年产xx万吨的食用酒精厂工艺设计

《年产xx万吨的食用酒精厂工艺设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《年产xx万吨的食用酒精厂工艺设计（43页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、年产xx万吨的食用酒精厂工艺设计 生物工厂设计课程设计年产xx万吨的食用酒精厂工艺设计 姓名: 学号: 班级: 专业:完成日期:摘 要 本设计为以木薯为原材料,年产xx万吨特级食用酒精工厂的初步设计。主要内容有工艺流程设计、工艺计算(物料衡算、能量衡算)、设备的设计与选型、车间布置设计等。本设计重点是采用了先进的生产工艺和应用新的生产方法,以达到提高原料利用率、节约资源,低成本投入等的优化和适应酒精行业的生产发展水平与发展趋势。同时,我们注意环保的要求,强化环保措施,清洁生产与末端处理有机结合,实行产品废品多元化的结合,增加工厂收入,降低产品成本。 本设计为初步阶段设计。目录前言5第一章 总论

2、71.设计目的72.设计依据73.设计指导思想74.设计范围75.生产规模86.酒精的质量标准87.新的生产方法、新设备及新流程的简介88.生产工艺流程99.工艺技术指标和基础数据1110.综合利用及三废处理12第二章 全厂物料衡算131.全厂总物料概算131.1薯干消耗量131.2年产量为5万吨特级酒精的总物料衡算142.酒精生产各工段的物料衡算和热量衡算152.1蒸煮工段的物料和热量衡算152.2糖化冷却工段的物料和热量衡算172.3活性干酵母工段的物料和热量衡算192.4蒸馏工段的物料与热量衡算20第三章 设备计算与选型241.粉碎工段的设备选择242. 连续蒸煮设备的化工设计242.1

3、调浆桶的计算242.2液化的蒸煮罐的计算252.3液化器的强度计算262.4汽液分离器的计算263.真空冷却糖化设备的计算273.1真空冷却汽液分离器的设计273.2水喷射真空泵的设计283.3不凝性气体的计算283.4喷嘴计算293.5糖化罐的设计303.6螺旋换热器的计算314.发酵设备设计324.1不锈钢活化罐的设计324.2发酵罐的设计325.蒸馏工段设备设计与选型366.精馏塔的设计与选型456.1塔负荷的确定456.2精馏段466.3提馏段476.4塔板数的确定476.5塔径的计算496.6板上各区尺寸与浮阀数量及布置506.7塔板的溢流装置和流体力学计算526.8塔的总压降与总高

4、度546.9塔的有效操作范围与安全操作范围556.10液泛限:566.11精馏塔各主要接管尺寸计算:587.蒸馏工段其它设备的选型及设计587.1换热器的选型587.2再沸器的选择587.3分凝器的选择597.4锅炉选择及布置598.设备一览表59第四章 车间布置设计611.建筑概述612.车间内常用设备的布置612.1粉碎设备612.2蒸煮设备612.3糖化设备612.4发酵设备612.5蒸馏设备62参考文献63第一章 总则 酒精厂工程设计,按其投资规模或建设规模,由具有相应资格的设计单位承担,按国家贵低能的设计程序进行设计。在设计中遵守国家法律、法令、法规、规定,贯彻执行国家有关工程建设和

5、科学技术发展的方针和政策,从全局出发,结合建厂地区实际条件,精心设计,统筹兼顾,做到技术先进、安全适用、节约能源、保护环境,使企业有较高的经济效益和社会效益。酒精厂的生产规模,应根据建厂地区的原料供应、投资限额和市场需求等因素。 酒精厂的厂址,应选择在城镇工业规划区。以利生产,便于运输,方便生活,保护环境。设计中应积极采用经过实践证明成熟可靠、有经济效益和社会效益的新技术。设计采用的工艺、设备要技术先进、成熟,选型合理,用材适当,符合国情。各项技术经济指标应达到或超过国内先进水平。酒精厂的机械化和自动化程度,应根据生产的需要,技术的可能和经济合理等原则,尽量使生产过程达到机械化、连续化、半自动

6、化或自动化的水平。本规范适用于薯谷和废糖蜜(以下简称糖蜜)为原料的各种规模新建酒精厂(或车间)的工程设计。扩建、改建、技改工程的设计可参照执行。酒精厂的设计,除应遵守本规范的规定外,还应符合国家现行有关标准、规范的规定。第二章厂址选择 厂址应根据当地国民经济发展规划和工业布局,结合该地区的地形地貌、气象、交通运输、原料供应及产品销售等条件通过全面分析和技术经济比较后确定。在选厂工作中,必须贯彻国家基本建设的方针政策,节约用地,尽量不占或少占良田,不才钱或少拆迁民房,同时应结合远景规划,适当考虑发展余地。厂址应有充足、可靠的电源、水源,应与铁路、码头或公路等有便利的连接。厂址应满足环境保护、劳动

7、保护的要求,应考虑污水处理及废渣堆场用地,满足防护距离的要求。在确定厂址时,应取得与有关部门达成并经上级主管部门批准的书面协议(包括城市规划、环境保护、国土征用、燃料供应、供水、供电等部门的协议)。工厂生活设施宜纳入当地城市建设统一规划。厂址选择除应符合本规范之外,黄应符合一般工业企业选厂的共同规定。第三章总平面布置第一节一般规定 总平面布置应贯彻国家基本建设方针政策,结合当地情况,在满足使用的情况下,力求做到经济、合理、节省投资、节约用地。总平面布置应该符合生产工艺的要求,使生产作业线短捷方便,避免往返运输和交叉。总平面布置应根据生产性质、生产管理、动力供应、货运周转、卫生、防火等条件,将全

