论文设计草稿

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1、 设计概论 2.1 毕业设计的目的 在已学过的微生物学、生物化学、化工原理等基础理论的基础上，学习酒 精发酵的机理，生产工艺的理论和各种生产工艺流程；明确工艺对设备结构的 要求；了解我国酒精生产的实际情况和当前世界酒精工业发展的趋势和研究动 向。综合运用所学的工程学、化工原理和生物工艺学等方面的知识进行酒精发 酵蒸馏车间的设计，同时重点进行蒸馏设备的设计以及辅助设备的选型，并绘 制图纸。为学生以后在化学工程、生物工程、生物技术领域从事设计、生产、管理和新 技术研究等方面工作打下一定的基础。2.2 毕业设计的题目 年产 2 万吨医用酒精高浓度发酵蒸馏车间设计2.3 毕业设计的任务 （1） 、酒精

2、发酵液蒸馏方案的论证及设计方案的确定；（2） 、酒精蒸馏生产工艺流程设计；（3） 、酒精蒸馏生产工艺的物料衡算及热量衡算；（4） 、精馏塔的设计计算及辅助设备的选型；（5） 、蒸馏车间的带控制点的工艺流程图设计、设备布置图设计、精馏塔 设 备装配图；（6） 、编制 2 万字的设计说明书；（7） 、发酵结束以后成熟醪量含酒精 12%（v/v）以上，蒸馏效率为 98%。24 设计的指导思想 设计以传统的酒精生产工艺为蓝本，综合毕业实习时，收集的资料及查阅 的大量相关资料，力求在技术上采用先进的生产经验和成熟的科技成果，使其 具有现实性和先进性；工艺流程、选用设备、工艺控制和工艺条件先进可靠、 安全

3、适用；生产技术经济指标先进，生产损耗和能量消耗低，在经济上具有合 理性；对环境污染程度低，在环境保护上具有可行性。 一、设计工作围绕着工厂现代化建设，力图能使设计的工厂具有前瞻性， 开创性，能在原来基础上随着时代发展而升级。 二、对于自己来说，毕业设计能考察自己在大学四年学到的东西，并且将 其综合运用，综合分析，将知识运用到实际的工作中去，为以后的工作打下一 定的基础。 三、设计按照设计任务书进行，尽量符合任务书的要求，各种计划进程在 任务书的可控范围内。 四、工厂充分考虑现今的一些技术，设备，以及设计先进理念，尽量做到 人性化，环保化，为员工的工作和生活做出合理的安排，使工作效率达到最佳。五

4、、设计尽量贴近实际，并且努力使其经济效益最大化，在各种设备选型 中，合理考虑性价比和地区特性，不盲目追求新设备，新生产线。2.5 设计的依据 依据国家和地方政府的经济计划，综合国内、国际市场情况，当地原料、 水源、水质、能源供应及交通运输状况的调查与研究，依据自然状况、查阅大 量相关资料，遵从设计的题目要求，用学过的理论知识与实践知识相结合，进 行此题目的设计工作。2.6 原料来源、规格及标准 (1)来源：湖北省宜昌市 (2)规格及标准、外观与指标 玉米粉（玉米渣、玉米糁）是由脱皮、脱胚的优质玉米精制而成。无有害、有 毒物质，无沙子或其它不纯物，质量一致且符合食品级，无任何添加剂和抗氧 剂。

5、外观：（色泽、气味、口味）正常、无霉变、无杂物，白色至黄色自由流动的 颗粒，没有其它杂质。 气味/味道：具有特有的玉米香味，没有酸味、霉变的味道及其它异味。玉米质量指标 GB1353-2009 不完善粒含量等级容重总量%其中：生霉粒%杂质含量%水分含量%色泽，气味17204.0 26856.0 36508.0 462010.0 559015.0 等外590-2.01.014.0正常注：“-”不要求，其中以 3 等为中等表 2-3 玉米的化学组成(%)水分淀粉蛋白质粗纤维脂肪灰分61565738.51.3571.7玉米理化指标项目单位指标细菌总数Cfu/mg50,000大肠菌数MPN/100mg

