年产5万吨食醋专用酒精发酵

一.物料衡算

（一）50000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大米，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.工艺技术指标及基础数据

（1）生产规模50000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166.67吨。

（5）食用酒精年产量50000吨。

（8）产品质量食醋生产用酒精（乙醇含量 3.45g/100mL,按照GB18187-2000要求推算）。

（9）大米原料含淀粉76.9%,水分12.9%。

（10）α-淀粉酶用量为8u/g原料，糖化酶用量为150u/g原料，酒母糖化醪用糖化酶量300u/g原料。

（11）硫酸氨用量7kg/t（酒精）。

（12）硫酸用量（调PH用）5kg/t（酒精）。

4.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）生产食醋用酒精的理论淀粉消耗量按照GB18187-2000要求，将食醋成品浓度确定在4.5g/100mL，则生产食醋用酒精的乙醇含量3.45g/100mL 乙醇发酵：C2H5OH + O2——CH3COOH + H2 O

46 32 60 18

乙醇含量3.45g/100mL的乙醇溶液密度在0.99275~0.99103g/L之间，近似为1来计算，故生产1000kg食醋用酒精理论上须淀粉量为：

34.5/1000×1760.9=60.75（g）.

（4）生产1000kg食醋用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

此外，食醋样品中残存乙醇的含量一般在1．19mg／mL～3．37mg／mL之间，基本可以忽略

假定发酵系统设有酒精扑集器，则淀粉损失率为8.55%。故生产1000kg食醋用酒精须淀粉量为：

1627.2 =1779.3（kg）

100%-8.55%

这个原料消耗水平相当于淀粉出酒率为1000÷1779.3=56.2%，着达到了我国先阶段大米原料生产酒精的先进出酒率水平。

（5）生产1000kg食醋用酒精大米原料消耗量据基础数据给出，大米原料含淀粉76.7%，故1吨酒精耗大米量为：

1779.3÷76.7=2319.8（kg）

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：

（1779.3-G1）÷76.7%

（6）-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。

用酶量为：

2319.8×1000×8 =9.28（kg）

2000

(7)糖化酶耗用量若所用糖化酶的活力为20000u/g，使用量为150u/g原料，则糖化酶消耗量为：

2319.8×100×0150 =17.4（kg）

20000

此外，酒母糖化酶用量按300u/g（原料）计，且酒母用量为10%，则用酶量为：

2319.8×10%×70%×300 =2.44（kg）

20000

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0.1%，设酒母醪量为G0，则硫酸氨耗量为：

0.1%G0

5.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1：3.3粉浆量为：

2319.8×（1+3.3）=9975.14

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。

干物质含量B0=87.1%的薯干比热容为；

C0 = 4.18（1-0.7B0）= 1.63[kJ/(kg.K)]

粉浆干物质浓度为：

B1 = 87.1/（4.3*100）= 20.3%

蒸煮醪比热容为：

C1 = B1×C0+（1.0-B1×C W）

= 20.3%×1.63+（1.0-20.3%）×4.18

= 3.66[kJ/(kg.K)]

式中Cw——水的比热容[kJ/(kg.K)]

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：

9975.14 + 9975.14×3.66×（88-55）= 10481.1（kg）

2748.9-88×4.18

式中2748.9——喷射液化器加热蒸汽（0.5Mpa）的焓（kJ/K）

（2）经二液化维持罐出来的蒸煮醪量为：

10481.1 – 10481.1×3.66×（88-84）= 10414.0(kg)

2288.3

式中2288.3——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)

(3)经喷射混合加热器后的蒸煮醪量为；

10414.0 + 10414.0×3.66（115-84）=10934.9(kg)

2748.9-115×4.18

式中115——灭酶温度（摄氏度）

2748.9——0.5Mpa饱和蒸汽的焓（kJ/K）

（4）经汽液分离器后的蒸煮醪量：

10934.9 - 10934.9×3.66（115-104.3）= 10744.2(kg)

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