8、厂划分成若干区,使各区功能有所侧重又紧密联系。各区建(构)筑物布置均应满足防火、防爆、卫生、通风、采光等要求。总平面布置应结合地形、地质、气象等自然条件,并符合竖向布置、绿化布置的要求。高度较高、荷载较大的车间已布置在土层均匀、承载力较高的地段上;次要车间、露天堆场等可布置在承载力较低或填方地段。总平面布置应使厂内外交通互相协调,做到人货分流。人流宜经厂前大门入厂;货流宜进后门或侧门入厂,全厂出入口应不少于两个。对近期内确定存在扩建可能性的工厂,在总平面布置时可适当留有余地。总平面布置应考虑城市规划的要求,适当注意建筑物的平面和空间艺术效果,使工厂与周围环境相互协调、整齐美观。第二节建、构筑物

9、布置 全厂建、构筑物宜按功能分为厂前区、生产区、动力区及辅助生产设施。厂前区一般包括传达室、综合楼、自行车棚等,应位于厂区的山风向,并与生活区联系方便。厂前区为人流的主要进出口、应重点进行绿化。薯谷酒精厂生产区包括原料贮仓、粉碎间、酒精车间、酒糟利用车间、二氧化碳回收车间和其他综合利用车间,上述各车间是工厂的主体建筑物,一般放置在厂区的中心地带,主干道贯穿其间。辅助生产设施按其功能布置在合理的地方。酒精库要求防火防爆,周围有足够的防护间距,一般放置在厂区周围安全的地方。污水处理站布置在厂区周边下风向的地方。动力区包括电力间、变电站、锅炉间及其附属建、构筑物,这些车间宜置于全厂负荷中心附近。锅炉

10、间应布置在厂区的下风向。糖厂附设的糖蜜酒精车间应结合糖厂的总体规划统一布置。 在布置建筑物的方位、朝向时,应考虑当地的风向、日照气象等条件,争取主要建筑物及操作人员较多的建筑物为南北朝向,避免东西朝向。厂区建、构筑物布置除应符合本规范外,尚应符合现行的建筑设计防火规范。第三节竖向 布 置竖向布置应遵循下列原则:一、保证厂内运输通畅、安全、短捷。二、厂区内建、构筑物、道路、露天场地的设计标高应与场外场地、道路和排水系统的标高相适应。三、厂内地面标高应不受洪水威胁,并确保厂区内排水能顺利排除。四、场地设计标高应尽量与自然地形相适应,减少土方工程,使挖方、填方量接近平衡。竖向布置一般宜采用连续式。室

11、外场地坡度一般不小于3。 在自然地形起伏较大的坡地建厂,宜采用阶梯式布置,分级布置时应注意保证运输通畅。当工厂分期建设时,应统一考虑场地的前后期竖向设计、经济合理地处理前后期土(石)方工程。糖厂附设的糖蜜酒精车间的竖向布置应结合糖厂的竖向布置统一考虑。第四节厂 内 道 路 厂内道路的走向、宽度和构造型式,应根据生产工艺、车间关系、运输量、消防要求及所在位置的重要性确定。厂内道路宜采用城市型道路。位于远郊或山区的酒精厂可采用公路型道路。主要生产区宜采用环状道路网,在部分地带也可采用尽端式布置,但应考虑有迥车场地。厂内道路宜采用砼高级路面,砼强度等级及板厚应根据公路水泥砼路面设计规范计算确定。厂内

12、道路除应符合本规范的规定外,有关道路路面宽度、转弯半径、道路与建、构筑物之间的距离及各项道路参数与生产规模的关系,均应符合现行的厂矿道路设计规范的规定。第五节管 线 综 合 管线综合应与总平面布置、竖向布置相协调,合理确定各专业管线的敷设方式与走向,做到节约用地、减少能耗、安全生产、整齐美观。管线综合的一般规定和布置方式宜参照机械工厂总平面及运输设计规范的有关条文执行,有关厂内供排水、供汽、供电、工艺管线综合的具体规定应按现行室外给水设计规范、室外排水设计规范、锅炉房设计规范、小型火力发电厂设计规范及本规范第六章工艺管道有关条文执行。 场地排水宜采用以暗管为主的管道排水系统。具有下列情况之一时

13、,宜采用明沟排水系统:一、厂外无排水管道系统设置者。二、场地地形坡度较大或采用阶梯形竖向布置者。第六节绿 化 厂区绿化布置应与总平面布置同时考虑,通过绿化分隔道路、改善卫生条件和美化环境。绿化布置应避免与地上和地下管线发生矛盾。厂前区和主干道两侧宜重点绿化。厂内绿地面积以厂区绿化率作为控制指标。 绿化率 厂区绿地面积总和厂区占地面积100% 酒精厂绿化率除满足城建规划部门要求外宜不低于15%。第七节仓库、堆场、物品堆存定额 绿化率 厂区绿地面积总和厂区占地面积 100% 以薯谷为原料的酒精厂原料贮量可按每吨酒精三吨原料,贮存量不少于一个月计算。成品酒精贮存容量已不少于一个月为宜。自备锅炉房燃料

14、(煤)的堆场、煤棚容量参照现行锅炉房设计规范、小型火力发电厂设计规范执行。第八节 总平面布置及技术经济指标 总平面布置应标出总图技经指标,作为衡量设计合理性的依据之一。酒精厂一般可采用下列指标:A、厂区占地面积(m2)。B、建、构筑物占地面积(m2)。C、露天堆场及作业场占地面积(m2)。D、铁路、道路、广场占地面积(m2)。E、地上、地下管线占地面积(m2)。F、建筑系数:k1(B+C)100%/A0一般为30 以上。G、利用系数:k2(B+C+D+E)100%/A0一般为50%以上。H、围墙长度(m)。I、土方工程量(m3)。J、绿化率(%)。糖厂附设的糖蜜酒精车间的总平面布置技经指标,应

