發(fā)酵設(shè)備課程設(shè)計(jì)報告

1、-. z.年產(chǎn)15萬噸木薯干酒精工廠的設(shè)計(jì)附：設(shè)計(jì)依據(jù)及設(shè)計(jì)圍1、設(shè)計(jì)依據(jù) 原始數(shù)據(jù)如下：生產(chǎn)要求：年產(chǎn)150，000噸醫(yī)藥酒精，酒精含量 95.5%V生產(chǎn)原料：木薯干片 年生產(chǎn)天數(shù)：300天廠址選擇：南方*城市符合建廠條件氣候條件：良好最高氣溫：38 最低氣溫：4 平均氣溫：20最高濕度：95% 平均濕度：78%主導(dǎo)風(fēng)向：冬季東北風(fēng) 夏季東南風(fēng)河水溫度：最高30 最低10深井水溫度：最高25 最低：20自來水溫度：最高31 最低：142、設(shè)計(jì)圍： eq oac(,1). 工藝流程的選取與論證 eq oac(,2). 全廠水、電、汽及原料耗用量的平衡計(jì)算 eq oac(,3). 設(shè)備的設(shè)計(jì)與計(jì)

2、算 eq oac(,4). 平安防火、經(jīng)濟(jì)核算、三廢處理途 eq oac(,5). 繪制重點(diǎn)車間設(shè)計(jì)施工圖 eq oac(,6). 編寫設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)說明書前有中、英文摘要各一份。重點(diǎn)車間：原料蒸煮車間重點(diǎn)設(shè)備：糖化罐繪圖容： eq oac(,1).重點(diǎn)車間工藝、設(shè)備流程圖帶自動控制點(diǎn) eq oac(,2)重點(diǎn)車間設(shè)備平面布置圖 eq oac(,3).重點(diǎn)設(shè)備裝配圖目錄1 工藝流程的選取與論證2物料及熱量衡算3 酒母制造4 液化罐與糖化罐設(shè)計(jì)5 平安防火、三廢處理1 工藝流程的選取與論證1.1原料預(yù)處理：木薯干片原料較大塊，不易在一次粉碎到達(dá)要求，故采用二次粉碎以提高粉碎度4。2調(diào)漿：采用一個

3、沖量計(jì)進(jìn)展粉水自動化調(diào)漿，實(shí)現(xiàn)了自動化生產(chǎn)過程，減輕了工人勞動強(qiáng)度。3蒸煮工藝：采用帶噴霧轉(zhuǎn)盤的鍋式低溫常壓連續(xù)蒸煮方法，生產(chǎn)條件溫和，操作平安、簡便，熱利用率高，節(jié)省了蒸汽、能耗，提高了淀粉利用率和設(shè)備利用率。4糖化酶的利用：該酶活性高，用量少，配制成溶液即可投入使用，不用進(jìn)展高溫蒸煮，節(jié)約了資金、能源，且快速、易操作。5糖化工藝：采用真空前冷卻的連續(xù)糖化法，使冷卻用水用量大大減少，可將醪液在瞬間降低到相應(yīng)的溫度，冷卻好的醪液連續(xù)進(jìn)入糖化鍋，鍋有攪拌器，冷卻器，使糖化溫度得以保證。6發(fā)酵工藝：采用連續(xù)發(fā)酵，縮短了發(fā)酵周期，提高設(shè)備利用率，便于實(shí)現(xiàn)自動化、連續(xù)化，降低了生產(chǎn)本錢。7精餾工藝：采

4、用兩塔式蒸餾，粗餾塔采用泡罩塔，精餾塔采用浮閥塔，二塔間用氣相過塔，從而節(jié)省加熱蒸汽、冷卻水，但要注意成品質(zhì)量控制。2.工藝及設(shè)備計(jì)算1根據(jù)工藝流程草圖逐步地進(jìn)展物料衡算與熱量衡算。2計(jì)算單位根本是以每小時計(jì)，并盡量采用國際單位。3計(jì)算中的物理化學(xué)參數(shù)根本來源一致。4對于標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，直接根據(jù)生產(chǎn)能力進(jìn)展選型，而對于非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，則進(jìn)展設(shè)計(jì)計(jì)算。5對重點(diǎn)設(shè)備糖化罐進(jìn)展詳細(xì)地設(shè)計(jì)計(jì)算。6對于其他容，如經(jīng)濟(jì)核算、平安防火、綜合處理費(fèi)用進(jìn)展估算。3.主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)1生產(chǎn)規(guī)模： 年產(chǎn)95%V醫(yī)藥酒精150,000噸2日產(chǎn)酒精量：500噸 生產(chǎn)天數(shù)： 300天/年3淀粉出酒率： 54%4淀粉利用率： 87.

