酒精生产总物料衡算.doc

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1、. .一、10000t/a玉米淀粉燃料酒精厂物料衡算工程、工艺流程及根底数据 1、全厂物料衡算内容：原料消耗计算、中间产物量计算、成品及副产品量计算。 2、生产工艺流程图:生产工艺采用改进湿法、双酶糖化、连续发酵和半直接式三塔蒸馏流程，如图 空气 酶母种 原料玉米 耐高温 空压机 斜面试管 a淀粉酶 预处理 辅料酸、碱 过滤器 摇瓶培养 脱胚制浆 玉米油车间 无菌空气 小酒母罐 连续蒸煮器 大酒母罐 蒸煮醪 酒母醪 糖化锅 糖化酶 糖化醪 发酵醪 CO2 成熟发酵醪 蒸馏 DDGS车间 分子筛脱水 杂醇油 燃料酒精 图 改进湿法双酶糖化连续发酵燃料酒精流程示意图 3、工艺技术指标及根底数据 1

2、生产规模：10000t/a燃料酒精。 2生产方法：改进湿法、双酶糖化、连续发酵和塔蒸馏。 3生产天数：300d/a 4燃料酒精日产量：34t 5燃料酒精年产量：10200t 6产品质量：国际燃料酒精，乙醇含量99.5%以上V。 7主原料：国内酒精企业玉米粉脱胚去皮淀粉含量68%，利用率为80%-92%,水分14%。 8酶用量：耐高温-淀粉酶用量8u/g原料，糖化酶用量为100u/g原料， 酒母糖化醪用糖化酶量200u/g原料。 9硫酸铵用量：8kg/t酒精提供氮源。 10硫酸用量：5.5kg/t酒精调节pH)。二、10000t/a玉米淀粉燃料酒精厂全厂总物料衡算1、原料消耗计算 现以生产99.

3、5%V成品酒精1000kg作为计算的基准。 1淀粉原料生产乙醇的总化学反响式为：421)糖化阶段： 422) 162 18 180 发酵阶段： 423) 180 246 244 2每生产1000kg燃料酒精的理论淀粉消耗量：由式422和423可求得理论上生产1000kg燃料酒精99.5%(V)的燃料酒精相当于99.18%(W)所消耗淀粉量为： 3生产1000kg燃料酒精实际淀粉耗量：实际上，整个年产过程经历的各工序，如原料处理、发酵及蒸馏等，要经过复杂的物理化学和生物化学反响，所以产品得率必然低于理论产率。据实际生产经历，生产中各过程各阶段淀粉损失率如表41所示。表41 生产过程淀粉损失一览表

4、生产工序淀粉损失原因淀粉损失量%原料预处理粉尘损失0.40蒸煮未溶解淀粉及糖分破坏0.50发酵未发酵剩余糖分1.50发酵巴斯德效应和用于发酵副产物损失4.00发酵酒精自然蒸发与被二氧化碳带走0.30蒸馏废槽液带走及其它蒸馏损失1.85脱水脱水损失1.0累计损失9.55由酒精捕集器回收酒精1.0实际损失8.55因此，一般在整个生产过程中淀粉利用率在9192%之间，假设以上表为依据，淀粉利用率为91.45%计算，每生产1000kg燃料酒精实际淀粉耗量为：这个原料的淀粉出酒率为52.36%，属于中等水平。 4生产1000kg燃料酒精干玉米原料消耗量：根据根底数据给出，国内酒精企业玉米粉脱胚去皮淀粉含

5、量68%，利用率为80%-92%,取90%计算,那么每生产1000kg燃料酒精需要的玉米量为：生产1000kg燃料酒精所需要的淀粉应包括糖化剂内所含的淀粉，这样以玉米为原料需要量为： 式中 每生产1000kg99.5%(V)燃料酒精的原料量，kg；每100kg原料其中所含淀粉量，kg；每生产1000kg燃料酒精需要糖化剂所消耗的淀粉量，kg；在生产中往往需要计算淀粉的出酒率，以便于了解生产情况和评价生产水平，淀粉出酒率的计算式如下：式中 包括各种不同等级生产成品酒精的数量，kg；每生产1000kg99.5%(V)燃料酒精的原料量，kg；每生产1000kg燃料酒精需要糖化剂所消耗的淀粉量，kg；