15、综合在糖厂总平面布置内进行计算。第三章全厂物料衡算1、原料消耗的计算(1)淀粉原料生产酒精的总化学反应式为:糖化:C6H10O5n+nH2On C6H12O616218 180发酵: C6H12O6 2 C2H5OH+2C02180 462 44218092 88(2)生产1000kg无水酒精理论淀粉消耗量:1000162/921760.9(kg)生产1000kg国标燃料酒精的理论淀粉消耗量 国标燃料酒精的乙醇含量在99.5%体积分数以上,相当于99.18%质量分数,故生产1000kg燃料酒精成品理论上需淀粉量为: 1760.999.18%1746.5 kg淀粉总损失率为9.0%。故生产100

16、0kg燃料酒精需淀粉量为: 1746.5(100%-9.0%) 1919.2kg4生产1000kg燃料酒精薯干原料消耗量 据基础数据给出,薯干原料含淀粉68%,则生产1000kg燃料酒精耗薯干原料需用量为: 1919.268%2822.4kg故生产12000t燃料酒精耗薯干原料需用量为:2822.41200033868800kg若应用液体曲糖化工艺,并设每生产1000kg燃料酒精产品需要的糖化剂所含的淀粉量为ml,则1000kg酒精耗薯干量减为:1779.3- ml )68%5 -淀粉酶消耗量应用酶活力为20000u/g的-淀粉酶使淀粉液化,促进糊化,可减少蒸汽消耗。-淀粉酶用量按8ug原料计

17、算。用酶量为: 2822.41038200001.129Kg 1.1291200013548Kg6 糖化酶耗量用糖化酶的活力为100 000u/g,使用量为100u/g原料,则糖化酶消耗量为: 2822.41031001000002.82Kg 2.821200033840Kg此外,酒母糖化酶用量按200u/g原料计,且酒母用量为10%,酒母培养液所用的糖化液占70%,其余为稀释水与糖化剂,则用酶量为: 2822.410%70%2001000000.395Kg 0.395120004740Kg两相合计,糖化酶用量为 3.2151200038580( kg)7硫酸铵耗用量 硫酸铵用于酒母培养基的补

18、充氮源,其用量为酒母量的0.1%, 设酒母醪量为m0,则硫酸铵耗量为: 0.1%m02、蒸煮醪量的计算:假定用喷射液化连续蒸煮工艺。调浆罐的粉浆温度为50,应用喷射液化器使粉浆迅速升温至105,然后进入液化维持管,降温至102,保温液化58min,进入闪蒸汽液分离器,真空闪急蒸发冷却至95后进入液化罐反应约60min,进真空冷却器冷却至63后糖化30min。(1)调浆罐中的粉浆量 根据生产实践,淀粉原料连续蒸煮的粉料加水比为1:2,故粉浆量为:2822.41+2 + 1.129 8468.3 kg故生产12000t酒精的粉浆量为: 8468.312000101619600(kg)(2)计算经喷

19、射液化器加热后的蒸煮醪量计算蒸煮醪的比热容: c1 w1 co + 1.0-w1cw干物质含量wo87%的薯干比热容为: co4.181-0.7wo1.63kJ/kg? 粉浆干物质浓度为: wl87310029.0% 蒸煮醪比热容为: c1 w1 co + 1.0-w1cw 29.0%1.63+1.0-29.0%4.18 3.44kJ/kg?K式中 cw4.18 水的定压比热容kJ/kg?经喷射液化器加热后成为蒸煮醪的蒸汽量为 8468.33.44105-502748.9-1054.18693.6Kg式中 2748.9?喷射液化器加热蒸汽(0.5MPa)的热含量(kJ/kg)故生产12000t

20、燃料酒精蒸煮醪的蒸汽量为: 693.6120008323200Kg(3)经液化维持管出来的蒸煮醪温度降为102,蒸煮醪量为: 9161.9-9161.93.44105-10222539110.0Kg式中 2253?温度为102下饱和蒸汽的汽化潜热kJ/kg故生产12000t燃料酒精蒸煮醪量为: 9110.012000109320000Kg(4)经闪蒸汽液分离器后的蒸煮醪量为: 9110.0-9110.03.44102-9522719013.4Kg式中 2351?63下饱和蒸汽的汽化潜热kJ/kg故生产12000t燃料酒精蒸煮醪量为: 9013.412000108160800Kg(5)经真空冷却

21、后的最终蒸煮醪量: 9013.4-9013.43.4495-6323518591.4Kg式中 2271?温度为95下饱和蒸汽的汽化潜热kJ/kg故生产12000t燃料酒精最终蒸煮醪量为: 8591.412000103096800Kg3、糖化醪与发酵醪量的计算 设发酵结束后成熟醪含酒精10%(体积分数),相当于8.01%(质量分数)。并设蒸馏效率为98.4%,且发酵罐酒精捕集器和洗罐用水分别为成熟醪量的5%和1%,生产12000t 99.5%(99.18%质量分数)的燃料酒精成品的计算如下。需蒸馏的成熟发酵醪量为: F1100099.18%98.4%8.01100+5+110013338.4Kg

