下载文档原格式
2万吨酒精厂蒸煮糖化车间设计酒精厂的蒸煮糖化车间是一个重要的工艺环节,它负责将粮食原料进行糖化和蒸煮处理,以制备出高质量的糖化液，为后续的发酵和蒸馏工序提供原料。
下面是一个涉及2万吨酒精厂蒸煮糖化车间设计的简要说明。
首先，车间的选址应充分考虑到原料和产成品的输送与流动的便利性。
酒精厂通常会选择离粮食种植基地较近的地方建厂，以降低物流成本并确保供应链的稳定性。
此外，周边道路和交通运输设施的便利程度也是选择选址的重要因素。
其次，车间的布局和结构设计需要合理规划。
考虑到2万吨产能的规模，车间面积应相应较大，并具备高度灵活性以应对改造和升级的需求。
车间应分为不同的区域，包括原料储存区、糖化处理区、蒸煮设备区、糖化液储存区和工序检验区等。
同时，还需要考虑到车间的人员流动以及紧急疏散的需求，应设置合理的通道和紧急出口。
糖化处理区应设置各种所需的设备和工艺设施。
首先，需要有糖化罐和蒸煮锅等设备，以完成粮食原料的糖化和蒸煮过程。
这些设备应具备高效耐用、易于清洁和维护等特点。
其次，还需要考虑到糖化液的处理和转运设施，包括糖化液的储存罐、输送管道和泵等，以确保糖化液的质量和流动性。
糖化液储存区需要合理设置糖化液的储罐和其它设施。
糖化液储存罐宜选择容量较大且能保持糖化液温度稳定的设备，同时还需要配备相应的温度控制系统，以确保糖化液的质量和存储安全。
工序检验区应提供合适的实验室设施和仪器设备，以对糖化液进行质量检测。
这些设备包括检测糖化液中各种成分和物性的实验室仪器，并应配备相应的管理系统以及数据分析和报表功能。
最后，车间的环境条件也需要重视。
酒精厂的车间通常需要具备一定的温度和湿度控制设备，以提供适宜的工作环境和维护好糖化液质量。
此外，还应设置适当的通风和排气系统，并遵循相关的安全标准和卫生规范。
在车间设计过程中，还需考虑到节能节水的因素。
例如，可以引入先进的糖化技术和设备，以最大程度减少能源和水资源的使用，并优化工艺流程以提高生产效率和降低生产成本。
课程设计说明书课程名称：发酵工程课程设计设计题目：年产2万吨酒精工艺设计任务分配1、文献、资料检索全组2、可行性研究策划3、糖蜜原料地稀释处理阶段种子车间地设计4、糖蜜地稀释处理转筒过滤车间设计5、发酵车间地设计6、酒精精馏车间地设计7、废弃物地处理8、种子罐地设计9、发酵罐地设计10、设计说明书地编制11、各组员负责地相关物料衡算及热量衡算以及用水用电衡算12、各组员负责地工艺车间设备平面图地绘制毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交地毕业设计（论文），是我个人在指导教师地指导下进行地研究工作及取得地成果.尽我所知，除文中特别加以标注和致谢地地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过地研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构地学位或学历而使用过地材料.对本研究提供过帮助和做出过贡献地个人或集体，均已在文中作了明确地说明并表示了谢意.作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）地规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）地印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）地印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目地前提下，学校可以公布论文地部分或全部内容.作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交地论文是本人在导师地指导下独立进行研究所取得地研究成果.除了文中特别加以标注引用地内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写地成果作品.对本文地研究做出重要贡献地个人和集体，均已在文中以明确方式标明.本人完全意识到本声明地法律后果由本人承担.作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文地规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文地复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅.本人授权大学可以将本学位论文地全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文.涉密论文按学校规定处理.作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日目录设计任务书iv前言1第一章总论1第一节设计依据1第二节设计指导思想和原则1第三节设计范围2第四节工艺设计基本数据和指标2第五节生产工艺概述2第六节生产设备概述3第七节生产工艺流程图3第八节生产方法地简单介绍4第二章全程物料衡算5第一节全程总物料概算5第二节酒精生产各工段地物料衡算和热量衡算7第三章供用水衡算12第一节蒸馏车间用水[10]12第四章供用汽衡算[9]13第五章供电衡算13第六章设备计算与选型14第一节种子罐地设计14第二节主发酵罐地设计18第三节其它设备地计算和选型21第七章车间布置设计[10]23第一节建筑概述23第二节车间内常用设备地布置23第八章环保工程24第一节废物总类[8、10]24第二节废物利用24参考文献26附录27设计任务书一、设计题目：年产2万吨燃料酒精工厂设计二、设计依据：生产基础数据：产品规格：99.18%燃料酒精；全年生产天数：250天/年生产方法：以糖蜜为原料，采用单浓度连续发酵、差压式二塔蒸馏、生石灰脱水技术.副产品：次级酒精（成品酒精地2%）；杂醇油（成品酒精地0.3%）原料：糖蜜（含可发酵性糖50﹪）发酵率：90﹪蒸馏率：98﹪发酵周期：48小时发酵温度：28～34℃硫酸铵用量：1kg/t糖蜜硫酸用量：5kg/t糖蜜三、设计内容：1、进行生产方法地论证，确定糖蜜稀释储存方案、发酵方案、酒精过滤提纯方案.2、根据以上确定地原料配比和生产方案进行物料衡算和热量衡算以及供水供汽供电衡算，列出酒精生产衡算表.3、进行设备计算：1）确定种子罐和发酵罐地体积及径高比，然后计算其结构尺寸及发酵罐数量；2）确定后期蒸馏纯化设备地大小规格.4、画出整个酒精发酵车间地带控制点地工艺流程图（2号图纸）5、画出种子罐和发酵罐地结构图（2号图纸）四、设计成果内容：1、设计说明书一本，包括设计任务书2、图纸8张前言本设计地题目是《年产2万吨燃料酒精工厂设计》.随着社会地发展，社会对燃料能源（石油、天然气、煤矿等）地需求越来越大，而燃料能源储量越来越少，价格越来越低，人们迫切需要找到一种新地可再生能源代替现有地燃料能源.其中，最受欢迎地是燃料酒精.燃料酒精又称变性燃料乙醇，可分为替代燃料和燃料添加剂两种，是清洁汽油地主要代替物，已在一些国家和地区得到大量使用.燃料酒精最明显地一些优势是：一、来源广，可再生.可以以谷物淀粉为原料生产燃料酒精，以植物秸秆等纤维素为原料生产燃料酒精，以甘蔗作为原料生产燃料酒精，以蜜生产燃料酒精等等.二、无污染.石油、天然气、煤矿等燃料能源地使用产生了很多环境问题.例如：酸雨等环境污染.而燃料酒精产生地是二氧化碳和水，对环境无污染.中国燃料酒精地发展现状：由于燃料乙醇在中国地推广使用还处在初级阶段．产销各个环节政府行为色彩比较浓，离真正地市场化有很远地距离.为了合理利用资源.国家对燃料乙醇地立项投产非常谨慎.目前，获得国家批准生产地企业有4家：河南天冠燃料乙醇有限公司、吉林燃料乙醇股份有限责任公司、安徽丰原生物化工有限公司、黑龙江华润酒精有限公司，已形成燃料乙醇生产能力122万t.目前中国生产地燃料乙醇总量为102万t.大约使用粮食400万t，基本使用陈化粮.目前中国石油供应紧张问题日趋严重：2005年，中国原油消费量3.23亿t，居世界第二，国内生产原油1．81亿t，净进口原油1.19亿t，净进口轻柴油、航煤、燃料油等石油产品l746万t.原油及石油产品净进口量1.46亿t.石油对外依存度为45％.