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1、摘 要毕 业 论 文作 者： 学 号： 学 院： 专 业： 生物工程 题 目： 年产25万吨酒精工厂的设计 指导者： 2010 年 6 月 吉 林 I年产25万吨酒精工厂的设计摘 要本设计为年产25万吨酒精工厂的设计计。依据东北地区的特点选择以玉米为原料，厂址选择在有“玉米黄金带”之称的吉林省吉林市郊区。工艺上的设计为：双酶法液化糖化工艺(提高淀粉利用率)、连续发酵工艺（提高生产效率）、五塔压差蒸馏工艺（保证产品质量及提高热能利用率）、分子筛工艺，通过物料衡算、设备选型计算、水电汽耗的计算等合理优化设计生产工艺过程。其中采出酒精量33205.625kg/h，玉米粉量78773.75 kg/h，
2、闪蒸量9165.825 kg/h，蒸汽消耗量92032.45kg/h，蒸馏工段总耗水量176377.775 kg/h。关键词：食用酒精，液化糖化，发酵，蒸馏东北电力大学学士学位毕业论文With an Annual Output of 10,000 Edible ethyl alcohol Factory DesignSection Key: Topping still Section AbstractThe design for an annual output of 100,000 tons of fuel ethanol plant design, which focuses on sec
3、tion for the topping still. Based on the characteristics of the northeastern region choose to corn as raw material, the site chosen in a “golden maize belt”, said the outskirts of Siping City, Jilin Province. The process is designed to: double-glycosylated enzymatic liquefaction technology（reduced t
4、he heat energy loss）, continuous fermentation process（enhanced the production efficiency）, the five towers pressure distillation technology（both guaranteed the product quality and to raise the heat energy use factor）, molecular sieve technology, through the material balance, equipment selection, the
5、 water consumption of electrical calculations ,to design a reasonable optimal process.Including：production of alcohol 33205.625kg/h，the amount of corn flour78773.75 kg/h，the amount of flash 9165.825kg/h，Steam consumption 92032.45kg/h， total water consumption of distillation Section 176377.775kg/h.Ke
6、yword: Edible ethyl alcohol，Fluid saccharification ，Fermentation ， Distillation 69目录目 录第1章 绪 论21.1 中国酒精工业的发展历史21.2 酒精生产的主要问题21.3 解决酒精生产问题的对策21.4 国内外酒精生产技术水平比较分析3第2章 设计概论42.1 毕业设计的目的42.2 毕业设计的题目42.3 毕业设计的任务42.4 设计的指导思想52.5 设计的依据52.6 生产方案的确定和产品方案52.7 厂址选择52.8 原料来源、规格及标准82.9 主要辅料的质量标准92.10 水的质量标准（外观 理化
7、指标及要求）102.11 成品品种及质量标准122.12主要工艺技术参数122.13 生产工作制度132.14 环保措施132.14.1 CO2回收利用132.14.2 杂醇油回收142.14.3 液体、固体CO2 (干冰) 的制备和贮运142.14.4 酵母回收142.14.5 酒精糟回收15第3章 酒精生产工艺流程的设计及说明163.1 酒精的性质、用途及生产方法概述163.1.1 性质163.1.2 用途163.1.3 玉米原料生产酒精流程163.2 酒精生产工艺流程的确定163.3 工艺条件及说明173.3.1 玉米粉供应工序173.3.2液化糖化工序173.3.3发酵工序183.3.
