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年产8万吨酒精工艺工厂设计项目

年产8万吨酒精工艺工厂设计项目
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可行性报告

建设性质:新建

班别食品本092班

(0911402220)

(0911402215)

(0911402218)

(0911402221)

项目申报单位:********有限责任公司项目申报日期:****年***月***日

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。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。

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[1]

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

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

CO得以释放,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。

(8)醛酯馏分的提取方式及其回用技术

杂醇油的分离

杂醇油的分离流程[2]为:

精馏塔液相取油冷却加水稀释分层上层粗杂醇油盐析成品杂醇油

下层谈酒回入精塔下部相应塔板9.5 酒精的化学处理

酒精的化学处理是一种辅助措施,它有助于从酒精中排除那些较难用精馏方法除去的杂质。化学处理主要是用来从酒精中除去酸类、脂类、醛类和不饱和化合物。粗酒精中的不饱和化合物是指那些可被高锰酸钾氧化的化合物。他们的含量很少,常规分析无法测出,但品尝时可以感觉到它们的存在。其化学性质尚不清楚。为了作用于脂类和酸类可采用氢氧化钠,为了作用于醛类则用稀的高锰酸钾溶液。有时化学处理只单独有氢氧化钠。

9.6 蒸馏过程中酒精的损失

蒸馏过程中酒精损失的总和是由酒糟,精馏废水凝结气体带走的酒精及由于设备、管道和阀件不密闭造成的酒精散逸两大部分组成的。允许的酒精损失矢量是根据设备的生产能力和季节来决定的。损失也与设备运转的正确程度和操作人员的经验有关。为了减少损失,首先就要努力使供醪、供汽和供水达到稳定。

二食用酒精生产的物料衡算

设计题目:80000T/年食用酒精工艺设计

1酒精生产工艺技术指标

生产规模:80000T/年

生产方法:双酶糖化、间歇发酵、三塔蒸馏

生产天数:300天/年食用酒精年产量:80000T

食用酒精日产量:267T 食用酒精时产:11.13T,即11130kg/h

副产品年产量:不得有次级酒精占酒精

杂醇油量:为成品酒精量的0.5%

产品质量:国标食用酒精(乙醇含量95%(V/V))

生产原料:3/4薯干原料(含淀粉65%、水分13%)、1/4玉米原料(含淀粉68%、水分11%)

α-淀粉酶的用量为8u/g原料,糖化酶用量为150u/g原料,酒酵母糖化醪用糖化酶量为300u/g原料

酸铵用量:7Kg/T(酒精);浓硫酸(98%)用量(调PH):5Kg/T(酒精)

调浆时:料水比为1:3.5,调浆后粉浆温度为343k,每个粉浆罐的容积为5m2,径高比为1:1.5,锥形部分的高度为圆筒部分高度的1/3,交替使用。糖化醪91%作为生产糖化醪,9%作为酒母糖化醪,酒母糖化醪制备时,料水比为1:4.5。

粉浆有关数值:粉浆比热为3.57kj/kg.k,蒸煮的温度为416k,加热蒸汽的压力位5个大气压(表压),加热蒸汽的热焓为657.8×4.187kj/kg,加热蒸汽的凝结水的热焓为143×4.187kj/kg,整个蒸煮时间为2小时,最后一个后熟器的压力为0.5个大气压(表压),对应的温度为384k,气液分离器中糊化醪的比热为3.6kj/kg.k。糊化醪的比重为1.085,糊化醪的比热为3.64 kj/kg.k。

蒸煮锅后熟器要求;蒸煮锅和每个后熟器的容积相等,气液分离器装料量为50%,蒸煮锅、后熟器、气液分离器圆筒部分径高比为1:3。

冷却器:正空冷却器有圆柱形部分和锥形部分组成,圆柱形部分的高度为直径的1.5倍,圆锥低角为45°。真空度维持在550mm汞柱,对应温度340k,二次真气汽化热为558×4.187kj/kg.k,二次蒸汽的比容为 5.7m3/kg,二次蒸汽的上升速度为0.8m/s,醪液下降管的长度为10m,垂直安装。

