课程设计说明书
课程名称:生物工程工厂设计课程设计
设计题目:食用酒精工艺设计
学院(直属系) :生物工程学院
年级、专业: 2007 级生物工程
学生姓名:陈秀
学号: 312007081801122
指导教师:袁永俊
开始时间: 2010 年 12 月 9 日完成时间: 2010 年 12 月 23 日
目录
摘要 (4)
引言 (4)
设计任务 (4)
一淀粉质原料酒精生产工艺 (5)
1淀粉质原料酒精生产的流程 (6)
2 预处理
2.1原料除杂 (6)
2.2原料粉碎 (7)
3 原料输送
3.1气流输送俗称凤送 (8)
3.2选择气流输送的原因 (8)
4原料预处理流程 (8)
5 原料的水-热处理
5.1原料水热处理的流程 (8)
5.2原料水热处理的理论基础 (8)
5.3 连续蒸煮工艺 (9)
6 糖化工艺
6.1糖化剂的定义 (10)
6.2 糖化的目的 (10)
6.3 淀粉的水解动力学 (10)
6.4 糖化过程中物质的变化 (11)
6.5 糖化方法 (11)
6.6 糖化过程的控制 (12)
7 酒精酵母 (12)
7.1酒精生产对酵母的要求 (12)
7.2 酵母的生长条件 (13)
7.3 生物合成和发酵产品的糖耗 (13)
7.4 污染酵母的净化的方法 (13)
7.5 影响酵母质量的主要因素 (13)
8 糖化醪的发酵
8.1 酒精发酵的要求 (14)
8.2 酒精发酵机制 (15)
8.3 酒精的发酵动力学 (15)
9. 发酵成熟醪的蒸馏和精馏
9.1 原理 (19)
9.2 发酵成熟醪的化学组成 (19)
9.3 酒精蒸馏精馏的工艺流程和操作 (19)
9.4 酒精蒸馏精馏装置的操作 (20)
9.5 酒精的化学处理 (21)
9.6 蒸馏过程中酒精的损失 (21)
二食用酒精生产的物料衡算
1 酒精生产工艺技术指标 (21)
2 工艺流程图见具体图纸 (22)
3 原料消耗计算（以生产1000kg国标食用酒精为例）
3.1原料计算 (22)
3.2辅料计算 (24)
3.3煮醪量计算 (25)
3.4品与发酵醪量计算 (26)
3.5成品与发酵醪量计算 (26)
4 根据要求实际原料耗算一览表 (27)
5 生产设备相关计算
5.1粉浆罐 (29)
5.2蒸煮锅和后熟器 (29)
5.3 酒母罐 (29)
5.4 糖化罐 (30)
5.5 发酵罐 (30)
5.6粗馏塔和精馏塔 (30)
5.7 搅拌器 (30)
5.8 其他设备 (30)
6 生产设备一览表 (31)
7 生产布置说明 (32)
8 参考文献 (32)
摘要
根据要达到80000吨/年的食用酒精生产水平的要求设计其生产工艺，按照流程进行实验室生产，最后扩大为工业化食用酒精生产。在生产过程中根据传统工艺流程，在预处理、糖化、发酵，蒸馏等方面进行适当的改进，选用较为先进的方法和设备，使原料和投入得到最大的利用，并以节省原料、降低生产成本、提高生产效率为原则，从而设计出达到80000吨/年的食用酒精生产水平的最佳工艺。
关键词：预处理糖化发酵蒸馏
A ccording to reach 80,000 tons/year of edible alcohol production level requirement design its production process, according to the process, finally to expand production laboratory industrialization edible alcohol production. In the process of production according to the traditional process, the pretreatment, saccharification and fermentation, distillation, etc, choose appropriate improvement methods and advanced equipment and raw materials and input maximizing utilization, and to save raw material, reduce production cost, improve production efficiency for the principle, thus designed reach 80,000 tons/year of edible alcohol production level the optimal process. Keywords:pretreatment saccharification and fermentation distillation
引言
酒精生产过程是将淀粉质原料预制成葡萄糖，通过其与酵母发酵使其转化为含酒精混合物，再通过精馏分离制得乙醇的过程。在理论上来说者这是个简单的过程，但是要想在一个大规模的水平上获得最大效率，却需要依靠生物学和工程的结合。
设计任务
以薯类和玉米等淀粉质，采用发酵的方法生产酒精。生产规模为80000吨/年，生产中不能有次级酒精产品，全部为国标普通级食用酒精。3/4的食用酒精用薯干作原料，1/4的食用酒精用玉米作原料。
4.根据生产方法的选择原则，确定普通级食用酒精的具体生产方法，详细说明
理由。
5.确定生产中原料、辅料消耗量及副产品生产量。并根据物料衡算结果，初步
选择生产设备，绘制带控制点工艺流程图
6.根据厂区总平面布置的基本原则，在自己设定的厂区平面上，将酒精生产的
各个车间（包括辅助车间）合理的布置在厂区平面上。
7.根据初步设计阶段设备布置的基本原则，进行蒸煮糖化车间设备布置设计。
一淀粉质原料酒精生产工艺
淀粉质原料酒精生产的特点
（1）淀粉是以淀粉颗粒的形式存在于原料的细胞之中，为了使淀粉能最终转化成酒精，首先要创造条件，使淀粉有可能从细胞中游离出来。为此,原料要粉碎，以破坏植物细胞组织，便于淀粉的游离。
（2）采用水热处理，使淀粉糊化-液化，并破坏细胞，形成均一的醪液，使它能更好地接受酶的作用并转化成为可发酵性糖。所以，淀粉质原料粉碎以后要加水拌成浆液并进行加热处理。多年来都是采用高压，高温的水-热处理方法，即高压蒸煮的方法；近年来低温常压的水-热处理方法，即低温蒸煮或80-85 °C液化法得到了广泛的推广和应用。本次试验要求为高压蒸煮，即416k，5个大气压（表压）蒸煮。