22、 13338.412000160060800Kg2不计酒精捕集器和洗罐用水,则成熟发酵醪量为: 13 338.4106%12 583.4 kg 12583.412000151000800kg3入蒸馏塔的成熟醪乙醇浓度为(计算醪塔上升蒸汽量用): 100098.4%13338.47.63 %质量分数 4相应发酵过程放出C02总量为: 100099.18%98.4%4446964.1Kg 964.11200011569200Kg5接种量按10%计,则酒母醪量m0为(可求硫酸铵耗量): 12583.4+964.1100+1010010%1231.6Kg 1231.61200014779200Kg6糖

23、化醪量酒母醪的70%是糖化醪,其余为糖化剂和稀释水,则糖化醪量为: 12583.4+964.1 100+10 10010%+1231.670%13178.0Kg 13178.012000158136000Kg4、 废醪量的计算 废醪量是进入蒸馏塔的成熟发酵醪减去部分水和酒精成分及其他挥发组分后的残留液。此外,由于醪塔是使用直接蒸汽加热,所以还需加上入塔的加热蒸汽冷凝水.设进塔的醪液F1的温度t170,排出废醪的温度t4105:成熟醪固形物浓度为B17.5%,塔顶上升酒汽的乙醇浓度50%体积分数即47.18%质量分数,成熟醪乙醇浓度7.62%。醪塔上升蒸汽量为: Mv13338.47.6247.

24、18%2154.3Kg 2154.31200025851600Kg残留液量为: Mx13338.4 -2154.3 11 184.1 kg 11184.112000134209200kg成熟醪比热容为: c14.181.019-0.95B1 4.181.019-0.957.5% 3.96 kJ/kg?成熟醪带人塔的热量为: Q1F1c1t1 13 338.43.96%70 3.698106kJ蒸馏残留液固形物浓度为: B2FlBlMx13338.47.5%11184.1 8.9% 间接加热,没有加热蒸汽冷凝水。蒸馏残留液的比热容为: c24.181-0.378B24.039 kJ/kg? 塔底

25、残留液带出热量为: Q4Mxc2t411184.14.03105 4.74106 kJ根据附录P261表2,47.18%质量分数酒精蒸汽热含量约为 H1965kJ/kg,故有:上升蒸汽带出热量为: Q3MxH215419654.23 106 kJ塔底采用0.05MPa表压蒸汽加热,热含量为I2689.8kJ/kg;又蒸馏过程热损失Qn可取为总传热量的1%,根据热量衡算,可得消耗的蒸汽量为: D1Q3+Q4+Qn-Q1 I-cwt4 (4.23106+4.74106-3.698106)2689.8-4.18105 99% 2365.8kg若采用直接蒸汽加热,则塔底排出的废醪量: Mx+MD11

26、184+2 365.813 549.9(kg) 13549.912000162598800(kg) 第四章工 艺 设 计第一节一般规定 工艺设计、必须满足设计任务书规定的原料种类、生产规模、产品品种和质量要求。选用工艺先进、成熟可靠的生产方法,力求达到优质低耗和高效的目的。酒精产品品种及质量标准,应符合现行的国家酒精质量标准的规定。工艺流程设计,应满足生产方法的要求,安排好热能和水源的重复利用,力求过程简捷,节省能耗和投资。工艺流程的设计,必须设置必要的计量监测仪表,适当配置自动控制装置,以提高生产和管理水平。酒精厂为连续性生产。在工艺各项平衡计算中,生产时间每昼夜按24小时计。酒精生产原料的

27、基本要求。一、薯谷原料:要求砂杂少,无霉烂,淀粉含量达64%以上,水分在14%以下。二、糖蜜原料:要求不结块、不变质,浓度在85%左右,含糖份在50%左右。酒精生产辅料的规格:一、?淀粉酶:在90和PH值68的状态下,活力稳定。二、糖化酶:在60和PH 值45的状态下,活力稳定。三、硫酸:浓度为66Be?左右。四、尿素:含氮量在42%以上。五、磷酸铵:P2O5含量在50%以上。水质要求:酒精生产用水分为工艺水和冷却水两种,其质量均有一定的要求,如水源质量达不到要求,要经处理后使用。一、工艺用水:指加入物料中的用水和清洗设备用水,其质量要求应符合饮用水标准。二、冷却用水:指不与物料接触的冷却水,

28、其质量要求如下:气 味:无异臭、异味。色 度:无色、较透明。悬浮物:无肉眼可见物、无沉淀。总硬度:180mg/lCaO。PH 值:6.58.5。温 度:28。在水温比较高的地区建厂,停机检修期应安排在夏季,以免设置制冷装置。第二节生产方法与工艺流程原料贮存及处理 薯谷原料酒精厂的贮粮设施,应根据生产规模,厂区面积大小,投资限额和对机械化程度的要求,分别采用遮棚堆场、单层平仓或圆筒立仓等仓贮设施。薯谷原料进厂时必须称重,然后贮存。如用圆筒立仓贮存,玉米要除大杂。薯谷原料料投入生产时,应根据不同的贮存方式,宜用机械输送方法。堆场和平仓贮存的原料,宜用风送方法。立筒仓贮存的原料,宜用机械输送方法。原

29、料进入车间时,必须经过称重。机械输送的薯谷原料还应除杂、除石和除铁,方能进行粉碎。薯谷原料的粉碎宜在负压下进行。粉浆调制,应用热水和适量酒糟清液,使粉浆温度达到5560。糊糖化工艺 粉浆糊糖化方法有三种,各有利弊,设计时应进行技术经济分析比较,选择下列三种方法的一种。一、单酶高温糊糖化法:糊化、灭菌较彻底,辅料使用少,但能耗量高。二、双酶分段糊糖化法:糊化、灭菌较彻底,辅料使用多,能耗较少。三、双酶低温糊糖化法:糊化、灭菌较不彻底,辅料使用多,能耗和糖份损失最少。 高温糊化醪的冷却,应分段进行,先减压降温后冷却,以便利用废热和节约冷却水。冷却后的糊化醪,宜用两极糖化罐连续糖化。糖蜜原料制备糖液