5、86%5原料出酒率： 36.72%6每噸酒精耗原料：2.72噸原料/噸酒精7水單耗：124.86T/T酒精8電單耗：1444.80kwh/T酒精9汽單耗：4.524T/T酒精4.主要工藝參數(shù)1原料淀粉含量：68%2加水比：1:4.23調(diào)漿溫度：504液化溫度：855糖化溫度：606發(fā)酵溫度：357-淀粉酶：2500單位/g,用量對淀粉為1.0-2.0 u/g。8糖化酶：10萬單位/g, 用量對淀粉為180-220 u/g.9蒸煮率：99%，糖化率：99%，發(fā)酵率：90% 蒸餾率：99%每塔損失0.5%調(diào)PH值的工業(yè)硫酸用量：2.52噸/天2物料及熱量衡算本設(shè)計(jì)中采用的主要數(shù)據(jù)生產(chǎn)規(guī)模：1500

6、00噸/年 95% v醫(yī)藥酒精全年生產(chǎn)天數(shù)：300天生產(chǎn)原料：木薯干片 平均直徑：0.14m木薯干成份：水份12%、粗蛋白2.64%、粗脂肪0.86%、碳水化合物72.1%、粗纖維3.55%、粗灰分2.85%、粗淀粉：68.0%。淀粉的利用率：87.86%淀粉質(zhì)原料制酒精化學(xué)方程式糖化酶C6H10O5n + n H2OnC6H12O6 3-1162.1 18 180.1酒化酶C6H12O62C2H5OH+2CO2 + 生物熱 (3-2) 180.1 92 88得C6H10O5n2n C2H5OH + 2nCO2 + 生物熱設(shè)：對于100kg純淀粉，理論上可生產(chǎn)成無水酒精* kg。162n ：2

7、n *46 = 100 ：* * = 56.79100kg純淀粉，理論上可生產(chǎn)成CO2 y kg。162n ：2n *44 = 100 ：y y = 54.32無水酒精折換95%v= 92.41% w酒精，得相應(yīng)的淀粉出酒率為56.79% /92.41 * 100% = 61.46% 但在實(shí)際生產(chǎn)中，由于生成酵母菌體生命活動消耗及副產(chǎn)品生成及其他損失，生產(chǎn)95% v酒精生產(chǎn)實(shí)際中的經(jīng)歷出酒率為53-55% ，本設(shè)計(jì)為54%則：原料出酒率：54%* 68% =36.72%酒精產(chǎn)量：150000/300=500T/d=20833.33kg/h每天原料用量： 500T/36.72=1361.652.

8、2 粉漿調(diào)制：每噸酒精所需原料量： 1361.66/500=2.72t木薯片/t酒精每小時原料用量：1361.66/24=56.74T/h每小時淀粉投入量：56.74*68%=38.58T/h薯片干粉含量：56740*1-12%=49931.2kg/ h 薯片含水量：56740*12% = 6808.8kg / h2.3 粉漿加水比：物料：水 = 1：4.21原料加水量 ：56740* 4.2 = 238308.0kg / h2粉漿量 ：56740.0 *1+4.2= 295048.0kg / h現(xiàn)選用-淀粉酶2500單位/g,用量對淀粉為1.0-2.0 u/g，為確保酶量現(xiàn)選取1.8u/g。

9、則-淀粉酶量：1.8*38.58*1000*70%/2500=19.44 kg / h 19.44*1000*1.8/2=17496ml/h=17.496l/h3粉漿干物質(zhì)濃度：33281.6+10.8024*0.94/196664+10.8024*100% = 16.93%，相當(dāng)于16.93。B*，查畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書11知錘度比重d=1.09894kg / l4粉漿體積 ：295048+19.44/1.09894= 268501.86 l /h = 268.50m3/2.4 粉漿的預(yù)熱及其他薯干粉溫度取為25，調(diào)漿水溫40蒸餾冷卻水，用4 kgf/cm2(絕壓) 蒸汽，熱焓為654.9 6 K