（3）糊化或液化淀粉只有在催化剂的作用下才能转成葡萄糖，这种催化剂可以是硫酸等无机酸，也可以是淀粉酶这类生物催化剂。目前国内外酒精生产上用的是淀粉酶系统。淀粉酶系统主要是糊化酶（一般是细菌α-淀粉粉酶,因其更耐高温）和糖化酶，α-淀粉粉酶水解淀粉的产物主要是糊精，糖化酶则主要把糊精转化为可发酵的葡萄糖。
1 薯干和玉米都属于淀粉质原料，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α-淀粉酶喷射液化
粉浆液化液
加入糖化酶糖化
取小部分加入酵母
糖化醪酒母
加入酒精酵母进行酒精发酵
CO2酒精发酵醪
其他产品或杂质
废醪酒精
从上述流程可见，淀粉质原料酒精生产是由原料预处理，原料的水-热处理（原料的蒸煮），糖化剂生产，糖化，酒母制备，发酵和蒸馏等工段组成的。下面分别对上述诸工段作详细的介绍。
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。
2.1 原料的除杂
2.1.1 必然性
淀粉质原料在收获和干燥的过程中往往会掺杂进泥土，沙石，纤维质杂物，甚至金
属块等杂物。这些杂质如果不在投入生产前予以除去，则将严重影响生产的正常运转。石块和金属杂质会使粉碎机的筛板磨损或损伤，造成生产的中断；机械设备的运转部位。泥沙等杂质的存在也会影响正常的发酵过程。清除杂质，保证生产正常和顺利地进行，这就是除杂的目的。
2.1.2 方法（筛选风选磁力除铁）
2.1.2.1 气流-筛选分离器
用于谷物原料除杂用。凡是厚度和宽度或空气动力学性质与所用谷物不同的杂质，都可以用气流-筛选分离器将其分离。。
2.1.2.2 磁力除铁器
铁质杂质通常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 原料的粉碎
2.2.1 原料粉碎的必然性
对于连续蒸煮来说，原料必需预先进行粉碎，才能进一步加水制成粉浆，然后再用泵连续均匀地送入连续蒸煮系统。所以对于连续蒸煮来说，原料粉碎是一个前提。原料进行水-热处理的目的是要使包含在原料细胞中的淀粉颗粒能从细胞中游离出来，充分吸水膨胀，糊化乃至溶解，为随后的淀粉酶系统作用，并为淀粉转化成可发酵性糖创造条件。达到这个目的。可以采用整粒原料高压蒸煮，粉碎原料较和缓条件下蒸煮和超细粉碎三种方法。就目前的情况来看，先将原料粉碎，再在缓和的条件下进行蒸煮是较好的方法。
2.2.2 原料粉碎的方法 (干式粉碎湿式粉碎）
干式：干式粉碎应采用粗碎和细碎。
粗碎：原料过磅称重后，进入输送带，电磁除铁后进行粗碎。粗碎后的物料以薯干为列应能通过6-10mm的筛孔，然后在送去进行细粉碎。
细碎：经过粗碎的原料进入细碎机，细碎后的原料颗粒一般应通过1.2-1.5mm的筛孔。也有采用1.8-2.0mm筛孔的（适合玉米粉）。
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。3.原料的输送（本设计采用气流输送）
3.1气流输送俗称凤送。是利用气流管子中输送物料。它的简单原理就是：固体物料在垂直向上的气流中受到两个力的作用，一个是向下的重力，一个是向上的推力，如果推力大于重力，则物料被气流带动向上运动，从底部移到高位。举例：甘薯和玉米进入接料器，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。
3.2 选择气流输送的原因：
（1）采用气流输送后，输料管和粉碎设备均在密闭负压的条件下进行运转，粉尘飞扬基本消除，原料损失和劳动条件恶劣两个问题均迎刃而解。
（2）实现气流输送后，铁片，石块等杂物，能较可靠地在一级升料管的接料器底部被自动风选出来，从而保证了筛子和设备较长期的完好使用。
（3）采用气流输送后。粉料被气流从粉碎机中吸出，从而可提高锤碎机能力百分之五十。
（4）机械输送动力消耗低。
4原料预处理流程
原料称重倒包皮带输送除铁粗碎斗式提升机料斗细粉碎吸风管旋风分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
细粉回收
5 原料的水-热处理
5.1原料水-热处理的目的
含在原料细胞中的淀粉颗粒，由于植物细胞壁的保护作用，不易受到淀粉酶系统的作用。另外，不溶解状态的淀粉被常规糖化酶糖化的速度非产的缓慢，水解程度也不高。所以，淀粉原料在进行糖化之前一定要经过水-热处理，使淀粉从细胞中游离出来，并转化为溶解状态，以便淀粉酶系统进行糖化作用，这就是原料水-热处理的主要目的。
5.2 原料水-热处理的理论基础
5.2.1淀粉的结构和理化性质
（1）淀粉颗粒的形状
淀粉颗粒呈白色，不溶于冷水和有机溶剂，颗粒内部呈复杂的结晶组织。不同的淀粉颗
粒具有不同的形状和大小。一般来说，含水分高，蛋白质少的植物其淀粉颗粒较大，形状也比较整齐，大多数呈圆形或卵形，如甘薯的淀粉。同一淀粉的颗粒大小也不均匀。淀粉颗粒具有抵抗外力作用较强的外膜，其化学组成与内层淀粉相同，但由于水分较少，密度较大，故强度较大。
（2）淀粉分子的结构
淀粉分子是有许多葡萄糖基团聚合而成的。根据淀粉分子链结构的不同，淀粉可分成直链和支链淀粉两类。直链淀粉溶解于70-80 °C的温水中。支链淀粉具有分支，它不溶解于温水中。它也是由葡萄糖基团组成。
（3）淀粉的膨胀和溶解
淀粉在水中加热，即发生膨胀。这是淀粉颗粒好像是一个渗透系统，其中支链淀粉起着半透膜的作用，而渗透压的大小及膨胀程度则随温度的增高而增高。从40°C开始，膨胀的速度就明显加快。当温度升高到一定数值（60-80°C）时，淀粉颗粒的体积膨胀至原来体积的50-100倍时，淀粉分子之间的联系削弱，引起淀粉颗粒的部分解体，形成了均一的粘稠液体。这种无限膨化的现象为淀粉的糊化。与此相应的温度叫做糊化温度。糊化现象发生后，如果温度继续上升，并达到130 °C左右时，因为支链淀粉也已几乎全部溶解，网状组织彻底破坏，淀粉溶解变成粘度较低的流动性醪液，这种现象称为淀粉的溶解。
（4）淀粉糊化醪的“反生”现象
液化了的淀粉醪液在温度降低时，粘度会逐步增加。冷到60°C时，变得非常粘，到55°C以下会变成冻胶，时间一长，则会重新发生部分结晶的现象。
5.2.2淀粉质原料各组成分在蒸煮过程中的变化
（1）淀粉的变化淀粉的水解变化。
（2）糖的变化（己糖戊糖焦糖氨基糖）
（3）纤维和半纤维素纤维素是植物细胞壁的主要成分。半纤维素在蒸煮过程中会部分溶解和水解。
（4）果胶质果胶质是细胞壁的组成成分，也是细胞间层的填充剂，其化学结构是由半乳糖醛酸或半乳糖醛酸甲酯组成的链状化合物。
（5）含氮物，脂肪和其他物质的变化
5.2.3蒸煮过程中可发酵性物质的损失
5.3连续蒸煮工艺
5.3.1 连续蒸煮工艺应满足的要求
（1）原料的粉碎（2）粉浆的预煮预煮醪的蒸煮（4）蒸煮醪的汽液分离