30、宜用下列方法:亚硫酸法糖蜜进入车间后应该经过称重,然后进行酸化。酸化操作宜用间歇式,酸化后的糖液应分为两路分别进行稀释,小部分稀释为稀糖液,供繁殖酵母使用。大部分稀释为浓糖液,供酒精发酵使用。碳酸法糖蜜经过称重后应分为两路,小部分先进行连续酸化,继而稀释为稀糖蜜液,供繁殖酵母使用,大部分糖蜜直接稀释为浓糖液,供酒精发酵使用。发 酵 工 艺 薯谷原料的发酵工艺一般分为酒母培养和酒精发酵两个系统。如用活性干酵母,酒母扩大培养系统一般可以不设。如用间歇发酵法,需设一级酒母活化罐。发酵工艺宜用连续发酵法,经建设单位要求,薯谷原料也可用间歇发酵法。糖蜜为原料的酒精发酵采用双浓度连续添加连续发酵工艺,稀浓

31、糖液单位时间添加量以容量计算其比例为1:1。发酵过程产生的二氧化碳,必须集中排放至室外,或送往二氧化碳回收车间生产液体碳酸副产品。蒸 馏 工 艺 我国现有酒精蒸馏方法有两类,一为常压蒸馏法,一为差压蒸馏法,两类方法均可使用。蒸馏流程应根据酒精质量要求和不同原料的发酵醪,参照表4?1蒸馏系统选用推荐表进行选用。成熟醪入醪塔之前,必须利用酒气预热,以降低能耗。各塔塔顶冷凝器,应用24个冷凝器组成,酒汽和冷却水逆向串联连接。蒸馏过程应该尽量排除低沸点杂质,可在排醛塔、精馏塔和甲醇塔的末效冷凝器,抽取适量的醛酒和甲醇酒。蒸馏过程应该尽量排除高沸点杂质,可在精馏塔进料层附近抽取适量的杂醇油。成品酒精应从

32、精馏塔上部适当塔板液相提取,或从甲醇塔下部以液相抽出。蒸馏系统选用推荐表表 4?1蒸馏方法蒸馏系统类别发酵醪种类酒精品种与质量 常 压 蒸 馏1、两塔直接式a、糖蜜b、薯类c、玉米四级酒精四级 三级酒精三级酒精2、两塔间接式a、糖蜜b、薯类c、玉米三级酒精三级酒精三级 二级酒精3、三塔直接式a、糖蜜b、薯类c、玉米二级酒精二级 一级、普食酒精4、三塔间接式a、糖蜜b、薯类c、玉米二级 一级酒精二级 一级、普食酒精一级、普食酒精5、四塔间接式a、糖蜜b、薯类c、玉米一级、普食、化学无水酒精优级、普食优食、化学无水酒精优级、优食6、五塔间接式a、糖蜜b、薯类c、玉米优级、优食、分析无水酒精优级、优

33、食、分析无水酒精优级、优食、分析无水酒精 差 压 蒸 馏1、两塔间接式a、糖蜜b、薯类c、玉米三级酒精三级酒精三级 二级酒精2、三塔间接式a、糖蜜b、薯类c、玉米二级 一级酒精二级 一级、普食酒精一级、普食酒精3、四塔间接式a、糖蜜b、薯类c、玉米一级、普食、化学无水酒精优级、普食 优食、化学无水酒精优级、优食、化学无水酒精4、五塔间接式a、糖蜜b、薯类c、玉米优级、优食、化学无水酒精优级、优食、化学无水酒精优级、优食、化学无水酒精第三节主要技术参数与指标酒精厂工艺设计所采用的技术参数与指标,均应先进可行,使企业投产后达到国家二级技术指标。薯谷原料生产酒精的主要技术参数和指标列于表4?2糖蜜原

34、料生产酒精的主要技术参数和指标列于表4?3薯谷生产酒精的主要技术参数和指标表表4?2项目 名 称参 数 及 指 标 值1、粉碎机筛孔2、原料加水比3、粉浆温度4、?淀粉酶用量5、液化温度6、液化醪PH值7、液化时间8、蒸煮温度9、蒸煮时间10、糊化醪冷却后温度11、糖化温度12、糖化时间13、糖化PH 值14、糖化酶用量15、糖化醪冷却后温度16、发酵温度17、发酵时间18、成熟醪含酒份19、低质酒精抽取率20、杂醇油提取率21、淀粉出酒率:薯干 玉米 1.53mm1:2.83.4556025u/g淀粉85266.53060min高温蒸煮140左右分段蒸煮130左右低温蒸煮8595单酶法901

35、20min双酶法6090min606555583060min4.55.0150200u/g淀粉8%(v)54%(按96%(v)酒精重量计)51%(按96%(v)酒精重量计)糖蜜生产酒精的主要技术参数和指标表表4?3项目名称参数及指标值1、酸化液浓度2、酸化液酸度3、酸化时间4、稀糖液含糖份5、浓糖液含糖分6、发酵时间:亚硫酸法糖蜜碳酸法糖蜜7、发酵温度8、成熟醪含酒份9、杂醇油抽取率10、低质酒精抽取率11、糖份出酒率5560Bx67D45h89%1821%3240和4452h33368%(v)0.20.3%10%52%(按96%(v)酒精重量计)第四节生产设备选型及能力确定4.1 一 般 原