6、5耐高温-淀粉酶耗量： 本设计选用酶活力为20000u/g的-淀粉酶使淀粉液化，促进糊化，可减少蒸汽消耗。耐高温-淀粉酶消耗量按8u/g原料计算。那么用酶量为：6糖化酶耗量：本设计选用糖化酶活力为100000u/g，使用量为100u/g原料，那么糖化酶消耗量为： 此外，糖化酶耗量还包括酒母糖化酶。用量为200u/g原料计，且酒母用量为10%，那么酒母糖化酶耗量：式中70%为酒母的糖化液占70%，其余为稀释水和糖化计那么糖化酶耗量为3.558kg 7 硫酸铵耗量：硫酸铵用于酒母培养基的氮源补充，其用量为酒母的0.1%,设酒母醪量为m0，那么硫酸铵耗量为：0.1%m02、 辅料消耗计算 1、蒸煮醪

7、所需辅料的计算根据生产实际，连续蒸煮首先将粉碎原料在配料调浆罐内与温水混合，加水比一般为1:3左右，那么粉浆量为：在蒸煮过程中用直接蒸汽加热，在后熟器和气液别离器减压蒸发、冷却降温，这样随着蒸煮过程的进展，蒸煮醪量将随时间发生变化，要确切知道数量变化必须与热量衡算同时进展，现在按喷射液化连续蒸煮工艺条件进展估算。调浆的粉浆温度为65，将0.8MPa表压的蒸汽与粉浆在喷射液化器内混合，使粉浆温度迅速升至145，然后进入维持罐保温液化58min，真空闪蒸冷却至95后进入液化罐反响约60min后，进真空冷却器冷却至63后糖化30min。 干物质含量w086%的玉米比热容为：C04.1810.7w01

8、.66 kJ/(kgk) 粉浆干物质含量：w1=0.86/3 =28.7% 蒸煮醪比热容： C1w1C0 +(1-w1)Cw=28.7%1.66+128.7%4.18 3.45 kJ/(kgk)式中 Cw 水的比热容4.18 kJ/(kgk)由于在加热冷却过程中，蒸煮醪浓度随时间变化，比热也应该有变化，但变化不大，所以假定蒸煮过程比热容恒定。经喷射液化器加热后蒸煮醪量为：式中 2748.9喷射液化器加热蒸汽0.8MPa的焓 (kJ/kg) () 经液化维持罐出来的蒸汽醪温度降为138.2，量为：式中 2149.5液化维持罐的温度为138.2下饱和蒸汽的汽化潜热 (kJ/kg) 经汽液别离器后的

9、蒸煮醪量为： 式中 2271汽液别离冷却温度为95下饱和蒸汽的汽化潜热 (kJ/kg) 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63下饱和蒸汽的汽化潜热 (kJ/kg)从计算结果可以看出，粉浆虽然经过屡次的加热和冷却过程，但是到糖化锅的醪量并没有大的变化12482.4kg和12398kg，这说明只要将蒸煮冷却过程的二次蒸汽充分利用，可以大大减少酒精生产过程的热量消耗。 2、糖化醪与发酵醪所需辅料的计算蒸煮醪在糖化锅内参加曲乳或液体曲，并取局部糖化醪去做酒母。设发酵完毕后成熟醪量酒精含量以10%V计，相当于8.01%w，蒸馏效率为98%，而且发酵罐酒精搜捕集器回收酒精洗水和洗