5.3.2 连续蒸煮的工艺流程
本设计方案用塔式连续蒸煮工艺流程
5.3.2.1塔式连续蒸煮工艺流程的主要特点即选择原因：
因为评价一个工艺的主要技术经济指标有：出酒率，原料粉碎和拌料的电耗，蒸汽消耗，设备价值和安装费用，劳动力消耗等。我们就从这几个方面谈起。连续蒸煮在出酒率方面都比间歇蒸煮高原因在于蒸煮条件的较为和缓和可发酵性物质损失的减少。且其所需要的工人数也比间歇工艺减少，劳动生产率因此提高。综合所有因素，塔式连续蒸煮工艺流程的出酒率高，电耗和蒸汽量则是最低，相比其他的方法。新建连续蒸煮装备时，应采用塔式连续蒸煮工艺。
6 糖化工艺
6.1糖化剂的定义
用淀粉质原料生产酒精时，在进行酒精发酵前，一定要事先将淀粉全部或部分转化成葡萄糖等可发酵性糖，这一淀粉转化为糖的过程称为“糖化”，而促使淀粉转化成糖的生物催化剂称为“糖化剂”。
6.2 糖化的目的
淀粉质原料蒸煮以后得到的蒸煮醪，或者无蒸煮工艺的醪液，在发酵前均要加入一定数量的糖化剂，使淀粉在淀粉酶系统的作用下水解成酵母能发酵的糖类。淀粉转变为糖的这一过程，称为糖化。糖化后的醪液称为糖化醪。主要目的还是将淀粉酶解成发酵性糖
6.3 淀粉的水解动力学
（1）酶的浓度
当糖化剂的活性相同，计算方法和其他条件也一样时，随着糖化剂用量的增加，酶的浓度和有效酶-基质复合物的量也增加，因此，淀粉的水解速度也加快。但是，在没的数量和糖化时间之间并不存在明确的比例关系。糖化醪的发酵速度随着酶的添加量的增加明显加快。
（2）温度
随着温度的升高，基质分子反应能力提高，因为动能增加了，同时电子也处于能量较高轨道上。不同的微生物来源的酶，其适应的温度范围是不同的。
（3）氢离子浓度
氢离子浓度可以从许多方面来影响酶的活性。改变没的活性中心的电子化，改变蛋白质三相结构的稳定程度等等。每一个酶都有一个最合适的作用PH值，这就是酶作用的最适PH。酶的来源不同，它们的最合适PH也不一样，而且作用温度不同，最适合PH值也会变化。
6.4 糖化过程中物质的变化
（1）碳水化合物
（2）含氮物质
在糖化过程中，醪液中的蛋白质在蛋白酶的作用下水解成胨，多肽和氨基酸等，所以糖化时醪液中氨基酸的含量增加1.5—2.0倍。这些小分子的氨基酸是酵母菌体增殖的良好营养分。
（3）果胶物质和半纤维素
在糖化过程中，醪液中的果胶质和半纤维素会有不同程度的水解，并生成相应的水解产物。
（4）含磷化合物
在磷酸酯酶的作用下，磷从有机化合物中被释放出来，这对酵母的生长和发酵都有重要的意义，醪液的缓冲性能也得到改善。
6.5 糖化方法
6.5.1 糖化过程的组成
蒸煮醪冷却至糖化温度；加糖化剂，使蒸煮醪液化，淀粉糖化，物料的巴斯灭菌；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。
6.5.2 连续糖化工艺
6.5.2.1类型
混合冷却连续糖化，真空冷却连续糖化，二级真空冷却连续糖化。
6.5.2.2方法（本实验选择真空冷却连续糖化）
原因：利用原有糖化设备，糖化工序仍放在原有糖化锅中进行，而在糖化前采用一个气液分离器真空条件下先将醪液冷却至糖化温度。
6.5.2.3操作
先用间歇操作方法制备一锅60 °C糖化醪，在开动搅拌器和开大冷却水前提下，连续从后熟器或蒸汽分离器送入蒸煮醪。固体曲曲乳、液体曲，或糖化醪稀释液不断从贮罐定量地流入。糖化醪则以锅底醪经往复泵送往喷淋冷却器，冷却到30°C的糖化醪送往发酵车间，送往酒母车间的糖化醪不必经后冷却。只要单位时间由蒸煮醪带入的多余热量和冷却水单位时间带走的热量相等，则糖化锅内的醪液的温度就可以维持在60°C，持久不变，只就是混合冷却连续糖化工艺的使之所在。
6.6 糖化过程的控制
（1）糖化温度
在蒸煮醪时，不宜采用糖化酶的最适作用温度，因为酶稳定的最适温度比其他作用的最适温度低。所以在最适作用温度下进行糖化，虽然糖化速度提高了，但是酶的失活率也比较高，不利于在发酵过程中进行的淀粉后糖化作用。
（2）糖化时间
糖化30min就够了，醪中所含的糖已经够酵母最初繁殖和发酵的需要。而且糖化时间再延长，不仅糖含量增加较慢，而且糖化酶失活量增加，这会造成发酵过程中边发酵边糖化作用的削弱，综合效果反而恶化。另外，糖化时间过长会降低糖化设备的利用率。
(3 )糖化剂的用量
过多的糖化剂的使用会增加成本。
（4）糖化醪质量检测
主要测定外观糖和酸度。
（5）糖化设备的清洗和灭菌
凡是因故停止送糖化醪达15min以上者，一定要用水或蒸汽将管道中的糖化醪放空冲洗干净。喷淋冷却器等设备的结构要能排污和没有死角。
7酒精酵母
7.1酒精生产对酵母的要求
（1）应具有较高的发酵能力，即能快速并完全地将糖分转化为酒精。
（2）繁殖速度快，即具有高的比生长速度。
（3）具有高的耐酒精能力，即对本身代谢产物的稳定性高，因而可以进行浓醪发酵。（4）抵抗杂菌能力强，即对杂菌代谢产物的稳定性高，耐有机酸能力强。
（5）对培养基的适应性强，耐高温，耐盐，耐干物质浓度的性能强。
7.2 酵母的生长条件
（1）温度和PH
酵母生存和繁殖的温度范围很宽，但是，其正常的生活和繁殖温度是29-30°C。在很高或很低的温度下，酵母的生命活动削弱或停止。酵母发育的最高温度是38°C，最低温度为-5°C，在50°C时酵母死亡。
（2）酵母对营养物质的要求
由于酵母的化学组成与培养基，培养条件和酵母本身所处的生理状态有关，所以，可以根据酵母的化学组成来讨论其对营养物质的需求。
（3）营养来源
酵母的营养区分为内部营养和外部营养两类。在外部营养时，营养物质是从培养基进入细胞，而内部营养时，酵母利用自己的贮存物质：肝糖，海藻糖，脂类，含氮化合物。（4）其他因素
糖化醪的浓度 ,无机酸和有机酸的影响，钙，铁，镁，离子的作用。
7.3 生物合成和发酵产品的糖耗
酒精发酵是无氧型呼吸，这种呼吸在能量方面比有氧呼吸不合算，因为，分解1mol糖，生产酒精和二氧化碳时，只释放出117.23热量，而糖燃烧成水和二氧化碳时，要释放出2821.90KJ热量。所以在发酵时，酵母要分解许多倍于呼吸所要的糖，以获得所要的能量。酒精生产实际上就是利用这一点来制备更多的酒精。就这样，原生质的合成和糖分解生成发酵主产品和副产品，这两个性质相反的过程，在酵母的生命活动过程中紧密地连接在一起，称为其物质代谢的两个方面——同化和异化。
7.4 污染酵母的净化的方法
往久母醪中添加硫酸，浓硫酸事先用8-10倍的水稀释，然后加到要净化的酒母醪中，使其酸度达8.5度，保持3-4h。此时，醪液的PH应是2.7-3.酸化处理后的死细胞不应超过百分之五十，否则应适当缩短处理时间。净化处理后的酒母醪新流加久母醪，但其酸度应较常规的糖化醪低，一般比常规酸度低0.5-1度。
