年产10万吨燃料乙醇糖化车间设计ppt课件

1、年产10万吨酒精糖化车间设计,李春阳 指导老师：罗建成,1,内容,物料衡算 设备物料衡算 设备计算,2,物料衡算,工艺技术指标及基础数据 原料消耗的计算 蒸煮醪量的计算 糖化醪与发酵醪量的计算,3,工艺技术指标及基础数据,（1）生产规模 100000吨/年酒精。 （2）生产方法 双酶糖化，间歇发酵。 （3）生产天数 每年300天。 （4）酒精日产量 334吨。 （5）酒精年产量 100200吨。 （8）产品质量 酒精。（乙醇含量95% 体积分数）。 （9）甘薯干原料含淀粉72%,水分13%。 （10）-淀粉酶用量为8u/g原料，糖化酶用量为150u/g原料，酒母糖化醪用糖化酶量300u/g原料

2、。糖化酶的活力20000u/g，酶活力为2000u/g。 （11）硫酸氨用量 7kg/t（酒精）。 （12）硫酸用量（调PH用） 5kg/t（酒精）。,4,原料消耗的计算,（1）淀粉原料生产酒精的总化学反应式： 糖化： （C6H10O5）n + nH2OnC6H12O6 162 18 180 发酵： C6H12O62C2H5OH + 2CO2 180 92 88 (2) 生产1000kg无水酒精的理论淀粉消耗量 有上式可求的理论上生产1000kg无水酒精所耗的淀粉量为： 100016392=1760.9（kg） （3）生产1000kg酒精的理论淀粉消耗量 普通酒精的乙醇含量在95%（体积分数）

3、以上，相当于92.41%（质量分数），故生产1000kg普通 酒精理论上须淀粉量为： 1760.992.41%=1627.2（kg）,5,(4) 生产1000kg普通三级酒精实际淀粉消耗量 实际上，整个生产过程经历原料处理、发酵及蒸馏等工序，要经过复杂的物理化学和生物化学反应，产品得率必然低于理论率。据实际经验，各阶段淀粉损失率如表所示。 表一,生产过程各阶段淀粉损失,6,假定发酵系统设有酒精扑集器，则淀粉损失率为9.0%。故生产1000kg普通三级酒精须淀粉量为： 1627.2 =1788（kg） 100%-9.0% （5） 生产1000kg普通三级酒精甘薯干原料消耗量 据基础数据给出，甘薯

4、干原料含淀粉72%，故1吨酒精耗甘薯干量为： 178872%=2483.2（kg） （6） -淀粉酶消耗量 应用酶活力为2000u/g的 淀粉酶使淀粉液化，促进糊化，可减少蒸汽消耗量。 -淀粉酶用量按8u/g原料计算。 用酶量为： 2483.210008 =9.93（kg） 2000,7,（7）糖化酶耗用量 若所用糖化酶的活力为20000u/g，使用量为150u/g原料，则糖化酶消耗量为： 2483.2100150 =18.6（kg） 20000 此外，酒母糖化酶用量按300u/g（原料）计，且酒母用量为10%，则用酶量为： 2483.210%70%300 =2.61kg） 20000 式中7

5、0%为酒母的糖化液占70%，其于为稀释水和糖化剂。,8,蒸煮醪量的计算,根据生产实践，淀粉原料连续蒸煮的粉料加水比为1:2粉浆量为： 2483.2（1+2）=7449.6kg 蒸煮过程使用直接蒸汽加热，在后熟器和汽液分离器减压蒸发、冷却降温。在蒸煮过程中，蒸煮醪量将发生变化，故蒸煮醪的精确计算必须与热量衡算同时进行，因而十分复杂。为简化计算，可按下述方法近似计算。 假定用罐式连续蒸煮工艺，混合后粉浆温度50，应用喷射液化器使粉浆迅速升温至105，然后进入维持管维持5-min，再经真空闪急蒸发冷却至95，进入液化罐60min，进真空冷却器冷却至63后入糖化罐30min。,9,干物质含量B0=87

