年产8万吨酒精工厂设计(蒸煮糖化车间)物料衡算.doc

年产8万吨酒精工厂设计（蒸煮糖化车间）物料衡算 酒精发酵生产流程示意图 2、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： 162 18 180 发酵： 180 46×2 44×2 （2）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））： （3）生产1000㎏食用酒精实际淀粉消耗量： 生产过程各阶段淀粉损失 生产过程 损失原因 淀粉损失（%） 备注 原料处理 粉尘损失 0.40 ? 蒸煮 淀粉残留及糖分破坏 0.50 ? 发酵 发酵残糖 1.50 ? 发酵 巴斯德效应 4.00 ? 发酵 酒汽自然蒸发与被CO2带走 1.30 若加酒精捕集器，此项损失降为0.30% 蒸馏 废糟带走等 1.85 ? ? 总计损失 9.55 ? 则生产1000㎏食用酒精需淀粉量为： （4）生产1000㎏食用酒精薯干原料消耗量 薯干含淀粉65%，则1000kg酒精薯干量为: 若为液体曲，则曲中含有一定淀粉量为（G1），则薯干用量为： （5）α-淀粉酶消耗量 薯干用量：2767.69kg;а-淀粉酶应用酶活力为2000μ∕g-淀粉酶量：8u/g 则用酶量为： （6）糖化酶耗量 酶活力：20000u/g;使用量：150u/g 则酶用量： 酒母糖化酶用量（300u/g原料，10%酒母用量）： 式中67%为酒母的糖化液占67%,其余为稀释水和糖化剂. 两项合计,糖化酶用量为20.76+2.78=23.54 硫酸铵耗用量: 硫酸铵用于酒母培养基的补充氮源,其用量为酒母量的0.1%,设酒母醪量为m,则硫酸铵耗量为:0.1%m 3、蒸煮醪量的计算 淀粉原料蒸煮前需加水调成粉浆（原料：水=1：2），则粉浆量为： 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105oC，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。 干物质含量B0=87%的薯干比热容为： 粉浆干物质浓度为： 蒸煮醪比热容为： 式中 cw——水的比热容[kJ/(kg·K)] 经喷射液化器加热后蒸煮醪量为：8303.07＋8303.07×3.63×(105－50)／(2748.9－105×4.18)＝9020.69(kg) 经第二液化维持罐出来的蒸煮醪量为： 式中：2253——第二液化维持罐的温度为102oC下饱和蒸汽的汽化潜热(kJ/kg）。 （3）经闪蒸气液分离器后的蒸煮醪量为： 式中:2271——95oC饱和蒸汽的汽化潜热（kJ/kg） （4）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63oC下的饱和蒸汽的汽化潜热（kJ/kg). 4、糖化醪与发酵醪量的计算 设发酵结束后成熟醪量含酒精10%（体积分数），相当于8.01%（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5%和1%，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%×8.01%)×(100＋5＋1)÷100＝12478.6（kg） （2）不计酒精捕集器和洗罐用水，则成熟发酵醪量为： （3）入蒸馏塔的成熟醪乙醇浓度为： （4）相应发酵过程放出CO2总量为： （5）接种量按10%计，则酒母醪量为m： （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： 5.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： 醪塔上升蒸汽量为 残留液量为 成熟醪比热容为： 成熟醪带入塔的热量为： 蒸馏残留液固形物浓度为： 蒸馏残留液的比热容为：c2=4.18（1－0.378B2）=4.039（kj／kg） 塔底残留液带出热量为：Q4=WxCit4=10479.1×4.039×105=4.74×（kj） 查附录得50%（v）酒精蒸汽焓为i=1965kj／kg，故有： 上升蒸汽带出热量为：Q3=1999.5×1965=3.93×（kj） 塔底采用0.05MPa（表压）蒸汽加热，焓为2689.8kj／kg；又蒸馏过程热损失Qw可取为传递总热量的1%。根据热量衡算，可得消耗的蒸汽量为： Di=（3.93×6+4.74×—3.46×）÷（2689.8—4.18×105）÷99%=233