糖化锅:糖化锅由圆柱形部分和球形部分组成,装料系数为75%。几何容积的计算按以下进行:

V=0.785D2+1/3πh2(3r-h)

D—圆筒部分的直径(m);H—圆筒部分的高度m;h—球形底的高度m;r—底的曲率半径m;H=2D;h=0.25D;r=(D2+4h2)/8h

糖化时间为45min

2原料消耗计算(以生产1000kg国标食用酒精为例)

工艺计算,在设计或改建、扩建酒精厂中,对生产过程的物料和能量衡算是必不可少。衡算结果不但为生产设备和动力设备的设计、选型提供重要依据,而且能获得生产过程主副原料的消耗、水电气的消耗以及成品、副产品和废料的数量。这些都是组织和管理生产、进行成本核算的必要依据。

2.1原料计算

现以生产95%(V )成品酒精1000kg 作为计算的基准。

虽然玉米和薯干的淀粉、蛋白质含量不同,结构密度也有些不同,但经过粉碎、加工混合后,两者中和,蒸煮温度取接近薯干的,对生产很方便。 从淀粉质原料生产酒精的化学反应式原料与成品之间的定量关系如下:

6105n 26126

18

162

180

(C H O )+nH O nC H O ???→糖化

水淀粉葡萄糖

6126252

244

180

246

C H O 2C H OH +2CO ?????→发酵

二氧化碳葡萄糖酒精

可以得到每生产1000kg 无水酒精需要淀粉量为:

1000×(162/92)=1760.9(kg )

而95%(V)的成品酒精相当于92.41%(w),故生产1000kg95%(V )成品酒精需要的淀粉量为:

1760.9×92.41%=1627.2(kg)

故生产80000t95%(v/v )食用酒精所需淀粉为:

1627.2×(80000/1000)×1000=130176000kg

酒精生产要经历许多的工序和复杂的生物化学变化,在生产的各个阶段难免会有淀粉的损失,根据实际经验,生产1000kg 上食用酒精生产过程中各阶段的淀粉损失的分配大致如表[3]。

生产过程淀粉损失一览表

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 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 ?=-=

年产10万吨啤酒工厂设计

项目策划书 鲁东大学设计题目:年产10万吨啤酒工厂设计 2010年06月05日

目录 一.可行性研究报告 (3) 1.1 总论 (3) 1.2 项目建设的目的和意义 (3) 1.3 产品方案及需求预测 (4) 1.4 建厂条件及厂址选择 (4) 1.5 项目实施预规划及资金支付 (6) 1.6 经济效益及社会效益的初步估算 (6) 二.总平面布局 (7) 三.淡色啤酒生产的工艺设计 (7) 3.1 原料 (7) 3.2 生产工艺 (8) 四.工艺计算 (10) 4.1 100000t/a啤酒厂糖化车间的物料衡算 (10) 4.2 100000t/a啤酒厂糖化车间的热量衡算 (12) 4.3 100000t/a啤酒厂发酵车间的耗冷量衡算 (15) 4.4 年产10万吨12度啤酒的用水量计算 (18) 4.5 总容积200立方米啤酒锥底发酵罐计算 (19) 五.设备计算及选型 (20) 5.1 主要设备的计算 (20) 5.2 设备清单 (21) 六.工厂布局 (22) 七.啤酒工厂卫生 (22) 7.1 工厂设计规范 (22) 7.2 厂库环境卫生 (22) 7.3 厂区设施卫生 (22) 7.4 车间卫生 (22) 7.5 厂区公共卫生 (22) 八.环境保护与综合利用 (23) 8.1 环保治理工艺的设计原则: (23) 8.2 三废处理 (23) 九. 经济技术及概算 (23) 9.1人力资源配置 (23) 9.2产品成本及利润估算 (24) 十.总结 (25) 参考文献 (25)

