(95%,体积分数)进行了物料衡算.以下对年产80000吨木薯干原料燃料酒精厂进行计算.

(1)酒精成品

)(90246

44

%98%41.921000kg =⨯⨯)

(2.115210*********.11772kg =⨯++）（)

(1.12215%673.1034%1109023.11772kg =⨯++)(5.199918

.4756

.76.124781kg V =⨯

=)

(1.104795.19996.12478kg W x =-=[])/(96.3%)5.795.0019.1(18.4)95.0019.1(18.411K kg kJ B c ∙=⨯-=-=)(1046.37096.36.1247861111kJ t c F Q ⨯=⨯⨯==%

93.81

.10479%

5.7

6.12478112=⨯==x W B F B