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1、年产6万吨酒精发酵车间初步设计摘要 酒精在人们日常生活以及科学研究等诸多领域都有很广泛的应用。世界酒精行业以及我国酒精行业都呈现快速发展趋势，产量逐年递增。发酵法生产酒精的能力将成为一个国家经济实力的标志。发酵法主要是利用微生物无氧发酵，将含糖物质如，甘蔗，甘薯，玉米等物质内的糖类转化为乙醇，生成酒精。此法原料来源丰富，生产过程环保，值得大力推广。本设计对酒精生产的发酵车间进行了计算和设备选型，力求理论和实践相结合。abstractAlcohol has very extensive application in a great deal of fields such as peoples d
2、aily life and scientific research. The trades and alcohol 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 fer
3、mented law is mainly to utilize microorganism to have no 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
4、 production process, is worth popularizing in a more cost-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.Keyword: Alcohol Fermented law Fermented workshop关键词: 酒精 发酵
5、法 发酵车间1四川理工学院毕业设计I毕业设计（论文）任务书II摘要III前 言1第一章 全厂工艺论证21.1 生产原料：甘薯干（淀粉质原料）21.1.1甘薯的主要成分21.1.2甘薯作为酒精原料的特点21.1.3生产过程中的甘薯干相关工艺参数21.2 原料的预处理31.2.1原料的除杂31.2.2原料的粉碎和输送31.3 原料蒸煮工艺51.3.1蒸煮目的51.3.2粉浆的预煮51.3.3间歇蒸煮与连续蒸煮工艺相比较其优缺点61.4 糖化工艺61.4.1糖化的目的71.4.2糖化工艺71.4.3测定糖化醪质量的方法81.5 糖化醪的发酵91.5.1糖化醪发酵目的91.5.2影响酒精发酵的因素91
6、.5.3酒精发酵的方式101.5.4发酵生产工艺111.6 酒精的蒸馏和精馏工艺及分支筛脱水工艺111.6.1蒸馏车间操作流程111.6.2蒸馏操作的控制121.7 发酵副产品和污水处理121.7.1酒精生产的副产品121.7.2污水处理13第二章 全厂物料衡算142.1 物料衡算142.1.1 60000吨淀粉原料酒精厂全厂物料衡算142.1.3 工艺技术指标及基础数据152.1.4 原料消耗的计算152.1.5 蒸煮醪量的计算172.1.6 糖化醪与发酵醪量的计算182.1.7 成品与发酵醪量的计算182.1.8 60000吨/年淀粉原料酒精厂总物料衡算202.2 燃料酒精发酵车间的物料衡
7、算（间歇发酵方式212.2.1 酒精发酵工艺流程示意图及主要技术指标212.2.2 酒精发酵车间的物料衡算222.3. 60000吨酒精发酵车间水衡算23第三章 设备计算与选型253.1 发酵设备的计算与选型253.1.1 生产能力、数量和容积的确定253.1.2 主要尺寸的计算263.1.3. 冷却面积和冷却装置主要结构尺寸（生物工程设备。71页）：273.1.4 发酵罐壁厚的计算303.1.5 接管设计313.1.6 支座选择323.1.7 人孔的选取333.1.8 视镜333.2 种子罐的计算与选型333.2.1 种子罐容积和数量的确定：333.2.2 种子罐个数的确定333.2.3 主
8、要尺寸的确定343.2.4 冷却面积计算（采用夹套冷却）343.2.5 壁厚计算:353.2.6 设备结构的工艺设计：363.2.7 搅拌器轴功率计算：363.2.9 进风管（进料管）373.2.10 泵的选用39第四章 车间布置404.1 厂房的整体布置和轮廓设计404.2 发酵车间的布置设计404.3发酵车间平面布置设计404.4发酵车间立面设计404.4.1泵的布置设计414.4.2酒精捕集器的设计414.4.3发酵罐顶钢架平台设计414.4.4 门、楼梯41参考文献42致辞42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、香料工
9、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%。 乙醇俗语叫酒精，分为工业酒
10、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。而欧洲一些国家则在其出厂前加颜色，如蓝色、红色等。本设计采用先进的生
11、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。本设计将甘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。四川理工学院毕业设计35第一章 全厂工艺论证1.1 生产原料：甘薯干（淀粉质原料）1.1.1甘薯的主要成分甘薯，北方俗称地瓜、红薯，南方称为番薯。新鲜甘薯可以直接作为酒精生产原料，但是，为了便于储存，供工厂全年生产，一般都将新鲜甘薯切成片、条、或者丝，晒成薯干。约3kg鲜薯制成1kg薯干。 甘薯的主要成分是淀粉，此
12、外，还含有3%的糊精、葡萄糖、蔗糖、果糖和微量的戊糖。蛋白质含量不多，其中三分之二为纯蛋白，三分之一为酰胺类化合物。此外还有少量的脂肪，纤维素，灰分等。 甘薯的平均化学成分列于下表，以百分比（%）表示。表1-1 甘薯的化学成分种类水分粗蛋白粗脂肪碳水化合物粗纤维无机盐甘薯干136.10.576.61.42.41.1.2甘薯作为酒精原料的特点1. 单位亩产量高，高的可达15002500kg，按淀粉计算达300500kg/亩，是谷物淀粉产量的35倍。2. 甘薯的淀粉含量高，纤维少，并有适量的蛋白质，加工比较容易，淀粉利用率高。3. 甘薯的缺点在于胶质、果胶质等粘性物质较多。醪液粘度大，甲醇的生成量
13、较多。综上所述，甘薯是一种良好的酒精生产原料，为我国大多数酒精厂所采用。1.1.3生产过程中的甘薯干相关工艺参数生产过程中的甘薯干相关工艺参数如表1-2所示。表1-2 甘薯干相关工艺参数原料淀粉含量（%）水分（%）甘薯干68131.2 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 不在生产前除去在，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永久性磁铁除铁器更为完善，所以选用电磁铁除铁器
14、。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，因原料采用的是甘薯干，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粉碎方法 优点 缺点干式粉碎粉碎后的原料可以储藏，能较低，最终得到原料颗粒一般通过1.21.5mm筛孔。原料粉碎时粉末易飞扬，造成
