年产10万吨酒精发酵车间设计论文

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1、摘 要 I 摘 要 酒精在我国酿酒行业、化工行业等，都发挥着重要作用。食用酒精作为硬饮料中 不可缺少的添加成分，它的品质越来越受到人们的重视，特别是我国做为世界白酒消 费大国，食用酒精品质的好坏，就显得更重要了。 本设计是对年产 10 万吨酒精工厂发酵车间工艺设计。主要包括酒精生产的工艺 流程设计、工艺计算、全厂物料衡算（工艺技术指标及基础数据） 、各个工段物料和 热量衡算（蒸煮工段、糖化冷却工段、发酵工段、蒸馏工段以及酒精生产过程中的供 水供气衡算） 、设备的设计与选型（包括发酵罐、预发酵罐、酒精捕集器、酒母培养 罐，泵） ，厂房的整体布置和轮廓设计、发酵车间的布置设计。绘制酒精生产工艺流

2、程图、发酵车间带控制点工艺流程图和发酵车间平面、立面布置图。 关键词：酒精；工艺；设计；设备 四川理工学院毕业设计 II 目 录 摘摘 要要 I I 目目 录录 IIII 前前 言言 VIVI 第第 1 1 章章 全厂工艺论证全厂工艺论证 1 1 1.11.1 生产原料：木薯（淀粉质原料）生产原料：木薯（淀粉质原料） 1 1 1.1.11.1.1 木薯的主要成分木薯的主要成分1 1 1.1.21.1.2 木薯作为酒精原料的特点木薯作为酒精原料的特点1 1 1.1.31.1.3 生产过程中的木薯干相关工艺参数生产过程中的木薯干相关工艺参数2 2 1.21.2 原料的预处理原料的预处理 2 2 1

3、.2.11.2.1 原料的除杂原料的除杂2 2 1.2.21.2.2 原料的粉碎和输送原料的粉碎和输送2 2 1.31.3 原料蒸煮工艺原料蒸煮工艺 4 4 1.3.11.3.1 蒸煮目的蒸煮目的4 4 1.3.21.3.2 粉浆的预煮粉浆的预煮4 4 1.3.31.3.3 间歇蒸煮与连续蒸煮工艺相比较其优缺点间歇蒸煮与连续蒸煮工艺相比较其优缺点4 4 1.41.4 糖化工艺糖化工艺 5 5 1.4.11.4.1 糖化的目的糖化的目的6 6 1.4.21.4.2 糖化工艺糖化工艺6 6 1.4.31.4.3 测定糖化醪质量的方法测定糖化醪质量的方法6 6 1.51.5 糖化醪的发酵糖化醪的发酵

4、 8 8 1.5.11.5.1 糖化醪发酵目的糖化醪发酵目的8 8 1.5.21.5.2 影响酒精发酵的因素影响酒精发酵的因素8 8 1.5.31.5.3 酒精发酵的方式酒精发酵的方式9 9 目 录 III 1.5.41.5.4 发酵生产工艺发酵生产工艺9 9 1.61.6 酒精的蒸馏和精馏工艺及分支筛脱水工艺酒精的蒸馏和精馏工艺及分支筛脱水工艺 1010 1.6.11.6.1 蒸馏车间操作流程蒸馏车间操作流程1010 1.6.21.6.2 蒸馏操作的控制蒸馏操作的控制1111 1.71.7 发酵副产品和污水处理发酵副产品和污水处理 1212 1.7.11.7.1 酒精生产的副产品酒精生产的副

5、产品1212 1.7.21.7.2 污水处理污水处理1212 第第 2 2 章章 全厂物料衡算全厂物料衡算 1313 2.12.1 工艺技术指标及基础数据工艺技术指标及基础数据 1313 2.22.2 原料消耗量计算原料消耗量计算 1313 2.32.3 蒸煮醪量的计算蒸煮醪量的计算 1414 2.42.4 糖化醪与发酵醪的计算糖化醪与发酵醪的计算 1616 2.52.5 成品与发酵醪量的计算成品与发酵醪量的计算1616 2.62.6 T/AT/A 淀粉原料酒精厂总物料衡算淀粉原料酒精厂总物料衡算1818 第第 3 3 章章 酒精生产各工段物料和热量衡算酒精生产各工段物料和热量衡算 2020