一.可行性研究报告 1.1 总论 1.1.1 项目名称:年产100000吨啤酒工厂设计 1.1.2 承办单位:青岛三德工艺品有限公司 昌邑得益工艺品有限公司 1.1.3 项目地址:潍坊市昌邑饮马工业园区 1.1.4 项目经理:杨玉琨 1.2项目建设的目的和意义 1.2.1 提出背景和依据 啤酒是夏秋季防暑降温解渴止汗的清凉饮料。 据医学和食品专家们研究,啤酒含有4%的酒精,能促进血液循环;含二氧化碳,饮用时有清凉舒适感;还能帮助消化,促进食欲。 啤酒花含有蛋白质、维生素、挥发油、苦味素、树脂等,具有强心、健胃、利尿,镇痛等医疗效能,对高血压病、心脏病及结核病等均有较好的辅助疗效。产妇喝啤酒,以增加母体乳汁,使婴儿得到更充分的营养。适量适用啤酒对心脏和高血压患者亦有一定疗效。啤酒生产是采用发芽的谷物作原料,经磨碎,糖化,发酵等工序制得.。在古代中国,也有类似于啤酒的酒精饮料,古人称之为醴.大约在汉代后,醴被酒曲酿造的黄酒所淘汰.清代末期开始,国外的啤酒生产技术引入我国,新中国成立后,尤其是80年代以来,啤酒工业得到了突飞猛进的发展,到现在中国已成为世界第二啤酒生产大国. 如今可说是中国的啤酒工业进入了旺盛的成熟期,一方面, 啤酒工业继续以高速度发展,在高速发展的同时,开始对啤酒的质量, 啤酒工业的经济效益更加重视,啤酒工业的规模按照国际上的惯例,开始向大型化,集团化方向发展.一些中小型啤酒厂被大型啤酒厂兼并. 1.2.2 投资的必要性和经济意义 现在我国啤酒产量方面跃居世界第二位,而且在质量、技术、装备水平等方 面也都有了较大幅度的提高,充分显示了我国啤酒工业强劲的发展势头。但是,我 国啤酒与世界发达国家相比,仍有很大差距。我国啤酒厂不合理企业规模偏多,达不到啤酒生产应有的经济规模。通过对国内外技术经济指标的数据分析得出,10万吨/年规模以上 的啤酒厂才有较好的技术经济指标水平。而现在这样的酒厂还较少,多数是设备陈旧、老化,生产能力不足,设备的自动化程度不高,工艺落后的小酒厂。所以建设一个现代化的大规模的啤酒厂势在必行。 1.2.3 产品优势 经过10年有价值的健康研究,专家们发现,经常性、中度啤酒摄入量——即每天1—2杯12盎司(350毫升)啤酒——对于男性和女性都有益,特别是如果你正面临衰老或受到最常见疾病的困扰。而以下7个你梦寐以求的好处,啤酒都可以带给你。 1护心脏健康: 大量的研究表明,适度饮酒,包括啤酒,可降低患心脏病的危险。 2护血管: 适度喝啤酒也有助于防止血栓形成,预防缺血性脑中风。 3低糖尿病风险: 研究显示,糖尿病人中度饮酒也能减少最大的杀手——冠心病发作的风险。这可能是因为,

