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1、毕业设计论文开题报告题目年产 5 万吨工业酒精的高浓度淀粉酒精发酵车间的设计学生姓名 蔡晶学号专业生物工程班级20231133指导教师龚美珍评阅教师龚美珍完成日期2023 年2 月 24 日年产 5 万吨工业酒精的高浓度淀粉酒精发酵车间的设计学生：蔡晶指导教师：龚美珍三峡大学 化学与生命科学院1 课题来源本课题为 07 届毕业生的毕业设计论文课题，来源于三峡大学化学与生命科学院生物工程系。2 课题争辩的目的与意义工业酒精是一种经济有用的清洁燃料。如今的能源危机，以及蓬勃进展的农业，都使得工业酒 精产业的重崛起、快速进展成为必定。而生物发酵过程条件温存，转化率高，而且环保无污染， 可以说是工业酒
2、精的最抱负的生产方法。生物发酵是利用淀粉质原料活糖原料，在微生物的作用下 生成酒精。依据原料的不同，可分为：淀粉原料酒精。这是我国和世界上生产酒精的主要方式， 菌种利用薯类、谷物及野生植物等含淀粉的原料，在酶的作用下将淀粉水解为葡萄糖，再进一步发 酵生成酒精。整个生产过程包括原料的蒸煮、糖化剂的制备、糖化、酒母制备、发酵及蒸馏等工序。糖蜜原料酒精。直接利用糖蜜中的糖分，经过稀释并添加局部养分盐，借助酵母的作用发酵生成酒精。亚硫酸盐纸浆废液原料酒精。造纸废料经也硫酸盐液蒸煮处理后，利用其中的六碳糖在酵母的作用下发酵生产酒精，主要用作工业酒精。我国生产酒精的原料主要有三类，淀粉质原料(粮食原料)，
3、包括谷物原料(玉米、小麦、高粱、大米等)和薯类原料(甘蔗、木薯、马铃薯等)。糖质原料，最常用的是废糖蜜。纤维质原料，目 前用于酒精生产和争辩用于酒精生产的纤维质原料有森林工业下脚料、木材工业下脚料、农作物秸 秆、城市废纤维垃圾、甘蔗渣等。另外还有少量其他原料，包括亚硫酸盐纸废液、各种野生植物、 乳清等。3 国内外的争辩现状和进展趋势近年来，随着我国经济的高速进展，我国石油年消费量以 13的速度增长，2023 年进口原料油量超过 1 亿吨，是世界其次大的石油进口国。我国燃料乙醇起步虽然较晚， 但进展快速，以成为继巴西美国之后世界第三大燃料乙醇生产国，现有酒精生产企业1100 家左右，其中 80以
4、上为小型企业，年产量在万吨以下。目前，在我国酒精的产量中，以玉米、谷物为原料的占 55，薯类为原料的占 33，糖蜜为原料的占 12。近几年，我国酒精行业平稳进展，产量逐年增加，2023 年产量为 230 万吨。2023 年 4月，原国家计委公布了中国实施车用汽油添加燃料乙醇的相关方法，同时国家质量技术监视局公布了“变性燃料乙醇”和“车用燃料乙醇汽油”2 个国家标准。作为试点，国家耗资 50 余亿元建立 4 个以消化“陈化粮 ”为主要目标的燃料乙醇生产企业。2023 年，我国燃料乙醇生产力量到达102 万吨，已实现混配1020 万吨燃料乙醇汽油的力量。由于用粮食为原料生产燃料乙醇需要消耗大量的粮
5、食，为此国家燃料乙醇产业坚持非粮燃料乙醇，原料的选择遵循“因地制宜，非粮为主”的原则。2023 年车用汽油消耗量占汽油产量的 87.9，假设按10比例添加生产燃料酒精换算，需要燃料酒精381 万吨， 而全年酒精总产量仅为 20.7 万吨，假设在不久的将来，能用燃料酒精替代 500 万吨等量汽油，就可以为我国节约外汇 15 亿美元。在目前中国人均石油开采储量仅为 2.6 吨的低水平条件下，开发能源成为社会进展，推动经济增长的动力，燃料酒精作为国家战略部署的型能源之一，在我国具有宽阔的市场前景。4 争辩的主要内容、途径4.1 争辩的内容传统的酒精生产承受高温高压蒸煮发，波坏植物细胞间组织和细胞壁，