6、3.13.1 蒸煮工段的物料和热量衡算蒸煮工段的物料和热量衡算 2020 3.1.13.1.1 蒸煮工段的工艺流程蒸煮工段的工艺流程2020 3.1.23.1.2 蒸煮各工段的物料和热量衡算蒸煮各工段的物料和热量衡算2020 3.23.2 糖化冷却工段物料和热量衡算糖化冷却工段物料和热量衡算 2121 3.2.13.2.1 工艺流程：工艺流程：2121 3.2.23.2.2 糖化过程中的物料和热量衡算糖化过程中的物料和热量衡算2222 3.33.3 发酵工段的物料和热量衡算发酵工段的物料和热量衡算 2323 3.43.4 蒸馏工段物料和热量衡算蒸馏工段物料和热量衡算 2525 3.4.13.4

7、.1 三塔气相过塔工艺流程三塔气相过塔工艺流程2525 四川理工学院毕业设计 IV 3.4.23.4.2 醪塔醪塔2626 3.4.33.4.3 排醛塔排醛塔2828 3.4.43.4.4 精馏塔精馏塔2929 3.53.5 酒精厂生产过程中的供气衡算酒精厂生产过程中的供气衡算 3131 3.5.13.5.1 蒸煮糖化和蒸馏工段蒸汽消耗和废气排放量的计算蒸煮糖化和蒸馏工段蒸汽消耗和废气排放量的计算3131 3.5.23.5.2 酒精厂平均蒸汽耗用量酒精厂平均蒸汽耗用量3232 3.63.6 酒精生产过程中的供水衡算酒精生产过程中的供水衡算 3232 3.6.13.6.1 工艺技术指标及基础数据

8、工艺技术指标及基础数据3232 3.6.23.6.2 酒精生产供水衡算酒精生产供水衡算3333 第第 4 4 章章 酒精发酵设备的计算与设计酒精发酵设备的计算与设计 3636 4.14.1 发酵罐容积计算发酵罐容积计算3636 4.24.2 发酵罐容积核算发酵罐容积核算3636 4.34.3 预发酵罐设计预发酵罐设计3737 4.54.5 酒母培养罐的选取酒母培养罐的选取3939 4.64.6 泵的选用泵的选用 4040 第第 5 5 章章 车间布置车间布置 3434 5.15.1 厂房的整体布置和轮廓设计厂房的整体布置和轮廓设计3434 5.25.2 发酵车间的布置设计发酵车间的布置设计 3

9、434 5.35.3 发酵车间平面布置设计发酵车间平面布置设计3434 5.45.4 发酵车间立面设计发酵车间立面设计3434 5.4.15.4.1 泵的布置设计泵的布置设计3434 5.4.25.4.2 酒精捕集器的设计酒精捕集器的设计3535 5.4.35.4.3 发酵罐顶钢架平台设计发酵罐顶钢架平台设计3535 5.4.45.4.4 门、楼梯门、楼梯 3535 目 录 V 毕业设计总结毕业设计总结 5050 参考文献参考文献 5353 致谢致谢 5454 四川理工学院毕业设计 VI 前 言 酒精在我国酿酒行业、化工行业、橡胶工业、油漆涂料工业、电子工业、照相胶 片及纸浆生产行业、医药行业

10、、香料工业、化妆品行业等，都发挥着重要作用。食用 酒精作为硬饮料中不可缺少的添加成分，它的品质越来越受到人们的重视，特别是我 国做为世界白酒消费大国，食用酒精品质的好坏，就显得更重要了。可以说，食用酒 精品质的好坏是涉及到千家万户的大事。 从粮食、薯类、糖蜜三类原料来看食用酒精产成品的质量，粮食酒精最优，其次 是薯类酒精，最差的是糖蜜酒精。 食用酒精使用粮食和酵母菌在发酵罐里经过发酵后，经过过滤、精馏来得到的产 品，通常为乙醇的水溶液，或者说是水和乙醇的互溶体。 蒸馏法提高酒精浓度最多能到 73%左右，因为乙醇和水会形成共沸混合物。 食用酒精的度数是不确定的，通常为食用酒精的纯度为 95%。

11、乙醇俗语叫酒精，分为工业酒精和食用酒精，但车用酒精与它们有明显的区别。 第一，工业酒精的纯度为 90%，其余的 10%中除甲醇等杂质外，大多数是水；而食 用酒精的纯度为 95%，其余 5%都是水；车用乙醇与其它相比最大的区别就是脱水， 按国家标准，它的杂质和水含量必须小于 0.8%。 第二，酒精既可以车用又可以食用，在很多国家，食用酒精都是高税收，而车用 乙醇则是给补贴。为了防止一些厂家把车用乙醇回流到食品工业，从而拿政府补贴， 躲避高额税，车用乙醇出厂时就必须加变性剂，让它从颜色或味道上区别于食用酒精。 像我国，车用乙醇出厂前加 3%5%的汽油，让它在味道上区别于食用酒精。而欧洲 一些国家则

