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酒精生产总物料衡算.docx

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1、全厂物料衡算内容:原料消耗计算、中间产物量计算、成品及副产品量计算。
2、生产工艺流程图:生产工艺釆用改良湿法、双酶糖化、连续发酵和半直接式三塔蒸镭流程,如图
空气
晦母种
原料(玉来)
空靡机
I耐咼温
斜面试管a—淀粉酶
过滤器
辅料()
预处理
脱胚制浆
圧米油车间
无菌空气
"卜酒母罐*
蒸煮醪
酒母醪
糖化醪
•发酵醪
►00,
DDGS车间V
燃科酒精
分子筛脱水
改良湿法双酶糖化连续发酵燃料酒精流程示意图
3、工艺技术指标及基础数据
⑴生产规模:10000t/a燃料酒精。
⑵生产方法:改良湿法、、双酶糖化、连续发酵和塔蒸谱。
⑶生产天数:300d/a
⑷燃料酒精日产量:341
⑸燃料酒精年产量:10200t
⑹产品质量:国际燃料酒精,乙醇含量%以上(V)o
(7)主原料:国内酒精企业玉米粉(脱胚去皮)淀粉含量68%,利用率为80%-92%,
水分14%o
⑻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。
⑼硫酸铁用量:8kg/t酒精(提供氮源)。
(10)硫酸用量:t酒精(调节pH)。
二、10000t/a玉米淀粉燃料酒精厂全厂总物料衡算
1、原料消耗计算
现以生产%(V)成品酒精1000kg作为计算的基准。
淀粉原料生产乙醇的总化学反应式为:
(C6H10O5)n+nH2OtnC6H12O6t2C2H5OH+2CO2
(4-2-1)
(4-2-2)
(4-2-3)
6105n26126252
糖化阶段:
16218180
(C6H10O5)n+nH2O—>nC6H12O6
发酵阶段:
C6H12O6人2C2HOH+2CO2
61262S2
1802X462X44
⑵每生产1000kg燃料酒精的理论淀粉消耗量:由式(4-2-2)和(4-2-3)可求得理论上生产1000kg燃料酒精(%(V)的燃料酒精相当于%(W))所消耗淀粉量为:
162
%x=
2x46
⑶生产1000kg燃料酒精实际淀粉耗量:实际上,整个年产过程经历的各工序,,要经过复杂的物理化学和生物化学反应,所以产品得率必然低于理论产率。据实际生产经验,生产中各过程各阶段淀粉损失率如表4—1所示。
表4一1
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
发酵
未发酵残余糖分
发酵
巴斯德效应和用于发酵副产物损

发酵
酒精自然蒸发与被氧化碳带走
废槽液带走及其它蒸镭损失
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,一般在整个生产过程中淀粉利用率在91〜92%之间,若以上表为依据,淀粉利用率为%计算,每生产1000kg燃料酒精实际淀粉耗量为:

=
100%—&55%
这个原料的淀粉出酒率为%,属于中等水平。
⑷生产1000kg燃料酒精干玉米原料消耗量: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%,利用率为80%-92%,取90%计算,则每生产1000kg燃料酒精需要的玉米量为:

蕊歸"
g
生产1000kg燃料酒精所需要的淀粉应包括糖化剂内所含的淀粉,这样以玉米为原料需要量为:
G」—G(;
A%-
式中G'每生产%(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,以便于了解生产情况和评价生产水平,淀粉出酒率的计算式如下:
〃=A%+G\f
Pxl00
式中P括各种不同等级生产成品酒精的数量,kg:
G'——每生产%(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:
⑸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:
()3x8
=
20000
(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,
则糖化酶消耗量为:

