《生物工程专业毕业论文年产5万吨医用酒精的高浓度淀粉酒精发酵车间的设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《生物工程专业毕业论文年产5万吨医用酒精的高浓度淀粉酒精发酵车间的设计（23页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、生物工程专业毕业论文-年产5万吨医用酒精的高浓度淀粉酒精发酵车间的设计 目 录摘要 1 前言 2 正文 3 1 选题背景 3 1.1课题来源 3 1.2课题目的及意义 3 2 方案论证 3 2.1各种原料及蒸煮糖化发酵方案的比较 3 2.2设计方案 4 3 物料衡算 4 3.1物料衡算的内容 4 3.2工艺技术指标及基础数据 4 3.3原料消耗的计算 5 3.4蒸煮醪量的计算 6 3.5糖化醪与发酵醪量的计算 7 3.6成品与废醪量的计算 8 3.750000吨/年医用酒精厂总物料计算 10 3.8物料衡算表 10 4 热量衡算与水衡算 11 4.1 蒸煮工段加热蒸汽消耗量 11 4.2蒸煮工
2、段加热蒸汽消耗量 11 4.3发酵过程冷却用水 12 4.4酒精捕集器用水 12 4.5洗罐用水量 13 4.6 热量衡算与水衡算表 13 5主要设备的计算与设计 13 5.1粉浆罐和预煮罐的计算 13 5.2加热器的计算 14 5.3连续蒸煮器的计算 15 5.4后熟器的计算 15 5.5汽液分离器的计算 16 5.6真空冷却器的计算 17 5.7糖化罐的计算 17 5.8 喷淋冷却器的计算 18 5.9发酵罐的计算 18 5.10酵母活化罐的计算 22 5.11主要设备一览表 22 6 小结 23 致谢参考文献5万吨医用酒精的高浓度淀粉酒精发酵车间的设计 摘 要酒精在人们日常生活以及科学研
3、究等诸多领域都有很广泛的应用。世界行业以及我国酒精行业都快速发展趋势With an annual output of 50000tons of medical alcohol of high concentration starch alcohol fermentation workshop designAbstractAlcohol has very extensive application in a great deal of fields such as peoples daily life and scientific research. The trades and alcohol
4、 trades of our country have fast development trends on earth in the world. The output is increased progressively year by year. The ability for producing alcohol of the fermented law will become the sign of a national economic strength. The fermented law is mainly to utilize microorganism to have no
5、oxygen to ferment, it suck candy material like,sugarcane, sweet potato, carbohydrate in the material such as the maize are turned into ethanol, turn into alcohol. This law raw material sources are abundant , the environmental protection of the production process, is worth popularizing in a more cost
6、-effective manner. Originally design the fermented workshop produced to alcohol to calculate with the selecting type of the apparatus , strive to make the theory combine with practice.Keywords:Alcohol;Fermented law;Fermented workshop前 言1据统计,全世界每年的石油消耗量为200亿桶,50亿桶，石油不断减少，全球的消耗量却不断增加，尤其我国最近几年经济快速发展，石油
7、消耗也快速增加，并且中国充满爆发力的石油需求一直被视为近两年来国际油价大涨的关键因素。目前中国已取代日本成为全球第二大石油消耗国（仅次于美国），预估10年内中国的石油需求将从目前的每日600万桶膨胀近一倍至1150万桶。十年前中国进口石油占整体石油需求的比例才6%，现在已经提高到三分之一，到2020年预期将有60%的石油都必须来自进口硫氧化物对人体的危害主要是刺激人的呼吸系统，吸入后诱发慢性呼吸道疾病，甚至引起肺水肿和肺心性疾病如果大气中同时有颗粒物质存在，颗粒物质吸附了高浓度的硫氧化物、可以进入肺的深部，就会大大地加大危害程度石油燃烧产生的氮的氧化物和硫的氧化物在高空中为雨雪冲刷，溶解，雨成