7.5 影响酵母质量的主要因素
（1）接种与成熟久母细胞数的关系
对于同一种酒母糖化醪，接种量过大，则新增酵母细胞数相应减少；接种量太小，因酵
母世代数增加，新鲜强壮的酵母量也会相应的减少。
（2）接种量与培养时间的关系
接种量变大，培养时间就缩短，工厂中如采用分割法培养小酒母或大酒母成熟时间以成倍缩短。
（3）接种时间
在繁殖旺盛期，醪液中酵母的增殖能力特别强，其生命活动也处于最旺盛的阶段，细胞总数也达到或接近最高峰，这时接种最有利于酵母的继续扩大培养，它能迅速地造成酵母优势，抑制杂菌的生长。
（4）酒母培养温度
由于酒母培养期间会产生热量而使醪液温度升高，操作时要及时注意开冷却水冷却，以保证酵母菌健壮成长。
（5）通风培养久母
在实际培养酒母时，往往用不停期的搅拌来适当地补充一点溶解氧，就能基本满足酵母生长的需要。如果工厂具备无菌空气，则也可以通2-3次风，每次1-2min，风量为每立方米酒母醪每小时通入2立方米无菌空气即可。
（6）防止杂菌污染
除了对原始菌种进行定期分离纯化外，在培养过程中要加强无菌管理和环境卫生工作，特别要注意酒母罐的情况和管道阀门的清洗和灭菌，要注意消除死角。酒母车间应与其他车间隔开，避免污染。
8 糖化醪的发酵
8.1 酒精发酵的要求
（1）在发酵前期，要创造条件，让酵母菌迅速繁殖，并占据绝对统治地位。
（2）保持一定量的糖化酶活力，使糖化醪中糊化了的淀粉继续被分解，生成可发酵性糖，即要保持后糖化的继续进行。
（3）发酵过程的中期和后期，要造成厌气条件，使酵母在无氧条件下进行糖的酒精发酵。
（4）要搞好杂菌污染的防止工作，避免因此中造成的损失。
（5）要采取必要的措施，提高酒精发酵强度，降低酒精厂的造价和酒精的生产成本。
（6）注意回收二氧化碳及其夹带的酒精，二氧化碳应进一步利用。
8.2 酒精发酵机制
酒精酵母进入糖化醪后，糖分被酵母细胞所吸收，并渗入细胞内，经过酵母细胞内酒化酶系统的作用，最终生成酒精、2
CO和能量，一部分能量被酵母细胞用作新陈代谢的能源，余下的部分和酒精及2
CO一起，通过细胞膜排除体外。酵母菌就是以这种方式进行烫的酒精发酵的。
酒精从细胞膜渗出后很快就渗透到周围介质中去了，因为酒精可以任何比例与水混合。这样，酵母细胞周围的酒精浓度并不比醪液中的高。2
CO也会在液体中。但是很快就达到饱和状态。此后产生的2
CO就吸附在细胞表面，直至超过细胞重力的时候，气泡就带着细胞上浮，直至气泡破裂，2
CO的
CO释入空中，细胞留在醪中慢慢下沉。由于2
上升，带动了醪液中酵母细胞的上下游动，使酵母细胞更能充分的与醪液中的糖分接触，发酵作用更充分和彻底。
在发酵后期，醪液中的糖分含量降低到一定水平以下，而液体中的2
CO已经饱和，这时，2
CO得以释CO不再能排除细胞，因而对发酵形成阻碍。在这种情况下，为了使2
放，必须使它和某种表面接触。2
CO
CO与表面接触后易于释放的原因在于它的电荷。2和其他液体中的气体一样是带负电荷的，当它和带负电的发酵罐表面接触时，因为电荷的排斥力，使2
CO无法在管壁停留二溢出。所以，2
CO容易沿管壁溢出。
随着2
CO的上升，不仅带动了酵母细胞，也使固形物一起上浮，有时也能使底层的物料持久的浮在醪液表面，这种类型的发酵称为被盖式发酵。如果发酵醪较粘稠，气泡到达页面后并不破裂，逐渐形成持久不散的泡沫。严重是，泡沫会从罐顶溢出，造成可发酵性物质损失，这种类型的发酵称为泡沫型发酵。被盖型和泡沫型发酵都是不理想的发酵类型。
8.3 酒精的发酵动力学
8.3.1表示方法
（1）测定发酵度数值的变化。
（2）测定释放二氧化碳的重量或体积。
（3）按时测定已被发酵糖的数量，并以绝对或百分数来表示。
8.3.2三阶段
（1）前发酵期
由于醪液中酵母细胞密度不高，发酵作用不强，酒精和二氧化碳生产量很少，所以发酵醪的表面显的比较平静，糖分消耗的比较慢。醪液温度上升也比较慢。发酵的温度一般为26-28℃，不要超过30°C，以免引起酵母早期衰老，表现为主发酵的过早结束，造成发酵不彻底的弊病。而且应特别注意防止杂菌污染。一般为10h。
（2）主发酵期
酵母菌基本停止繁殖而进行酒精发酵，醪液的糖分迅速下降，酒精含量逐渐增多。从表观上看，由于产生大量二氧化碳，二氧化碳的释放带动醪液上下翻动，并发出泡沫破裂的响声。温度一般控制在30-34℃，总时间一般为12h。
（3）后发酵期
醪液中的糖分已大部分被酵母菌所发酵，但醪液中残存的糊精等继续被淀粉酶系统作用并转化为糖，而酵母则将它转化为酒精，所以过程缓慢，温度下降。温度一般在30-32℃，总时间一般为40h。
8.3.3 酒精发酵机制
1）葡萄糖磷酸化，生成活泼的1，6-二磷酸果糖。
（1）葡萄糖的磷酸化——6-磷酸葡萄糖的生成
（2）6-磷酸葡萄糖和6-磷酸果糖的互变
（3）6-磷酸果糖生成1，6二磷酸果糖
2） 1，6-磷酸果糖裂解称为两个分子的磷酸丙糖。
（1）1，6二磷酸果糖分解生成两分子三碳糖
（2）磷酸二羟基丙酮与3-磷酸甘油醛互变
3）3-磷酸甘油醛经氧化，并磷酸化，生成1，3-二磷酸甘油酸然后将高能磷酸键转移给ADP，以产生ATP，再经磷酸基变位，和分子内重新排列，再给出一个高能磷酸键，而后生成丙酮酸。
（1）3-磷酸甘油醛脱氢并磷酸化生成1，3-二磷酸甘油酸。
（2）3-磷酸甘油酸的生成
（3）3-磷酸甘油酸和2-磷酸甘油酸的互变
（4）2-磷酸烯醇式丙酮酸的生成
（5）丙酮酸的生成
8.3.4.1 酒精发酵过程中主要副产品的生成
（1）甘油的生成
酵母在一定条件下，可以转化糖分为甘油。但是，在正常酒精发酵条件下，发酵醪中只有少量的甘油生成，其含量约为发酵醪量的0.3-0.5%。正常的酒精发酵应在酸性情况下进行，以免甘油过多产生，造成酒精出率的降低。
（2）杂醇油的生成
在酒精发酵过程中，由于原料中蛋白质分解产生了氨基酸，后者的氨基酸被酵母菌同化，用作氮源，存下额部分脱羧生成相应的醇类，这些醇类就是杂醇油。
（3）琥珀酸的生成
（4）乳酸等有机酸的生成
最常见的有机酸，醋酸，和丁酸等。它们分别是由乳酸菌，醋酸菌和丁酸菌发酵产生的。
8.3.4 酒精发酵工艺（选择连续发酵工艺）
8.3.4.1 连续发酵的控制
（1）稀释比的确定
（2）滑流和滞留的防止
滑留是指后进的醪液先流出。滞留是指先进的醪液后流出去。
（3）污染的防止
加酸酸化，预防性灭菌
（4）二氧化碳气塞的防止
8.3.4.2 酒精连续发酵工艺流程（梯形式发酵罐）
梯形式连续培养法：本方法的微生物培养和发酵过程是在一组罐内进行的，每个罐本身的各种参数保持基本不变，但罐与罐之间则并不相同，且按一定的规律形成一个梯度。
