年產(chǎn)1900噸酒精工廠設(shè)計(jì)

1識(shí)，包括其物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，以及在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展趨勢(shì)。根據(jù)廠址的2Abstractfff1 3 4 4 5 52生產(chǎn)工藝流程選擇和論證 6 6 6 7 7 82.2.3糖蜜酒精發(fā)酵在密閉發(fā)酵罐中進(jìn)行的理論依據(jù) 8 9 20 20 23 26 32 32 333生產(chǎn)工藝技術(shù)指標(biāo) 33 24物料衡算與熱量衡算 43 44 5.1發(fā)酵車間主要設(shè)備設(shè)計(jì)選型 45 45 455.2發(fā)酵車間輔助設(shè)備設(shè)計(jì)選型 49 49 49 5.4蒸餾車間主要設(shè)備設(shè)計(jì)選型 50 50 506生產(chǎn)副產(chǎn)物的綜合利用 6.2液體二氧化碳與干冰的生產(chǎn) 53 7.3糖蜜原料酒精糟液處理液回用技術(shù) 578廠址選擇及總平面設(shè)計(jì) 58 59 60 65 參考文獻(xiàn) 3發(fā)酵法生產(chǎn)酒精，是當(dāng)代世界生物技術(shù)產(chǎn)品中數(shù)量最大、對(duì)人類益處是人類可再生能源的主要組成成分。酒精生產(chǎn)方法主要有化學(xué)合成法和生物發(fā)酵法兩種?；瘜W(xué)合成法是以石油工業(yè)中石油裂解產(chǎn)生的乙烯為原料加水合成酒精的。發(fā)酵法酒精的原料可以是淀粉質(zhì)原料、糖蜜原料、纖維素原料、野生植物和亞硫酸造紙廢液。目前我國(guó)酒精工業(yè)發(fā)展迅速，各項(xiàng)生產(chǎn)指標(biāo)已達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平。為了進(jìn)一步提高酒精生產(chǎn)水平，各國(guó)工程技術(shù)人員不斷研究新型酒精發(fā)酵方法，改進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備，酒精蒸餾工藝也在不斷通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，鞏固、深化基本理論、基本知識(shí)和基本技能，提高分析問(wèn)題和解決技術(shù)問(wèn)題的能力。通過(guò)完成本次設(shè)計(jì)，基本掌握酒精生產(chǎn)工面活性劑。目前不少國(guó)家都在考慮將酒精作為新能源以應(yīng)付“石油危機(jī)”產(chǎn)有廣大的供求市場(chǎng)。4產(chǎn)品名稱：無(wú)水酒精（優(yōu)級(jí)純）工廠廠址：?？诮忌a(chǎn)原料：廢糖蜜（海南各地糖廠的副產(chǎn)物）以設(shè)計(jì)任務(wù)書為基礎(chǔ)，以最新科研成果和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)為依據(jù)，通過(guò)文獻(xiàn)術(shù)先進(jìn)，降低工程造價(jià)等思想，從節(jié)約能源和降低原料消耗，創(chuàng)較高經(jīng)濟(jì)5（2）生產(chǎn)工藝流程與工藝條件的確定與論證1．5生產(chǎn)規(guī)模及產(chǎn)品執(zhí)行質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)%%%%6%%%%2生產(chǎn)工藝流程選擇和論證2．1酒精生產(chǎn)工藝流程設(shè)計(jì)糖蜜酒精生產(chǎn)主要經(jīng)過(guò)稀糖液制備、酒母制備、稀糖液發(fā)酵和酒精蒸2酒精蒸餾→擴(kuò)培稀糖液稀糖液發(fā)酵水原糖蜜經(jīng)泵送至高位槽，再經(jīng)計(jì)量秤稱重后輸入酸化罐。在酸化罐加入定量的水、硫酸、營(yíng)養(yǎng)鹽等輔料進(jìn)行處理，處理后用雙濃度法稀釋，稀7醛液進(jìn)入精餾塔，塔頂排出來(lái)的酒精汽（96%再經(jīng)預(yù)熱器加熱到200~25后進(jìn)入分子篩塔進(jìn)行脫水，出分子篩得到產(chǎn)品無(wú)水酒精。2．2糖蜜發(fā)酵的依據(jù)和機(jī)理糖為主，甘蔗糖蜜除蔗糖外還有大量轉(zhuǎn)化糖，只需稀釋，無(wú)需糖化即可被酵母利用，發(fā)酵速度快。不論是甘蔗糖蜜還是甜菜糖蜜中糖類大多數(shù)為可發(fā)酵性糖，經(jīng)過(guò)稀釋同時(shí)添加部分營(yíng)養(yǎng)鹽，就可用酵母將它們發(fā)酵生成酒②糖蜜含糖高、灰分多、黏度高糖蜜含糖高、膠體多、灰分大、透壓的酵母進(jìn)行酒精發(fā)酵。為了維持正常的酵母生長(zhǎng)和發(fā)酵速率，在酒母培養(yǎng)和酒精發(fā)酵時(shí)要適當(dāng)通風(fēng)。