酒精生产总物料衡算

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1、、10000t/a玉米淀粉燃料酒精厂物料衡算项目、工艺流程及基础数据之袁州冬雪创作1、全厂物料衡算内容：原料消耗计算、中间产品量计 算、成品及副产品量计算.2、生产工艺流程图 :生产工艺采取改良湿法、双酶糖 化、持续发酵和半直接式三塔蒸馏流程，如图 米）酶母种原料（玉耐高温空压机1斜口试管、a淀粉酶x预处理辅料（酸、碱）过滤器1摇瓶培养1 一”脱胚制浆玉米油车间无菌空气二小酒母罐1持续蒸煮器1 大酒母罐1蒸煮醪T酒母醪+ 1糖化锅糖化酶V1 糖化醪4发酵醪CO2成熟发酵DDGS车间Y馏分子筛脱水杂醇油燃料酒精图改良湿法双酶糖化持续发酵燃料酒精流程示意图3、工艺技术指标及基础数据(1) 生产规模

2、：10000t/a燃料酒精.( 2 )生产方法：改良湿法、双酶糖化、持续发酵和塔 蒸馏.(3) 生产天数：300d/a(4) 燃料酒精日产量：34t(5) 燃料酒精年产量:10200t(6) 产品质量：国际燃料酒精，乙醇含量99.5%以上(V).(7) 主原料：国内酒精企业玉米粉(脱胚去皮)淀粉含 量68%，操纵率为80%-92%,水分14%.(8) 酶用量：耐高温a-淀粉酶用量8u/g原料，糖化酶用量为100u/g原料，酒母糖化醪用糖化酶量200u/g原料.(9) 硫酸铵用量：8kg/t酒精(提供氮源).(10) 硫酸用量：5.5kg/t酒精(调节pH).二、10000t/a玉米淀粉燃料酒精

3、厂全厂总物料衡算1、原料消耗计算现以生产 (V)成品酒精1000kg作为计算的基准.(1)淀粉原料生产乙醇的总化学反应式为：(C H O ) +nH O TnC H O T2C H OH+2CO (4_2_1)6 10 5 n 26 12 62 52糖化阶段：(C H O ) +nH O T nC H O (4_2_2)6 10 5 n 26 12 6162 18 180 发酵阶段：C H O T 2C H OH+2CO (4_2_3)6 12 6 2 5 21802X462X44(2) 每生产1000kg燃料酒精的实际淀粉消耗量：由式 (4_2_2)和(42 3)可求得实际上生产1000kg

4、燃料酒精(V)的燃料酒精相当于(W)所消耗淀粉量为：(3) 生产 1000kg 燃料酒精实际淀粉耗量：实际上， 整个年产过程履历的各工序，如原料处理、发酵及蒸馏 等，要颠末复杂的物理化学和生物化学反应，所以产品得 率必定低于实际产率.据实际生产经历，生产中各过程各阶 段淀粉损失率如表4_1所示.表4 1生产过程淀粉损失一览表生产工序淀粉损失原因淀粉损失量()原料预处理粉尘损失蒸煮未溶解淀粉及糖分破坏0.50发酵未发酵残存糖分1.50发酵巴斯德效应和用于发酵副产品损 失发酵酒精自然蒸发与被 氧化碳带走蒸馏废槽液带走及其它蒸馏损失1.85脱水脱水损失累计损失由酒精捕集器回收酒精实际损失因此，一般在

5、整个生产过程中淀粉操纵率在9192%之 间，若以上表为依据，淀粉操纵率为 91.45%计算，每生产 1000kg燃料酒精实际淀粉耗量为：这个原料的淀粉出酒率为52.36%，属于中等水平(4) 生产 1000kg 燃料酒精悍玉米原料消耗量：根据基 础数据给出，国内酒精企业玉米粉(脱胚去皮)淀粉含量 68%，操纵率为 80%-92%,取 90%计算,则每生产 1000kg 燃料 酒精需要的玉米量为：生产 1000kg 燃料酒精所需要的淀粉应包含糖化剂内所含的 淀粉，这样以玉米为原料需要量为：式中g每生产1000kg%(V)燃料酒精的原料量，kg；A每100kg原料其中所含淀粉量，kg;G 每生产