10、罐用水分别为成熟醪量的5%和1%，那么每生产1000kg99.18%w酒精的成品有关计算如下：待蒸馏的成熟发酵醪量 F 为：入蒸馏塔的成熟发酵醪酒精浓度为：w相应酒母培养和发酵过程放出二氧化碳量为：其中发酵过程放出的占95%。假设发酵成熟醪不计酒精捕集器和洗罐水量，那么成熟发酵醪量为：按接种量10%计算需要酒母醪量m0为：酒母醪是70%糖化醪，30%补充糖化剂与稀释水。需要做酒母的糖化醪占全部糖化醪的7%。那么糖化醪量：可以得到在糖化锅内参加曲乳或液体曲量占蒸煮醪量的百分数：3、 成品与废醪量计算以半直接式酒精发酵醪蒸馏的三塔流程进展计算。在醛塔取的酒一般占成品酒精的1.23%，所取醛酒量的原

11、那么是：保证成品质量前提下，取得越少越好，这与操作水平有关，现在取醛酒2%，那么生产1000kg成品酒精其中醛酒产量为：?酒精工业手册?故实际合格成品酒精产量： 100020980kg杂醇油产量为成品酒精的0.30.7%，一般可取0.5%，那么杂醇油产量为废醪应为成熟发酵醪中除去局部水和酒精及其它挥发组分后的残留液，由于是直接蒸汽加热，还要参加蒸汽冷凝水。应对醪塔进展详细的物料和热量衡算如图mx+Dqe1V11DFQ1=Fc1t1Q2=DIQ3=V iQ4=q4+Dt4醪 塔图 醪塔物料热量衡算图设进塔醪液F进醪温度为t1=70，塔底排醪温度为t4=105，成熟醪内含固量为B17.5%，塔顶上

12、升酒精蒸汽的浓度取50%(V)即47.18%w计算。 醪塔上升蒸汽量为： 残留液量为： 根据计算发酵醪比热的经历公式成熟醪的比热容为：4.181.0190.957.5%) 3.96 kJ/(kgk)成熟醪带入塔的热量为：kJ) 蒸馏残留液的固含量： 蒸馏残留液的比热容为：kJ/(kgk)塔底残留液带走的热量为： kJ查手册得50%V酒精蒸汽的焓 i1965 kJ/kg：那么上升蒸汽带走的热量为： kJ加热蒸汽消耗量为：设塔底引入加热蒸汽为0.05MPa表压，相应的焓为 I2689.8 kJ/kg根据热量衡算式计算加热蒸汽消耗量为：假设取蒸馏过程热损失Qn为加热蒸汽供热量的1%，那么加热蒸汽消耗

13、量为： kg采用直接蒸汽加热时塔底排出的废糟量： kg4、10000t/a 玉米淀粉原料燃料酒精厂物料衡算1酒精成品 日产燃料酒精量为：1000030033.33t ，取整数为34t/d 实际年燃料酒精总产量为：3003410200t/a（2） 主要原料玉米粉耗量： 日耗量为： 3120.634106100.4 kg/d 年耗量： 106100.430031830t/a 淀粉酶、糖化酶用量以及蒸煮粉浆量糖化醪、酒母醪、蒸馏发酵醪等每日量和每年量均可得出，衡算结果详见表表 10000t/a 玉米淀粉原料燃料酒精厂物料衡算表物料 数量生产1000kg燃料酒精物料量/kg 每小时数量/kg 每天数量

14、/t 每年数量/t燃料酒精 1000 1416.7 34 10200玉米粉量 3120.6 4420.8 106.1 31830淀粉酶 1.2481.7680.04212.6糖化酶 3.5585.0410.12136.3硫酸铵1.2371.7520.04212.6硫酸5.57.7920.18756.1蒸煮粉浆12482.417683.82424.41127323成熟发酵醪12398.017564.25424.54127362糖化醪13231.718745.35449.89134967酒母醪1236.61751.8942.0412612蒸馏发酵醪13392.818973.58455.36136608二氧化碳968.01371.3632.919873废醪13616.219290.70462.96138888. .word.