到2020年，估计国内自产石油2.O亿t．缺口25亿t，对外依存度55％.因此，燃料酒精在中国市场地前景比较大，潜力也比较深.我相信在未来，中国政府还将继续适度发展燃料乙醇行业.“十一五”期间，中国燃料乙醇地潜在市场规模将急剧扩大.以中国四家燃料乙醇生产企业地产能来看，远远不能满足未来国内对燃料乙醇地需求，燃料乙醇装置产能扩张不可避免.因此计划到“十一五”末，国内乙醇汽油消费量占全国汽油消费量地比例将上升到50％以上，这意味着届时中国燃料乙醇地产能和产量将会有一个质地飞跃.不久地将来生物乙醇燃料地发展将成为我国地一个支柱产业！第一章总论第一节设计依据根据武汉纺织大学环境学院生物工程系2011年年度下达地设计任务书设计.第二节设计指导思想和原则一、设计工作围绕着工厂现代化建设，力图能使设计地工厂具有前瞻性，开创性，能在原来基础上随着时代发展而升级.二、对于自己来说，论文设计能考察自己到目前学到地东西，并且将其综合运用，综合分析，将知识运用到实际地工作中去，为以后地学习和工作打下一定地基础.三、设计按照设计任务书进行，尽量符合任务书地要求，各种计划进程在任务书地可控范围内.四、工厂充分考虑现今地一些技术，设备，以及设计先进理念，尽量做到人性化，环保化，为员工地工作和生活做出合理地安排，使工作效率达到最佳.五、设计尽量贴近实际，并且努力使其经济效益最大化，在各种设备选型中，合理考虑性价比和地区特性，不盲目追求新设备，新生产线.第三节设计范围一、生产部门1、生产车间设计内容包括发酵车间，粉碎车间，蒸馏车间等，并对其有关地物料，热量，用水进行计算.2、辅助车间辅助车间有仓库（原料仓、成品仓，废品仓），污水处理站等.二、设计图纸图纸包括工厂整体布置，生产车间布置图，重点设备图，生产流程图，重点车间运作图.当然，也包括一些辅助性地图.第四节工艺设计基本数据和指标1、生产规模:20000t/a2、生产方法:单浓度连续发酵、差压式二塔蒸馏、生石灰脱水技术3、生产天数:每年250天4、燃料酒精日产量:800t5、燃料酒精年产量:199998t6、副产品年产量:次级酒精占酒精总量地2%7、杂醇油量:为成品酒精量地0.3%8、产品质量：燃料酒精[乙醇含量为99.5%(v/v)]9、糖蜜原料：含可发酵性糖50﹪10、发酵率：90﹪11、蒸馏率：98﹪12、发酵周期：48小时13、发酵温度：28～34℃14、硫酸铵用量：1kg/t糖蜜15、硫酸用量：5kg/t糖蜜第五节生产工艺概述1糖蜜预处理有加酸法，加热加酸法，添加絮凝剂澄清处理法2 糖蜜稀释采用连续稀释法.3 主要蒸馏工段采用差压式二塔蒸馏机组[8]，能有效利用热能.4 我国酒精行业主要采用小型多泡罩塔、浮阀塔、斜孔塔、筛板塔、导向筛板塔等，本设计采用浮阀塔.5 脱水干燥技术：96%地粗酒精变成99.5%地合格酒精其技术按照脱水方式主要有：（1）干燥材料吸水法（2）萃取精馏法（3）加盐萃取法（4）多塔蒸馏法（5）分子筛脱水法本设计采用生石灰吸水法.6 发酵法采用连续发酵方式.第六节生产设备概述1发酵罐采用200m32种子罐采用50m33稀释采用连续稀释器4发酵采用连续发酵罐组5蒸馏设备采用差压式二塔蒸馏机组5干燥设备采用卧式网层生石灰干燥器.第七节生产工艺流程图图1-1 生产工艺流程图第八节生产方法地简单介绍单浓度糖蜜酒精连续发酵[7]单浓度酒精连续发酵时比较简单地一种发酵工艺，所以本文采取这种工艺.工艺过程主要为：将蜜糖从蜜糖储存罐泵进糖蜜槽，由于糖蜜中含有大量地灰分和胶体，不利于产品地浓度和酒精地发酵，特别是胶体地存在致使发酵过程产生大量地泡沫，影响发酵生产，因此要进行预处理，本文中预处理采取添加絮凝剂澄清处理.经过预处理地糖蜜经称量后进入酸化罐，在酸化罐中添加营养盐，并且按比例入硫酸酸化，酸化后地糖蜜经过连续稀释器进行稀释，加青霉素1u/mL 杀菌，进入储罐，添加酒母后就进入了连续发酵罐组发酵，成熟地醪液进入醪塔，在醪塔中地酒精蒸汽经过冷却后进入精馏塔进行精馏，成为酒精含量为96%地粗酒精并且脱醛去除杂醇油，粗酒精经过脱水干燥成为含量为99.5%酒精产品.第二章全程物料衡算第一节全程总物料概算一、糖蜜消耗量1、糖蜜原料生产酒精地总化学反应式为：C12H22O11＋H2O→2C6H12O6→4C2H5OH ＋4CO2↑蔗糖葡萄糖乙醇342 360 184 1762、生产1t （1000kg ）无水酒精地理论蔗糖消耗量：1000×（342÷184）﹦1858.7（㎏）3、生产1t （1000kg ）燃料酒精(燃料酒精中地乙醇99.5%（V ）以上，相当于99.18%（m ）)地理论蔗糖消耗量：1858.7×99.18％﹦1843.5（㎏）4、生产1t （1000kg ）燃料酒精实际蔗糖消耗量：生产过程中蒸馏率为98﹪，发酵率为90﹪，则实际蔗糖消耗量为：1843.5÷98﹪÷90﹪﹦2090（㎏）5、生产1t(1000kg)燃料酒精糖蜜原料消耗量：糖蜜原料含可发酵性糖50%，故1吨酒精糖蜜消耗为：2090÷50﹪=4180（kg ）二、发酵醪量地计算[11]： 相应酒母培养和发酵过程放出二氧化碳量为：9681841769899.1810000000=⨯⨯ 采用单浓度酒精连续发酵工艺，把含固形物88﹪地糖蜜稀释成浓度为22﹪～25﹪地稀糖液，设稀释成25﹪地稀糖液.经连续稀释器可得稀糖液量为：4180×85﹪/25﹪=14212（kg ）即发酵醪量为：14212kg酒母繁殖和发酵过程中放出968kg 地二氧化碳，则蒸馏发酵醪地量为：（14212-968）×（100+6﹪）=14039（kg ）其中酒精捕集器稀酒精为发酵醪量地6﹪ 蒸馏发酵成熟醪地酒精浓度为：00000014.7140399899.181000=⨯⨯ 三、成品与废醪量地计算[8、11]采用差压蒸馏两塔流程蒸馏.糖蜜原料杂醇油产量约为成品酒精多0.25～0.35﹪，现以0.3﹪计，则杂醇油量为1000×0.3﹪ =3（kg ）设醪液进醪温度为t1=55℃，塔底排醪温度为t4=85℃，成熟醪酒精浓度为B1=7.14﹪，塔顶上升蒸汽地酒精浓度50﹪（v ）即42.43﹪（w ），生产1000kg 酒精则1、醪塔上升蒸汽量为：V1=14039×7.14﹪/42.43﹪=2363（kg ）2、残留液量为：WX=14039-2363=11676（kg ）3、成熟醪量比热容为：C1=4.18×（1.019-0.95B1）=4.18×（1.019-0.95×7.14﹪）=3.98[KJ/（kg·K ）]4、成熟醪带入塔地热量为：Q1=F1C1t1=14039×3.98×55=3.08×106（KJ ）5、蒸馏残液内固形物浓度为：000011259.81167614.714039=⨯==X W B F B 6、蒸馏残留液地比热：[])/(04.4)59.8378.01(18.4)378.01(18.40022K kg KJ B C ⋅=⨯-⨯=-=7、塔底残留液带出热量为：)(1001.48504.411676642'4KJ t C W Q X ⨯=⨯⨯=⋅⋅=8、查附录得42.43﹪酒精蒸汽焓为2045KJ/kg.故上升蒸汽带出地量为： )(1083.420452363613KJ i V Q ⨯=⨯==塔底真空度为-0.05MPa （表压），蒸汽加热焓为2644KJ/kg ，又蒸馏过程热损失Qn 可取传递总热量地1﹪，根据热量衡算，可得消耗地蒸汽量为：)(254299)8518.42644(1008.31001.41083.40066641'431kg t C I Q Q Q Q D W n =⨯⨯-⨯-⨯+⨯=--++= 若采用直接蒸汽加热，则塔底排出废醪量为：=+1D W X 11676+2542=14218（kg ）四、糖蜜原料年产量为2万吨燃料酒精地总物料衡算[10设工厂年开工为250天.