6、1000kg 燃料酒精需要糖化剂所消耗的淀粉 量，kg；在生产中往往需要计算淀粉的出酒率，以便于懂得生 产情况和评价生产水平，淀粉出酒率的计算式如下： 式中p包含各种分歧等级生产成品酒精的数量，kg；G每生产1000kg%(V)燃料酒精的原料量，kg；G 每生产 1000kg 燃料酒精需要糖化剂所消耗的淀 粉量：，kg；(5) 耐高温a-淀粉酶耗量：本设计选用酶活力为 20000u/g的a-淀粉酶使淀粉液化，促进糊化，可减少蒸汽 消耗耐高温a-淀粉酶消耗量按8u/g原料计算则用酶量 为：(6) 糖化酶耗量：本设计选用糖化酶活力为 100000u/g， 使用量为 100u/g 原料，则糖化酶消耗

7、量为：此外，糖化酶耗量还包含酒母糖化酶 .用量为 200u/g 原料计，且酒母用量为 10%，则酒母糖化酶耗量：式中 70%为酒母的糖化液占 70%，其余为稀释水和糖化 计则糖化酶耗量为 3.558kg(7) 硫酸铵耗量：硫酸铵用于酒母培养基的氮源补偿，其用量为酒母的0.1%，设酒母醪量为m0,则硫酸铵耗量 为：0.1%m02、辅料消耗计算(1)、蒸煮醪所需辅料的计算根据生产实际，持续蒸煮首先将粉碎原料在配料调浆 罐内与温水混合，加水比一般为1:3左右，则粉浆量为：在蒸煮过程中用直接蒸汽加热，在后熟器和气液分离 器减压蒸发、冷却降温，这样随着蒸煮过程的停止，蒸煮 醪量将随时间发生变更，要确切知

8、道数质变更必须与热量 衡算同时停止，现在按喷射液化持续蒸煮工艺条件停止估 算调浆的粉浆温度为65C,将0.8MPa表压的蒸汽与粉浆 在喷射液化器内混合，使粉浆温度迅速升至145C，然后进 入维持罐保温液化5 8min,真空闪蒸冷却至95C后进入 液化罐反应约60min后，进真空冷却器冷却至63C后糖化 30min.干物质含量w =86%的玉米比热容为：0C Xw )=1.66 kJ/(kg k)00粉浆干物质含量：w1蒸煮醪比热容：C=wC+(1-w)C11 01 w=28.7%X1.66+(128.7%)X= 3.45 kJ/(kg k)式中C 水的比热容4.18 kJ/(kgk)w由于在加

9、热冷却过程中，蒸煮醪浓度随时间变更，比 热也应该有变更，但变更不大，所以假定蒸煮过程比热容 恒定.(I)经喷射液化器加热后蒸煮醪量为：喷射液化器加热蒸汽(0.8MPa)的焓(kJ/kg)(II) 经液化维持罐出来的蒸汽醪温度降为C,量为：式中一一液化维持罐的温度为C下饱和蒸汽的汽化潜热 (kJ/kg)(III) 经汽液分离器后的蒸煮醪量为：式中2271汽液分离冷却温度为95C下饱和蒸汽的汽化潜热 (kJ/kg)(IV) 经真空冷却器后最终蒸煮醪液量为：式中2351一一真空冷却温度为63C下饱和蒸汽的汽化潜热 (kJ/kg)从计算成果可以看出，粉浆虽然颠末多次的加热和冷 却过程，但是到糖化锅的醪

10、量并没有大的变更( kg 和 12398kg),这标明只要将蒸煮冷却过程的二次蒸汽充分操 纵，可以大大减少酒精生产过程的热量消耗.(2)、糖化醪与发酵醪所需辅料的计算 蒸煮醪在糖化锅内加入曲乳或液体曲，并取部分糖化醪去做酒母设发酵竣事后成熟醪量酒精含量以10% (V)计， 相当于 8.01% (w) ，蒸馏效率为 98%，而且发酵罐酒精搜 捕集器回收酒精洗水和洗罐用水分别为成熟醪量的 5%和 1%,则每生产1000kg99.18% (w)酒精的成品有关计算如 下：(I) 待蒸馏的成熟发酵醪量F为：(II) 入蒸馏塔的成熟发酵醪酒精浓度为：1000x99.18%98%xl3392.8x100%