③生產(chǎn)工藝與設(shè)備簡(jiǎn)單、易實(shí)現(xiàn)連續(xù)化酒精發(fā)酵與淀粉質(zhì)原料生產(chǎn)酒精比較，可以省去蒸煮、制曲、糖化等工序，只需加水稀釋，加酸酸化糖蜜酒精發(fā)酵工藝相對(duì)低簡(jiǎn)單，成本低。糖蜜主要成分為可發(fā)酵糖，①來(lái)源豐富8②生產(chǎn)工藝、設(shè)備較淀粉質(zhì)原料生產(chǎn)酒精相對(duì)簡(jiǎn)單糖蜜酒精無(wú)須粉碎、蒸煮、制曲和糖化過(guò)程和相應(yīng)設(shè)備，能耗低，并且原料價(jià)格低，生產(chǎn)③生產(chǎn)易實(shí)現(xiàn)連續(xù)化糖蜜酒精廠基本上采用了雙流加連續(xù)發(fā)酵工（3）糖蜜酒精生產(chǎn)缺點(diǎn)①濃度高、灰分大、膠體多②發(fā)酵生成酯、醛等頭級(jí)雜質(zhì)多、雜醇油多，蒸餾廢液難處理2.2.2糖蜜酒精發(fā)酵中酵母的有效酶系首先將糖蜜醪中的蔗糖水解生成一分子葡萄糖和一分子果糖，然后再由酵母活細(xì)胞中的酒化酶進(jìn)行發(fā)酵，酒化酶是參與酒精發(fā)酵的各種酶和輔酶的2.2.3糖蜜酒精發(fā)酵在密閉發(fā)酵罐中進(jìn)行的理論依據(jù)細(xì)胞中酒化酶的作用，產(chǎn)生酒精的全過(guò)程。9蛋白質(zhì)在蛋白酶的作用下，水解生成小分子的蛋白胨、肽和各種氨基酸的反應(yīng)，這些水解產(chǎn)物一部分被酵母細(xì)胞吸收合成菌體，另一部分則發(fā)酵生成了酒精和二氧化碳，還要產(chǎn)生副產(chǎn)物雜醇油、甘油等。糖蜜酒精發(fā)酵過(guò)程是不需氧的生物化學(xué)氧化過(guò)程，其生物氧化自成體酵母進(jìn)行糖蜜酒精發(fā)酵時(shí)，在有氧的情況下，由于進(jìn)行了呼吸作用，而酒精產(chǎn)量大大降低，糖的消耗速度在單位時(shí)間內(nèi)也減慢。有氧情況下，為什么糖蜜酒精發(fā)酵的發(fā)酵率反而減低？從酒精發(fā)酵反應(yīng)式可總結(jié)如下：的效應(yīng)反而降低。由此可見，糖蜜酒精發(fā)酵宜在密閉的發(fā)酵罐內(nèi)進(jìn)行。①葡萄糖磷酸化和異構(gòu)化，然后裂解為能轉(zhuǎn)化的兩種磷酸丙糖（甘油2.2.5提高糖蜜酒精發(fā)酵效率的方法一方面要注意調(diào)整酵母的外界環(huán)境條件，使外因適于酵母內(nèi)在規(guī)律要求，另一方面馴養(yǎng)和選育耐高滲透壓和耐高溫的優(yōu)良酵母菌種，以適于糖調(diào)整酵母外界環(huán)境的滲透壓是提高糖蜜酒精發(fā)酵效率的關(guān)鍵，酵母細(xì)胞內(nèi)酶系催化效率的提高，依賴于酵母細(xì)胞質(zhì)膜的半滲透作用。所以，糖蜜酒精發(fā)酵要求發(fā)酵醪要有適當(dāng)?shù)臐B透壓，才有利于酵母半透性細(xì)胞質(zhì)膜的催化反應(yīng)速度，從而使發(fā)酵率進(jìn)一步提高。為了保證酒母細(xì)胞質(zhì)膜半滲透作用的正常進(jìn)行，對(duì)于糖蜜原料，特別是低純度糖蜜原料，應(yīng)想辦法先粘度才能調(diào)整至適宜的滲透壓，才能保證酵母細(xì)胞質(zhì)膜半滲透作用的正常2．3糖蜜酒精的發(fā)酵方法糖蜜酒精發(fā)酵方法很多，基本上可分為間歇法與連續(xù)法兩大類。酵槽一般用水泥制成，也可用鋼板制成，發(fā)酵槽內(nèi)裝有冷卻管和蒸汽管，使用時(shí)先用石灰乳、熱水充分洗滌及消毒。培養(yǎng)酒母稀糖蜜濃度為接種溫度隨季節(jié)而改變，夏季27℃,冬季為32℃,酒母添加后不久就進(jìn)行開放式間歇發(fā)酵法的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單，容易上馬，操作簡(jiǎn)便。缺點(diǎn)是直接與空氣接觸不利于嫌氣性發(fā)酵，容易感染雜菌，同時(shí)也容易導(dǎo)致酒精此法優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省酒母的制備，分割主發(fā)酵醪作為酒母，接種量較大，可以縮短發(fā)酵時(shí)間，缺點(diǎn)是容易感染雜菌。為了減少雜菌感染的機(jī)會(huì)，每天更氟化鈉或五氯代苯酚鈉等化學(xué)防腐劑。我國(guó)南方小型糖蜜酒精工廠采用此％，④分段添加發(fā)酵法分段添加發(fā)酵法的特點(diǎn)是將酵母培養(yǎng)階段和發(fā)酵階段明顯地劃分開來(lái)，根據(jù)兩者不同的目的要求，采取不同的技術(shù)條件，在發(fā)酵過(guò)程中盡可能維持醪液中的糖分一致，使酵母在較穩(wěn)定的情況下發(fā)酵，由于采用分段添加糖液，保持了醒液中較低的糖分和較高的酒精分?；蚋啻渭尤牖鞠√且?。第一、第二次添加發(fā)酵罐容積20％的糖液，第三次加入發(fā)酵罐容積40—50％的糖液。