36、 则 设备选型必须是先进成熟或经过鉴定推广的新设备。应结合酒精生产特点,选择机械化程度高,生产效率高,安全可靠,易于清洁、能耗低、噪音小的专用设备和通用设备,并适当考虑自动化水平。设备的形式必须结构简单、制造容易、维修方便,材质需适合生产中物料性质的要求。4.2原料处理设备薯谷原料及粉料的输送设备,有两种情况:1、如用机械输送设备,宜选用轻型斗升机、埋刮板机和螺旋输送机。2、如用气流输送,其装置能力按下列参数确定:气流混合比: 22m/s谷类原料除杂设备,宜选用分级清选筛。谷类原料除石设备,宜选用比重除石机。薯谷原料粉碎设备,宜选用锤击式粉碎机。用于粗碎:筛孔为 1015mm;用于细粉碎:筛孔

37、为 1.53mm。调浆罐:宜用单罐连续拌料,罐容以容纳30 分钟粉浆为宜。4.3 糊糖化设备 液化罐:双酶低温糊糖化法,应设两极液化罐。双酶分段糊糖化法,只设一级液化罐。每级液化罐容量以容纳30分钟液化醪为宜。 蒸煮器:宜用柱式,柱高宜为8 米以上,数量宜用三至四个。总容量:双酶分段糊糖化法应使糊化醪保温6090 分钟,但酶高温糊化法应使糊化醪保温90120分钟。汽液分离器:用于高温糊化醪的减压降温,应用旋流式分离器,器身高度不宜小于2米。 糊化醪冷却器:如用两级真空冷却,1级宜用膜式(淋水板式)冷凝器,2级宜用水喷射式冷却器。1级与2级冷凝量约为3:1。 糖化罐:应用两个串联使用,总容量应保

38、持糖化时间达3060分钟。糖化醪冷却器:宜用板式换热器。 糖蜜酸化罐:宜用两个间歇使用,每个罐容以容纳酸化液45小时为宜。 糖蜜连续稀释器:应采用立式稀释器。4.3发酵设备 酵母活化罐:薯谷原料间歇发酵使用,根据发酵罐台数的多少,活化罐宜用12台,单罐容积应为一个发酵罐容积的1/101/20。发酵罐:根据原料和发酵方法的不同,发酵罐的数量和容积推荐如下:一、发酵罐数量:连续发酵以68个为宜。间歇发酵以918个为宜。二、发酵罐总容积:日产100百升酒精的总容积:亚法糖蜜连续发酵:220250m3碳法糖蜜连续发酵:300330 m3薯谷原料连续发酵:360400 m3薯谷原料间歇发酵:400440

39、 m3发酵醪冷却器:宜用板式换热器,进行外循环冷却。对于连续发酵罐,只有前几个罐需要冷却,也可以用罐内蛇管冷却器在罐内冷却,蛇管材质应为不锈钢。4.4蒸 馏 设 备醪塔:主要参数推荐如下:塔板型式:宜用S型或浮阀式生产能力:每平方米塔的横截面积日产酒精250350 百升。塔板层数:2426层塔板间距:400500 ?精馏塔:主要参数推荐如下:塔板型式: 宜用浮阀或筛孔式生产能力: 每平方米塔的横截面积日产酒精300400百升。塔板层数: 6070 层塔板间距: 300500mm排醛塔:主要参数推荐如下:塔板型式: 宜用浮阀或筛孔式生产能力: 每平方米塔的横截面积日产酒精8001200百升。塔板

40、层数:3035层塔板间距:280320mm甲醇塔:主要参数推荐如下:塔板型式: 浮阀式或填料式生产能力: 每平方米塔的横截面积日产酒精10001500 百升。塔板层数: 5055 层塔板间距: 250300mm冷凝器:宜用双层或多层列管式换热器,日产100 百升酒精,常压蒸馏时,各塔冷凝器的换热面积推荐如下:醪 塔: 3040?精 馏 塔: 3040?(液相进料)5060?(汽相进料)排 醛 塔: 1520?甲 醇 塔: 1015?贮酒装酒设备 每种酒精产品应有一个贮罐。贮存量不小于1 个月产量为宜。贮酒罐容量以50 m3、100 m3、200 m3、500 m3、1000 m3、2000 m

41、3、3000 m3为系列。装酒设备有酒精泵和自动定量装酒器,每种产品设一套,产量大的主要产品应设两套。第五节 设 备 布 置5.1 设备布置原则 设备布置应根据已确定的工艺流程及设备进行设计,确保流程通畅,尽可能利用位差输送,避免物料往返输送,力求管线短捷。在满足生产操作、管线布置和设备维修的前提下,力求紧凑,减少车间面积。应尽量满足通风采光的要求,充分利用自然通风和采光。大型设备不宜靠窗布置。震动大和负荷重大的设备,应尽量布置在底层,噪音大的设备应隔离布置。高大的及散热设备,应尽量露天布置。同类设备,应尽量集中布置,以利操作和管理。地层设备,应尽量避免布置在地坑中,以利操作、维修和清洁。根据