8、为了酸雨这些酸性气体成为雨水中杂质硫酸根、硝酸根和氨离子，会严重污染土壤以及水体，造成生态的失衡而燃料酒精正可以缓解这些问题，因为酒精生产技术人类已经非常娴熟，人类的文明史就是酒精的发展史，自从有了人类文明便有了酿酒技术。酒精发酵是指在无氧条件下，微生物（如酵母菌）分解葡萄糖等有机物，产生酒精、二氧化碳等不彻底氧化产物,同时释放出少量能量的过程高浓度酒精发酵是指提高单位体积内发酵醪液中的淀粉含量，在适量的酿酒酵母菌作用下，在一定的时间内力求得到最多的发酵终产物 酒精。高浓度发酵有以下优点：单位设备的生产率提高，降低能耗。2发酵法生产酒精原料主要有淀粉质原料，糖蜜原料和亚硫酸盐造纸废液等。而淀粉
9、质原料甘薯和木薯等薯类原料含淀粉量高，木薯的块根淀粉含量达25-3070 08届毕业生的毕业设计（论文）课题，来源于三峡大学化学与生命科学院生物工程系。1.2 课题目的及意义 开展本课题的目的及意义在于学习和掌握酒精生产糖化发酵车间的设计方法，增强实践能力。2 方案论证2.1 各种原料及蒸煮糖化发酵方案的比较9 原料的选择 我国甘薯种植广泛，产量大，价格低，木薯和马铃薯的种植面积都不大，此外谷物类原料是人民生活的主要粮食，一般情况下少用或不用，而且，甘薯作为原料具有加工方便、出酒率高等特点，因此它是原料中使用最广泛的一种原料，一般用的都是甘薯干。 连续蒸煮与间歇蒸煮的分析比较 间歇蒸煮：蒸汽消
10、耗量大，设备利用率低，但是设备简单，容易掌握，投资少。 连续蒸煮：淀粉利用率高，热能利用率高，设备利用率高，劳动生产率高，但是投资较大。 连续糖化与间歇糖化的分析比较 间歇糖化：每次都要装料、进料和清洗等的非生产时间，后冷时间长，因而设备利用率低；冷水用量大，电力消耗大；糖化醪的后冷却是在敞开空间进行，增加染菌机会。 连续糖化：各项工艺管理实现了自动控制或集中操作，减少了劳动力，降低了劳动强度改善了劳动条件；消除每次都要装料、进料和清洗等的非生产时间，又大大缩短了后冷时间，因而设备利用率得到提高；由于冷却效率的提高和冷却时间的缩短，可节约冷水用量，相应地也节约电力；糖化醪的后冷却是在密闭空间流
11、动，一面糖化，一面冷却，可以减少染菌机会。 间歇发酵与连续发酵的分析比较 间歇发酵：指全部发酵过程始终在同一个发酵罐内进行的发酵方式。其优点是操作简单，易于管理，不会大面积感染杂菌。缺点是酒母用量大，非生产性时间长，设备利用率低。 连续发酵：指把发酵的不同阶段的分别放入发酵罐内进行发酵的方式。由于糖液是一直连续不断地流加，故每个发酵罐内的流量、醪液浓度、酒精浓度、酵母细胞数以及温度、pH值等均相应稳定，有利于酵母的生长繁殖。优点是可以提高设备利用率，节省酒母，便于自动化控制，缺点是对无菌条件要求严格。2.2 设计方案综上所述，设计可以采用薯干为原料，采用柱式连续蒸煮糖化（双酶糖化）、间歇发酵的
12、方法生产医用酒精；由于传统酒精生产中自培酒母，过程繁杂，容易染菌，影响生产，所以本方案采用活性干酵母可以克服上述弊端。 工艺流程及控制条件10 本设计采用柱式连续蒸煮糖化方法。其中蒸煮柱采用柱式连续蒸煮长圆筒形蒸煮柱，蒸煮时仅在粉浆加热器通入蒸汽，先后通过三个蒸煮柱，两个后熟器，后进入气液分离器及真空冷却器，从真空冷却器出来后进入糖化罐，糖化醪进行后冷却后送往发酵罐。3 物料衡算103.1 物料衡算的内容 衡算内容包括薯干，高温淀粉酶，糖化酶，硫酸氨，蒸煮醪，糖化醪，发酵醪，废醪，成品，副产品，杂醇油，二氧化碳等。3.2 工艺技术指标及基础数据 产品规格：95%医用酒精；全年生产天数：280天
13、/年 生产方法：以薯干为原料，双酶糖化，连续蒸煮，间歇发酵 副 产 品：次级酒精（成品酒精的3%）；杂醇油（成品酒精的0.6%） 原 料：薯干（含淀粉68%，水分12%） 酶 用 量：高温淀粉酶（20,000U/mL）；10U/g原料 糖化酶（100,000U/mL）：150U/g原料（糖化醪）；300U/g原料（酵母醪） 硫酸铵用量：7kg/t1：2.511%（V）98% 发酵罐洗罐用水：发酵成熟醪的2% 生产过程淀粉总损失率：9%.3 原料消耗的计算 淀粉原料生产酒精的总化学反应式：糖化： （C6H10O5）n + nH2O nC6H12O6 162 18 180发酵： C6H12O6 2
14、C2H5OH + 2CO2 180 92 88 生产1000kg无水酒精的理论淀粉消耗量： 生产1000kg医用酒精的理论淀粉消耗量:医用酒精的乙醇含量为95%（体积分数），相当于92.41%（质量分数），故理论上须淀粉量为： 淀粉总损失率为9%，故生产1000kg医用酒精实际淀粉消耗量为： 生产1000kg医用酒精薯干原料消耗量：据基础数据给出，薯干原料含淀粉68%，故1000kg酒精耗薯干量为： 生产1000kg20000U/mL的高温淀粉酶使淀粉液化，促进糊化，可减少蒸汽消耗量，高温淀粉酶用量按10u/g原料计算，生产1000kg医用酒精高温淀粉酶用量为： 生产1000kg100000u
15、/mL，使用量为150u/g原料，则生产1000kg医用酒精糖化酶消耗量为： 生产1000kg1000kg医用酒精硫酸氨用量为： 生产1000kg0.05%，则生产1000kg医用酒精活性干酵母用量为： 生产1000kg2%蔗糖水用量：活性干酵母复水活化方法采用糖水复水活化，用25倍量38-40的2%蔗糖水复水，15min后将温度降至34以下（30-34）活化1h-3h，即可投入发酵罐，则生产1000kg医用酒精糖水用量：3.4 蒸煮醪量的计算3.4 .1 粉浆量的计算：淀粉原料连续蒸煮的粉料加水比为1：2.5t1 65，后经加热器用0.5Mpa表压直接蒸汽加热到t2 135，然后陆续通过三个蒸煮柱和两个后熟器，再经气液分离器，最后经真空冷却器将温度降至t3 63。 第一后熟器压力为表压0.20Mpa 第二后熟器压力为表压0.15Mpa 汽液分离器压力为