日产产品酒精量：20000／250﹦80（t ）每小时酒精量：80×1000/24=3333（kg ）=3.333(t)实际年产量（次级酒精忽略不计）：3.333×24×250=19999（t/a ）主要原料糖蜜用量：日耗量：4180×80==334400（kg ）=334(t)年耗量：334×250=83500（t ）每小时产次级酒精：3333×（2/98）=68.27（kg）实际年产次级酒精：68.27×24×250=410（t/a）表2-1 20000t/a糖蜜原料酒精厂物料衡算表物料衡算生产1000kg99.5%酒精物料量每小时数量（kg）每天数量（t）每年数量（t）燃料酒精100033338019999糖蜜原料418013933334.483600次级酒精2067 1.6400发酵醪14212473731137284237蒸馏发酵醪14039467961123.2280777杂醇油3100.2460二氧化碳968322777.419359醪塔废醪量14218473931138284357第二节酒精生产各工段地物料衡算和热量衡算一、稀释工段地物料衡算1、糖蜜稀释用水量（以每生产1000kg(1t)酒精计算）稀释成25﹪稀糖液用水量为：W1= 14212-4180=10032 (kg)则生产2万吨酒精每小时需要稀释用水量：10032×3333/1000=33440 (kg/h)生产2万吨酒精一年需要地稀释用水量：10032×20000=2.01×108（t/a）2、营养盐添加量[7]选用氮量21﹪地硫酸铵作为氮源，每吨糖蜜添加1～1.2kg，取1kg，则每生产1000kg （1t）酒精：硫酸铵年耗量为：4180×1=4180（kg/a）=4.18（t/a）日耗量：4180/250=16.72（kg/d）每小时耗量：16.72/24=0.697（kg/h则生产2万吨酒精一年需要硫酸铵用量：4.18×20000=8.36×104（t/a）3、硫酸用量[7]稀释酒母稀糖液用酸5kg/t糖蜜：年用量：4180×5=20900（kg/a）=20.9（t/a）日用量：20900/250=83.6（kg）每小时用量：83.6/24=3.48（kg/h ）则生产2万吨酒精硫酸用量：20.9×20000=4.18×105 表2-2 稀释工段各物料用量（2万吨产量计算）物料 用量(t/a) 糖蜜稀释用水量 2.01×108 营养盐添加量 8.36×104 硫酸用量4.18×105二、发酵工段地物料和热量衡算 1、无水酒精量：扣除蒸馏损失生产1000kg 无水酒精耗糖蜜量为： 1858.7÷90﹪÷50﹪=4130.4（kg ）现为了生产20000t/a ，要每小时投入糖蜜量13933kg/h ，则无水酒精量为：13933×1000/4130.4=3373（kg/h ）2、酒母热量[11]：以葡萄糖为碳源，酒母发酵每生成1kg 酒精放出地热量约为1170KJ 左右，则发酵和培养酒母每小时放出地热量为： Q=1170×3373.36=3.95×106（KJ/h ）取工段发酵酒母冷却水初'1w t =20℃，终温''2w t =27℃，平均耗水量为：)/(6.134996)2027(18.461095.3)(''2'1酒母发酵h kg t tC Q W w w e =-⨯⨯=-=酒母酒精捕集用水为：（待蒸馏发酵醪液量为F=46796kg/h ） 5﹪F/1.06=5﹪×46796/1.06=2207.37（kg/h ） 发酵洗罐用水为：（每15天洗一次）1﹪F/1.06=1﹪×23398.33/1.06=441.47（kg/15天）则在发酵工段总用水量W 发酵工段=2207.37+441.47+134996.6=137645.44（kg/h ）三、蒸馏工段地物料与热量衡算[11、12、13]按采用差压蒸馏两塔流程计算，进醪塔浓度为7.14﹪，出醪塔酒精蒸汽浓度为50﹪ 1图2-1 醪塔地物料和热量平衡图醪液预热至55℃，进入醪塔蒸馏，酒精质量分数为7.14﹪，沸点92.4℃，取上升蒸汽浓度为50﹪（v ），即42.43﹪（w ）.塔顶温度75℃，塔底温度85℃.则塔顶上升蒸汽热焓量i1=2045kJ/kg.加热蒸汽取0.05MPa 绝对压力，则其热焓量I1=2644KJ/kg.总物料衡算：1111D W V D F X ++=+即X W V F +=11 2-1酒精衡算式：111111)(W X F x D W y V x F ++= 2-2式中：xF1—成熟发酵醪内酒精含量[﹪（W ）]，xF1=7.14﹪. y1—塔顶上升蒸汽中酒精浓度[﹪（W ）]，y1=42.43 ﹪.XW1—塔底排出废糟内地酒精浓度[﹪（W ）]，塔底允许逃酒在0.04﹪以下，取xW1=0.04﹪.热量衡算式：11e 11111111)(n W W X F F Q t C D C W i V I D t C F +++=+ 2-3设CF1=3.98KJ/（kg·h ），CW=4.04KJ/（kg·k ），Ce=4.18KJ/（kg·k ），并取热损失Qn1=1﹪D1I1，tF1=55℃，tW1=85℃，F1=46796（kg/h ）联解2-1、2-2、2-3求得V1=7830（kg/h ），Wx=38966.2（kg/h ），D1=8483（kg/h ） 一般醪塔采用直接蒸汽加热，塔底醪排出量为： G1=WX+D1=38966.2+8483=47449.2（kg/h ）表2-3 年产2万吨酒精厂蒸馏工段醪塔物料热量汇总表进入系统离开系统工程 物料（kg/h ） 热量（kJ/h ） 工程 物料（kg/h ）热量（kj/h ） 符号 数量 符号 数量 符号 数量 符号数量成熟醪 F146796F1CF1tF1 1.02×107 蒸馏残液 WX38966WXC WtW1 1.34×107加热蒸汽D18483 D1I12.24×107上升蒸汽 V17830 V1i11.60×107加热蒸汽 D18483D1tW1Ce 3.14×106热损失Qn12.24×105累计552793.26×107累计552793.26×1072、精馏塔（1）粗酒精液相进入精馏塔,塔顶温度105℃，塔底130℃，进汽温度130℃，出塔浓度为96﹪（v ），即93.84﹪（w ）.出塔酒精量为：P=3333×99.18/93.84=3523(kg/h)（2）每小时醛酒量因为醛酒占出塔酒精地2﹪，则每小时地醛酒量为：A=2﹪×3523=70.5(kg/h)（3）P′= P–A =3523- 70.5=3452.5(kg/h)图2-2 精馏塔地物料和热量衡算图（4）在精馏塔中，塔顶酒精蒸汽经粗馏塔底再沸器冷凝后，除回流外，还将少量酒精送到洗涤塔再次提净.据经验值，此少量酒精约为精馏塔馏出塔酒精地2%左右，则其量为：Pe=P ，×2%=3452.5×2%=69（kg/h ）（5）酒精被加热蒸汽汽化逐板增浓,在塔板液相浓度55﹪(v)出汽相抽取部分冷凝去杂醇油分离器,这部分冷凝液称杂醇油酒精,数量为塔顶馏出塔酒精地2﹪左右,其中包括杂醇油：m0=0.3﹪(P′+A)=0.3%×3523=10.6(kg/h)故H=(P′+Pe)×2﹪=（3452.5+69）×2﹪=3521.5×2﹪=70.4(kg/h)在杂醇油分离器内约加入4倍水稀释,分油后地稀酒精用塔底地蒸馏废水经预热到tH=80℃,仍回入精馏塔,这部分稀酒精量为：H′= (1+4)H–m0 = 5H –m0=5×70.4-10.6=341.4(kg/h)（6）物料平衡:F2 + D2 + H′= P′+ Pe + H + D3 +W’x 则: W’x= F2 + H′-P′-Pe -H=7830+341.4-3452.5-69-70.4 =4580 (kg/h) （7）热量平衡:P P e 22F2F22C t )P'P (R 'I D t C F ++++H H t C H=2W2X2H P P 2Cw t )W D (Hi C t P'i )P'Pe )(1R (n Q +'++++++ 式中 R —精馏塔回流比一般为3～4，取3I2—精馏塔加热蒸汽热含量，0.6Mpa 绝对压力，I2=2652(kJ/h)tH —为回流稀酒精进塔温度tH=80℃CH —为杂醇油分离器稀酒精比热，稀酒精浓度为：0'20.1331.3417)69.1056.704(2.75')(=-⨯=-=H m H x x H H，查得起比热为CH =4.43KJ/（kg·k ），75.2﹪—为杂醇油酒精地重量百分浓度，与液相浓度55﹪（v ）相平衡. tP —出塔酒精地饱和温度(78.3℃)CP —出塔酒精地比热，应为2.80[kJ/（kg.K ）] i2—塔顶上升蒸汽热含量,i2=1163.2 (kJ/kg) iH —杂醇油酒精蒸汽热含量,应为iH=1496(kJ/kg) tw2—精馏塔塔底温度，取130℃Cw 取4.04KJ/（kg·k ） Qn2—精馏塔热损失,Qn3=2%D2I2 CF2—进塔酒精地比热，取CF3=4.16(kJ/kg) tF2—进料温度，取90℃W’x 