8、4酒精蒸馏19第4章 酒精生产过程中的物料和热量衡算244.1 物料及热量衡算244.1.1 成熟醪量的计算244.1.2 发酵工段物料衡算244.1.3 液糖化工段物料衡算314.1.4蒸馏工段物料衡算344.2 水、电、汽消耗的计算424.2.1 耗水量的计算424.2.2 蒸汽消耗量的计算434.2.3 供电设施的计算43第5章 设备选型的计算455.1 液糖化工段455.1.1糖化罐455.1.2闪蒸罐495.1.3液化罐505.1.4维持罐505.2 发酵工段515.2.1 酒母罐515.2.2 发酵罐515.3 蒸馏工段445.3.1 精馏塔53第6章 重点设备粗馏塔646.1粗馏
9、塔概况646.2粗馏塔板类型及结构646.2.1泡罩塔板646.2.2S（SD）型塔板646.2.3导向筛板656.2.4浮阀波纹筛板656.2.5斜孔塔666.3粗馏塔的计算66第7章 总体平面设计及全厂定员717.1总体平面设计的原则及要求717.1.1 依据717.1.2 基本原则717.1.3 要求717.1.4 全厂总平面设计717.2 全厂定员727.2.1 生产部门727.2.2 动力辅修车间727.2.3 科研部门72参考文献73致谢语74第1章 绪 论第1章 绪 论1.1 中国酒精工业的发展历史历史上，关于蒸馏酒精的最早描述者是12世纪的Mappae lavicula，他在自
10、己的记述中谈到了酒精可以用作燃料和溶剂。18世纪末，首选报道了无水酒精的生产方法。但是真正的工业化酒精生产时19世纪末开始发展起来的，一直到第二次世界大战期间，发酵酒精生产达到了高峰。在生产发展的同时，有关发酵酒精生产新技术和新工艺的科学研究也得到了迅猛的发展，一度成为了科学研究的中心议题，发酵酒精生产经历了第二次大发展时期。我国现代化酒精工业的历史不长，1907年德国人在哈尔滨建立了第一个酒精厂；1920年福建酒精厂成立。以薯干为原料；1922年山东溥盆酒精厂投产，以甜菜糖蜜为原料；1935年上海中国酒精厂成立，以进口甘蔗糖蜜和薯干为原料，这些都是我国第一批酒精厂。解放前，我国的酒精工业发展
11、缓慢，到解放前夕，全国总产量不及万吨，淀粉利用率仅60%左右，生产工艺均为简写发酵法，糖制剂用的是麦芽，原料不经粉碎，解放后，50年代初是恢复时期，产量逐步发展。50年代中开始进行技术革新，首先用微生物糖化剂代替麦芽；目前苏联的三段蒸煮代替间歇蒸煮，进而采用一级真空冷却连续糖化；糖蜜发酵实行了连续糖化，淀粉质原料的连续发酵也在一些工厂开始采用液体曲，以后又有糖化酶、液化酶、问世；80年代中，8085液化和其他低温蒸煮工艺开始在我国酒精工业中得到应用。近年来高温-淀粉酶、高糖化力酶、耐高温酵母、活性干酵母、差压蒸馏和各种酒糟处理新技术也开始应用，同时引进了国外一些酒精联产饲料的成套装备和技术，使
12、我国的酒精生产水平上了一个新台阶。1.3 目前酒精生产存在的主要问题随着国名经济的进一步发展，整个社会对酒精的需要量会有所增加，但是，酒精最大的需要量是作为汽油的代用品，即作燃料。发酵酒精的成本过高，国际市场上酒精的价格要比石油贵一倍，如果成本不降到与石油相近，则难与石油相竞争。成产过程中能耗过大，尤其蒸煮和酒精回收过程中能耗特别高。以玉米原料为例，生产1L酒精能耗约1423518840KJ，而每1L酒精的燃烧值约为23446KJ，能量平衡值较低。如果不大幅度降低能耗，则将在很大程度上失去作为能源的价值。生产酒精的原料受到土地和水资源的限制，对于土地较少的国家来说更是如此。拿我国的情况来说，根
13、据80年代中期有关部门统计，我国到2000年汽车燃料将需要48006000万吨，以掺入10%计，则2000年将需要燃料酒精480600万吨。按每亩产薯干800kg计，将需要新增耕地总数的1%左右，这几乎是一个无法承受的压力。酒精与民争粮、争地的情况不解决，要大发展是几乎不可能的。酒精处理问题是当前酒精生产面临的又一严重问题。每生产1吨酒精需要生产1215吨左右的酒糟。一般酒糟的BOD值在2500035000mg/L之间。这样高浓度的有机度液，如果不经过处理就排入自然界，那将成为严重的污染。一个年产8万吨酒精的工厂所产生的污染负荷和一个140万人口的城市产生的生活污水负荷相当。酒精废糟由于最大，
14、加上处理技术没有过关，目前已经成为了轻工业 各行业中第二大污染源。为此，酒精处理问题已成为酒精工业能否存在和发展的头等大事。酒精发酵的强度问题 发酵强度愈大，同时发酵罐容积生产地酒精就多。常规的糖蜜问题间歇酒精发酵，其强度只有2g/（Lh）。一旦酒精有可能成为燃料，则其产量增加几倍、几十倍，建新厂投资就很大，运转过程中的经费也大。如果能将发酵强度提高几倍几十倍，发酵投资将大为减少，最终对成本的降低有利。因此，酒精发酵强度的提高问题，是当今世界上科学家研究的一个热门课题。1.3 解决酒精生产问题的对策当今我国酒精行业面临的最大课题是原料、成本和污染等三个问题，针对述存在的问题，我国和世界各国的学者、工程技术人员都在研究对策，研究和发展解决上述问题的新菌种、新工艺、新设备和新技术解决发酵酒精原料的根出路，在于利用纤维原料（包括纤维素和半纤维素在内的）来代替粮食原料。这一工艺在美国已基本解决，但是成本还较高，生物技术的进一步发展将最终解决这个问题，我们在这