6、使淀粉粒溶解并释放出来，但能耗高，且易造成糖分损失。现代争辩说明，只需在淀粉原料吸水膨胀过程中增加低温糊化过程，即可到达抱负的糊化效果。不同淀粉质原料的糊化温度各不一样。薯干原料淀粉的糊化温度一般为 80，为到达淀粉溶出和灭菌的要求，宜将生产温度把握在 80-85。现在的工业酒精很大局部都是用生物发酵的方法生产的，这就要用到酒精发酵的菌种。目前，酒精发酵的菌种主要以酵母菌为主。酒精发酵酵母的必备特性是：能分泌肯定的淀粉分解酶；在发酵过程的第一个24h 内有较高的生长率和发酵率，积存大量的酒精从而防止杂菌污染；能耐受高浓度的酒精；能在一个较宽的温度范围内生长和发酵；能耐受酸性pH 可至 2.0)
7、；能在高糖条件下发酵；遗传性稳定。通过糖酵解途径，酵母将葡萄糖高效转化为乙醇和二氧化碳。酵母菌的种类很多，包括孢子酵母、产冬孢子酵母、掷孢酵母和无孢子酵母等，涵盖60 个属 500 多种。4 .2 设计内容1） 、淀粉质原料的蒸煮糖化及发酵方案的论证及设计方案确实定2） 、蒸煮糖化及发酵生产工艺流程设计3） 、蒸煮糖化及发酵生产工艺的物料衡算及热量衡算4） 、蒸煮糖化及发酵车间的带把握点的工艺流程图设计及设备布置图设计5） 、酒精发酵罐的设计及选型4.3 主要生产工艺流程玉米粉碎搅拌蒸煮加 淀粉酶冷却糖化加糖化酶 冷却发酵加酵母菌种蒸馏精馏酒精无水乙醇4.4 本课题的争辩手段设计以传统的酒精生
8、产工艺为蓝本，综合毕业实习时收集的资料及查阅的大量相关资料，力求在工艺上，设备上追求一种简洁、先进、合理的过程以适应社会和市场的需求。本课题的设计依据结合当地原料、水源、水质、能源供给及交通运输状况的调查与争辩，依据自然状况，查阅大量相关资料，遵从设计题目要求，用学过的理论学问与实践相结合，进展这次题目的设计工作。首先就设计题目的规格进展全厂的物料衡算；在物料衡算的根底上，进展全厂设备的设计、计算和选型，通过对标准设备的生产力量的计算，选出其功率型号、设备总量、材料及主要动力设备，列出全厂设备一览表。在课题最终是总体平面设计，根本原则是：严格遵照上述设计文件的要求进展平面布置设计，既要结合厂地
9、自然条件因地制宜，又要留意技术经济性，节约用地，节约投资和留有进展地。5 工作的主要阶段、进度2023.122023.2.24进展资料检索，学习响应面法的相关学问，完成外文翻译、文献综述及撰写开题报告拟订设计方案。2023.2.252023.3依据设计方案进展各项计算。2023.32023.3数据处理，书写论文，绘制设计图。2023.5进展毕业设计形式审查并辩论6 最终目标及完成时间最终目标：，综合运用所学的工程学、化工原理和生物工艺学等方面的学问进展酒精发酵蒸馏车间的设计，把握酒精生产技术进展趋势，为以后在化学工程、生物工程、生物技术领域从事设计、生产、治理和技术争辩等方面工作打下肯定的根底
10、。完成时间：2023 年 5 月底7 现有条件及必需实行的措施现有图书馆查阅的肯定资料以及以前做过工厂设计的阅历，必需更严格的要求自己，借鉴以前的阅历，努力最好的完本钱次设计。8 帮助单位及要解决的主要问题三峡大学图书馆供给资料三峡大学电子阅览室文献检索、整理论文三峡大学化生学院理论指导参考文献1 李素玉，陈芳，田沈，王菊，杨秀山.木质纤维素酒精发酵菌种的筛选.太阳能学报，2023， vo1.2:1-42 韩阳.高产酒精酵母的筛选鉴定及生长和发酵特性争辩【理学硕士论文】.3 范元发.高产酒精酵母的选育及发酵工艺条件与动力学争辩【理学硕士论文】福建师范大学4 刘天霞，张鹏.稻壳粉水解液发酵生产燃料乙醇的争辩.生命科学与技术学院，2023，vo1.5:1-45 冯玉杰，李冬梅，任南琪.混合菌群用于纤维糖化和燃料酒精发酵的试验争辩.太阳能学报， 2023，vo1.28:1-56 沈永利.低温连续蒸煮生产酒精.江苏食品与发酵，1999，1-27 董丹丹，赵黛青，廖翠萍，陈宪笙，唐兆兴.生物基燃料乙醇生产工艺的能耗分析与节能技术综述.化工进展，2023,1-68 胡志远，张成，蒲耿强，王成焘.木薯乙醇汽油生命周期能源、环境及经济性评价.内燃机工程， vo1.2:1-4