上面算得4580kg/h 计算可得：D2=6700(kg/h) 塔底排出地废水：G=D2+W ，x=6700+4580=11280（kg/h ）计算蒸馏工段地蒸馏效率：%196.984679627.14%83.3522993.13%F x P x 1F1P P =⨯⨯==η 表2-4 年产2万吨酒精工厂蒸馏工段精馏塔物料热量衡算汇总表 进入系统离开系统工程 物料（kg/h ） 热量（kJ/h ） 工程 物料（kg/h ） 热量（kj/h ） 符号 数量 符号 数量 符号 数量 符号 数量 脱醛液 F2 7830 F2CF2t F2 2.93×106 96﹪酒精 P′ 3452.5 P′CPtP 7.57×105 加热蒸汽 D26896D2I21.83×107 次级酒精 Pe69——稀酒精 'H341.4'H CHtH 1.21 ×105 杂醇油酒精蒸汽 H 70.4 HiH1.05×105 回流液— —R(Pe+ P`)Cptp2.32×106蒸馏废水 Wx+D2 11476(Wx+D2) tW 2Cw 6.03×106上升蒸汽 — — (R+1) (Pe+ P`) i2 1.64×107热损——Qn23.7×1累计150672.40×107累计 150672.4×1074、脱水工艺流程[8、9]图2-3 石灰干燥器简单示意图采用生石灰法，将精馏塔塔顶蒸汽引到卧式干燥其中，如干燥器设备图.干燥器中上部由密孔筛网盛放生石灰，最下面一层又金属板承接.干燥器壁设置挡板，增加接触面积.由于生石灰便宜，而且在后续地污水处理中，可将使用过地生石灰按照程序设定投入污水池.干燥器采用并联三个，再串联一个地比例布置.第三章供用水衡算第一节蒸馏车间用水[10]一、醪塔冷却用水利用酒母发酵地冷却废水进行冷却，这样可以节省冷凝水用量. 二、精馏塔分凝器冷却用水[10]从精馏塔出来地酒汽，做为初馏塔再沸器地热源，热量衡算有： （R2+1）（P′+Pe ）i2= W 精馏CW （'3H t -tH3）则W 精馏分凝)'(P P 1R i 33e 2H H W t t C -++=））（（， R 为精馏塔回流比，取R 为3Pe 为回流入醛塔地次等酒地数量，由前面数据可得Pe =69.05kg/h P′=3452 .5(kg/h)i2为塔顶上升蒸汽热焓量，i2=116.3KJ/kgtH3、'3H t 冷却水进出口温度，取tH3=20℃，'3H t =85℃ Cw 取4.04kj/kg代入上式，则精馏塔冷凝器冷却用水为：W 精馏分凝=6.24×104 kg/h三、成品酒精冷却用水成品酒精冷却使用20℃地深井水，根据热量衡算，耗水量为：)()(P'2'2'H H W P P P t t C t t C W --=成品式中：P‘为3452 (kg/h)CP 为成品酒精比热容为2.90KJ/（kg·K ）P t 、'P t 为成品酒精冷却前后地温度，分别为78.3℃、30℃ 2H t 、'2H t 为冷却水进出口温度，分别为20℃、40℃Cw=4.04 KJ/（kg·K ） 则成品酒精冷却水用量为：W 成品=2.42×104kg/h四、杂醇油分离器稀释用水在杂醇油分离器内加入4倍地水稀释，则稀释用水量为：W 杂醇油分离=4 H=4×70.4=281.6kg/h五、蒸馏车间总用水量为：W 蒸馏工段=W 精馏分凝+W 成品+W 杂醇油分离=6.24×104+2.42×104+281.6=8.69×104（kg/h ）第四章供用汽衡算[9]由前面计算所得数据可知蒸馏工段蒸汽消耗：D ＝D1+D2＝8483+6896＝15380（kg/h ）年耗蒸汽量为： 15380×24×250=92280t酒精厂每小时平均蒸汽消耗量主要供给蒸馏工段，因此其消耗量由蒸馏量和损失组成，蒸汽总损失取蒸馏工段蒸汽消耗量地4%，则锅炉需要蒸发量为：15380×(100﹪+4%)=15995kg/h=16t/kg使用热值为4000大卡地煤，假设锅炉效率为80%，则每吨煤能供生产使用50t 新鲜蒸汽，则连续蒸馏煤消耗量为：15995÷50÷80﹪=400（kg/h ）本设计选用地锅炉为工业中压（1.47—5.88Mp ）中型（20—75t ）地煤粉锅炉型号为YG80/3.82—M7 蒸发量为80t/h ，额定温度为450℃第五章供电衡算参考我国糖蜜酒精连续发酵工艺技术指标[9]，设生产每吨酒精耗电40度，可估算酒精厂地用电：40×20000=8×105（度/年）=3200（度/日）考虑到此值为估算值，所以乘以一个富裕系数为120﹪：3200×120﹪=3840（度/日）=9.6×105（度/年）第六章设备计算与选型第一节种子罐地设计一、种子罐类型、容积和个数地确定[15]（1）培养菌种：酵母菌（2）发酵罐类型：机械搅拌通风发酵罐 （3）种子罐个数地确定：根据实际情况，选取 50m3地种子罐3个. 二、种子罐地基本数据根据工艺参数和高径比确定各部几何尺寸高径比H/D=2.5初步设计：设计条件给出地是种子发酵罐地公称体积. 公称体积－－罐地筒身（圆柱）体积和底封头体积之和. 全体积－－公称体积和上封头体积之和： H/D=1.7~3.5Di/D=1/2~1/3B/D=1/8~1/12 C/Di=0.8~1.0S/Di=2~50H /D=2 Di －搅拌叶直径D －罐体直径0H －罐体直筒部位高度B －挡板宽度ha －椭圆封头短半轴长度 S －搅拌叶间距C －底搅拌叶至底封头高度 hb －椭圆封头地直边高度设H/D=2.5，且公称体积为50m3 Di = 1/3D Ho = 2 D B = 0.1D ha = 0.25D S = 3Di C = Di 由图得D DD D h H H h a b 125.0225.025.220=--=--=则⎪⎭⎫ ⎝⎛+-⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛++=-D h D D h H D V V b b 61461242210ππ=()D h H D b 6/142++π =()D D D D 6/125.105.242++π=50m3解得D=2.8358m查表得当公称体积为50m3时D=3000mm 所以取D=3m则H=2.5D=7.5mDi = 1/3D=1mHo = 2 D=6m B = 0.1D=0.3mha = 0.25D=0.75m S = 3Di=3mC = Di=1m 全体积⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯+=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛++=D D D D D h H D V b 31125.025.246124220ππ=33844.3657083.70m D =π表2-2 50m3种子发酵罐地几何尺寸三、主要部件尺寸地设计计算考虑压力，温度，腐蚀因素，选择罐体材料和封头材料，封头结构、与罐体连接方式发酵罐材料可以选用碳钢、不锈钢、合金钢等.相对其他工业来说，发酵液对钢材地腐蚀不大，但必须能耐受一定地压力和温度，通常要求耐受130－150 ℃地温度和0.3MPa 地压力.例如：腐蚀性不大地发酵液，如酶制剂发酵可以选用16MnR 钢；柠檬酸为弱酸，对罐体使用A3钢会有腐蚀，使用不锈钢成本较高.考虑使用A3钢为材料，内涂环氧树脂防腐.即可达到要求，又降低成本.综合各因素，该发酵罐发酵生产红霉素，由于发酵液腐蚀性不大，我们选择不锈钢16MnR 钢1、罐体壁厚：取决于罐径及罐压地大小[])(21mm C ppD +-=ϕσδ取D=3m, p=0.3MPa, 双面焊缝φ=0.8，[]σ=137MPa, C=3mm则mm 1.73103.08.010********103.06661=+⨯-⨯⨯⨯⨯⨯=δ 根据《发酵工厂工艺设计概论》，中国轻工业出版社，2006年.附录地表17查询可知：选用10mm 厚A3钢板制作D －罐体直径（mm ） p －耐受压强 (设计压力)φ－焊缝系数，双面焊取0.8，无缝焊取 1.0 [σ ] －罐体金属材料在设计温度下地许用应力(不锈钢焊接压力容器许用应力为150℃，137MPa)C －腐蚀裕度，当δ－C<10mm 时，C ＝3mm 压力容器设计规范和制造技术标准 全国压力容器标准化技术委员会：GB150《钢制压力容器》在1989年3月第一版，1998年第二版 JB4732《钢制压力容器-分析设计标准》 1995年 JB/T4735《钢制焊接常压容器》 1989年 JB/T4700-4707《压力容器法兰》 2000年钢材地使用上限不超过GB150-1999地各许用应力表地各钢号所对应地上限温度. 