11、= 7.56%w)(I)相应酒母培养和发酵过程放出二氧化碳量为: 其中发酵过程放出的占95%(IV) 若发酵成熟醪不计酒精捕集器和洗罐水量，则成 熟发酵醪量为：(V) 按接种量10%计算需要酒母醪量m0为：(VI) 酒母醪是70%糖化醪，30%补偿糖化剂与稀释水. 需要做酒母的糖化醪占全部糖化醪的7%.则糖化醪量：可以得到在糖化锅内加入曲乳或液体曲量占蒸煮醪量的百分数：3、成品与废醪量计算 以半直接式酒精发酵醪蒸馏的三塔流程停止计算.在醛塔取的酒一般占成品酒精的1.23%，所取醛酒量的 原则是：包管成品质量前提下，取得越少越好，这与操纵 水平有关，现在取醛酒2%,则生产1000kg成品酒精其中

12、醛 酒产量为：酒精工业手册故实际合格成品酒精产量：100020 = 980kg杂醇油产量为成品酒精的 0.30.7%，一般可取 0.5%， 则杂醇油产量为废醪应为成熟发酵醪中除去部分水和酒精及其它挥发组 分后的残留液，由于是直接蒸汽加热，还要加入蒸汽冷凝 水.应对醪塔停止详细的物料和热量衡算如图图醪塔物料热量衡算图设进塔醪液()进醪温度为 t=105C，成熟醪内含4的浓度取50%(V)即47.量为B 18% (w)计算.(I)醪塔上升蒸汽量为：苔t=70C，塔底排醪温度为= 7.5%,塔顶上升酒精蒸汽(II) 残留液量为：(III) 根据计算发酵醪 成熟醪的比热容为： c XX7.5%) Q2

13、=di比热的经叫+D历公式严勺qe= 3.96 kJ/(kg k)(IV)成熟醪带入塔的热量为：Q = F Ct = 13392 .8x3.96 x 70 = 3.71 xlO 6 kJ(V) 蒸残留液的固含量：(VI) 蒸馏残留液的比热容为：C = 4.18x (10 .378B L.18x(1-0.378x8.93%)M.04 kJ/(kg k)12(VII) 塔底残留液带走的热量为：Q =m ct =11246.8x4.04x1054.77x106 kJ(Vl)24查手册得50% (V)酒精蒸汽的焓i=1965kJ/kg：则上升蒸汽带走的热量为：Q =Vi=2146 .0 x1965 =

14、4.22 x10 6 kJ(IX) 加热蒸汽消耗量为：设塔底引入加热蒸汽为0.05MPa (表压)，相应的焓为IkJ/kg根据热量衡算式计算加热蒸汽消耗量为：若取蒸馏过程热损失Q为加热蒸汽供热量的1%,则加热n蒸汽消耗量为：4.22x106+4.77x106 +3.71x106kgD = -(2689.8105x4.18)x(11%) 勺369.4(X) 采取直接蒸汽加热时塔底排出的废糟量：mx + D=1124.6 + 2369.4=13616.2 kg4、10x000t/a 玉米淀粉原料燃料酒精厂物料衡算(1)酒精成品日产燃料酒精量为：100002 300 = 33.33t，取整数 为 34t/d实际年燃料酒精总产量为：300X34=10200t/a(2)主要原料玉米粉耗量：X34=106100.4 kg/dX300 = 31830t/a淀粉酶、糖化酶用量以及蒸煮粉浆量糖化醪、酒母醪、蒸 馏发酵醪等逐日量和每一年量都可得出，衡算成果详见表 表10000t/a 玉米淀粉原料燃料酒精厂物料衡A-A-算表物料数量生产1000kg 燃料酒精物料 量/kg每小时数量/kg天天数里/t每年数里/t燃料酒