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年产8万吨酒精工厂设计（蒸煮糖化车间）物料衡算
1.酒精发酵生产流程示意图 空气 空压机 酵母种 斜面试管 木薯干片 过滤器 无菌空气
废糟 酒母醪 大酒母罐 小酒母罐 摇瓶培养 粉碎机 调浆罐 α-淀粉酶 连续蒸煮器 蒸煮醪 糖化锅 糖化酶 糖化醪 CO2 发酵醪 成熟发酵醪 蒸馏 分子筛脱水 杂醇油 燃料酒精 2、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： （CHO)?nHO?nCHO6105n26126
162 18 180 发酵： CHO?2CHOH?2CO6126252
180 46×2 44×2
（2）生产1000㎏国标食用酒精的理论淀粉消耗量（乙醇含量95%（v/v），相当于%（质量分数））： 1000?92.41%?162/92?1627.2(kg)
（3）生产1000㎏食用酒精实际淀粉消耗量： 生产过程各阶段淀粉损失 生产过程 损失原因 淀粉损失（%） 备注 原料处理 蒸煮 发酵 发酵 发酵 蒸馏 粉尘损失 若加酒精捕集器，此项损失降为% 淀粉残留及糖分破 坏 发酵残糖 巴斯德效应 酒汽自然蒸发与被 CO2带走 废糟带走等 总计损失 1627.2?1799(kg)则生产1000㎏食用酒精需淀粉量为： 100%?9.55%
（4）生产1000㎏食用酒精薯干原料消耗量 薯干含淀粉65%，则1000kg酒精薯干量为: 1799?65%?2767.69(kg)
(1799若为液体曲，则曲中含有一定淀粉量为（G1），则薯干用量为： ?G1)?65%（5）α-淀粉酶消耗量
薯干用量：;а-淀粉酶应用酶活力为2000μ∕g,单位量原料消耗α-淀粉酶量：8u/g
2767.69?103?8?11.07?103(g)?11.07(kg)则用酶量为： 2000
（6）糖化酶耗量
酶活力：20000u/g;使用量：150u/g
2767.69?103?150?20.76?103(g)?20.76(kg)则酶用量：
20000
3002767.69?10%?67%??2.78(kg)20000酒母糖化酶用量（300u/g原料，10%酒母用量）：
式中67%为酒母的糖化液占67%,其余为稀释水和糖化剂. 两项合计,糖化酶用量为+=(kg)
硫酸铵耗用量: 硫酸铵用于酒母培养基的补充氮源,其用量为酒母量的%,设酒母醪量为m,则硫酸铵耗量为:%?m
3、蒸煮醪量的计算
2767（1?2）?8303.07(kg)淀粉原料蒸煮前需加水调成粉浆（原料：水=1：2），则粉浆量为： .69?假定用罐式连续蒸煮工艺，混合后粉浆温度为50oC，应用喷射液化器使粉浆迅速升温至105oC，然后进入罐式连续液化器液化，再经115oC高温灭酶后，在真空冷却器中闪蒸冷却至63oC后入糖化罐。
干物质含量B0=87%的薯干比热容为： C0?4.18(1?0.7B0)?1.63[kJ/(kg?K)]B1?87?(4?100)?21.75%粉浆干物质浓度为：
c1?B1c0?(1.0?B1)cw蒸煮醪比热容为：
?21.75%?1.63?(1.0?21.75%)?4.18 ?3.63[kJ/(kg?K)] 式中 cw——水的比热容[kJ/(kg·K)]
经喷射液化器加热后蒸煮醪量为：＋××(105－50)／－105×＝(kg)
9020.69?3.63(105?102)9020.69??8977(kg)经第二液化维持罐出来的蒸煮醪量为：
2253
式中：2253——第二液化维持罐的温度为102oC下饱和蒸汽的汽化潜热(kJ/kg）。
（3）经闪蒸气液分离器后的蒸煮醪量为： ?8977?3.63?(102?95)?8876.55(kg)89772271
式中:2271——95oC饱和蒸汽的汽化潜热（kJ/kg）
8876.55?3.63?(95?63) 8876.55??8438(kg)2351（4）经真空冷却器后最终蒸煮醪液量为：
式中:2351——真空冷却温度为63oC下的饱和蒸汽的汽化潜热（kJ/kg).