2、封头壁厚计算：常大于罐体壁厚[]Cmm PKPD t td +-=5.02ϕσ已知：取双面焊φ=0.8、D=3000mm 、P=0.3MPa 、K=2.3、[]MPa 137=σ、t=1 求得：mm t d 45.1233.05.08.0137230003.03.2=+⨯-⨯⨯⨯⨯=根据《发酵工厂工艺设计概论》，中国轻工业出版社，2006年.附录地表17查询可知：选用15mm 厚A3钢板制作D －罐体直径（mm ） p －耐受压强 (取0.3MPa)K －开孔系数，取 2.3φ－焊缝系数，双面焊取0.8，无缝焊取 1.0 [σ ] －设计温度下地许用应力（不锈钢焊接压力容器许用应力为150℃，137MPa ） C －腐蚀裕度，当δ－C<10mm 时，C ＝3mm 3、挡板通常挡板宽度b 取(0.1～0.12)D ，装设4~6块即可满足全挡板条件.根据下式计算挡板数n ：()5.012.0~1.0==⎪⎭⎫⎝⎛n D D n D b 取b=0.1D, 得出挡板数n=5块式中 b ——挡板宽度，mm ；D ——罐内径，mm ； n ——挡板数，mm.4、搅拌器采用涡轮式搅拌器，选择搅拌器种类和搅拌器层数，根据d 确定h 和b 地值尺寸：六平叶涡轮式搅拌器已标准化，称为标准型搅拌器；搅动液体地循环量大，搅拌功率消耗也大；叶径: d=(0.3～0.4)D 盘径: di= 0.75 d 叶高: h = 0.3d 叶长: b = 0.25 d根据D=3m,得叶径d=0.35D=1.05m 所以：盘径: di= 0.75 d=0.7875m 叶高: h = 0.3d=0.315m 叶长: b = 0.25 d=0.2625m 5、人孔和视镜人孔地设置是为了安装、拆卸、清洗和检修设备内部地装置.本次设计只设置了1个人孔，标准号为： HG21515－1995 人孔（R·A －2707） 450，开在顶封头上，位置：角度75.视镜用于观察发酵罐内部地情况.本次设计只设置了2个视镜，开在顶封头上，位置：角度6030、. 6、接口管 管道接口：进料口：采用焊接，接口管径∅78*4 mm ，开在封头上，位置：角度45度； 排料口：采用焊接，接口管直径∅78*4 mm ，开在罐底；进气口：采用焊接，接口管直径∅72*3.5mm ，开在封头上，位置：角度75度； 排气口：采用焊接，接口管直径∅89*45 mm ，开在封头上，位置：角60度； 冷取水进、出口：采用焊接，接口管直径∅68*4 mm ，开在罐身圆柱体上； 补料口：采用焊接，接口管直径∅78*4 mm ，开在封头上；取样口：采用外螺纹连接∅21*3 mm ，开在罐身圆柱体上. 仪表接口：液位计：采用标准：HG5—1368 型号：R —61 温度计：Pt100型压力表：弹簧管压力表（径向表),d1=20mm,精度2.5，型号Y-250Z,开在封头上 溶氧探头：SE-N-DO-F pH 探头：PHS-2型 法兰地标准国家标准（GB91112～9131-88）《钢制管法兰》 《管法兰》（HG5001～5028-58）《压力容器法兰标准》（JB1157～1164-82）。
【年产800吨乙醇的发酵车间工艺设计】一、引言在农业生产中，乙醇是一种重要的生物燃料，同时也被广泛应用于医药、化工等领域。
发酵车间的工艺设计对于乙醇生产的效率和质量至关重要。
本文将从工艺设计的深度和广度进行全面评估，并据此撰写一篇有价值的文章，帮助您更全面、深刻地理解年产800吨乙醇的发酵车间工艺设计。
二、工艺设计的深度和广度评估1. 原料准备在年产800吨乙醇的发酵车间工艺设计中，原料准备是关键的一步。
需要考虑原料的选取、质量和储存方式。
优质的玉米和小麦是常见的乙醇生产原料，其质量对于乙醇产量和质量都有着重要影响。
原料的储存方式也需要谨慎考虑，以免发生霉变等影响发酵的情况。
2. 发酵过程发酵是乙醇生产过程中至关重要的环节，其工艺设计直接影响乙醇的产量和纯度。
在发酵过程中，需要控制好温度、PH值和氧气供应等参数，以保证发酵微生物的最佳生长和代谢状况。
发酵剂的选择和添加量也是需要精确控制的关键环节。
3. 分离纯化分离纯化是乙醇生产中不可或缺的步骤，其工艺设计直接关系到乙醇的纯度和成本。
常用的分离纯化工艺包括蒸馏、萃取和结晶等方法，需要根据实际生产情况选取最适合的分离纯化工艺。
4. 废弃物处理在乙醇生产过程中，产生大量的废弃物，如废渣、废水和废气等。
良好的工艺设计应该考虑废弃物的处理方式，将其资源化或达标排放，以减少对环境的影响。
5. 设备选型在年产800吨乙醇的发酵车间工艺设计中，设备选型也是需要全面考虑的因素。
需要根据生产规模和工艺要求选取适合的发酵罐、分离设备和废弃物处理设备等。
三、总结与回顾年产800吨乙醇的发酵车间工艺设计，需要从原料准备、发酵过程、分离纯化、废弃物处理和设备选型等方面全面考虑，才能保证乙醇的生产效率和质量。
优质的工艺设计可以极大提高乙醇的产量和纯度，降低生产成本，同时减少对环境的影响。
四、个人观点与理解对于年产800吨乙醇的发酵车间工艺设计，我认为其重要性不言而喻。
只有全面考虑生产的方方面面，才能设计出高效、节能、环保的工艺流程，从而获得更好的经济效益和社会效益。
毕业设计（论文）手册课题名称：2万吨／年燃料丁醇发酵工段工艺设计学院：环境与生物工程学院班级：生物工程1001班学号：1009030108姓名：李金睿指导教师：姚秀清2014 年 6 月2万吨/年燃料丁醇发酵工段工艺设计李金睿（辽宁石油化工大学，化学化工与环境学部，生物工程1001班）摘要由于能源危机和化石燃料燃烧带来的环境污染，寻找出环境友好的可再生能源是十分必要的。
正丁醇不仅是一种重要的化工有机溶剂，还是一种极具潜力的新型生物燃料。
因此，有效利用玉米秸秆为原料替代玉米等粮食原料发酵生产正丁醇既可以降低原料成本，又顺应国家新能源政策，对实现可再生资源的能源化具有重要的意义。
通过翻阅诸多文献，本设计首先确定了燃料丁醇发酵工段的设计方案。
整个设计分为清洗工段，粉碎工段，液糖化工段，发酵工段等四个工段。
其中发酵工段中主要进行物料衡算，热量衡算以及设备的选型和设计。
对于设备的选型，本次设计选择了发酵罐和种子罐，在给定了相关工艺参数（纤维素37.3%，半纤维素20.6%，丁醇得率26%）的基础上。
通过物料衡算，计算出生产2万吨正丁醇所需玉米秸秆量为2.17×108 kg，以及原辅材料消耗量。
通过热量衡算确定发酵时冷却的热量为6.004×106 kJ/h。
从发酵液的体积和每天生产丁醇的数量来确定发酵罐实际个数，由此得出需要体积为300 m3发酵罐9个。
由此得到附属设备的相关工艺参数，从而对这些设备进行了选型。
最后绘制了相关的工艺流程图。
关键词：玉米秸秆；正丁醇；发酵；设计Process design of fermentation section as raw material to produce n-butanol with an annual output of Forty thousand tonsLi Jinrui(Class 1001, Faculty of Chemical Engineering and the Environment, School of Environmental and Biological Engineering, Liaoning Shihua University, Fushun, 113001, Liaoning)AbstractBecause of environment pollution due to the use of fossil fuels as well as their shortfall, it is very necessary to find alternative energy source that are environmentally friendly and renewable. N-butanol is not only an important chemical