為了使％，連續(xù)流加發(fā)酵法是先將占發(fā)酵醪總?cè)萘考s30%間歇式發(fā)酵是始終在一個(gè)容器內(nèi)進(jìn)行，酵母始終處在一個(gè)變動(dòng)的環(huán)境中，即酵母的繁殖與生命活動(dòng)是在糖分不斷下降，酒精含量逐步增加的變化過(guò)程中進(jìn)行的。連續(xù)發(fā)酵與此相反，發(fā)酵的每一個(gè)階段是在各個(gè)不同的素是一定的，這樣，酵母由于適應(yīng)穩(wěn)定外界的環(huán)境，其發(fā)酵能力加強(qiáng)，發(fā)酵率也相應(yīng)提高，整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程連續(xù)化，操作方便，生產(chǎn)管理穩(wěn)定，大大減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度和節(jié)省勞動(dòng)力，為實(shí)現(xiàn)儀表自動(dòng)控制提供了有利條件，同時(shí)由于連續(xù)發(fā)酵法，節(jié)約了非生產(chǎn)時(shí)間，提高了發(fā)酵設(shè)備利用率。我國(guó)南方利用甘蔗糖蜜與北方利用甜菜糖蜜生產(chǎn)酒精的工廠，大都采用連續(xù)發(fā)酵法。糖蜜酒精連續(xù)發(fā)酵的方法較多，現(xiàn)歸納如下：多級(jí)連續(xù)發(fā)酵法又稱自流式連續(xù)流動(dòng)發(fā)酵法，是在一組串聯(lián)幾個(gè)發(fā)酵它們的位置可以在高度相同的一個(gè)平面上或者高度不同的兩個(gè)平面上，呈續(xù)排出，送去蒸餾。多級(jí)連續(xù)發(fā)酵法的特點(diǎn)是：把前兩個(gè)發(fā)酵罐作為主體罐，在酒母與基本稀糖液連續(xù)流加的條件下，酵母處在對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期，保持旺盛的生命活動(dòng)能力，發(fā)酵一開始便達(dá)到主發(fā)酵期，發(fā)酵時(shí)間可以大大縮短。在間歇分批發(fā)酵過(guò)程中，酵母的萌發(fā)期較長(zhǎng)，然而在連續(xù)發(fā)酵過(guò)程中，酵母的萌發(fā)期但不利于酵母的積累，往往酵母來(lái)不及繁殖就有可能被流掉，酵母積累便者利用一組罐的前兩罐作主罐，這種方法使酵母的積累在第一罐內(nèi)結(jié)束，而使第二、第三發(fā)酵罐酵母細(xì)胞含量變化不大，使連續(xù)發(fā)酵穩(wěn)定在一定的酵母數(shù)量。酵母在主罐中積累過(guò)程也取決于它的初始含量，在連續(xù)發(fā)酵過(guò)程中控制主發(fā)酵罐的酵母數(shù)量甚為重要，需要掌握好發(fā)酵醪的流加速度，使其交換速度與酵母的生長(zhǎng)速度達(dá)到相對(duì)平衡。另外，糖蜜連續(xù)發(fā)酵一些雖不相同，但能控制保持相對(duì)穩(wěn)定性，因而可以避免和間歇發(fā)酵過(guò)程中由使酵母連續(xù)發(fā)酵作用得到充分發(fā)揮，因此，發(fā)酵率可以相應(yīng)提高。多級(jí)連此法的特點(diǎn)是發(fā)酵設(shè)備與多級(jí)連續(xù)發(fā)酵法相同，但管道布置與換種操酵罐成熟醪蒸餾后，立即刷罐滅菌，接入酵母新種，連續(xù)流加基本糖液，酵系統(tǒng)中第一個(gè)罐采用通氣攪拌或間歇通氣攪拌措施，保持足夠和較多量降低。所以，設(shè)計(jì)糖蜜酒精連續(xù)發(fā)酵方案時(shí)，宜采用雙流和多流系統(tǒng)，即此法的特點(diǎn)是將發(fā)酵醪的酵母，用高速離心機(jī)回收再用。由于回收大量的酵母，在發(fā)酵過(guò)程中一開始便有足夠多量的酵母，發(fā)酵特別旺盛，代謝產(chǎn)物酒精立即大量積聚。由于代謝產(chǎn)物的反饋抑制作用，發(fā)酵過(guò)程中隨著酒精濃度迅速增高，抑制了酵母的增殖，使酵母迅速衰亡。因此，酵母回收酵母多級(jí)連續(xù)發(fā)酵是在四個(gè)一組串聯(lián)的發(fā)酵罐中進(jìn)行，連續(xù)發(fā)酵發(fā)酵罐的底部，發(fā)酵醪向上升起，沿導(dǎo)管流入第二發(fā)酵罐的底部，依次流狀態(tài)。由于發(fā)酵作用產(chǎn)生代謝產(chǎn)物酒精和二氧化碳，醪液比重沿罐高度而罐之間上部用導(dǎo)管相連，發(fā)酵醪由第四發(fā)酵罐的下部放出，使酵母沉降，便于回收。發(fā)酵醪的流動(dòng)速度需調(diào)節(jié)到第一罐發(fā)酵度14第二罐發(fā)酵度從發(fā)酵醪分離回收的酵母漿，約為發(fā)酵醪容積的15％，此酵母漿送至酵罐，在發(fā)酵過(guò)程所釋出的二氧化碳，通過(guò)捕集器，而洗水則用來(lái)稀釋糖蜜，發(fā)酵醪用泵送入沉降槽，通過(guò)高速離心分離器將醪液和酵母分離，醪連續(xù)發(fā)酵與間歇發(fā)酵相比，酵母菌發(fā)酵的各階段都是在不同的發(fā)酵罐能力強(qiáng)。