6、100霉菌及酵母数Cfu/mg2,000磷化物定性阴性氰化物定性阴性碱性金属物含量0.003汞mg/kg 以 Hg 计0.02黄曲霉毒素 B1g/kg52.7 水 酒精工厂是用水大户，生产 1t 酒精平均要消耗 120t 左右的水。在酒精厂 里水的主要用途是：工艺过程用水，成品和半成品冷却用水，锅炉用水和各种 洗涤用水。酒精生产的许多工序，如搅拌蒸煮，稀糖液制备，糖化剂和酵母制备等都需要用水，由于水直接参加到生产过程中去，它的组成对工艺就会产生实质的影响。工艺用水要求符合饮用水标准。水的硬度应不超过 7 毫克当量/L，即中等硬度的水。不符合要求的水要经过必要的处理才能应用。硬度过高的水不能用于

7、酒精生产，因为所有的酒精生产工艺过程都是在弱酸性的条件下进行的（pH4.55.5）.冷却用水硬度也不能过高，否则容易引起设备和管道表面结垢，影响冷却效果。锅炉用水应符合锅炉用水标准，硬度超标一定要进行软化处理。2.8 原料糖化过程添加的淀粉酶以及糖化剂性质-淀粉酶的作用条件：最适温度范围：9597；有效温度范围：90105。最适 PH 范围：5.56.0；有效 PH 范围：5.07.0。糖化酶的作用条件：作用温度：30-65 最适作用温度：55-60 pH 值（25）：3.5-6.0 最适作用 pH 值：4.2-5.6表 2-4 耐高温 -淀粉酶性质3项 目标 准最适 pH 值5.56.0最适

8、作用温度9597Ca2+浓度5070mg/kg液化力120KNU/g 或 800.000mwu/g2.9 酒精酵母 由于地处宜昌市，所以采用由湖北安琪酵母股份有限公司生产的安琪耐高 温酿酒高活性干酵母（TH - -AADY）作为本设计中的酒精酵母。 TH- - AADY 性能如下表： 菌种温度范 围pH耐食盐 %耐蔗糖 %耐乙醇 %致死 温度适易 原料130820- 352.0-9.010601160 10min淀粉质 原料、 糖蜜等TH- AADY20- 422.0-9.010601370 10minTH- - AADY 指标 优级一级 水分%活细胞率%菌落 个/ g厌氧菌数 个/ g保存率

9、 %淀粉出酒率%细胞总数( 亿)5.58210510485482505.5801051048045250酒精质量标准根据国家标准生产。见附表表 1-1 无水酒精质量标准 GB67890产品等级 检验项目计量单位或符号优级分析化学乙醇%(V/V)99.899.799.5密度(20)g/ml0.789-0.7910.789-0.7910.789-0.791 与水混合试验合格蒸发残渣%0.00050.0010.001 水份%(v/v)0.20.30.5 酸度mmol/100g0.020.040.1 碱度(以 OH 计)mmol/100g0.0050.010.03 甲醇%0.020.050.2 异丙醇

10、%0.0030.010.05 羰基化合物(以 CO 计)%0.0030.0030.005还原高锰酸钾物质(以 O 计)%0.000250.000250.0006外观清澈透明易碳化物质合格2.10 主要工艺技术参数主要工艺技术参数项目参数项目参数玉米原料淀粉含量75%淀粉出酒率55.34%淀粉利用率91.45%加水比1：3.52.11 生产工作制度1生产规模：2 万吨/年 酒精（99.5%）2.生产天数：280 天/年第三章 酒精生产工艺的流程设计及说明3.1 酒精的性质及用途酒精的化学名称是乙醇，分子式为 C2H5OH，相对分子质量 46.07。分析纯级的无水乙醇是无色透明，易挥发，具有特殊芳

11、香和强烈刺激味的易燃液体。相对密度 0.7893，沸点 78.3，凝固点-117.3，闪点 14，自燃点390430，乙醇蒸汽与空气可形成爆炸性混合物，爆炸极限为3.3%19%（V） 。酒精广泛的用于国民经济的许多部门：在食品工业中，酒精是配制各类白酒、果酒、葡萄酒、露酒、药酒和生产食用醋酸及食用香精的主要原料；它也是许多化工产品不可缺少的溶剂；在医药工业和医疗事业中，酒精用来配制、提取医药制剂和作为消毒剂；染料生产，国防工业等其他工业部门也需要大量的酒精。酒精工业与农业也有十分密切的联系。酒精工业从农业中获得原料，农业需要酒精来制备农药，此外，酒精工业的下脚料酒糟通过适当的处理后是良好的饲料