8.3.5 发酵成熟醪的指标
（1）外观糖
成熟醪用纱布过滤后，直接用糖度计测量所得的数值叫外观糖。干物质浓度越低，酒精含量越高，糖度计测量得到的数值越小。
（2）还原糖
是取滤布过滤后的发酵醪液，加热蒸去所含酒精，并加水恢复到原来体积后，以测定还原糖的方法测得的数值。
（3）残总糖
是发酵醪不经过滤，用2%HCL水解转化后测得的糖量，它不仅包括发酵醪中的具有还原性的糖类，而且还包括未被转化发酵的淀粉和糊精。
（4）酸度
发酵醪酸度采用滴定法测定。它是判断发酵醪是否感染杂菌的可靠指标，因为酵母发酵基本不产生酸，只有杂菌才会产酸。
（5）挥发酸
测定方法是取发酵醪若干加入适量水后，以蒸馏方法蒸出相当于原发酵醪体积的馏出液，按测定酸度方法测定。
（6）酒精含量
用蒸馏方法测定。
8.3.6 影响酒精发酵的因素
（1）糖化醪的浓度
糖化醪浓度高，所得到发酵醪的酒精含量高，设备利用率也就提高，水，电，气等单消耗则相应降低，酒精额生产成本就低。
（2）发酵温度
为了节约冷却水用水和保证热天酒精发酵的顺利进行，国内外都在研究耐高温酵母，在进行高温酵母酒精发酵时，要特别注意防止细菌的繁殖，否则难以得到良好的结果。 (3）发酵醪酸度
（4）酵母接种和发酵时间
（5）连续发酵稀释比
8.3.7 酒精发酵中杂菌污染的危害及其防止
（1）杂菌污染造成的直接损失
杂菌消耗糖，造成直接损失。
（2）杂菌污染造成的间接损失
杂菌产生的有机酸对酵母的生命活动有明显的影响。酸度增加对淀粉酶系统活性造成抑制性影响，这只有麦芽作为糖化剂时候才能明显影响。
（3）杂菌污染的防止
提高他们对车间清洁卫生和操作规程中规定的消毒灭菌工作重要性认识，其次就是健全操作规定，特别是有管消毒灭菌的条例。
9. 发酵成熟醪的蒸馏和精馏
9.1 原理
蒸馏是利用液体混合物中各组分挥发性能的不同，将各组分分离的方法。它就是当前全世界酒精工业从发酵醪中回收酒精所采用的唯一方法。
9.2 发酵成熟醪的化学组成
发酵醪中的干物质可分为不溶性悬浮物质和可溶性物质两大类。属于前者的有酵母菌体、皮壳、纤维、不溶性淀粉及其他杂质；属于后者的有未发酵完的糖、糊精、可溶性蛋白质、无机盐等。此外，甘油、琥珀酸、乳酸等也属于不挥发性杂质。
9.3 酒精蒸馏精馏的工艺流程和操作
9.3.1 以薯干和玉米为原料
薯干原料果胶质含量高，而玉米原料蛋白质含量高，因此，薯干原料生产酒精时容易导致甲醇含量高，玉米原料生产酒精容易导致杂醇油（如异丙醇、异戊醇等）含量高，根据这些物质的蒸馏特性，甲醇是典型的端级杂质，而杂醇油是典型的中级杂质，因此甲醇在蒸馏过程中将在蒸馏塔的顶部和底部形成浓度高峰，而杂醇油则在蒸馏塔的中部形成浓度高峰，为了保证普通级食用酒精的质量，首先蒸馏工艺必须选择三塔蒸馏，建议采用粗馏塔—精馏塔—甲醇塔组合，既能保证甲醇的有效去除，也能有效解决杂醇油的问题。当然，采用粗馏塔—精馏塔—甲醇塔组合也可以，但必须注意精塔分凝器的面积分配和温度控制。故此工艺采用三塔流程，三塔流程包括粗流塔，排醛塔和精馏塔三个塔。排醛塔的作用是排除醛脂类头级杂质，由于排醛塔的排除头级杂质是在酒精浓度较低的时候进行的，醛脂类头级杂质的精馏系数较大，比精馏塔顶部部分离头级杂质的效果好，另外由于进入精馏塔的脱醛酒已经含有很少头级杂质，所以成品酒精液层的酒精水蒸汽中头级杂质已经相应降低，成品酒精的质量当然就相应提高。
9.3.2 三塔流程
1）原则流程
（1）直接式流程特点是醪塔的酒精蒸汽直接进入醛塔和精塔，发酵醪先排醛再进入醪塔。该流程的优点是低酒毒条件下排醛，效果好，加热蒸汽只通如醪塔或精塔底部，醛塔不用直接蒸汽加热，所以蒸汽消耗较小。
（2）半直接式的特点是发酵醪先进入醪塔，醪塔蒸汽进入醛塔，脱醛淡化酒进入精
塔。
（3）间接式流程的特点是醛塔和精塔都是液相进料。
9.3.3直接式蒸馏流程
发酵醪先经过醛塔，再进入醪塔。由于发醪中酒精的浓度低，杂质的挥发系数大，排醛过程进行得比较完全。
9.3.4 半直接式蒸馏流程
消耗热能虽然比直接式大，但是可以较稳定地得到质量比较优良的成品。
9.3.5 间接式三塔蒸馏流程
有优良的操作性能。操作稳定，控制和调节方便，成品质量高。
9.4 酒精蒸馏精馏装置的操作
（1）开机前对蒸馏装置进行必要的试验
在新制蒸馏设备投产前，在蒸馏装备局部更新投产时，在大修后开机前，或者原装置长期闲置没用，再次启用前都要对装置进行水试，汽试和料试。
（2）开机
开机操作是指设备投入正常生产时的一系列启动装置的操作程序。包括检查塔底加热室液位和塔板上液位或塔板的湿润状态，打开塔顶空气阀，预先热精塔等。
（3）停机
当装置要长期停止云装或要停机进行清理时，应以水代醪蒸馏一段时间，以便将塔内全部酒精精馏空。
（4）蒸馏操作控制参数（三塔装置控制参数）
初馏塔操作参数，排醛塔操作参数，精馏塔操作参数。
（5）进醪方式
蒸馏装置的正常运行要求均匀进醪，必须时对进醪量进行调节。
（6）排糟和排废水
为了使得蒸馏装置能正常运行，蒸馏塔底的酒糟和精馏塔底的废水一定要能均匀的，自动的排出。
(7) 加热方式
分为直接加热和间接加热。直接加热是通过鼓泡器来完成的。间接加热器可以是在塔底加热室中装蛇管加热器，也可以是采用塔外热交换器。
年产一万吨味精发酵工厂设计 摘要：味精是一种家常调味品，它采用面筋或淀粉用微生物发酵的方法制成。别名又叫：味素、味粉、谷氨酸钠。味精又称味素，是调味料的一种，主要成分为谷氨酸钠。 一．设计的任务及主要设计内容 1.生产工艺阶段 味精生产全过程可划分为四个工艺阶段：（1）.原料的预处理及淀粉水解糖的制备（2）.种子扩大培养及谷氨酸发酵（3）.谷氨酸的提取（4）.谷氨酸制取味精及味精成品加工 2.设计内容 主要设计内容包括（1）.工艺流程设计（2）.物料衡算（3）.设备的设计与选型（4）.车间布置设计及物料管道设计 二．工艺流程设计
三．物料衡算 1.计算指标 主要技术指标见下表 （1）主要原材料质量指标 淀粉原料的淀粉含量为80%。含水14% （2）二级种子培养基（g/L ）：水解糖50m ，糖蜜20，磷酸二铵钾1.0，硫酸镁0.6，玉米浆8，泡敌0.6，生物素0.02mg ，硫酸锰2mg/L ，硫酸亚铁2mg/L 。 （3）发酵初始培养基（g/L ）：水解糖150，糖蜜4，硫酸镁0.6，氯化钾 0.8，磷酸0.2，生物素2μg ，泡敌1.0，接种量为8%。 2.物料衡算 首先计算生产1000Kg 纯度为100%的味精需耗用的原材料及其他物料量。 （1）设发酵初糖和流加高浓糖最终发酵液总糖浓度为220kg/m 3，则发酵液量为： 31 6.55m 122% 99.8%95%60%2201000 v =????= （2）发酵液配置需水解糖量 以纯糖计算：)(1441220m 11kg V == （3）二级种液量）（312m 0.5248%v v ==