4、糖化醪与发酵醪量的计算
设发酵结束后成熟醪量含酒精
10%（体积分数），相当于%（质量分数）。并设
蒸馏效率为98%，而且发酵罐酒精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%，则生产1000kg 95%（体积分数）酒精成品有关的计算如下： （1）需蒸馏的成熟发酵醪量为：
F1＝1000×%÷(98%×%)×(100＋5＋1)÷100＝（kg） （2）不计酒精捕集器和洗罐用水，则成熟发酵醪量为： 12478.6F??11772.3(kg) 1000?92.4106%（W/W,质量分数）（3）入蒸馏塔的成熟醪乙醇浓度为：98 %?12478.6?7.56%
1000?92.41D??902(kg)（4）相应发酵过程放出CO2总量为：
98F
（5）接种量按10%计，则酒母醪量为m： 11772.3?902?10?1152.2(kg)（100?10）
（6）糖化醪量 酒母醪的67%是糖化醪，其余为糖化剂和稀释水，则糖化醪量为：
11772.3?902 ?1034.3?67%?12215.1(kg)110%
5.废醪量的计算
设进塔的醪液（F1）的温度t1=70oC，排出废醪的温度t4=105oC；成熟醪固形物
浓度为B1=%，塔顶上升酒汽的乙醇浓度50%（体积分数）即%（质量分数）。则：
7.56V1?12478.6??1999.5(kg)醪塔上升蒸汽量为
47.18
Wx?12478.6?1999.5?10479.1(kg)残留液量为
成熟醪比热容为： c1?4.18(1.019?0.95B1) ?4.18(1.019?0.95?7.5%) ?3.96?kJ/(kg?K)?
Q1?F1c1t1成熟醪带入塔的热量为：
?12478.6?3.96?70
?3.46?106(kJ)
FB12478.6?7.5%?8.93%蒸馏残留液固形物浓度为： B2?11?Wx10479.1
蒸馏残留液的比热容为：c2=（1－）=（kj／kg）
塔底残留液带出热量为：Q4=WxCit4=××105=×10（kj） 查附录得50%（v）酒精蒸汽焓为i=1965kj／kg，故有： 上升蒸汽带出热量为：Q3=×1965=×10（kj）
塔底采用（表压）蒸汽加热，焓为／kg；又蒸馏过程热损失Qw可取为传递总热量的1%。根据热量衡算，可得消耗的蒸汽量为： Di=（×106+×10—×10）÷（—×105）÷99%=2338（kg）
若采取直接蒸汽加热，则塔底排出废醪量为：Ws+D=+2338=(kg) 6.年产80000吨淀粉原料酒精厂总物料衡算
前面对木薯干淀粉原料生产1000kg燃料酒精(95%,体积分数)进行了物料衡算.以下对年产80000吨木薯干原料燃料酒精厂进行计算. 酒精成品
日产食用酒精量为:80000÷200=400(t)
实际年食用酒精总产量为:400×200=80000(t/a) 主要原料木薯干用量
66666日耗量为:2767.69×400=1107076(kg/d) 年耗量为:1107076×200=×10(kg)=(t/a)
87、年产80000t酒精工厂设计物料衡算结果如下表：
数量 物料 生产1000kg98%酒精 物料量（kg） 食用酒精 1000 薯干原料 α-淀粉酶 糖化酶 硫酸铵 硫酸 蒸煮粉浆 成熟蒸煮醪 糖化醪 酒母醪 蒸馏发酵醪
每小时数量 （kg） 138384 140633 203585 每天数量 (t) 400 1107 每年数量 (t) 80000 675040 977208 92176 998288 8438