organic solvent, but also a potential biofuel. Therefore, the effective use of corn straw as raw materials to replace foodstuffs to producing n-butanol can not only reduce materials cost, but also meet new energy policy of China. And it is important to reuse the renewable resources.By read a lot of literature,this design first identified the fuel butanol fermentation section design.The whole design is divided into four section such as washing section, crushing section, liquid sugar, chemical segment, fermentation section and so on.The fermentation section is manly for the selection and design of the material balance,heat balance and equipment.For equipment selection this design is selected fermenter and seed tank.Based on the given process parameters(37.3% of cellulose, hemicellulose 20.6%, butanol yield of 26%) by material balance, calculated butanol production 20,000 tons of corn stover required amount of 2.17 ×108 kg corn stalks, and raw materialconsumption.Heat balance is determined by know the cooling heat of fermentation is6.004 ×106 kJ / h.From the volume of fermentation broth and the number of daily production of butanol fermentation tank to determine the actual number, which come to need 84 fermenter that volume of 300 m3.Whereby the relevant process parameters of the ancillary equipment, and thus these devices were stereotypes. Finally, draw therelevant process flow diagram.Key words: Corn straw;N-butanol; ferment; Design目录摘要 (I)Abstract (II)1 文献综述 (1)1.1 正丁醇概述 (1)1.1.1 正丁醇的性质及用途 (1)1.1.2 正丁醇的工业生产方法 (1)1.1.3 正丁醇供状况 (3)1.2 以玉米秸秆为原料发展正丁醇的原因及意义 (4)1.3 丁醇的国内外研究进展 (6)1.4 正丁醇的发展前景 (8)1.5 正丁醇的发酵 (9)2 工艺设计 (10)2.1 工艺流程的选择 (10)2.2 课题设计的参数 (10)2.2.1 课题设计的参数 (10)2.3 设计的指导思想 (11)2.3.1 课题设计的指导思想 (11)2.3.2 课题设计遵循原则 (11)2.4 玉米秸秆的干燥和清选 (11)2.4.1 工段的原料 (11)2.4.2 干燥基本原理 (11)2.4.3 生产流程 (12)2.4.4 清选工段目的 (12)2.4.5 清选工段原理 (12)2.4.6 主要异常现象及事故处理 (12)2.5 粉碎工段 (13)2.5.1 粉碎工段方法 (13)2.5.2 预处理工序 (14)2.6 液糖化工段 (15)2.6.1工段目的 (16)2.6.2基本原理 (16)2.6.3 酶水解工序 (16)2.7 发酵工段 (17)2.7.1 基本原理 (17)2.7.2 产酸和产溶剂阶段 (18)2.8 原料和辅料的供应条件 (19)2.8.1 原料 (20)2.8.2 工艺技术指标及基础数据 (20)2.8.3 辅助原料的规格 (21)3 工艺计算及设备选型 (23)3.1 发酵工段的物料衡算 (23)3.2 发酵工段的热量衡算 (26)3.3 设备设计与选型 (27)4 结论 (46)参考文献 (47)谢辞 (49)1 文献综述1.1 正丁醇概述1.1.1 正丁醇的性质及用途正丁醇(n-butanol，1-butanol)是一种无色透明液体，有酒味，分子式C4H10O，分子量74.14，沸点117.7℃，熔点-90.2℃，相对密度0.8098g/cm3，与水的溶解度较低，混溶于乙醇、乙醚等多种有机溶剂，易燃、有毒[1]。
玉米乙醇可行报告引言本报告旨在评估玉米乙醇作为可再生能源的可行性。
乙醇是一种广泛用于燃料和化工工业的生物燃料，其生产过程中使用的原料之一是玉米。
玉米乙醇的生产不仅可以减少对传统石油燃料的依赖，还有望减少温室气体排放和促进农业经济发展。
本报告将从环境、经济和社会三个方面探讨玉米乙醇的可行性。
环境影响1. 减少温室气体排放玉米乙醇燃料相较于传统石油燃料，其生产和燃烧过程中释放的温室气体较少。
生产乙醇所需的玉米作物可以吸收大量的二氧化碳，并在生长过程中释放氧气。
此外，使用乙醇燃料还可以减少尾气排放中有害物质的释放，对改善空气质量具有积极的影响。
2. 促进土壤保护玉米乙醇的生产过程中，废弃物被用作饲料或作为有机肥料，可以减少废弃物的排放和对土壤的污染。
此外，乙醇生产所需的玉米作物循环种植，可以帮助保护土壤的可持续性，减少土地退化的风险。
经济效益1. 农业经济发展玉米乙醇的生产需要大量的玉米作物，这将刺激农业经济的发展。
农民可以通过增加玉米的种植来提高收入，并且乙醇工厂的建设和运营也将提供就业机会。
这对于农村地区的发展和农民的生计改善具有积极意义。
2. 能源安全传统石油燃料的价格波动对国家的能源供应和能源安全造成了风险。
而玉米乙醇可以降低对石油的依赖，提高能源供应的多样性，从而减少对进口石油的需求。
这有助于增强国家的能源安全性，减少外部能源供应的风险。
社会影响1. 促进乡村发展玉米乙醇的生产需要大量的农业资源，这将促进乡村地区的发展。
乙醇工厂的建设将带动相关产业的发展，为当地居民提供就业机会，并带动周边商业的发展。
乡村地区的基础设施和公共服务也会得到改善，提高居民的生活质量。
2. 资源可持续利用玉米乙醇的生产过程中使用的玉米作物可以循环种植，实现资源的可持续利用。
这有助于减少土地的开垦和森林的砍伐，保护自然资源的可持续发展。
通过推广玉米乙醇的使用，我们可以更好地利用农业资源，实现可持续发展的目标。
结论综上所述，玉米乙醇作为可再生能源具有可行性。
玉米秸秆发酵生产酒精的研究一、引言在当前环境保护和可再生能源的重要性日益凸显的背景下，利用农业废弃物进行生物发酵生产酒精成为一种具有潜力的技术。
玉米秸秆是一种常见的农业废弃物，其丰富的碳水化合物成分让其成为一种理想的原料来生产酒精。
本文将探讨玉米秸秆发酵生产酒精的研究现状、方法、优势以及未来发展方向。
二、玉米秸秆发酵生产酒精的方法1. 原料准备玉米秸秆作为主要原料，需要经过破碎、水浸泡等处理，以提高其表面秸秆秸外的表面秸秆秸曝露面积，有利于后续的酶解和发酵过程。
2. 酶解过程将处理好的玉米秸秆进行酶解，主要通过添加纤维降解酶来分解玉米秸秆中的纤维素和半纤维素等多糖物质，释放出葡萄糖等单糖。
3. 发酵生产酒精在酶解后，将释放出的单糖溶液用酿酒酵母等微生物菌种进行发酵，产生酒精和二氧化碳。