年产50000吨食用酒精工厂的初步设计_毕业设计 精品

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10万吨啤酒工厂设计项目策划书

工程策划书 鲁东大学 设计题目:年产10万吨啤酒工厂设计

目录 一.可行性研究报告 (3) 1.1 总论 (3) 1.2 工程建设地目地和意义 (3) 1.3 产品方案及需求预测 (4) 1.4 建厂条件及厂址选择 (4) 1.5 工程实施预规划及资金支付 (6) 1.6 经济效益及社会效益地初步估算 (6) 二.总平面布局 (7) 三.淡色啤酒生产地工艺设计 (7) 3.1 原料 (7) 3.2 生产工艺 (8) 四.工艺计算 (10) 4.1 100000t/a啤酒厂糖化车间地物料衡算 (10) 4.2 100000t/a啤酒厂糖化车间地热量衡算 (12) 4.3 100000t/a啤酒厂发酵车间地耗冷量衡算 (15) 4.4 年产10万吨12度啤酒地用水量计算 (18) 4.5 总容积200立方M啤酒锥底发酵罐计算 (19) 五.设备计算及选型 (20) 5.1 主要设备地计算 (20) 5.2 设备清单 (21) 六.工厂布局 (22) 七.啤酒工厂卫生 (22) 7.1 工厂设计规范 (22) 7.2 厂库环境卫生 (22) 7.3 厂区设施卫生 (22) 7.4 车间卫生 (22) 7.5 厂区公共卫生 (22) 八.环境保护与综合利用 (23) 8.1 环保治理工艺地设计原则: (23) 8.2 三废处理 (23) 九. 经济技术及概算 (23) 9.1人力资源配置 (23) 9.2产品成本及利润估算 (24) 十.总结 (25) 参考文献 (25) 一.可行性研究报告 1.1 总论 1.1.1 工程名称:年产100000吨啤酒工厂设计 1.1.2 承办单位:青岛三德工艺品有限公司 昌邑得益工艺品有限公司 1.1.3 工程地址:潍坊市昌邑饮马工业园区 1.1.4 工程经理:杨玉琨

年产8万吨酒精工厂设计物料衡算

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: ) (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 =??

年产10000吨燃料乙醇工厂设计

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 -

啤酒工厂设计汇总

年产50万吨啤酒工厂设计 一、课程设计的内容 1.我们组的设计任务是:年产30万吨啤酒厂的设计。 2.根据设计任务,查阅有关资料、文献,搜集必要的技术资料,工艺参数与数据,进行生产方法的选择,工艺流程与工艺条件的确定与论证。 3.工艺计算:全厂的物料衡算;糖化车间的热量衡算(即蒸汽耗量的计算);水用量的计算;发酵车间耗冷量计算。 4.糖化车间设备的选型计算:包括设备的容量,数量,主要的外形尺寸。 5.选择其中某一重点设备进行单体设备的详细化工计算与设计。 二、课程设计的要求与数据 1、生产规模:年产30万吨啤酒,全年生产300天。 2、发酵周期:锥形发酵罐低温发酵24天。 3、原料配比:麦芽75%,大米25% 4、啤酒质量指标 理化要求按我国啤酒质量标准GB 4927-1991执行,卫生指标按GB 4789.1-4789.28执行。 12°啤酒理化指标 外观透明度:清亮透明,无明显悬浮物和沉淀物 浊度,EBC≤1.0 泡沫形态:洁白细腻,持久挂杯 泡持性S≥180 色度 5.0—9.5 香气和口味明显的酒花香气,口味纯正、爽口,酒体柔和,无异香、异味 酒精度%(m/m)≥3.7 原麦汁浓度%(m/m)12±0.3 总酸mL/100mL ≤2.6 二氧化碳%(m/m)≥0.40 双乙酰mg/L ≤0.13 三、课程设计应完成的工作

根据以上设计内容,书写设计说明书。 四、主要参考文献 [1] 金凤,安家彦.酿酒工艺与设备选用手册.北京:化学工业出版社,2003.4 [2] 顾国贤.酿造酒工艺学.北京:中国轻工业出版社,1996.12 [3] 程殿林.啤酒生产技术.北京:化学工业出版社,2005 [4] 俞俊堂, 唐孝宣.生物工艺学.上海: 华东理工大学出版社,2003.1 [5] 余龙江.发酵工程原理与技术应用.北京:化学工业出版社,2006 [6] 徐清华.生物工程设备.北京:科学出版社,2004 [7] 吴思方.发酵工厂工艺设计概论.北京:中国轻工业出版社,2006.7 [8] 黎润钟.发酵工厂设备.北京:中国轻工业出版社,2006 [9] 梁世中.生物工程设备.北京:中国轻工业出版社,2006.9 [10] 陈洪章.生物过程工程与设备. 北京:化学工业出版社,2004 【糖化车间】 一、300 000 t/a啤酒厂糖化车间的物料衡算 啤酒厂糖化车间的物料平衡计算主要项目为原料(麦汁、大米)和酒花用量,热麦汁和冷麦汁量,废渣量(糖化槽和酒花槽)等。 1、糖化车间工艺流程 流程示意图如图1所示: ↙↘ ↓ 麦槽 酒花渣分离器→回旋沉淀槽→薄板冷却器→到发酵车间 ↓↓↓ 酒花槽热凝固物冷凝固物 图1 啤酒厂糖化车间工艺流程示 2、工艺技术指标及基本数据 根据我国啤酒生产现况,有关生产原料配比、工艺指标及生产过据如表1所示。