并且酵母菌的發(fā)酵幾乎不存在適應(yīng)期，糖化醪或糖密一進(jìn)發(fā)酵罐就能進(jìn)行發(fā)酵，使整個(gè)生產(chǎn)周期縮短10—20小時(shí)，能提高設(shè)備利用率糖蜜酒精連續(xù)發(fā)酵采用多級(jí)比單級(jí)有利，因?yàn)槎嗉?jí)連續(xù)發(fā)酵可以比較充分地利用基質(zhì)，而第一級(jí)發(fā)酵罐流出的發(fā)酵醪中未利用的基質(zhì)，可以在以后的各級(jí)發(fā)酵罐內(nèi)被繼續(xù)消耗，因而多級(jí)連續(xù)發(fā)酵效率較高。其次是第一級(jí)發(fā)酵罐的酵母細(xì)胞數(shù)量立即達(dá)到對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的數(shù)量，取消酵母繁殖中的遲滯期，使多級(jí)連續(xù)發(fā)酵一開始便進(jìn)入主發(fā)酵階段，從而取消了前發(fā)酵階段，縮短了連續(xù)發(fā)酵過(guò)程的總時(shí)間，提高了設(shè)備利用率。多級(jí)連續(xù)發(fā)酵法可分為單濃度連續(xù)發(fā)醉法和雙濃度連續(xù)發(fā)酵法兩種。單濃度連續(xù)發(fā)酵法是酒母培養(yǎng)與連續(xù)發(fā)酵醪的糖液均采用同一種濃度：22—25oBx；雙濃度連續(xù)發(fā)酵法酒母的培養(yǎng)液采用低濃度糖液，濃度為由于糖蜜濃度高、黏度大、灰分多，因此糖蜜酒精發(fā)酵多采用雙濃度雙流加工藝以解決酵母生長(zhǎng)和酒精發(fā)酵最適條件不用的難題。2是在酵母菌羧化酶及羧化輔酶的催化作用下，丙酮酸脫羧變?yōu)橐胰┎⒎懦鯤2．4雙糖流加發(fā)酵工藝流程酵母固體斜面菌種泵糖蜜高位槽糖蜜供應(yīng)器高位箱暫貯。酒母擴(kuò)大培養(yǎng)所用的糖蜜自糖蜜高位箱經(jīng)液位調(diào)節(jié)器維持恒壓流入1號(hào)連續(xù)稀釋器內(nèi)，加入硫酸、磷酸及的酸度和濃度后，送入一組串聯(lián)的酸化罐中進(jìn)行相當(dāng)時(shí)間酸化處理后，再流入2號(hào)連續(xù)稀釋器內(nèi)，加水進(jìn)行第二次稀釋至所需的濃度后，進(jìn)入酒母罐內(nèi)。而供主發(fā)酵用的糖蜜自糖蜜高位箱經(jīng)液位調(diào)節(jié)器維持恒壓流入3號(hào)釋器還裝有熱水箱，所用熱水由蒸餾車間的冷卻器來(lái)，同樣經(jīng)位壓調(diào)節(jié)器糖液進(jìn)行酒精發(fā)酵所需的酒母，經(jīng)各階段擴(kuò)大培養(yǎng)后，進(jìn)入酒母罐，并連續(xù)流進(jìn)稀糖液，開始連續(xù)培養(yǎng)，而成熟的酒母醪則自酒母罐底部連續(xù)酵母擴(kuò)大培養(yǎng)采用間歇通風(fēng)培養(yǎng)，所需的空氣，由空氣壓縮機(jī)供給，經(jīng)空氣凈化器和空氣過(guò)濾器處理后入酒母罐和1號(hào)主發(fā)酵罐。糖蜜酒精連續(xù)發(fā)酵是在一組串聯(lián)的發(fā)酵罐與后發(fā)酵罐內(nèi)完成，擴(kuò)大培養(yǎng)酒母所用稀糖液不斷地定量流入1號(hào)主發(fā)酵罐，主發(fā)酵用的濃糖液發(fā)酵過(guò)程產(chǎn)生大量的二氧化碳和泡沫，引入泡抹捕集罐內(nèi)消除泡經(jīng)壓縮冷卻制成商品液體二氧化碳和固體干冰。2．5雙糖流加發(fā)酵工藝流程選擇及論證酒母培養(yǎng)與酒精發(fā)酵采用不用的濃度，分別流加到相應(yīng)的設(shè)備上。糖），為了提高流加糖的平均糖分，保證連續(xù)發(fā)酵效率。整個(gè)工藝流程包括糖蜜原料及其貯存、稀糖液的制備和處理、糖蜜酒精酵母及其培養(yǎng)和糖蜜酒精糖蜜是甘蔗或甜菜糖廠的一種副產(chǎn)品，又稱廢糖蜜，俗稱橘水。糖蜜含糖量較高，因其本身就含有相當(dāng)數(shù)量的可發(fā)酵性糖，只須添加酵母便可直接發(fā)酵生產(chǎn)酒精，是大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)制造酒精的良好原料。隨著我國(guó)制糖工業(yè)的發(fā)展，糖蜜的產(chǎn)量日益增加，我國(guó)不少糖廠都附設(shè)酒精車間，作從制糖原料來(lái)分，糖蜜可分為甘蔗糖蜜和甜菜②甜菜糖蜜甜菜糖蜜為甜菜糖廠的一種副產(chǎn)物，它的產(chǎn)量約為甜菜的糖蜜是蔗糖結(jié)晶的母液，含有蔗汁中天然成分和在蔗汁處理和煮糖時(shí)的添加物質(zhì)以及蔗汁處理和煮糖時(shí)的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物，如焦糖、黑色素等。因此糖蜜成分與原料品種、產(chǎn)地和加工方法有關(guān)，一般甘蔗糖蜜錘度為成分及質(zhì)量百分比甘蔗糖蜜錘度/(oBx）—①為防止塵沙、污水、雜菌的污染，保持糖蜜的純凈，要求采用密閉③貯存罐的位置應(yīng)兼顧運(yùn)輸和生產(chǎn)兩方面，以有利于使用方便。④貯存罐放料口口徑宜大，在南方地區(qū)貯存罐應(yīng)設(shè)糖蜜降溫裝置。