42、操作和检修的需要,对部分设备应合理的设置操作平台。多层厂房,应预留设备吊装孔,以利安装和检修。根据需要,车间内可设化验室、配电室和仪表控制室。这些操作室应布置在采光好、不潮湿、震动小和噪音少的地方。车间内需设更衣室和办公室,一般不设浴室和厕所。车间大门、方便门和楼梯的位置,应合理设置,既要适应车间内外联系,又要符合防火安全要求。厂房的柱距和跨度,应根据设备外形尺寸、操作面的宽度及设备组合方式等因素,结合土建建筑模数合理确定。厂房每层净高度,应高于该层设备的最大高度,并能满足管线、灯具敷设和操作检修的需要。薯谷酒精厂,宜将糊糖化间、发酵间和蒸馏间组合成为一个整体,以便互相联系和节省占地面积,但与

43、蒸馏间连接应考虑防火规范要求。5.2 原料厂和处理间的设备布置 原料贮仓与处理车间应靠近布置,不得距离较远。原料仓如用遮棚堆场或单层平仓,檐高68米。原料仓如用立筒仓,应分行布置,每行立筒仓数不超过4 个。如用钢板立筒仓,应布置在钢筋混凝土平台或钢平台上,平台高度根据出料方式确定。原料处理间应该用多层长方形厂房,以便区分工序和利用位差输送。原料粉碎和调浆设备应布置在地层,除杂、除石、除铁、除尘和风送设备宜布置在相应的楼层上。5.3 糊糖化设备的布置 糊糖化间一般为双层厂房,液化罐、糖化罐应按一字形排成一列,至于车间地层。蒸煮器也应按一字形排列,宜露天布置于车间外侧。冷却器和水喷射冷凝器,应置于

44、车间的天面。若采用真空冷却器,其底部标高应高于糖化罐顶8 米左右。液化酶、糖化酶、酸、碱液高位槽,以布置在二楼。糖蜜酒精的糖液制备设备宜按下列方式布置:一、糖蜜秤、糖蜜暂贮箱、酸化罐等宜布置在地层。二、连续稀释器宜布置在二楼。三、酸化液高位箱、稀释水箱应布置在车间天面,其标高应高于发酵罐顶4 米左右。发酵设备的布置 连续发酵的发酵罐宜分为两列露天布置、间歇发酵、罐数太多时,宜分为四列露天布置。两列之间设操作廊和操作平台,并设顶盖。外循环冷却器宜布置于地层操作廊。二氧化碳洗涤器布置于二楼操作台上。发酵罐列的一端,设双层厂房,酵母活化罐宜布置在二楼,大型酵母活化罐也可布置在地层。5.5 蒸馏设备的

45、布置 蒸馏间塔群的布置有室内和露天两种,布置型式、应视塔径大小、塔总高度、蒸馏方法而选用。采用露天布置塔群时,各塔宜用一字形排列,蒸馏间宜采用长方形两层厂房,各冷凝、冷却器等设备、控制室布置在二楼,各种贮罐和泵浦布置在地层。采用室内布置形式时,蒸馏间采用多层厂房,各类设备布置在相应的楼层上,以利于流体位差输送。不论室内或露天布置塔群及冷凝器,尽量用一字形布置,布置高度应考虑便于清洗及检修,尽量不设置操作平台。5.6 贮酒装酒设备的布置 贮酒和装酒设备,应该分为酒罐区和装酒间两部分分开布置。各种酒精贮罐应露天布置在酒罐区内。罐与罐之间的距离,应符合现行的建筑设计防火规定的要求。贮罐区周围应设防火

46、堤。堤围容积:单罐时应与贮罐容积相等,多罐时应不少于各罐总容积的一半。装酒间宜为长方形两层建筑,地层一部分为停放酒罐车装酒,大部分为酒精贮罐及泵房,二楼安装自动定量装酒器并作为操作间。第六节糖化剂车间生产方法 薯谷原料酒精厂生产规模400 百升/日的酒精厂,可建液体曲车间。生产规模较小的厂可以外购糖化酶。液体曲车间的生产规模,可按每克淀粉用糖化力1520200单位计算。液体曲生产方法,宜采用深层通风培养法。种子罐、培养罐培养过程所用的空气由空压站供给。压缩空气通入培养罐前,必须经过除菌处理。6.2主要技术参数与指标培养基调配指标:C/N 比: 810。PH: 4.6左右。浓 度: 1015%。

47、调料水温度:60以上。培养基灭菌参数:蒸汽压力: 0.3MPa 以上。罐内压力: 0.10.2MPa。保压时间: 4060min。种子罐培养参数:接种温度: 3436。培养温度: 3234。通 风 量: 0.40.6L。培养时间: 4860h。成熟种子质量:PH: 3.54。糖化力:500/ml 以上。第4.6.8条培养罐操作参数接种温度: 3436。接 种 量: 610%。培养温度: 3335。通 风 量: 0.40.8L。培养时间: 7284h。成曲质量:PH:3000/ml 以上。6.3 生产设备选型与能力确定拌料罐:宜用有盖搅拌罐,12台,容积为单台培养罐容积的0.51.0倍。种子罐:

48、容积为单台培养罐容积的1/101/20。培养罐:单罐容积应能容纳一天的培养基量。空气过滤器:宜用阻力小、过滤效率高、使用周期长的过滤器。6.4 车 间 布 置 液体曲车间宜用长方形双层厂房,设备按流程顺序纵向排列。拌料罐应布置在车间一端的地层,并应留足空间以便暂放辅料。培养罐排成一列,种子罐和空气总过滤器排成另一列,布置于车间的另外一端中部。培养罐应支承于地面,罐顶应露出二楼以便操作。种子罐应选调于二楼框梁上。车间内应安排培菌室,面积不得小于20平方米。 第四章专业设备设计第一节一般规定 本章只对酒精生产专用设备的设计作出主要规定。酒精生产专用设备的设计,必须根据酒精生产工艺要求和客观条件,进