酒精厂设计.doc

"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%。

产3万吨酒精工厂工艺设计

产3万吨酒精工厂工艺设计

毕业设计(论文) 题目:年产3万吨酒精厂工艺模拟 设计 教学院:化学与材料工程 专业名称:化学工程与工艺(生物化工) 学号:200940810224 学生姓名:周遊 指导教师:胡燕辉 2013年 4 月15 日

毕业设计(论文) 摘要 本设计是年产3万吨酒精工厂模拟设计,发酵原料为糖蜜。本设计对酒精的工厂进行了模拟计算和设备选型,力求理论和实践相结合。工艺上的设计为:单浓度糖蜜进行连续发酵(其工艺较为简单,并且易于操作)、主要蒸馏工段采用差压式二塔蒸馏机组(能有效利用热能)、生石灰吸水法,通过物料衡算、设备选型计算、水电汽耗的计算等合理优化设计生产工艺过程。 关键词:酒精工厂;发酵法;糖蜜;蒸馏

毕业设计(论文) Abstract This design is the annual output of 30,000 tons of alcohol factory analog design, the raw material for fermentation is the molasses. The alcohol factory is simulated and equipment is selected, and strives to the combination of theory and practice. Design of the process: continuous fermentation for molasses of single concentration (the process is relatively simple and easy to operate), the main distillation section use differential pressure distillation tower units (effectively utilizing thermal energy), the quicklime suction method, through material balance selection of equipment, loss of water and steam we can design the process. Key words: Alcohol factory;Fermentation;Molasses;Distillation

年生产4000吨酒精工厂项目设计方案

年产4000 吨酒精工厂项目设计方案1 总论1.1 设计的目的和意义 通过毕业设计,巩固、深化基本理论、基本知识和基本技能,提高分析问题和解决技术问题的能力。通过完成本次设计,基本掌握酒精生产工艺流程设计、基本工艺计算、主要设备选型等。通过查阅文献、调查研究,提高综合分析能力。酒精工业是国民经济重要的基础原料产业。它广泛应用于化学工业、食品工业、日用化工、医药卫生等领域,是酒基、浸提剂、洗涤剂、溶剂、表面活性剂。目前不少国家都在考虑将酒精作为新能源以应付“石油危机” 和“能源危机”,用酒精部分或全部代替汽油作为汽车燃料,不仅可节约大量的石油,而且可以减少二氧化碳的排放量,缓和温室效应,所以酒精生产有广大的供求市场。 1.2设计依据 (1)大学理工学院(生物工程专业)--- 《年产4000 吨酒精工厂的初步设计》任务书 (2)设计基础资料:产品名称:无水酒精(优级纯)工厂厂址:海口近郊生产原料:废糖蜜(海南各地糖厂的副产物)生产天数“全年生产260 天(全天候)当地气候条件(来自海南气象台资料):温度极端高温39C 最低温度6C 平均温度23.8 C 湿度最高湿度92% 平均湿度85% 水温河水(>1米)最高30 C最低10C 自来(饮用)水最高30 C最低10C 深井水平均18C 风频率年平均风速:3.3m/s 降水量年平均:1691ml/a 风向东北风和东风