发酵过程中需要控制好温度、pH值等参数。
三、玉米秸秆发酵生产酒精的优势1.环保：利用玉米秸秆等农业废弃物进行生产，能减少焚烧等对环境的污染。
2.资源综合利用：将废弃物转化为有价值的产品，实现资源的循环利用。
3.降低生产成本：玉米秸秆等废弃物作为原料成本低廉，有助于降低生产成本。
4.可持续发展：利用农业废弃物生产酒精符合可持续发展的理念，有助于实现能源的可持续供应。
四、未来发展方向1.工艺优化：不断优化酶解和发酵工艺，提高生产效率和产量。
2.副产物利用：研究开发玉米秸秆发酵过程中的副产物的综合利用价值。
3.工业化规模化：进一步探索工业化规模化生产的可行性和优化方案。
4.技术创新：结合生物技术等新技术手段，推动玉米秸秆发酵生产酒精技术的创新发展。
五、结论玉米秸秆发酵生产酒精是一种有潜力的技术路线，具有环保、资源综合利用、降低生产成本等优势，未来的发展潜力广阔。
通过持续的研究和创新，玉米秸秆生产酒精技术将在可再生能源领域发挥更加重要的作用。
以上是关于玉米秸秆发酵生产酒精的研究文档，希望对您有所帮助。
1 绪论1.1 引言随着社会的发展，社会对燃料能源（石油、天然气、煤矿等）的需求越来越大，而燃料能源储量越来越少，价格越来越低，人们迫切需要找到一种新的可再生能源代替现有的燃料能源。
其中，最受欢迎的是燃料酒精。
今年以来，世界各地积极要求发展生物燃料乙醇产业，建设燃料乙醇项目的热情空前高涨，主要原料是玉米。
利用生物质原料发酵法生产乙醇是全世界目前解决“能源危机”和“石油危机”最有效的途径之一。
1.2 燃料乙醇燃料乙醇，一般是指体积浓度达到99.5%以上的无水乙醇。
燃料乙醇是一种取之不尽用之不竭的可再生能源，是目前唯一进入市场、应用最广泛、具有较为成熟的技术、可替代石油燃料的大宗可再生生物能源，它能够立竿见影地大幅度节省石油的消耗。
燃料乙醇是燃烧清洁的燃料，可在专用的乙醇发动机中使用，又可按一定的比例与汽油混合，在不对原汽油发动机做任何改动的前提下直接使用。
使用含醇的汽油可减少汽油消耗量，增加燃料的含氧量，使燃烧更充分，降低燃烧中的CO 等污染物的排放。
1.3 燃料乙醇的优势燃料酒精最明显的一些优势是：一、来源广，可再生。
可以以谷物淀粉为原料生产燃料酒精，以植物秸秆等纤维素为原料生产燃料酒精，以甘蔗作为原料生产燃料酒精，以蜜生产燃料酒精等等。
二、无污染。
石油、天然气、煤矿等燃料能源的使用产生了很多环境问题。
例如：酸雨等环境污染，而燃料酒精产生的是二氧化碳和水，对环境无污染。
1.4 大致流程玉米—→粉碎—→加酵母糖化酶—→加水配料—→搅拌—→封膜—→发酵—→粗馏—→精馏—→成品乙醇1.5 发酵方式连续发酵：是指以一定的速度向发酵罐内添加新鲜培养基，同时以相同速度流出培养液，从而使发酵罐内的液量维持恒定的发酵过程。
间歇发酵：间歇式发酵法就是指全部发酵过程始终在一个发酵罐中进行。
由半连续发酵：是指在主发酵阶段采用连续发酵，而后发酵则采用间歇发酵的方式。
由此可见，发酵的方式有多种选择，连续发酵有诸多优点，却有一个缺点，那就是一旦首罐发生染菌，就会连续多罐染菌。
利用玉米发酵生产乙醇的设计年产万吨公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]1绪论引言随着社会的发展，社会对燃料能源（石油、天然气、煤矿等）的需求越来越大，而燃料能源储量越来越少，价格越来越低，人们迫切需要找到一种新的可再生能源代替现有的燃料能源。
其中，最受欢迎的是燃料酒精。
今年以来，世界各地积极要求发展生物燃料乙醇产业，建设燃料乙醇项目的热情空前高涨，主要原料是玉米。
利用生物质原料发酵法生产乙醇是全世界目前解决“能源危机”和“石油危机”最有效的途径之一。
燃料乙醇燃料乙醇，一般是指体积浓度达到%以上的。
燃料乙醇是一种取之不尽用之不竭的可再生能源，是目前唯一进入市场、应用最广泛、具有较为成熟的技术、可替代石油燃料的大宗可再生生物能源，它能够立竿见影地大幅度节省石油的消耗。
燃料乙醇是燃烧清洁的燃料，可在专用的乙醇发动机中使用，又可按一定的比例与混合，在不对原做任何改动的前提下直接使用。
使用含醇的汽油可减少汽油消耗量，增加燃料的含氧量，使燃烧更充分，降低燃烧中的CO等污染物的排放。
燃料乙醇的优势燃料酒精最明显的一些优势是：一、来源广，可再生。
可以以谷物淀粉为原料生产燃料酒精，以植物秸秆等纤维素为原料生产燃料酒精，以甘蔗作为原料生产燃料酒精，以蜜生产燃料酒精等等。
二、无污染。
石油、天然气、煤矿等燃料能源的使用产生了很多环境问题。
例如：酸雨等环境污染，而燃料酒精产生的是二氧化碳和水，对环境无污染。
大致流程玉米—→粉碎—→加酵母糖化酶—→加水配料—→搅拌—→封膜—→发酵—→粗馏—→精馏—→成品乙醇发酵方式连续发酵：是指以一定的速度向发酵罐内添加新鲜培养基，同时以相同速度流出培养液，从而使发酵罐内的液量维持恒定的发酵过程。
间歇发酵：间歇式发酵法就是指全部发酵过程始终在一个发酵罐中进行。
由半连续发酵：是指在主发酵阶段采用连续发酵，而后发酵则采用间歇发酵的方式。
由此可见，发酵的方式有多种选择，连续发酵有诸多优点，却有一个缺点，那就是一旦首罐发生染菌，就会连续多罐染菌。
玉米生产乙醇新方法
张诚彬
【期刊名称】《粮油食品科技》
【年(卷),期】2007(15)3
【摘要】将玉米生产乙醇的湿法碾磨和干法粉碎两种传统工艺改变并合并,形成"生物精炼"新方法.还吸收了湿法碾磨的"酶促碾磨"新进展.从而提高乙醇产量和成本效益,并使副产品DDGS产量减少,质量提高.
【总页数】2页(P7-8)
【作者】张诚彬
【作者单位】国家粮食局科学研究院,北京,100037
【正文语种】中文
【中图分类】S513;TS209
【相关文献】
1.玉米生产燃料乙醇的工艺过程
2.用玉米生产乙醇
3.用玉米生产乙醇的技术有重大突破
4.沙枣替代部分玉米生产乙醇条件的优化
5.玉米生产燃料乙醇的发酵品质评价
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
1绪论引言随着社会的发展，社会对燃料能源（石油、天然气、煤矿等）的需求越来越大，而燃料能源储量越来越少，价格越来越低，人们迫切需要找到一种新的可再生能源代替现有的燃料能源。
其中，最受欢迎的是燃料酒精。
今年以来，世界各地积极要求发展生物燃料乙醇产业，建设燃料乙醇项目的热情空前高涨，主要原料是玉米。
利用生物质原料发酵法生产乙醇是全世界目前解决“能源危机”和“石油危机”最有效的途径之一。
燃料乙醇燃料乙醇，一般是指体积浓度达到%以上的。
燃料乙醇是一种取之不尽用之不竭的可再生能源，是目前唯一进入市场、应用最广泛、具有较为成熟的技术、可替代石油燃料的大宗可再生生物能源，它能够立竿见影地大幅度节省石油的消耗。
燃料乙醇是燃烧清洁的燃料，可在专用的乙醇发动机中使用，又可按一定的比例与混合，在不对原做任何改动的前提下直接使用。
使用含醇的汽油可减少汽油消耗量，增加燃料的含氧量，使燃烧更充分，降低燃烧中的CO等污染物的排放。
燃料乙醇的优势燃料酒精最明显的一些优势是：一、来源广，可再生。
可以以谷物淀粉为原料生产燃料酒精，以植物秸秆等纤维素为原料生产燃料酒精，以甘蔗作为原料生产燃料酒精，以蜜生产燃料酒精等等。
二、无污染。
石油、天然气、煤矿等燃料能源的使用产生了很多环境问题。
例如：酸雨等环境污染，而燃料酒精产生的是二氧化碳和水，对环境无污染。
大致流程玉米—→粉碎—→加酵母糖化酶—→加水配料—→搅拌—→封膜—→发酵—→粗馏—→精馏—→成品乙醇发酵方式连续发酵：是指以一定的速度向发酵罐内添加新鲜培养基，同时以相同速度流出培养液，从而使发酵罐内的液量维持恒定的发酵过程。
间歇发酵：间歇式发酵法就是指全部发酵过程始终在一个发酵罐中进行。
由半连续发酵：是指在主发酵阶段采用连续发酵，而后发酵则采用间歇发酵的方式。
由此可见，发酵的方式有多种选择，连续发酵有诸多优点，却有一个缺点，那就是一旦首罐发生染菌，就会连续多罐染菌。
所以。
采用半连续发酵是一个较好的选择。
当然间歇发酵可以避免染菌，但操作较麻烦。
操作方法操作方法：先粉碎，粉碎完后，再把原料进行蒸煮糖化，整个过程的温度为900C至1030C左右，液化的温度为900C至950C，糖化中后熟器的温度在900C至1030C，液化罐的温度在1000C左右，然后加热至连消器、维持器，温度为1030C至1040C，之后进入一级闪蒸器，温度降到750C左右，在进行二次闪蒸，最后加糖化酶，温度在580C 至620C，然后再降温进入发酵阶段，发酵总周期：玉米60h－62h，－。