49、行认真的选型和严格的工艺计算,合理的确定其规格和各部位尺寸。在酒精生产正常运行中,凡最高工作压力大于或等于0.1MPa 钢制压力容器,须按劳动部颁发现行压力容器安全技术监察规程及全国压力容器标准化技术委员会制订的钢制压力容器标准设计、制造、检验与验收,并按上述二者中要求高者执行。 在酒精生产正常运行中,以常压状态工作的钢制容器,须按钢制常压容器技术条件进行设计、制造、试验和验收。焊接接头形式及尺寸按现行规定执行。对于换热器的设计制造与检测、验收,须按现行规定执行。对于设备的附属部件,例如:电机、电器、仪表、变速箱、减速器、搅拌装置、风动及液压系统,轴承及密封件等,应选用新型安全可靠者。蒸馏设备

50、宜采用奥氏体不锈钢。在用户要求下,也可采用紫铜。 第二节 糊化、糖化设备带有搅拌器的搅拌罐、液化罐、糖化罐可按下述规定进行设计。一、罐体形式:圆筒形罐体,筒径与筒高比约为1:1.2,椭圆形顶、底。二、罐身直径:对于不同容积的搅拌罐、液化罐和糖化罐的罐身直径,应符合下表系列规定。搅拌罐罐身直径系列表表 5?1序号公称容积(m3)罐身直径 mm123456789101157.51015202530354050601,8002,0002,2002,4002,8003,0003,2003,4003,6003,8004,400三、搅拌器:一般为平浆式搅拌器,线速为1.53m/s。如为连续拌料罐,应采用旋

51、浆式搅拌器,线速为515m/s,安装在循环套筒内。四、材料:碳钢五、附件:液位计、温度计、人孔、入料口、出料口、自来水入口、排汽口及遥测元件接口。拌料罐另增加热水入口和酒糟清液入口。液化罐另增加液化酶入口和蒸汽入口。糖化罐另增加糖化剂入口和酒糟清液入口。高温蒸煮器可按下述规定进行设计。一、器体型式:高温蒸煮器一般由三个或四个蒸煮柱串联而成,蒸煮柱单体为圆柱形,柱高一般为810米,锥形顶、底,锥高约为柱径的0.5倍。二、蒸煮柱直径:应符合下列表系列规定。蒸煮柱直径系列表表5?2序号公称容积(m3)柱径( mm)123456761015202530401,0001,2001,4001,6001,8

52、002,0002,200三、材料:碳钢。四、附件:压力表、温度计、安全阀、人孔、进料口、出料口及遥测元件接口。汽液分离器和真空冷却器可按下述规定进行设计。一、器体形式:应为旋液式分离器。器身为圆筒形,筒高应大于2 米,锥形器底,锥高约为柱径的0.5倍;椭圆形顶盖。二、器体直径:应符合下列系列规定: 500、 600、 700、 800、 1,000、 1,200、 1,400、 1,600、 1,800、 2,000(mm)。三、材料:碳钢四、附件:汽液分离器的附件:压力表、安全阀、入料口、出料口、排汽口、手孔、压力遥测元件接口。真空冷却器的附件有:真空表、温度计、入料口、出料口、排汽口、手孔

53、、真空遥测元件接口。第三节发酵设备发酵罐、酵母繁殖罐,可按下述规定进行设计。一、罐体型式:筒身形罐体,筒径与筒高比约为1:1.2。锥形顶、底。底锥高度应为筒径0.30.4 倍,顶锥高度应为筒径的0.10.2 倍。二、罐体直径:应符合下表系列规定。发酵罐、酵母繁殖罐直径系列表表5?3序号公称容积(m3)罐体直径( mm)序号公称容积(m3)罐体直径( mm)12345678930405060801001201602003,0003,4003,6003,8004,2004,5004,8005,2005,800101112131415161718250300350400500600700800100

54、06,2006,5006,8007,2007,8008,2008,6009,0009,800三、材料:碳钢四、附件:温度计、液位计、接种口、入料口、出料口、蒸汽入口、二氧化碳排出口,循环醪液入口、呼吸阀、排空阀、洗涤水入口、上、下人孔、温度遥测元件接口、视镜。容量小的发酵罐内装设不锈钢蛇管冷却器。酵母繁殖罐另增加压缩空气入口、不锈钢蛇管冷却器及鼓泡装置。酒母罐可按下述规定进行设计。一、罐体形式:圆筒形罐体,内装蛇管冷却器。筒径与筒高比约为1:1.2。锥形顶底,底锥高应为筒径的0.30.4倍,顶锥高应为筒径的0.10.2 倍。二、罐体直径:应符合下表系列规定酒母罐直径系列表表5?4序号公称容积(

55、m3)罐体直径( mm)序号公称容积(m3)罐体直径( mm)12340.33.04.05.06001,4001,5001,6005676.08.010.01,8002,0002,200三、冷却器:罐内装设蛇管冷却器。四、材料:罐体为碳钢,冷却蛇罐应为不锈钢。五、附件:温度计、液位计、入料口、出料口、接种口、二氧化碳排出口、冷却水进出口、视镜、人孔、呼吸阀、排空阀、蒸汽进口。第四节 蒸馏设备塔器可按下述规定进行设计。一、塔板型式:根据塔的用途,分别选用浮阀式、筛孔式、填料式或S型。二、塔身结构:塔身直径大于1 米时,宜用整体塔身。塔身直径小于1 米时,用分段式塔身,每段设塔板 46层。以便安装和检修。三、塔板直径:应符合下列系列规定 500、 600、 700、 800、 1,000、 1,200、 1,