100000
=
此外,糖化酶耗量还包括酒母糖化酶。用量为200u/g原料计,且酒母用量为10%,则酒母
糖化酶耗量:
200
%x70%x=
100000
式中70%为酒母的糖化液占70%,其余为様释水和糖化计
则糖化酶耗量为
(7)硫酸铁耗量:硫酸铁用于酒母培养基的氮源补充,其用量为酒母的%,设酒母醪量为
mo,则硫酸铁耗量为:%mo
2、辅料消耗计算
(1)、蒸煮醪所需辅料的计算
根据生产实际,连续蒸裁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:
(1+3)=
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进行,蒸教醪量将随时间发生变化,要确切知道数量变化必须与热量衡算同时进行,现在按喷射液化连续蒸煮工艺条件进行估算。调浆的粉浆温度为65°C,将表压的蒸汽与粉浆在喷射液化器內混合,使粉浆温度迅速升至145"C,然E进入维持罐保温液化5-8min,真空闪蒸冷却至95°C后进入液化罐反应约60min后,进真空冷却器冷却至63°C后糖化30min。
干物质含量齡=86%的玉米比热容为:
Q=X(1-)=kJ/(kg?k)粉浆干物质含量:
w=3=%蒸煮醪比热容:
0二纳仑+(1—堀)G
=%x+(1-%)x
=kJ/(kg?k)
式中a——水的比热容kJ/(kg?k)由于在加热冷却过程中,蒸煮醪浓度随时间变化,比热也应该有变化,但变化不大,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:
+杯24心45><"65)二

式中——喷射液化器加热蒸汽()的熔(kJ/kg)
经液化维持罐出来的蒸汽醪温度降为°C,量为:
仙6•—凹工摯込=39225kg

式中液化维持罐的温度为。C下饱和蒸汽的汽化潜热(kJ/kg)
经汽液分离器后的蒸煮醪量为:
加彳-心一今心仔95)=30。沁

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
E最终蒸煮醪液量为:
(95-63)
2-3--5-1=
式中2351――真空冷却温度为63©下饱和蒸汽的汽化潜热(kJ/kg)
从计算结果可以看出,粉浆虽然经过多次的加热和冷却过程,但是到糖化锅的醪量并没
有大的变化(和12398kg),这表明只要将蒸煮冷却过程的二次蒸汽充分利用,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卷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。设发酵结束E成熟醪量
酒精含量以10%(V)计,相当于%(w),蒸倔效率为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%(w)酒精的成品有关计算如下:
(I)待蒸镭的成熟发酵醪量F为:x(100+5+I)%=
%
98%%
(II)入蒸镭塔的成熟发酵醪酒精浓度为:
=%
1OQQX9918X1OO%
98%
相应酒母培养和发酵过程放出二氧化碳量为:
%44——X
98%zz46-968-0kg
其中发酵过程放出的占95%。
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:

=
(100+5+1)%
按接种<10%计算需要酒母醪量甌为:
+
xl0%=
1(100+10)%
酒母醪是70%糖化醪,30%补充糖化剂与稀释水。需要做酒母的糖化醪
占全部糖化醪的7%。则糖化醪量:
12634,7+968,0
+%
(100+10)%
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:
-
X100%%

3>成品与废醪量计算
以半直接式酒精发酵醪蒸镭的三塔流程进行计算。
在醛塔取的酒一般占成品酒精的所取醛酒量的原则是:保证成品质量前提下,取得越少越好,这与操作水平有关■现在取醛酒2%,则生产1000kg成品酒精其中醛酒产量为:《酒精工业手册》
1000x2%=20kg
故实际合格成品酒精产量:
1000-20=980kg
杂醇油产量为成品酒精的飞,一般可取汕则杂醇油产量为
%=5kg
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。应对醪塔进行详细的物料和热量衡算如图
F
QfV/
Qy-FCyti


/
OAqADta
D
•c1
a=o/
图醪塔物料热量衡算图
设进塔醪液(F)进醪温度为t=70°C,塔底排醪温度为t4=105°C,成熟醪內含固量为3=%,塔顶上升酒精蒸汽的浓度取50%(⑷即%(w)计算。
(I)醪塔上升蒸汽量为:
%
V==
%

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