酒精工厂车间设计

酒精工厂车间设计

摘要

随着经济的发展，酒精这种重要的工业原料被广泛用于化工、塑料、橡胶、农药、化妆品及军工等工业部门。且石油资源趋于缺乏、全球环境污染的日益加剧，各国纷纷开始开发新型能源。燃料乙醇是目前为止最理想的石油替代能源，它的生产方法以发酵为主。菌种的优劣对发酵效果的影响非常大，能够筛选出具有优良性状的菌株及对菌株进行改良，对于降低生产成本，乃至实现酒精的大规模工业化生产，解决能源危机都有着重大意义。

酒精在我国酿酒行业、化工行业等，都发挥着重要作用。酒精采用糖蜜原料发酵。工艺上的设计为：单浓度糖蜜究竟连续发酵(工艺简单容易操作）、差压式蒸馏工艺（保证产品质量及提高热能利用率）、生石灰吸水法，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。本设计是对酒精工厂发酵车间工艺设计。主要包括酒精生产的工艺流程设计、工艺计算、全厂物料衡算（工艺技术指标及基础数据）、各个工段物料和热量衡算（蒸煮工段、糖化冷却工段、发酵工段、蒸馏工段以及酒精生产过程中的供水供气衡算）、设备的设计与选型（包括发酵罐、预发酵罐、酒精捕集器、酒母培养罐，泵），厂房的整体布置和轮廓设计、发酵车间的布置设计。

关键词：酒精；工艺；设计；设备

摘要 I

目录 II

前言 VI

第1章全厂工艺论证 1

1.1 生产原料：木薯（淀粉质原料） 1

1.1.1木薯的主要成分 1

1.1.2木薯作为酒精原料的特点 1

1.1.3生产过程中的木薯干相关工艺参数 2

1.2 原料的预处理 2

1.2.1原料的除杂 2

1.2.2原料的粉碎和输送 2

1.3 原料蒸煮工艺 4

1.3.1蒸煮目的 4

1.3.2粉浆的预煮 4

1.3.3间歇蒸煮与连续蒸煮工艺相比较其优缺点 4

1.4 糖化工艺 5

1.4.1糖化的目的 6

1.4.2糖化工艺 6

1.4.3测定糖化醪质量的方法 6

1.5 糖化醪的发酵 8

1.5.1糖化醪发酵目的 8

1.5.2影响酒精发酵的因素 8

1.5.3酒精发酵的方式 9

1.5.4发酵生产工艺 9

1.6 酒精的蒸馏和精馏工艺及分支筛脱水工艺 10

1.6.1蒸馏车间操作流程 10

1.6.2蒸馏操作的控制 11

1.7 发酵副产品和污水处理 12

1.7.1酒精生产的副产品 12

1.7.2污水处理 12

第2章全厂物料衡算 13

2.1 工艺技术指标及基础数据 13

2.2 原料消耗量计算 13

2.3 蒸煮醪量的计算 14

2.4 糖化醪与发酵醪的计算 16

2.5成品与发酵醪量的计算 16

2.6 100000t/a淀粉原料酒精厂总物料衡算 18

第3章酒精生产各工段物料和热量衡算 20

3.1 蒸煮工段的物料和热量衡算 20

3.1.1蒸煮工段的工艺流程 20

3.1.2蒸煮各工段的物料和热量衡算 20

3.2 糖化冷却工段物料和热量衡算 21

3.2.1工艺流程： 21

3.2.2糖化过程中的物料和热量衡算 22

3.3 发酵工段的物料和热量衡算 23

3.4 蒸馏工段物料和热量衡算 25

3.4.1三塔气相过塔工艺流程 25

3.4.2醪塔 26

3.4.3排醛塔 28

3.4.4精馏塔 29

3.5 酒精厂生产过程中的供气衡算 31

3.5.1蒸煮糖化和蒸馏工段蒸汽消耗和废气排放量的计算 31

3.5.2酒精厂平均蒸汽耗用量 32

3.6 酒精生产过程中的供水衡算 32

3.6.1工艺技术指标及基础数据 32

3.6.2酒精生产供水衡算 33

第4章酒精发酵设备的计算与设计 36

4.1发酵罐容积计算 36

4.2发酵罐容积核算 36

4.3预发酵罐设计 37

4.5酒母培养罐的选取 39

4.6 泵的选用 40

第5章车间布置 34

5.1厂房的整体布置和轮廓设计 34

5.2 发酵车间的布置设计 34

5.3发酵车间平面布置设计 34

5.4发酵车间立面设计 34

5.4.1泵的布置设计 34

5.4.2酒精捕集器的设计 35

5.4.3发酵罐顶钢架平台设计 35

5.4.4 门、楼梯 35

毕业设计总结 50

参考文献 53

致谢 54

前言

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。本设计将木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。

参考文献

[1] 酒精工业手册. 章克昌,吴佩琮编.北京：轻工业出版社，1989

[2] 章克昌.酒精与蒸馏酒工艺学[M].北京：中国轻工业出版社，1995.1（2005.5重印）

[3] 化工设备标准手册.金属化工设备零部件.[M].上海：化学工业部设备设计技术中心站，1987

[4] 化工设备设计手册.材料与零部件.上.中.下[M].上海：上海人民出版社，1973.10 （第一版）

[5] 梁世中.生物工程设备[J].北京：中国轻工业出版社，2005.2（第一版）

[6] 吴思方.发酵工厂设计概论[J].北京：中国轻工业出版社，2006.1（第一版）

[7] 姚玉英.化工原理[J].天津：天津大学出版社，1999.8（第一版）

[8] 刁玉伟，王立业.化工设备机械基础[J].大连：大连理工大学出版社， 2003.1（第五版）

[9] 丁伯民，黄正林.化工设备设计

[10] 秦琼宗，酒精工艺学.北京：中国轻工业出版社,1998.6(第一版)

[11] 中国石化集团上海工程有限公司.化工工艺设计手册(下册)[M].第三版.北京:化学工业出版社，2003.8