12、或肥料。而且酒精工业是唯一能利用败坏粮食原料，并将它转化为优质产品的工业部门。酒精生产是农业原料深度加工和综合利用的一条重要途径。同时，酒精发酵生产的副产物杂醇油，主要含有高级醇和酯类，可以用来制造香料、油漆和增塑剂，也可作为溶剂。二氧化碳可制成液体二氧化碳或干冰。前者可用于清凉饮料、消防灭火及焊接事业，后者可作为冷冻剂及人工降雨材料。1988 年以来，人们对温室效应对地球生态环境的影响日益重视。研究表明，用发酵酒精代替或部分代替汽油作为汽车燃料是减少二氧化碳排放，缓和温室效应的有效措施之一。这一共识将促进发酵酒精作为生物能源的发展。3.2 玉米原料生产酒精的工艺特点及流程淀粉质原料的可发酵物

13、质主要是淀粉，而酵母是不能直接利用和发酵淀粉为酒精的。上述两个原因决定了淀粉质原料酒精生产有以下几个特点：（1） 淀粉是以淀粉颗粒的形式存在于原料的细胞之中，为了使淀粉能最终转化成酒精，首先要创造条件，使淀粉有可能从细胞中游离出来。为此，原料要粉碎，以破坏植物细胞组织，便于淀粉的游离，这是第一个特点。（2） 采用水热处理，使淀粉糊化-液化，并破坏细胞，形成均一的醪液，使它能更好地接受酶的作用并转化为可发酵性糖。所以，淀粉质原料粉碎以后要加水拌成浆料并进行热处理。多年来都是采用高压、高温的水-热处理方法，即高压蒸煮的方法；近年来低温常压的水-热处理方法，即低温蒸煮或 8085液化法得到了广泛的推

14、广和应用。（3） 糊化或液化了的淀粉只有在催化剂的作用下才能转化为葡萄糖，这种催化剂可以是硫酸等无机酸，也可以是淀粉酶这类生物催化剂。目前国内外酒精生产上用的是淀粉酶系统。为此，淀粉酶系统即淀粉糖化剂的生产和应用时淀粉质原料酒精生产的第二个主要特点。淀粉质原料酒精生产是由原料预处理，原料的水热处理（原料蒸煮） ，糖 化剂生产，糖化，酒母制备，发酵和蒸馏等工段组成。酒精生产工艺流程下图。水 蒸汽 糖化剂 酒母 蒸汽 醛酯馏分原料预处理液化糖化发酵蒸馏 杂醇油 成品酒精CO2 酒糟酒精生产工艺流程3.2 原料的预处理和输送 淀粉质原料在正式进入生产过程前，必需进行预处理，以保证生产的正常 进行和提

15、高生产的效益。预处理包括除杂和粉碎两个工序。 3.2.1 原料的除杂 本设计使用气流-筛式分离机处理干燥后的玉米颗粒原料，铁质杂质则使用 电磁除铁器去除。 3.2.2 原料的粉碎 酒精工厂常用的原料粉碎方法有干式粉碎和湿式粉碎两种，目前国内的酒 精厂大多是采用干式粉碎方法。合理的干式粉碎应采用粗碎和细碎两级粉碎工 艺，因为两级粉碎的动力消耗较低。 本设计采用干式粉碎方法，粗碎使用轴向滚筒式粉碎机，细碎则使用的设 备是锤式粉碎机。 3.2.3 原料的输送 国内酒精厂采用的原料输送方法有机械输送，气流输送和混合输送三种。 本设计采用的原料输送方法为气流输送，其气流输送干式粉碎流程如下： 玉米过磅称

16、重，倒入接料器，重质杂质留在接料器底部，玉米被气流带动 沿升料管上升至旋风分离器，在分离器中玉米和气流分离。带有细粉的气流被 风机吸引并送往洗尘塔，以除去细粉，带有细粉的水送入拌料罐，除去粉尘后 的空气排入大气。玉米从分离器经闭风机送入粗粉机，粗碎得到的粗粉进入料 箱，并由此落入细粉碎机进行细粉碎，所得的细粉被气流吸引，沿着升粉管进 入另一只旋风分离器，与粉状原料分离的气流经风机和洗尘塔进入大气。粉料 则经闭风机、螺旋输送机进入拌料罐，与水拌匀，制成粉浆备用。3.3 玉米原料的液化与糖化工艺设计 当前,我国酒精行业,无论在技术上、消耗上、产品质量及环保方面都有很 大的发展,蒸煮和糖化工序也不例外。新中国刚