糖蜜貯存設(shè)備主要是貯罐。貯罐因制造材質(zhì)不同分為：水泥貯存罐和鋼板貯存罐。由于水泥貯存罐建造和維修費(fèi)用等方面存在很多缺點(diǎn)，因此酸化→添加營(yíng)養(yǎng)鹽→滅菌→澄清→稀（1）糖蜜稀釋的目的目的是為了降低糖液中糖的濃度和無(wú)機(jī)鹽的濃度，使其適合于酵母的生長(zhǎng)，繁殖和發(fā)酵。糖蜜酒精生產(chǎn)工藝可分為單濃度流程和雙濃度流程兩種。所謂的單濃度流程就是酒母培養(yǎng)和發(fā)酵采用同一濃度稀糖液的酒精生產(chǎn)流程；雙濃度糖蜜間歇稀釋法是先將糖蜜由泵送入高位槽，經(jīng)過(guò)磅秤稱重后流入稀釋罐，同時(shí)加入一定量的水，開動(dòng)攪拌器充分拌勻，即得所需濃度的稀糖②連續(xù)稀釋法目前我國(guó)糖蜜酒精工廠多采用連續(xù)稀釋法，糖蜜連續(xù)稀釋是原糖蜜不斷流入連續(xù)稀釋器，稀釋水及滅菌劑等不斷加入，稀糖液不斷排出的稀釋連續(xù)稀釋法稀糖液的濃度通過(guò)流蜜量和稀釋水量來(lái)控制，稀釋糖液溫為了保證酵母的正常生長(zhǎng)繁殖和發(fā)酵，根據(jù)糖蜜原料的化學(xué)組分，必工廠時(shí)間和甘蔗糖蜜的組分表明，甘蔗糖蜜中缺乏的主要營(yíng)養(yǎng)成分是氮素。氮素的需要量可根據(jù)酵母細(xì)胞數(shù)和糖蜜中氮的含量計(jì)算得到。酒母培養(yǎng)料中必須補(bǔ)充氮源。補(bǔ)充氮通常是以硫酸銨作氮源，用量為化學(xué)滅菌法是采用化學(xué)防腐劑來(lái)殺滅雜菌的方法。常用的糖蜜殺菌防糖蜜酸化的主要目的在于防止雜菌在發(fā)酵時(shí)的繁殖，同時(shí)得到適合于理就是為了解決這個(gè)問(wèn)題。糖蜜澄清方法分為機(jī)械澄清法、加酸澄清法和絮凝劑澄清法。添加聚酰胺（PAM）絮凝劑來(lái)作稀糖液的澄清處理，可大大縮短澄清灰分和懸浮物的絮凝，從而使澄清糖液的純度提高。添加絮凝劑的澄清工2.5.3糖蜜酒精酵母及其培養(yǎng)我國(guó)常用于甘蔗糖蜜酒精發(fā)酵的酵母菌種為臺(tái)灣酵母396號(hào)；巴Ⅱ。這兩株菌種為甘蔗糖蜜酒精發(fā)酵的優(yōu)良菌種，它們的細(xì)胞呈圓形、31—38℃,最適發(fā)酵pH3.0—5.0，耐酒精能力強(qiáng)，成熟醪最高含酒分達(dá)在營(yíng)養(yǎng)條件較差的低純度糖蜜培養(yǎng)液中，亦能保持正?；顒?dòng)，酵母細(xì)胞數(shù)離選育出來(lái)，適于甘蔗糖蜜原料酒精發(fā)酵，它的細(xì)胞多呈圓形，部分呈卵川345酵母的最適發(fā)育溫度是28—30℃,最適發(fā)糖蜜酒精發(fā)酵，產(chǎn)生酒精能力特別高，雜醇油產(chǎn)量極少，也是目前四川省28——30℃,最適發(fā)酵溫度31—34℃,最高不超過(guò)36℃,抗酒精能力強(qiáng)，→卡式罐→小酒母2．6蒸餾生產(chǎn)流程設(shè)計(jì)成熟醪塔預(yù)熱器冷凝器餾塔，它安裝在醪塔與精餾塔之間，它的作用是排除酯醛類等頭級(jí)雜質(zhì)，三是精餾塔，它除了濃縮酒精提高濃度的作用外，還繼續(xù)排除雜質(zhì)達(dá)到提不直接進(jìn)入精餾塔，而是先進(jìn)入排醛塔。因?yàn)轷ト╇s質(zhì)在酒精濃度低時(shí)精排醛塔底進(jìn)入精餾塔后，殘留的酯醛類頭級(jí)雜質(zhì)隨乙醇蒸汽上升，經(jīng)次發(fā)酵，以增加酒精得率。精餾塔頂蒸出的酒精蒸汽在冷凝器冷凝后全部回流入塔，成品酒精從2.7蒸餾工藝流程論證生產(chǎn)醫(yī)藥酒精的糖蜜酒精工廠大多采用雙塔式液相過(guò)塔連續(xù)蒸餾流采用氣相過(guò)塔方式。而液相過(guò)塔，由于醪塔發(fā)生的蒸汽先冷凝成液體，然并送回主發(fā)酵罐中，由于多一次排醛機(jī)會(huì)，成品質(zhì)量較好，同時(shí)操作也較穩(wěn)定，可避免產(chǎn)生液泛現(xiàn)象。而糖蜜酒精連續(xù)蒸餾過(guò)程中精餾塔除了提取成品和排除酯醛頭級(jí)雜質(zhì)的任務(wù)外，還必須排除雜醇油。通常多采用氣相不僅方便連續(xù)蒸餾操作，而且氣相提取雜酵油的質(zhì)量較高，為我國(guó)南方糖中，而下層的淡酒精則送至成熟醪貯箱中。在實(shí)際生產(chǎn)中，糖蜜酒精發(fā)酵蜜酒精工廠，若采用二塔式液相過(guò)塔連續(xù)蒸餾流程，要從粗酒精中分離出三塔式連續(xù)蒸餾流程，由于醪塔蒸餾出的粗酒精進(jìn)入排醛塔，以及排及間接式三種類型，其中以半直接三塔式連續(xù)蒸餾在糖蜜酒精工廠廣泛采在熱能方面較直接式消耗大些，但可以得到質(zhì)量比較優(yōu)良的成品。而直接品質(zhì)量比半直接式高，還可以生產(chǎn)高純度的酒精。這是由于醪塔所蒸出酒生產(chǎn)費(fèi)用要大些。本設(shè)計(jì)選用半直接式液相進(jìn)塔三塔蒸餾流程。2.8無(wú)水酒精的制備和水形成了恒沸混合物；在這個(gè)濃度時(shí)生成的蒸氣的組成和液體的組成一樣。為了分出多余的水分，則需采用特殊的脫水方法。