1.3 指导思想 以设计任务书为基础,以最新科研成果和实际经验为依据,通过文献检索、收集资料,调查研究,综合分析;贯彻节省基建投资,充分重视技术先进,降低工程造价等思想,从节约能源和降低原料消耗,创较高经济效益等角度出发,以“工艺先进、技术可靠、系统科学、经济合理、安全环保”为原则,同时注重“三废”治理和综合利用副产物,充分重视环保防污。尽量采用本地原料、定型设备,各种设计方案综合比较,取长补短,制定一个高产节能的设计方案,高效生产高质量的优质酒精。1.4 设计范围 (1)原料的选择及进行生产的方法 (2)生产工艺流程与工艺条件的确定与论证 (3)工艺计算 (4)车间生产设备的选型计算 (5 )书写设计说明书 (6)绘制工艺流程图 带控制点生产工艺流程图;主要设备装配图;车间平面布置图;全厂总貌平面布置图等。 (7)设计重点:蒸馏工艺流程设计;蒸馏塔、精馏塔设计选型 (8)技术经济效益指标分析 1.5 生产规模及产品执行质量标准 (1)生产规模生产规模:年产工业无水酒精4000 吨,日生产15.5 吨

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 practice Keyword Alcohol Fermented law Fermented workshop 一酒精的主要性质

苏打酒饮料工厂设计

苏打酒生产工厂设计 年产1万吨苏打酒饮料厂初步设计 2013年6月1日

1、产品方案 (2) 2、生产工艺流程设计 (3) 3、工艺计算 (8) 4、工艺设备一览表 (15) 5、概算 (16) 6、附件 (18)

本设计本着“经济上合理,技术上先进”的原则,结合市场需求,尊重客观事实。 1 产品方案 1.1 生产规模及建设时间 苏打酒饮料厂年产量为1.0×104t 厂建设采取统一的规划布局,规范化建设,科学化管理,规模化生产,一体化经营,完全采用现代化企业管理模式将逐渐形成规模。厂区总占地面积15000,建筑面积5000m2。 1.2 主要原料的规格 本工艺采用符合我国标准GB 5749-2006的优质饮用水。 1.3 生产品种及数量 生产品种为。年产量1.0×104t。采用275-300mL瓶装生产。设计淡季日产量为20t,旺季日产量为60t。 1.4 产品质量及标准 GB191 包装储运图示标志 GB4544塑料瓶 GB4789.1~4789.28 食品卫生检验方法微生物学部分 GB6543 瓦楞纸箱 GB10344苏打酒饮料标签标准 GB4987—91 苏打酒饮料质量标准 质量特征: (1)产品色泽与品名相符,果汁,果味汽水具有新鲜水果近似的色泽或习惯承认的颜色,同一产品色泽一致,无变色现象。 (2)香气与滋味 具有本品应有的香气,柔和协调,酸甜适口,有清凉感,不得有异味。 (3)外观形态 澄清透明,无沉淀。

2 生产工艺流程设计 2.1工艺流程图 2.2 工艺要点 2.2.1原糖浆的制备 苏打酒饮料的生产中,简单糖浆的配制与净化是保证碳酸饮料成品质量的关 键之一,生产可乐糖浆必须选择优质白糖,国产一级白糖或进口白糖,要求白糖质量无色,无味,无臭,结晶均匀,无杂质。糖浆的作用有: ? 提供稠度而有助于传递香味 ? 提供能量和营养价值 ? 饮料厂来说,从卫生和浓度控制的观点出发,糖浆的制备是重要的。 ? 将糖溶解于水后的溶液,一般称为原糖浆。必须是优质砂糖,溶解于一定量的水中,制成预计浓度的糖液,再经过滤、澄清后备用。 饮用水 冷却 辅料 空瓶 洗瓶工序 空瓶检查 水处理二氧化碳净化成品 成品检查压盖装瓶汽水混合 冷却定量混合配料 过滤溶化砂糖

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