12、在其出厂前加颜色，如蓝色、红色等。 本设计采用先进的生产工艺，利用国内外先进的生产管理经验。采用低温蒸煮， 双酶液化糖化，连续发酵，三塔直接式蒸馏，分子筛脱水。本设计将木薯干到制成食 用酒精中的各环节涉及的工艺、设备、控制条件等有关情况作一简单的阐述，希望能 和各位共同讨论。由于本人的水平有限，错误之处在所难免，不足之处恳请专家学者 多多指正。 第 1 章 全厂工艺论证 1 第 1 章 全厂工艺论证 1.1 生产原料：木薯（淀粉质原料） 1.1.1 木薯的主要成分 木薯起源于热带美洲，广泛栽培于热带和部分 亚热带地区，主要分布在巴西、 墨西哥、尼日利亚、 玻利维亚、泰国、哥伦比亚、印尼等国。

13、中国于 19 世纪 20 年代引种栽培，现已广泛分布于 华南地区，广东和广西的栽培面积最大， 福建和 台湾次之，云南、贵州、四川、湖南、江西等省亦有少量栽培。 木薯的营养成分 如表 1-1 所示。 表 1-1 木薯的营养成分列表 (每 100 克中含) 成分名称含量成分名称含量成分名称含量 可食部 99 水分(克) 69 能量(千卡) 116 能量(千焦) 485 蛋白质(克) 2.1 脂肪(克) 0.3 碳水化合物 (克) 27.8 膳食纤维( 克) 1.6 胆固醇(毫 克) 0 灰份(克) 0.8 维生素 A( 毫克) 0 胡萝卜素( 毫克) 0 视黄醇(毫 克) 0 硫胺素(微 克) 0

14、.21 核黄素(毫 克) 0.09 尼克酸(毫 克) 1.2 维生素 C( 毫克) 35 维生素 E(T )(毫克) 0 a-E0(-)-E0-E0 钙(毫克) 88 磷(毫克) 50 钾(毫克) 764 钠(毫克) 8 镁(毫克) 66 铁(毫克) 2.5 锌(毫克) 0 硒(微克) 0 铜(毫克) 0 锰(毫克) 0 碘(毫克) 0 1.1.2 木薯作为酒精原料的特点 1. 单位亩产量高，高的可达 15002500kg。 2. 木薯的淀粉含量高，纤维少，并有适量的蛋白质，加工比较容易，淀粉利 用率高。 3. 木薯的缺点在于胶质、果胶质等粘性物质较多。醪液粘度大，甲醇的生成 量较多。 综上所

15、述，木薯（木薯干）是一种良好的酒精生产原料，为我国大多数酒精 厂所采用。 四川理工学院毕业设计 2 1.1.3 生产过程中的木薯干相关工艺参数 生产过程中的木薯干相关工艺参数如表 1-2 所示。 表 1-2 木薯干相关工艺参数 1.2 原 料的预处理 1.2.1 原料的除杂 淀粉质原料在收获和干燥的过程中，往往会掺夹进泥土，沙石，纤维质杂物， 甚至金属块杂物。这些杂物如果 不在生产前除去，则将严重影响生产的正常运转。 为了清除这些杂质，最常用的的除杂方法有筛选，风选和磁力除铁。而磁力 除铁又可分为永久性磁力除铁器和电磁铁除铁器。电磁铁除铁器具有固定不变的 磁场因此不永久性磁铁除铁器更为完善，所

16、以选用电磁铁除铁器。 1.2.2 原料的粉碎和输送 原料进行水热的目的是要使包含在原料细胞中的淀粉颗粒能从细胞中游离 出来，充分吸水膨胀，糊化乃至溶解，为随后的淀粉酶系统作用。并为淀粉转化 成发酵性糖创造成必要和良好条件。就目前的情况来看，先将原料粉碎，再在较 和缓的的条件下进行蒸煮是较好的方法。 原料粉碎的方法分为两种：干式粉碎和湿式粉碎。其优缺点比较如表 1-3 所 示。 通过对干式粉碎和湿式粉碎的比较，因原料采用的是木薯干，为了节约成本， 所以最终采用干式粉碎。 干式粉碎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。原 料经过粗碎后原料颗粒应能通过 610mm 的筛孔。粗碎后颗粒在经细碎，最终原 料颗粒能通过 1.21.5mm 的筛孔因为原料粉碎至直径 11.8mm 的原料颗粒易于 吸水膨胀和较彻底糊化。 而锤式粉碎机的结构比较简单，更换筛板和锤片的操作方便，对原料品种变 化的适应性较强，操作要求也不高因此可以再此选用。 表 1-3 干式粉碎和湿式粉碎的优缺点比较如下表 原料淀粉含量（%）水分（%） 木薯干7013 第 1 章 全厂工艺论证