（4）二级种子培养液所需水解糖总量）（kg 26.250v m 22== （5）生产1000kg 味精需水解糖总量）（kg 1467.2m m m 21=+= （6）耗用淀粉原料量 理论上，100kg 淀粉转化生成葡萄糖量为111kg ，故耗用淀粉量为： ） （淀粉kg 1529.9111% 108%80%1467.2 m =??= （7）液氨耗用量 发酵过程用液氨调pH 和补充氮源，耗用260-280kg ；此外，提取过程耗用160-170kg ，合计每吨味精消耗420-450kg 。 （8）甘蔗糖蜜耗用量 二级种液耗用糖蜜量为：）（kg 10.4820v 2= 发酵培养基耗糖蜜量为：）（kg 26.24v 1= 合计耗糖蜜36.68kg （9）氯化钾耗量)(24.58.0m 1k cl kg v == （10）磷酸镁用量）（kg 0.5241.0V m 23== （11）硫酸镁用量）（）（kg 4.24v v 0.621=+ （12）消泡剂（泡敌）耗用量）（kg 6.551.0V 1= （13）玉米浆耗用量（8g/L ））（kg 4.198V m 24== （14）生物素耗用量）（g 0.02360.002V 0.02V m 125=+= （15）硫酸锰耗用量）（g 1.0480.002V m 26== （16）硫酸亚铁耗用量）（g 1.0480.002V m 27==
绪论 1、食品工厂设计:是指将一个待建项目全部图纸、表格和必要的文字说明,表达出来, 后由施工人员建设完成。(名词解释 2、一个优秀的工厂设计应该做到:技术上先进,技术上规范,经济上合理。(多选 3、食品工厂的特点:产品种类复杂、生产季节性强、卫生要求高。(多选 4、GAP-良好农业规范;GMP-良好生产规范;GHP-良好卫生规范;HACCP-危害分析关键控制点。(多选 第一章 1、基本建设:指固定资产的建设、添置和安装。(名词解释 2、基本建设按其经济目的可以分为生产性建设与非生产性建设,按建设的性质可以分为新建、改建扩建、重建、迁建、更新改造等。(细节 3、一本基本建设项目从计划到投产必须经过三个阶段:前期准备阶段、项目实施阶段、竣工验收阶段。 4、项目建议书:是项目构建单位或业主根据国民经济发展规划、行业发展规划和地区经济、产业发展规划以及本单位的具体情况,经初步调查研究,提出的基本项目建设立项建议。(名词解释 5、可行性研究的作用:(简答 ①是项目进行的投资决策依据; ②向金融机构申请贷款的依据; ③作为与有关部门洽谈合同和协议的依据;
④是项目设计和项目实施的依据; ⑤制定技术方案和设备方案的基础; ⑥作为安排基本建设计划和开展各项建设前期工作的参考; ⑦环保当局审查项目对环境影响的依据。 6、可行性研究的依据:(简答 ①根据国民经济和社会发展长远规划及行业区域发展规划进行可行性研究; ②根据市场供求状况及发展变化趋势; ③根据国家计划部门批准的项目建议书; ④根据可靠的地理、自然、气象、地质、经济、经济社会等基础资料; ⑤根据与项目有关的工程技术方面的标准、规范、指标等; ⑥根据国家公布的有关项目评价的有关参数。 7、项目可行性研究的主要内容:市场营销、技术、组织管理、社会与生态环境影响、财务、经济。(选择、填空 8、市场营销从两方面分析:项目所需要投入物的供给分析;项目产品的销售分析。 9、社会可行性分析应重点考虑的方面:是否有利于提高农民的收入水平,缩小贫富之间的差别;是否能有效地创造就业机会;是否能够提高人们的生活质量;是否能改善生态环境,促进经济可持续发展。 10、项目可行性研究报告的基本内容:文字报告(封面、目录、正文、附表、附图和附件。
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 ?=-=
50000t/a食用酒精工厂的初步设计
摘要 设计中依照厂址选择原则对工厂进行了合理的选址；完成了工艺的选择及论证；进行了物料衡算、热量衡算及水衡算；完成了主要设备的设计与选型以及工厂投资的简要经济核算。对工厂厂房、工艺流程、车间设备进行了合理地布局。完成了工厂图纸的绘制，共八张图纸，包括全厂总平面布置图、工艺流程图、发酵和蒸馏车间设备布置图、种子罐设备图。 根据全厂工艺设计和计算结果可以看出，该设计能够达到工业生产的要求。关键词：食用酒精；木薯；连续发酵；四塔蒸馏
ABSTRACT I completed selection of the site of factory in accordance with the principle of choice factory, selection and feasibility studies of process, material balance, energy balance, water balance, design and selection of major equipments and brief economic accounting. Workshop, process and equipment of workshop gained the reasonable distribution. The eight factory drawings drawing were completed, including the factory general layout map, process map, equipment layout map of fermentation and distillation workshop, seed tank equipment map. The results of the whole process design and computation show that the design can reach the requirements of industrial production. Keywords：Edible alcohol; Cassava; Continuous fermentation; Four towers distillation
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： ) (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 =??