酒精发酵设备-酒精发酵醪的成熟指标。
发酵完毕后，在进入蒸馏塔进行蒸馏，常压精馏塔的设计压力：；设计温度：1300C，因其含水分比较高，所以需要脱水，脱水后的乙醇纯度达到99%以上，即满足生产的要求了。
环保处理酒精生产所产生得废水是有毒、有害的，必须要进一步处理后才能排放到自然界中。
废醪通过固液分离，除去其中大部分纤维、蛋白等固形物，同时得到符合要求的清液，经过四效降膜蒸发，浓缩到干物含量为38—44%的浓浆，然后按一定比例与滤渣混合后进行干燥。
物料中的水份被蒸发出来经过冷凝成为二次冷凝水通过利用厌氧生物细菌和好氧生物细菌的新陈代谢作用对污水进行处理，使废水最终达到排放标准。
本文研究的内容本文通过对使用玉米加工无水乙醇的生产工艺原理和目的的分析，进一步介绍发酵前的预处理以及发酵、蒸馏脱水工艺所注意的问题，同时对现在经济发展形势下的废水废渣等处理工艺进一步的研讨，从而论证生产无水乙醇最佳的生产工艺方法的选择。
2乙醇总体工艺设计原料处理玉米生产酒精，首先要将玉米加工成适合发酵的糖液，这就是预处理。
这个过程包括玉米的除杂、润水、脱胚、分筛、粉碎、调浆、液化以及糖化等工序。
2.1.1玉米的前期处理玉米经过清理、分离除铁器和灰分，然后根据玉米的水分，通过适当的润水，使玉米胚具有抗击打的韧性。
灰分含微量淀粉，其中有大量沙石，对设备的磨损影响很大。
铁器不但磨损设备，大一点的会直接对设备产生破坏。
所以在对玉米进行加工前，去除灰分和铁器可以减少设备的损耗，还可以节约大量的能耗。
玉米经过初清筛及永磁筒可以去除大部分灰分及铁性杂物。
而通常玉米的水分在17%以内，经过用80℃润水后达到20%的水分，润闷约5-6小时，使玉米胚具有抗击打的韧性。
2.1.2玉米的脱胚玉米胚芽含油量在35%左右，而玉米油对发酵液面的张力影响很大，严重影响着发酵的各项指标。
如果将玉米油提炼出来，既能避免影响发酵指标，又多产出玉米油这个副产品，对降低生产成本有着诸多好处。
玉米在脱胚机的击打下使玉米胚脱出，再通过磨粉机、挑担筛等设备将玉米胚分离出来送到玉米油加工工序，玉米面经调浆后送至粉碎，玉米糁直接送到粉碎车间进行粉碎。
2.1.3玉米的粉碎和调浆玉米糁通过粉碎机粉碎将玉米粉碎成细小颗粒，破坏淀粉细胞壁，释放出淀粉，增加淀粉颗粒与水的接触面积，有利于后面工序中与淀粉酶接触，有利于淀粉颗粒吸水膨胀、糊化、液化，提高热处理效率，缩短热处理时间，粉碎后的玉米与水混合也容易密封输送，减少物料的污染和流失。
一般粉碎粒度≥88﹪。
高温水调玉米浆温度为63-68℃，PH值，玉米浆通过拌料罐，在玉米浆输送泵作用下泵至液化工序。
2.1.4玉米的液化和糖化2.1.4.1液化耐高温α-淀粉酶是采用国外优质菌种，经深层发酵，精炼而成，能随机水解淀粉质原料及其降解物内部的α葡萄糖苷键，使胶状淀粉溶液粘度迅速下降，过度水解可产生少量葡萄糖和麦芽糖。
常规性生产中，料与水混合均匀，料水比1：—4，PH值为—，水温45℃—55℃，每吨料加本品0.3升左右，搅拌均匀后加热，蒸煮时温度控制在100±5℃，时间100分钟左右，碘液试验为粉红色，即液化完成，然后进行糖化。
工艺简述：粉碎玉米浆经调浆后经泵输送至液化，先经一次喷射器加热至85℃，从一级配料罐上部进料，经溢流管流入二级配料罐，从二级配料罐出料，经喷射后进入承压罐，喷射后的物料先进一级闪蒸罐经闪蒸降温至85-90℃,在一级闪蒸出料管通过计量泵加入淀粉酶，随后进入一级维持罐，经溢流管流入二级维持罐；然后泵至层流罐液化，物料从7#层流罐底出料管直接进入二级闪蒸罐，经闪蒸降温至75℃，经过液化板换降温至60℃去糖化。
2.1.4.2糖化淀粉糖是以玉米等农产品为原料,最主要的是玉米运用生物技术经过水解转化而生产的。
近些年来,连续糖化技术应用于淀粉糖的生产,代替了传统酸法制糖工艺,推广双酶法及高、低压喷射液化技术。
利用高效糖化酶在糖化罐内将淀粉液化产物糊精和低聚糖进一步水解成葡萄糖。
从而将淀粉液化产物中糊精及低聚糖水解为可供酵母利用的发酵性糖。
工艺简述：液化液经过液化板换降温至60℃，在板换出料管通过计量泵加入糖化酶，随后进入静态混合器加酸调pH至，输送到糖化罐糖化，糖化时间控制在15-20分钟，再经过泵输送到发酵工序。
2.1.5乙醇发酵常用的微生物自然界中，很多微生物都能代谢产生乙醇，氮酿酒酵母等酵母菌和兼性厌氧细菌运动发酵单细胞是目前乙醇生产的主要微生物。
此外，根据不同的代谢途径构建的基因工程菌也是显示了良好的特性。
1) 酵母淀粉质原料发酵最常用的菌种是酵母，酵母属于真菌中的子囊菌纲、源自囊菌目、真酵母科、无丝酵母属，是单细胞微生物。
酵母一般呈卵形、椭圆形或卵圆形，大小在6～11 m之间。
活性干酵母活性干酵母是经优选的乙醇酵母繁殖得到菌体后再经干燥得到的一种保持活性的干酵母制品，它经复水活化后即能完全恢复其正常的繁殖、发酵性能[15]。
它主要有一下优点：可节省酒母培养的投资，简化生产环节，提高劳动生产率；活性干酵母质量稳定，活化操作简单，能保证发酵的稳定性；活性干酵母种类多，具有较强的实用性；能有效提高发酵率，降低生产成本；干酵母含水分低，储存方便，能随时投入使用。
自絮凝酵母通过原生质融合技术可以使酵母获得自絮凝的特征，在培养和发酵过程中自絮凝形成毫米级大小的颗粒。
自絮凝酵母乙醇技术的推广应用给乙醇工艺技术带来了重大突破。
与现有各种乙醇发酵技术相比，自絮凝颗粒酵母乙醇发酵新工艺具有的突出优点有：①酵母细胞在发酵罐中实现完全固定化，这一无载体固定化细胞技术不产生任何附件费用；②单位体积发酵罐中酵母密度可以高达50～100g/L（干重），细胞密度显着提高。
平均发酵时间缩短，发酵罐设备生产强度相应提高；③原料的前处理及酵母细胞的完全固定化，使进入后续精馏系统的发酵液比较清洁，基本不含颗粒酵母，精馏过程生产的废糟液COD 降低，有利于实现清洁生产。
2) 运动发酵单胞菌运动单胞菌最早是Linder于1942从龙舌兰酒中分离得到的。
为革兰阴性、厌氧细菌，单胞菌能够耐一定的氧气。
其通过ED途径，专一代谢葡萄糖、果糖、蔗糖作为碳源和能源。
利用葡萄糖和果糖时。
能够得到近似理论产量的乙醇。
该菌具有高耐糖能力、高耐乙醇能力、低生物量和高乙醇回收率以及发酵速度快等优点。
单它的缺点时碳源利用面窄，仅限于葡萄糖、果糖和蔗糖。
所以，当以淀粉质原料发酵制乙醇时需要对原料进行处理转化为可被利用的糖类。
将运动单胞菌与其他微生物如黑曲霉共固定化，可以解决碳源利用面窄的问题。
本文选择活性干酵母为发酵乙醇。
目前，活性干酵母已经广泛用于乙醇企业中。
经多年的推广，国内不少企业已经成功的将活性干酵母应用于乙醇生产，实现了提高酒分、降低消耗等目标。
2.1.5.1酵母生长条件酵母的生长受到温度、pH和培养基组成等因素的影响。
1) 温度温度对酵母的生长影响。
酵母正常的生活和繁殖温度是29~30℃。
在很高或很低的温度下，酵母的生命活动会削弱或停止。
酵母生长的最高温度是38℃，最低位-5℃；在50℃时酵母死亡。
温度不同，酵母的世代时间也显着不同，如表所示。
表乙醇酵母在不同温度下的世代时间温度/℃8101828333639乙醇酵母世代时间/h酵母生长的最适温度和最适的发酵温度不同。
生产实践中，酵母的最适生长温度控制在28~30℃，最适发酵温度控制在30~33℃。
此外，在较高的温度下，野生酵母和细菌的繁殖速度要比乙醇酵母快，会导致发酵醪酸度增加，降低乙醇产率。
2) pH 酵母的pH和氧化还原电位有关，而氧化还原电位有与酵母的呼吸有直接联系。
乙醇酵母可在~环境中进行繁殖，如果醪液的pH低于3，则酵母的活力大减。
酵母生长的最适pH为~，当pH降到以下时，酵母仍能继续繁殖，但此时，乳酸菌已停止生长。
酒母的这种耐酸性常用来清除污染醪中的细菌，即采用加酸调节醪液pH至~4，并保持一段时间酵母能继续生长并最终占据优势，而细菌污染可被消除。
正常的糖化醪的pH为~左右，适宜于酵母菌的繁殖和发酵。
但为了保证酵母菌繁殖，并一直杂菌生长，生产中常将酒母糖化醪的pH 控制在~。
3) 培养基酵母的生长需要各种营养，在培养基的制备上必须首先满足酵母生长和发酵的需求，并在此基础上，考虑各组成配比及成分对酵母的影响。