該方法主要是以固體吸水劑或液體吸水劑吸去酒精中的水分得到無(wú)水（1）生石灰法生產(chǎn)無(wú)水酒精吸水反應(yīng)不像理論一樣徹底，因此：①實(shí)際生產(chǎn)中石灰用量要多一些；②無(wú)水酒精的收率僅為理論產(chǎn)量的75%左右，尚有25%左右的酒精在石灰中，這些酒精隨可以通過(guò)加水蒸餾回收，但損失也多達(dá)5%~8%。應(yīng)用生石灰生產(chǎn)無(wú)水酒精，勞動(dòng)強(qiáng)度大，產(chǎn)品質(zhì)量差，酒精收率低，該方法是采用可以吸附普通酒精中的水分的沸石為分子篩，分子篩裝精餾酒精─→分子篩塔無(wú)水酒精1再生分子篩法生產(chǎn)無(wú)水酒精有下列優(yōu)點(diǎn)：①產(chǎn)量大、成品質(zhì)量較好；②操醇、水形成三元恒沸物，三元恒沸物沸點(diǎn)與純組分酒精、水之間沸點(diǎn)差較真空蒸餾法是利用真空條件下酒精-水恒沸混合物向酒精濃度增大方向發(fā)鹽脫水法是應(yīng)用能使共沸點(diǎn)移位的鹽類溶液來(lái)達(dá)到增濃酒精制得無(wú)水酒精的。常用的鹽類有：氯化鈣、乙酸甲等。此方法已在浙江、江蘇等地的2.8.5蒸餾和膜脫水生產(chǎn)無(wú)水酒精蒸餾和膜脫水生產(chǎn)無(wú)水酒精是將精餾酒精通過(guò)高分子膜塔制得無(wú)水酒業(yè)化尚待時(shí)日。有機(jī)物吸附脫水法是應(yīng)用多糖物質(zhì)，如淀粉、玉米粉、纖維渣等作吸附脫進(jìn)一步處理—→試劑無(wú)水鉀型樹脂無(wú)水乙醇進(jìn)一步處理—→試劑無(wú)水鉀型樹脂無(wú)水乙醇樹脂加熱再生3生產(chǎn)工藝技術(shù)指標(biāo)3.1原料、輔料主要技術(shù)規(guī)格原料、輔料主要技術(shù)規(guī)格，見表3-1到3-7/ml）DD廢液含酒量塔底加熱3.2工藝技術(shù)指標(biāo)設(shè)計(jì)3.3工藝技術(shù)指標(biāo)設(shè)計(jì)說(shuō)明溫應(yīng)在60-65℃,2#冷凝器應(yīng)在65-40℃,最后一個(gè)冷凝器溫度為得到無(wú)水酒精，酒汽須加熱至250-320℃,從頂部通入，穿過(guò)3A分4物料衡算與熱量衡算4.1物料衡算酵母糖液與發(fā)酵糖液流加比1：1技術(shù)指標(biāo)：濃糖液用糖蜜量：廢糖蜜=73：1技術(shù)指標(biāo):發(fā)酵濃糖液的量：廢糖蜜=194.7：100技術(shù)指標(biāo):酒精生成：廢糖蜜=17.8：100222技術(shù)指標(biāo):生成成熟醪總量：廢糖蜜=346.8：14551.75×24=109242.06K222222G=4644.51×8%×75%/44%技術(shù)指標(biāo):粗餾塔廢液量：廢糖蜜=316.746：1G=630.73-5.90=624.8技術(shù)指標(biāo):雜醇油酒汽量：廢糖蜜=0.134：1技術(shù)指標(biāo):精餾酒精量：廢糖蜜=22.48：1技術(shù)指標(biāo):精塔廢水量：廢糖蜜=37.155：1技術(shù)指標(biāo):精塔廢水量：廢糖蜜=22.48：1稀糖液用糖蜜量培養(yǎng)酵母菌用水調(diào)制稀糖液用水發(fā)酵稀糖液濃糖液用糖蜜量調(diào)制濃糖液用水發(fā)酵濃糖液354.37150.941949.062454.37958.131597.312555.44對(duì)廢蜜2711.5148.518773121.7194.78.53.6246.7756.312338.3361.3346.7756.3116.0838.3354.421.952.350.6691.62.271.431.01.01.0461.431.01.127進(jìn)入發(fā)酵罐醪液量酒精222送往蒸餾的醪液量粗餾塔粗酒汽量粗餾塔廢液量酯醛酒量脫醛酒量雜醇油酒汽量精餾酒精量再生回收總量分子篩無(wú)水酒精量381.717.8353.87316.7460.13422.4822.481.070.76931.0181.00.81140.7905009.81233.764644.54630.734157.535.901624.841.76295.07163.88295.05120.245.61111.4715.1499.780.14115.000.0437.083.937.33112.37109.599.784.684.564.16原材料名原材料名稱量技術(shù)指標(biāo):其它用水量：廢糖蜜=30：100技術(shù)指標(biāo):粗餾塔冷凝器用水量：廢糖蜜=108.8：100技術(shù)指標(biāo):精餾塔冷凝器用水量：廢糖蜜=160.7：100技術(shù)指標(biāo):其他用水量：廢糖蜜=120：100蜜%11.5備注量24.2熱量衡算1221W=213117.4÷4.183÷（22成熟醪液量G=4644.54kg/hP醪注：成熟醪液預(yù)熱所需熱量由醪塔頂粗酒冷凝放出潛熱提供。