第一阶段测试卷 考试科目：《食品工厂设计原理》 第一章至第二章（总分100分） 时间：90分钟 ____________ 学习中心（教学点）批次： ______________ 专业： _____________ 学号： ____________________ 姓名： _____________ 一、名词解释（本题共6题，每题3分，共18分） 1、 施工图设计 2、 建筑物 3、 非工艺设计 4、 建筑系数 5、 绿地率 6、 绿地面积 二、填空（本题共11空，每空2分，共22 分） 1、可行性研究的特点有 ____________ 、 _________ 2、两阶段设计是 _______________________ 和 3、项目建议书的主要内容有 和经济效果等。 三、简答题（本题共4小题，每小题5分，共20分） 1、 扩初设计文件包括哪几方面的内容？ 2、 食品工厂工艺设计的内容包括哪几个方面？ 3、 食品工厂设计的职责是什么？ 4、 简述食品工厂厂址选择的原则。 四、问答题（本题共4题，每小题10分，共40分） 1、 设计计划任务书编写的内容有哪些？ 2、 食品工厂区内主要建、构筑物按功能不同可分为几类？并分别说明各类建、 则。 3、 可行性研究应注意哪些问题 ？ 4、 食品工厂厂址选择报告包括哪些内容？ 层次： ________________ 身份证号： ____________ 得分： ________________ 构筑物的排布原
4、答：食品工厂厂址选择的原则有下列三个方面: （1 ）符合国家的方针政策；（2）应从生产条 参考答案： 一、名词解释（本题共6题，每题3分，共18分） 1、 施工图设计一一是对扩初设计的进一步深化， 使得设计更具体化， 更详细地达到指导施工的 要 求。 2、 建筑物一一供人们生产、生活或其他活动的房屋场所。 3、 非工艺设计一一是指总平面、土建、采暖、通风、给排水、供电、自控、制冷、动力、环保 等的设计。有时还包括设备的设计。 6、绿地面积——指厂内集中绿化地的总和。 二、填空（本题共11空，每空2分，共22分） 1、 先行性、不定性、科学性、法定性 2、 扩大初步设计、施工图设计 3、产品品种、生产规模、投资大小、产供销的可行性、今后的发展前景 三、简答题（本题共4小题，每小题5分，共20分） 1、答：首先介绍什么是扩初设计，然后具体说明扩初设计文件的内容： 扩初设计一一在设计范围内作详细全面的计算和安排，使之完全能说明新建食品工厂的全貌， 但图纸深度不够，还不能作为施工指导，但可供有关部门审批，这种深度的设计叫扩初设计。 扩初设计文件包括：① 扩初设计说明书；② 扩初设计附件；③ 扩初设计总概算书。 2、答：食品工厂工艺设计的内容大致包括下列 8个方面: 1） 产品方案及班产量的确定 2） 主要产品和综合利用产品生产工艺流程的确定 3） 物料计算 4 ）设备生产能力的计算、选型及设备清单 5 ）车间平面布置 6）劳动力计算及平衡 7 ）水、电、气（汽）、冷、风、暖等用量的估算 8 ）管道布置、安装及材料清单。以及有关的施工说明等等。 3、答：食品工厂设计的职责一一要做到技术上先进成熟，经济上合理节省。 件考虑；（3）从投资、经济效果考虑。 四、问答题 （本题共 4题，每小题 10 分，共 40分） 1 、答：设计计划任务书编写的内容有： 1. 建厂理由， 2. 建厂规模； 3. 产品； 4. 生产方式； 5. 4、 建筑系数= 5、 绿地率= 建筑物、构筑物占地面 积堆场、露天场地、作业 场地占地面积 厂区占地面积 100% 厂区内绿化面积 厂区占地面积 100%
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 practice Keyword Alcohol Fermented law Fermented workshop 一酒精的主要性质
第一阶段测试卷 考试科目:《食品工厂设计原理》第一章至第二章(总分100分) 时间: 90分钟 学习中心( 教学点) 批次: 层次: 专业: 学号: 身份证 号: 姓名: 得 分: 一、名词解释( 本题共6题, 每题3分, 共18分) 1、施工图设计 2、建筑物 3、非工艺设计 4、建筑系数 5、绿地率 6、绿地面积 二、填空( 本题共11空, 每空2分, 共22分) 1、可行性研究的特点有、、 和。 2、两阶段设计是和
3、项目建议书的主要内容有、、 、、和经济效果等。 三、简答题(本题共4小题, 每小题5分, 共20分) 1、扩初设计文件包括哪几方面的内容? 2、食品工厂工艺设计的内容包括哪几个方面? 3、食品工厂设计的职责是什么? 4、简述食品工厂厂址选择的原则。 四、问答题(本题共4题, 每小题10分, 共40分) 1、设计计划任务书编写的内容有哪些? 2、食品工厂区内主要建、构筑物按功能不同可分为几类? 并分别说明各类建、构筑物的排布原则。 3、可行性研究应注意哪些问题? 4、食品工厂厂址选择报告包括哪些内容? 参考答案: 一、名词解释( 本题共6题, 每题3分, 共18分) 1、施工图设计——是对扩初设计的进一步深化, 使得设计更具体化,
更详细地达到指导施工的要求。 2、建筑物——供人们生产、生活或其它活动的房屋场所。 3、非工艺设计——是指总平面、土建、采暖、通风、给排水、供电、自控、制冷、动力、环保等的设计。有时还包括设备的设计。 4、 5、 6、绿地面积——指厂内集中绿化地的总和。 二、填空( 本题共11空, 每空2分, 共22分) 1、先行性、不定性、科学性、法定性 2、扩大初步设计、施工图设计 3、产品品种、生产规模、投资大小、产供销的可行性、今后的发展前景 三、简答题(本题共4小题, 每小题5分, 共20分) 1、答: 首先介绍什么是扩初设计, 然后具体说明扩初设计文件的内容: 扩初设计——在设计范围内作详细全面的计算和安排, 使之完全能说明新建食品工厂的全貌, 但图纸深度不够, 还不能作为施工指导,
目录 1.引言.................................................................................................................................................. - 1 - 1.1.总论.......................................................................................................................................... - 1 - 1.2.项目建设目的和意义.............................................................................................................. - 1 - 1.3.产品需求初步预测.................................................................................................................. - 2 - 1.4.产品方案和拟建规模.............................................................................................................. - 3 - 1.5.工艺技术初步方案.................................................................................................................. - 3 - 1.6.主要原辅料、燃料、动力的供应 .......................................................................................... - 3 - 1.7.建厂初步方案.......................................................................................................................... - 3 - 1.8.环境保护.................................................................................................................................. - 3 - 1.9.工厂组织和劳动定员.............................................................................................................. - 4 - 1.10.投资估算和资金筹措方案...................................................................................................... - 4 - 1.11.经济效益和社会效益的初步估算 .......................................................................................... - 5 - 1.1 2.结论与建议.............................................................................................................................. - 5 - 2.厂址选择.......................................................................................................................................... - 5 - 2.1.厂址选择的目的与依据.......................................................................................................... - 5 - 2.2.厂址条件.................................................................................................................................. - 6 - 3.厂区总平面设计.............................................................................................................................. - 6 - 3.1.厂区总平面设计的原则.......................................................................................................... - 6 - 3.2.厂区平面布置图...................................................................................................................... - 6 - 4.生产工艺的设计.............................................................................................................................. - 7 - 4.1.生产方案.................................................................................................................................. - 7 - 4.2.工艺流程.................................................................................................................................. - 7 - 4.3.工艺特点.................................................................................................................................. - 8 - 5.