年产10万吨酒精工厂设计(蒸煮糖化车间)物料衡算[宝典]

年产10万吨酒精工厂设计(蒸煮糖化车间)物料衡算[宝典] 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 3生产天数:每年300天kg/m; 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): 162 2，107，,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 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 5-4 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 酒汽自然蒸发与被若加酒精捕集器，此项1.30 CO2带走 损失降为0.30% 蒸馏 废糟带走等 1.85 总计损失 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: 1779.3,70%,2541.9(kg) (1779.3,G),70%若为液体曲，则曲中含有一定淀粉量(G1)，则薯干用量为: 1(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 32541.9，10，103则用酶量为: ,12.71，10(g),12.71(kg)2000 (7)糖化酶耗量 酶活力:20000u/g;使用量:200u/g 32541.9，10，2003则酶用量: ,25.42，10(g),25.42(kg)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 1000，6.8,6.8(kg)(8)硫酸铵耗用量: 1000，5.4,5.4(kg)(9)硫酸耗用量: 2、蒸煮醪量的计算 2541.9，(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: 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。 C,4.18(1,0.7B),1.61[kJ/(kg,K)] 干物质含量B0=88%的薯干比热容为: 00 B,88,(4，100),22%粉浆干物质浓度为: 1 c,Bc，(1.0,B)c蒸煮醪比热容为: 1101w ,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)。 8815，3.67(115,84)8815，,9257(kg)(3)经喷射混合加热器后的蒸煮醪量为: 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)9257,,9097(kg)(4)经汽液分离器后的蒸煮醪量: 2245式中:2245——104.3ºC下饱和蒸汽的汽化潜热(kJ/kg)。 9097，3.61(104.3,63)(5)经真空冷却器后最终蒸煮醪液量为: 9097,,8520(kg)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: F,1000×92.41%?(98%×9.66%)×(100，6，1.5)?100,10440(kg)1 (2)不计酒精捕集器和洗罐用水，则成熟发酵醪量为: 1000，92.41%F,,9761(kg)1 98%，9.66%1000，92.41%,9.03%(W/W,质量分数)(3)入蒸馏塔的成熟醪乙醇浓度为: 98%，12477 1000，92.41%44，,902(kg)(4)相应发酵过程放出CO2总量为: 98%46 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: 7.58? 醪塔上升蒸汽量为 V,10440，,1674(kg)147.18? 残留液量为 W,10440,1674,8766(kg)x ? 成熟醪比热容为: c,4.18(1.019,0.95B)11 ,4.18(1.019,0.95，7.5%) ,,,3.96kJ/(kg,K) ? 成熟醪带入塔的热量为: Q,Fct1111 ,10440，3.96，70 6,2.89，10(kJ) FB10440，7.5%11? 蒸馏残留液固形物浓度为: B,,,8.95%2W8766x ? 蒸馏残留液的比热容为:c=4.18(1,0.378B)=4.04(kj,kgK)22 6? 塔底残留液带出热量为:Q=WxCit=8766×4.04×105=3.72×10(kj)44 查附录得50%(v)酒精蒸汽焓为i=1965kj,kg，故有: 6(kj) ? 上升蒸汽带出热量为:Q=1674×1965=3.29×103 塔底采用0.05MPa(表压)蒸汽加热，焓为2889.8kj,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: 666Di=(3.28×10+3.72×10—2.89×10)?(2689.8—4.18×105)?99%=1939(kg) 若采取直接蒸汽加热，则塔底排出废醪量为:Ws+D=8766+1939=10705(kg) 年产100000t酒精工厂设计物料衡算结果如下表: 数量 生产1000kg98%酒精 每小时数量 每天数量 每年数量 物料 物料量(kg) (kg) (t) (t) 食用酒精 975 1250 30 97500 次品酒精 35 454 10.9 3500 薯干原料 2541.9 33.1 794.3 254190 α-淀粉酶 12.71 167 4.0 1271 糖化酶 25.42 331 7.944 2542 硫酸铵 6.8 1180.5 28.3 680 硫酸 5.4 70.3 1.687 540 蒸煮粉浆 8388 109218 2621.3 838800 成熟蒸煮醪 8520 110937 2662.5 852000 糖化醪 10343 134674 3232.2 1034300 酒母醪 969.4 12622 320.9 96940 蒸馏发酵醪 10440 135937 3262.5 1044000 杂醇油 7 91.6 2.2 700 二氧化碳 902 11744 281.8 90200 废醪 10705 139388 3345.3 1070500