（2）粗餾塔頂粗酒氣冷凝放出潛熱量潛熱r=1526.82KJ/KgQ=1324.53×750=963KW潛分析：成熟醪液預(yù)熱所需熱量由醪塔粗酒汽提供，即醪塔粗酒汽放出冷凝器傳熱溫度差△tm=(△t-△t）/ln△t/△t冷卻水進(jìn)口溫度23℃,出口溫度45℃PPP冷凝器傳熱溫度差△tm=(△t-△t）/ln△t/△t5.1發(fā)酵車間主要設(shè)備設(shè)計(jì)選型5.1.1發(fā)酵罐設(shè)計(jì)依據(jù)與主要技術(shù)要求發(fā)酵罐容量及規(guī)格：依據(jù)液體滯留量選定發(fā)酵罐容器的材料：依據(jù)醪液的性質(zhì)選定酵罐，罐身為圓柱形，底蓋為錐形中心有二氧化碳?xì)怏w排出口，罐上還安裝有壓力表、安全閥、進(jìn)醪管、孔、溫度計(jì)套管、取樣管，罐底中心是排工藝參數(shù)：進(jìn)入發(fā)酵罐醪液量4.68m3/h，發(fā)酵時(shí)酵罐醪液量≤發(fā)酵罐體積的80%122V=5.1（m）D=3全==5.1（m）實(shí)際發(fā)酵罐的全容積為：V=π（5.1）2×5.61+-1F=-發(fā)酵罐的總表面積為：F=F+F+F=89.88+20.83+21.21=13（2）現(xiàn)在計(jì)算發(fā)酵罐內(nèi)冷卻面積，先求冷卻的熱負(fù)荷：Q=613×1%υρ=613×1%×17.84×6×1080=7.0105（kJ/h）1發(fā)酵罐表面的熱散失計(jì)算，先求輻射對(duì)流聯(lián)合給熱系數(shù)，設(shè)發(fā)酵罐環(huán)境溫度tg為20℃,發(fā)酵罐外壁tex/]則有：T4-T4T4-T4△t=t-t=32-20=12(℃)mlntB-t1ln32-17lπ-W2-d-d24-4/1000=1.15（m/s）取蛇管曲率半徑：R=-（D-0.8）=-（5.1-0.8）=2.15（m）4)0.35（1+1.77×（1+1.77×──m兩組冷卻蛇管總長(zhǎng)度為：確定一圈蛇管的長(zhǎng)度：2=(5.2發(fā)酵車間輔助設(shè)備設(shè)計(jì)選型糖蜜貯存設(shè)備主要是貯罐。貯罐材料選用鋼板。鋼板結(jié)構(gòu)的貯罐通常5.2.2糖蜜前處理設(shè)備的計(jì)算及選型泵222725282521器22225.3其他輔助設(shè)備簡(jiǎn)介2的含量、發(fā)酵醪液溫度有關(guān)。為了減少酒精損失，工廠采用酒精捕集器加以回收。常用的酒精捕集器有：泡罩式、填料式和薄膜冷凝式捕集器。本5.4蒸餾車間主要設(shè)備設(shè)計(jì)選型5.4.1蒸餾車間設(shè)計(jì)依據(jù)與主要技術(shù)要求蒸餾塔的規(guī)格選擇：依據(jù)生產(chǎn)任務(wù)（蒸汽量）由所需塔徑選定。發(fā)酵成熟醪在蒸餾塔中進(jìn)行，在我們所選定的間接式兩塔系機(jī)組5.4.2蒸餾設(shè)備的計(jì)算及選型S/（0.785×u）]1/2取空塔氣速：u=0.5m/sSD=（630.73/3600×0.785×0.5）1/2=0.7mFWDa=(1.45+1.01+2.5+5.3+4.4)=lg[(0.44/0.56)/(0.008/0.992)]/lg2.9G=(4+1)×619.64=3098V=3098.2×0.637=1973.D=[1973.55/（3600×0.785×1.0）]1/2=dD=lg[(0.938/0.062)/(0.008/0.992)]/lg1.板塔塔段段段段塔數(shù)數(shù)比1座12座13座14個(gè)15個(gè)56個(gè)17臺(tái)28器個(gè)19罐3個(gè)13個(gè)13個(gè)1臺(tái)1臺(tái)23個(gè)13個(gè)16生產(chǎn)副產(chǎn)物的綜合利用6.1二氧化碳的綜合利用由酵母菌發(fā)酵生產(chǎn)酒精的代謝途徑可知，酵母菌體細(xì)胞在代謝酒精的冰冷凍劑，同時(shí)又是制造純堿、清涼飲料、汽酒的重要原料。對(duì)造紙、油6.2液體二氧化碳與干冰的生產(chǎn)固體二氧化碳—干冰，可作高效冷凍劑及人工降雨劑等，廣泛應(yīng)用于科學(xué)酒精發(fā)酵過(guò)程產(chǎn)生的二氧化碳，經(jīng)過(guò)凈化后在較低的溫度條件下(12—15℃)加壓至637千帕斯卡左右，即可變成液體的二氧化碳。如要制成固體二氧化碳，則將液體二氧化碳送入蒸發(fā)器，部分二氧化碳揮發(fā)而吸（1）液體二氧化碳的制備過(guò)程從密閉式發(fā)酵罐出來(lái)的CO2，經(jīng)過(guò)洗滌塔洗滌，再通過(guò)內(nèi)填焦炭的氣體洗滌器，并由頂上注入一定流量的水，把捕集的談酒液送回成熟醪貯箱，而氣體則導(dǎo)入貯氣柜中。氣體從貯氣柜里被吸入壓縮機(jī)，被壓縮到39.2千帕斯卡。這時(shí)，升溫到l00℃,通過(guò)析千帕斯卡壓力之下的氣體送經(jīng)一個(gè)盛有木炭的容器和三個(gè)洗滌器。第一個(gè)加熱到100—120℃,氣體在冷凝器冷卻到15℃,再經(jīng)三級(jí)壓縮機(jī)壓縮至成液體，然后注入鋼瓶中，于784千帕斯卡壓力下，保存于帕斯卡表壓，溫度降為-30℃,然后噴進(jìn)壓冰機(jī)的固化室再度膨脹，在三相液體二氧化碳為液態(tài)，只能在壓力下灌入鋼瓶中儲(chǔ)運(yùn)。