工艺计算.......................................................................................................................................... - 8 - 5.1.物料衡算.................................................................................................................................. - 8 - 5.1.1.全厂总物料衡算主要内容 ...................................................................................... - 8 - 5.1.2.工艺技术指标及基础数据 ...................................................................................... - 8 - 5.1.3.原料消耗计算.......................................................................................................... - 8 - 5.1.4.成品与发酵醪量的计算 .......................................................................................... - 9 - 5.1.5.10000吨/年燃料乙醇工厂总物料衡算 ................................................................. - 9 - 5.2.热量衡算................................................................................................................................ - 10 - 5.2.1.热量衡算................................................................................................................ - 10 - 5.2.2.水平衡.................................................................................................................... - 10 - 5.2.3.耗电量计算............................................................................................................ - 11 - 6.设备计算与选型............................................................................................................................ - 11 - 6.1.酒精生产主要设备的选择.................................................................................................... - 11 - 6.2.10000吨/年燃料乙醇设备一览表 ....................................................................................... - 13 - 7.生产车间平面布置........................................................................................................................ - 15 - 7.1.生产车间工艺设计................................................................................................................ - 15 - 7.2.生产车间非工艺设计............................................................................................................ - 15 - 7.3.车间设计对卫生的要求........................................................................................................ - 15 - 8.工厂组织与劳动定员.................................................................................................................... - 16 -
现代生物制药工厂设计理念 姓名：许忠福学号：201011805125 班级：生工101班 1、我国生物制药工厂发展概况 新中国成立后，制药工业取得了有目共睹的巨大成绩，1980年全国制药工厂共有800家，到1996年增至8000多家，2004年通过GMP达标的制约工厂有5000多家。尤其是生物制药异军突起，发展迅速。1953年青霉素在上海第三制药厂正式投产，1958年中国最大的抗生素生产厂华北制药厂建成，随后全国各地陆续建成一批抗生素生产厂，主要品种都能生产，不仅能满足国内需求，还能实现出口创汇。改革开放后，各地又建设了一批高新生物制药工厂，开发生产重组乙肝疫苗、痢疾疫苗、甲肝疫苗、狂犬疫苗、干扰素、重组人生长激素、促红细胞生成素、白细胞介素—2、各种诊断试剂等产品。 我国生物制药企业可分为如下三大类型： 1.1 中小型生化制药企业 在20世纪50--60年代逐步建成和发展起来，主要生产脏器制品和生化药物，如从猪胰脏中生产胰酶和胰岛索，从猪脑垂体中生产后叶针、缩宫素和加压素等。到20世纪80年代以后，随着生物分离工程技术的发展与应用，这类企业逐步壮大、整合、发展成为现代生化制药企业，如生产肝素钠和各种治疗酶的常州干红生化制药公司、生产胰岛素及其制剂的徐州万邦生化制药厂和生产玻璃酸钠及其制剂的山东正大福瑞达制药有限公司。 1.2 大型微生物制药企业 应用发醉工程和晦工程技术生产抗生素、有机酸、维生素和氨基酸类药物，如生产青霉素v甲、7—氨基—3—去乙酰氧基头孢烷酸(7—ADCA)和万古霉素等的华北抗生素制药厂，生产7—氨基头抱烷酸(7—ACA)、辛伐他汀和美伐他汀的浙江海正药业，生产大观霉素和头孢地嗪的山东鲁抗制药，以及中国维生素产业“四大家族”：东北制药总厂、江苏江山制药、维尔康药业和维生药业。氦基酸工业年生产能力已达20多万吨．其生产企业近百家，如湖北八峰氨基酸公司、浙江亚美生物化工股份有限公司、南昌化工(集团)有限责任公司和安徽科苑股份有限公司等。 1.3 现代生物工程制药企业 国内目前至少有3000多家单位从事生物工程研究，有200余家现代生物医药企业，50多家生物工程技术开发公司，已上市近30种生物技术药物，主要有基因工程药物、疫苗和单克隆抗体，并开始步人自主创新研发阶段。企业格局正向群落化、集约化转变，形成生物谷、生物城、生物岛等新模式。这类较大型的生产企业有长春生物制品研究所、成都科奥生物工程有限公司、上海生物制品研究所、沈阳三生制药股份有限公司、海南新大洲药业有限公司、长春长生基因药业股份有限公司、安微安科生物工程有限公司、深圳海王药业有限公司、珠海丽珠医药集团股份有限公司、北京四环生物制药有限公司等。 2、现代生物制药工厂设计理念 生物制药工厂工艺设计是指工艺工程师在一定工程目标的指导下，根据对拟建工程的要求，采用科学方法统筹规划，制定方案，对生物制药工厂进行扩建与技术改造时，从事的一种创造性工作。生物制药工厂工艺设计，不仅要具有一般制药工厂工艺设计知识．如生产工艺流程设
第一章 基本建设程序是指基本建设项目在整个建设过程中各项工作的先后顺序。 内容：我国现行的基本建设程序为如下几个阶段 （1）项目建议书阶段 （2）可行性研究阶段（包括项目评估） （3）设计阶段 （4）开工准备阶段 （5）施工阶段 （6）竣工验收阶段 （7）后评价阶段 可行性研究报告的结构和内容包括一下几个方面 （1）总论项目背景、项目概况、问题与建议 （2）市场预测产品市场供应预测、产品市场需求预测、产品目标市场分析、价格现状与预测、市场竞争力分析、市场风险分析 （3）资源条件分析评价资源可利用量、资源品质情况、资源赋存条件、资源开发价值（4）建设规模与产品方案建设规模与产品方案的构成、建设规模与产品方案的比选、推荐的建设规模与产品方案、原有设施的利用情况 （5）场址选择场址现状、场址条件比选、推荐的场址的方案、技术改造项目原有场址的利用情况 （6）技术方案、设备方案和工程方案技术方案选择、主要设备方案选择、工程方案选择、技术改造项目改造前后的比较 （7）主要原材料、燃料供应主要原材料供应方案、燃料供应方案 （8）总图、运输与公用辅助工程总图布置方案、场内外运输方案、公用工程与公用辅助工程方案、技术改造项目原有公用辅助设施利用情况 （9）节能措施节能措施、能耗指标分析 （10）节水措施节水措施、水耗指标分析 （11）环境影响评价环境条件调查、影响环境因素分析、环境保护方案 （12）劳动、卫生、安全与消防危险因素和危害程度分析、安全消防措施、卫生保健措施、消防设施 （13）组织机构与人力资源配置组织机构及其适应性分析、人力资源配置、职工培训（14）项目实施进度建设工期、实施进度安排、技术改造项目建设与生产的衔接 （15）投资估算 （16）融资方案融资组织形势、资本金筹措、债务资金筹措、融资方案分析 （17）财务评价财务评价基础数据与参数选取、销售收入估算与成本费用估算、财务评价报表、盈利能力分析、偿债能力分析、不确定性分析、财务评价结论 （18）国民经济评价影子价格及通用参数选取、效益费用范围与数值调整、国民经济评价报表、国民经济评价指标、国民经济评价结论 （19）社会评价项目的社会影响分析、项目与所在地互适性分析、社会风险分析、社会评价结论 （20）风险分析项目主要风险因素识别、风险程度分析、社会防范风险对策 （21）研究结论与建议推荐方案总体描述、推荐方案优缺点描述、主要对比方案、结论与建议
"多塔系差压蒸馏节能新工艺" "高效脱甲醇除杂新工艺" "环已烷脱水生产无水酒精新工艺" "三元共沸法制备燃料酒精工艺" "分子筛吸附法生产无水酒精工艺" 前言 我公司酒精项目组主要致力于无水酒精生产技术开发及酒精差压蒸馏节能新工艺的推广应用；承接各种规模酒精及其深加工产品装置的工程设计、设备制造、施工及调试总承包或部分工段承包。对老酒精厂存在的技术问题提供技术支持、咨询服务，对原有旧装置进行挖潜改造，并承包装置的调试、生产及生产管理服务； 公司拥有可靠的专业技术力量；先进的设计辅助软件；系统、完整的工程技术资料和良好的客户、用户关系。公司负责技术工作的几位专业工程师均曾就职于化工设计院所，并长期从事酒精生产工作，他们先后主持并完成了十几套不同规模酒精工厂的设计、施工、生产调试。其中，由我公司自主完成的有："广东城月糖厂酒精厂技改项目"酒精回收系统总承包工程；"遂溪特级酒精酿造有限公司3万吨/年酒精及配套1万吨/年无水酒精技改项目"总承包工程；"广西南康糖厂木薯淀粉酒精装置新建项目"总承包工程等。在多年的实际工作中，获得了大量的第一手工程资料，积累了丰富的实际操作经验，在酒精生产行业内享有盛名。 本公司拥有自主的"环已烷脱水生产无水酒精技术"，能向客户提供成熟的生产工艺装置及优良完整的售后服务。 本公司的设计手段先进。配套非标设备的设计算及出图均采用化工部设备设计技术中心站开发的辅助设计软件包进行，可靠性高。另外，公司长期与工程院所、高等学俯保持横向联系，保证了技术水平的先进性，技术规范的延续性。 本公司的服务宗旨是："提供先进适用的技术，系统科学的管理"，并"最大限度满足用户的需要"的服务。 中科院广州能源研究所广东中科天元再生资源工程有限公司 2001年10月再版 酒精生产技术 简介 一、酒精的用途 酒精----乙醇的俗称，一向是市场巨大的一种商品，也是重要的工业原料，广泛用于化工、塑料、橡胶、农药、化妆品及军工等工业部门，酒精的深加工产品有数百种，而且酒精还是一种重要的再生能源，所以，酒精的市场潜力是巨大的。目前，我国酒精年产量约300万吨。其消费主要为：化工占40%，轻工占40%，医药占10%，其它占10%。