6、.1%的薯干比热容为； C0 = 4.18（1-0.7B0）= 1.63kJ/(kg.K) 粉浆干物质浓度为： B1 = 87.1/（4.3*100）= 20.3% 蒸煮醪比热容为： C1 = B1C0+（1.0-B1CW） = 20.3%1.63+（1.0-20.3%）4.18 = 3.44kJ/(kg.K) 式中 Cw水的比热容kJ/(kg.K) 为简化计算，假定蒸煮醪的比热容在整个蒸煮过程维持不便。 经喷射液化加热后蒸煮醪量为： 7449.6 + 7449.63.44（105-50） = 8059.8（kg） 2748.9-1054.18 式中 2748.9喷射液化器加热蒸汽（0.5Mp

7、a）的焓（kJ/K）,10,经液化维持罐出来的蒸煮醪量温度为102： 8059.8 8059.83.44（105-102） = 8022.9(kg) 2253 式中 2253第二液化维持罐的温度为84度下饱和蒸汽的汽化潜热(kJ/K) 经闪冷器后的蒸煮醪量为； 8022.9 - 8022.93.44（102-95） =7937.8 (kg) 2748.9-1154.18 式中 227195度饱和蒸汽的焓（kJ/K） 经真空冷却后最终蒸煮醪量为： 7937.8 - 7937.83.44（95-63）=7566.1 (kg) 2351 式中 2351真空冷却温度为63摄氏度下的饱和蒸汽的汽化潜热(

8、kJ/K),11,糖化醪与发酵醪量的计算,发酵结束后成熟醪量含酒精15%（体积分数）。并设蒸煮效率为98%，而且发酵罐酒精捕集（100+10）100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1000kg95%（体积分数）酒精成品有关的计算如下： （1） 的成熟发酵醪量为： F1 = 100095% （100+5+1） 100 = 8492.2(kg) 98%2.1% （2）接种量按10%计，则酒母醪量为： 8492.2/1.06 10% =728.2 (kg) （100+10）100 （3） 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 8492.2/1.0

9、6 +728.2 70% = 7792.81(kg) 110/100,12,设备物料衡算,所有计算都以小时计 1.粉浆：7449334/24=94.4m/h 2.液化喷射器：8059.8334/24=112165.6kg/h=103.54m/h 3.蒸汽：Q=cmt=3.44(138.2+103673.6) 10=3571125.9kj 蒸汽流量：351125.9/1975.79=1807.4kJ/h 4.汽液分离：7937.8334/24=11467.7.9kg/h=101.94m/h 5.真空冷却：7566.1334/24=105294.9kg/h=97.14m/h W=G1(T1-T2)

10、-G2T2=5504.35kg/h 查表可得63饱和蒸汽比热容为Vg=6.734m/kg V=VgW=6.7345504.35kg/h 水喷射真空循环水量 t3=34 t4=42 W2=W1(t3-t2)/cw(t4-t3)=307m/h,13,设备选型,1.粉浆罐 取粉浆停留时间为30min，粉浆量为94.4m/h可得取立方的调浆罐，装料系数0.84 94.4/0.84=112.4所以取一个120m的调浆罐 2.真空冷却器 由公式 可得D=3.82m取整数D=4一般真空冷却器高径比为1：2可得H=8 V=DH/4=100.5m,=g/36000.9/4,14,糖化罐,每小时糖化量：7792.81334/24=100.8m/h停留时间30min取装料系数0.75 可得V罐=V/0/75=134.4 所以取150m的糖化罐 取D:H=1:1.15由V=DH/4 可得D=5.5 H=6.325取整数为6.5 罐内表面积F=DH=112罐桶容积V=DH/4 =154m 壁厚：s=pd/(230-p)+C=6.3mm取整为7mm,15,搅拌采用平直叶搅拌器转速2040r/min 叶径：d=0.5D=2.75m 叶宽：h=0.1d=0.275 转速：n=30r/min 桨叶面积：F=Lsinh=1.3750.275sin45=0.322 轴功率