内容发布更新时间 : 2024/6/16 12:43:54星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

七、年产10万吨酒精工厂设计（蒸煮糖化车间）物料衡算

生物0714（郭城，理章，刘剑，清凉，扬青，子超）

基础数据：

生产规模：2000吨／年

生产天数：每年300天kg/m3； 用酒精日产量：67t 食用酒精年产量：20100t

产品规格：国标食用酒精，乙醇含量95%以上（体积分数）

生产方法：以薯干为原料，双酶糖化，连续蒸煮，间歇发酵；三塔蒸馏 原料：薯干(含淀粉65％，水分13％) 蒸馏效率：98％

全年生产天数：300天

酶用量：а-淀粉酶应用酶活力为2000μ∕g，使用量为8μ∕g原料；所用糖化酶活力为20000μ∕g，使用量为150μ∕g原料；酒母糖化酶用量按300μ∕g（原料）计，且酒母用量为10%。

1、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： （CHO)?nHO?nCHO6105n26126

162 18 180 发酵： CHO?2CHOH?2CO6126252

180 46×2 44×2

（2）生产1000㎏无水酒精的理论淀粉消耗量为（理论上生产1000㎏无水酒精所耗淀粉量）：

1622?107??3.52?107(kg)92

（3）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））： 1760.9?92.41%?1627.2(kg)

（4）生产1000㎏食用酒精实际淀粉消耗量：

表5-4 生产过程各阶段淀粉损失 生产过程 原料处理 蒸煮 发酵 损失原因 粉尘损失 淀粉损失（%） 0.40 备注 淀粉残留及糖分破坏 0.50 发酵残糖 1.50 发酵 发酵 蒸馏 巴斯德效应 4.00 若加酒精捕集器，此项损失降为0.30% 酒汽自然蒸发与被1.30 CO2带走 废糟带走等 总计损失 1.85 9.55

1627.2?1779.3(kg)则生产1000㎏食用酒精需淀粉量为：

100%?8.55%

（5）生产1000㎏食用酒精薯干原料消耗量 薯干含淀粉70%，则1000kg酒精薯干量为:

若为液体曲，则曲中含有一定淀粉量（G1），则薯干用量为：( 1779.3?G1)?70%（6）α-淀粉酶消耗量

薯干用量：2541.9kg;单位量原料消耗α-淀粉酶量：10u/g

2541.9?103?10?12.71?103(g)?12.71(kg)则用酶量为：

2000

（7）糖化酶耗量

酶活力：20000u/g;使用量：200u/g

2541.9?103?200?25.42?103(g)?25.42(kg)则酶用量：

20000

350酒母糖化酶用量（350u/g原料，10%酒母用量）： 2541.9?10%?67%??2.98(kg) 20000（8）硫酸铵耗用量: 1000?6.8?6.8(kg)

1000?5.4?5.4(kg)（9）硫酸耗用量:

2、蒸煮醪量的计算

（1?2.3）?8388(kg)淀粉原料蒸煮前需加水调成粉浆（原料：水=1：2.3），则粉浆量为： 2541.9?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88oC，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。

[kJ/(kg?K)] 干物质含量B0=88%的薯干比热容为： C0?4.18(1?0.7B0)?1.61B1?88?(4?100)?22%粉浆干物质浓度为：

c1?B1c0?(1.0?B1)cw蒸煮醪比热容为：

?22%?1.61?(1.0?22%)?4.18式中 cw——水的比热容[kJ/(kg·K)] ?3.61[kJ/(kg?K)]（1） 经喷射液化器加热后蒸煮醪量为：8388＋8388×3.61(88－50)／(2748.9－88×

4.18)＝8871(kg)

8871?3.61(88?84)（2） 经第二液化维持罐出来的蒸煮醪量为：

8871??8815(kg) 2288.3式中：2283.3——第二液化维持罐的温度为84oC下饱和蒸汽的汽化潜热(kJ/kg）。

1779.3?70%?2541.9(kg)

8815?3.67(115?84)?9257(kg)（3）经喷射混合加热器后的蒸煮醪量为： 8815?2748.9?115?4.18式中:115——灭酶温度（oC）

2748.9——0.5MPa饱和蒸汽的焓（kJ/kg）

9257?3.61(115?104.3)?9097(kg)（4）经汽液分离器后的蒸煮醪量： 9257?2245式中:2245——104.3oC下饱和蒸汽的汽化潜热（kJ/kg）。

9097?3.61(104.3?63)?8520(kg)（5）经真空冷却器后最终蒸煮醪液量为： 9097?2351式中:2351——真空冷却温度为63oC下的饱和蒸汽的汽化潜热（kJ/kg). 3、糖化醪与发酵醪量的计算

设发酵结束后成熟醪量含酒精12%（体积分数），相当于9.66%（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6%和1.5%，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：

F1＝1000×92.41%÷(98%×9.66%)×(100＋6＋1.5)÷100＝10440（kg）

1000?92.41%（2）不计酒精捕集器和洗罐用水，则成熟发酵醪量为：

F1??9761(kg) 98%?9.6600?92.41%?9.03%（W/W,质量分数）（3）入蒸馏塔的成熟醪乙醇浓度为：

98%?12477

1000?92.41D??902(kg)（4）相应发酵过程放出CO2总量为：

98F

9761?902?10?969.4(kg)（5）接种量按10%计，则酒母醪量为： （100?10）（6）糖化醪量 酒母醪的67%是糖化醪，其余为糖化剂和稀释水，则糖化醪量为：

9761?902

?969.4?67%?10343(kg) 110%4、成品与发酵醪量的计算

（1）醛酒产量（占成品酒精3.8%），则生产1000kg产品酒精可得次品酒精量为：

1000×3.8%=38（kg）

（2）食用酒精产量 每生产1000kg酒精，其食用酒精产量为：1000-38=962kg）

（3）杂醇油产量 杂醇油量通常为酒精产量的07%， 则淀粉原料生产1000kg酒精副产

杂醇油量为：1000×0.7%=7（kg）

（4）废醪量的计算

设进塔的醪液（F1）的温度t1=70oC，排出废醪的温度t4=105oC；成熟醪固形物浓度为B1=7.5%，塔顶上升酒汽的乙醇浓度50%（体积分数）即47.18%（质量分数）。则：

7.58V?10440??1674(kg)① 醪塔上升蒸汽量为 147.18② 残留液量为 Wx?10440?1674?8766(kg)③ 成熟醪比热容为： c1?4.18(1.019?0.95B1) ?4.18(1.019?0.95?7.5%)

?3.96?kJ/(kg?K)?

④ 成熟醪带入塔的热量为： Q1?F1c1t1 ?10440?3.96?70?2.89?106(kJ)