干冰是固態(tài)二6.3純堿的制造再燃燒成碳酸鈉(Na2CO3)，即為純堿。氨可以回收利用。純堿為白色粉末，是常用的化工原料。利用酒精發(fā)酵廢氣制純堿的工碳?xì)怏w，借助鹽水循環(huán)泵充分混合，可以把鈣、鎂等雜質(zhì)6.4輕質(zhì)碳酸鈣的制造2O石灰乳中的氫氧化鈣便與二氧化碳作用，變?yōu)樘妓徕}沉7.1糖蜜酒糟提取甘油甘油是酒精發(fā)酵的必然產(chǎn)物，經(jīng)常和酒精一同存在于醪液中，通常每凝后再蒸餾提純及濃縮，即得成品。用這種方法可提取相當(dāng)于醪液中酒精7.2糖蜜酒糟生產(chǎn)白地霉體培養(yǎng)至一定程度時(shí)就分裂成單個(gè)或鏈狀的筒狀細(xì)胞，它含有較高的蛋白質(zhì)、脂肪和維生素等，營(yíng)養(yǎng)豐富。有些白地霉菌株，不含霉菌毒素等有害7.3糖蜜原料酒精糟液處理液回用技術(shù)糖蜜原料酒精糟液處理液回用技術(shù)是將糖蜜原料酒精生產(chǎn)所排放的酒精糟液進(jìn)行一系列的物化處理，得到穩(wěn)定水質(zhì)的處理液，回用于酒精生產(chǎn)酒精發(fā)酵和蒸餾等工序。由于酒精糟液及其處理液中含有對(duì)酒精生產(chǎn)有影響的膠體、灰分物質(zhì)，為了保證糖蜜原料的糖分出酒率和生產(chǎn)設(shè)備的利用率，為了保證酒精成品質(zhì)量和處理液的回用工藝的有效運(yùn)轉(zhuǎn)，必須對(duì)生產(chǎn)糟液貯箱糟液貯箱泵斜板沉淀綜合處理蒸餾泵酒精糟液經(jīng)粗餾塔排出進(jìn)入糟液貯箱經(jīng)泵送至冷卻系統(tǒng)冷卻，冷卻后的糟液進(jìn)入斜板沉淀器沉淀，去除部分灰分后進(jìn)入氣浮池去除膠體等浮渣理專用藥劑，加藥后的糟液泵入綜合處理裝置進(jìn)行處理，處理后的處理液放入回水池內(nèi)，用泵送至列管冷卻器冷卻，冷卻后送至高位箱備用。處理應(yīng)用糖蜜酒精糟液處理液回用技術(shù)的關(guān)鍵是：①去除酒精糟液中對(duì)酒精發(fā)酵有害的物質(zhì)，保持回用水質(zhì)穩(wěn)定，即有害物質(zhì)平衡；②加強(qiáng)工藝管應(yīng)用糖蜜酒精糟液處理液回用技術(shù)的主要設(shè)備有：斜板沉淀池、氣浮糖蜜酒精糟處理液回用技術(shù)應(yīng)用后，處理液全部回用于糖蜜兌釋，根除了酒精糟液對(duì)環(huán)境的污染，而且節(jié)省了糖蜜兌釋用水、酸化用酸，取得糖蜜酒精糟處理液回用工藝實(shí)踐表明：酒精糟處理液回用技術(shù)的確是治理酒精糟液污染環(huán)境的首選技術(shù)。其推廣應(yīng)用有利于促進(jìn)糖蜜酒精的健康快速發(fā)展。8廠址選擇及總平面設(shè)計(jì)8.1廠址選擇的原則和指導(dǎo)思想8.2廠址概貌根據(jù)任務(wù)要求，在?？诮冀戤a(chǎn)1900噸的無(wú)水酒精廠，綜合考慮：（1）符合?？谑锌傮w規(guī)劃與附近的工業(yè)、企業(yè)相配合。適當(dāng)?shù)臄U(kuò)建余地。本設(shè)計(jì)廠址在?？谑薪?，位于金盤開發(fā)區(qū)，水質(zhì)優(yōu)良，附近有深8.3廠區(qū)概貌全廠占地面積15畝，辦公樓及主要車間自西向東布置；發(fā)酵罐、三塔緊靠負(fù)荷中心，在全廠的下風(fēng)口，減少對(duì)廠區(qū)及生活區(qū)的污染；另外，有占地的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，建筑面積700㎡。8.4環(huán)境保護(hù)措施及綜合利用（1）工廠選址毗鄰熱電廠，熱源與電源均由電廠提供。為19mg/L，此值沒(méi)超過(guò)工業(yè)廢水最高允許排放濃度，符合工業(yè)廢水排入城市管理的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。8.5熱能利用及冷卻水的回收過(guò)醪塔釜液加熱，達(dá)到進(jìn)塔所需溫度，有效地利用生產(chǎn)所產(chǎn)生的熱能，節(jié)（2）冷凝過(guò)程所用的冷卻水，采用機(jī)械通風(fēng)冷卻循環(huán)使用，減少用水量。8.6總平面布置（1）非重點(diǎn)車間、輔助部分及非生產(chǎn)設(shè)施建筑物和建筑平面形式的確定（2）平面布置原則的指導(dǎo)思想②美化廠房排列，保證生產(chǎn)的連續(xù)性和安全性，使作業(yè)短捷、方便避免交③廠區(qū)中心布置主要生產(chǎn)區(qū)，將輔助車間布置在其附近。9.1全廠定員表員3—段—段—間率員315員35335員計(jì)44————————111311111111311111333533）（）（）（）（理稱制稱2—————————4———4———9.2效益經(jīng)濟(jì)分析可行性研究費(fèi)勘查設(shè)計(jì)費(fèi)2131111211212952613211280