10、cal/kg,把蒸餾冷卻水預(yù)熱至50，再進(jìn)展調(diào)漿。薯干比熱 ：Ci =0.37 * 1-12% +1.0 * 12% = 0.446Kcal/kg. 其中 0.37為絕干物質(zhì)比熱粉漿比熱 ：Ci =0.37*16.9%+1.0*1-16.9%=0.894Kcal/kg.調(diào)漿溫度 ：熱平衡方程式：式中字母分別代表：每小時投入干粉量、每小時加水量、薯干比熱、水比熱、薯干干粉溫差、水溫差。分別代入數(shù)據(jù)得： 0.446*37820*(50-25)=1.0*158844*(t-50) t=52.65故可用52.65水進(jìn)展調(diào)漿。采用4kgf/預(yù)熱蒸餾冷卻水至52.7，該蒸汽焓為i=654.9 Kcal/k

11、g,則粉漿預(yù)熱耗蒸汽量為：D = =4115.2kg/h2.5液化工段液化溫度設(shè)為85，液化時間為120min2.5.1 加熱蒸氣消耗量預(yù)熱醪的比熱 C=0.37*0.1693+ 1.0*10.1693=0.894Kcal/kg.蒸煮理論上的蒸汽消耗量： D= =18177.896kg/h蒸氣熱損失按理論值的10%計(jì)，實(shí)際需蒸氣為： 10415.71*1+10%=11877.48kg / h2.5.2 液化醪總量液化醪總量 = 預(yù)熱醪量+蒸汽冷凝水+ 淀粉酶=331084+11877.48+18.186=342979.64kg / h液化醪中干物質(zhì)含量：(56029.6+18.186*0.94

12、/342979.64*100%=16.3% 相當(dāng)于16.0B*，查畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書，知蒸煮醪比重d=1.095547kg/l液化醪體積：342979.64 /1.095547= 313.07/ h2.6 糖化工段2.6.1 糖化酶用量糖化酶糖化力：10萬單位/ g原料，用量對淀粉180-220 U/ml,取200 U/g原料所以糖化酶用量：(200*43.30*1000*70%)/150000=40.41kg/h調(diào)成200 U/ml酶液，則：40.41*1000*200/200=40410ml/h =40.41 l/h2.6.2 糖化醪總量糖化醪總量 = 液化醪量 + 糖化酶量=342979.6

13、4+ 40.41=343020.05kg/h糖化醪干物質(zhì)含量 = =16.35%相當(dāng)于15.44。B*,查畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書的糖化醪比重：d=1.09741kg /l糖化醪體積：342979.64/1.09741=312535.55 l/ h = 312.54m3/h3 酒母制造酵母品種：H5-2耐高溫酵母，作用最高溫度為40取36為主發(fā)酵溫度，發(fā)酵總時間為50h3.1糖化醪總量：糖化醪總量：342979.64kg/h,查得糖化醪比重：1.09741kg/l接種量按10%計(jì)，因糖化醪局部送往酒母缸制造酒母，而酒母醪中70%物質(zhì)是糖化醪，則酒母醪量為:342979.64/1+10%*70%*10%

14、=32054.201kg/h=29208.956 l/h=29.208 m3/h其中糖化醪量：342979.64*70%=240085.74kg/h送往發(fā)酵缸的糖化醪量為：342979.64-240085.74=102893.9/h3.2 H2SO4 和NH42SO4消耗量一般在小酒母缸中加 H2SO4 進(jìn)展酸化PH4.0-4.5并補(bǔ)充1NH42SO4作為氮源。H2SO4消耗量：102893.9*10%*1.2%=123.47kg/hNH42SO4消耗量：102893.9*10%*1%=102.893kg/h按大酒母缸醪量為發(fā)酵醪的10%，小酒母缸醪液為大酒母缸醪液的10%進(jìn)展計(jì)算則：大酒母缸

15、醪量 =102893.9 *10% =10289.39 kg/h小酒母缸醪量= 10289.39 *10% =1028.939kg/h4 液化罐與糖化罐設(shè)計(jì)4.1 液化罐1蒸煮醪量為28561 m3/h，時間為120min。液化罐有效容積V= 采用4個蒸煮罐。?。禾畛湎禂?shù)為80%，則V總=V/0.8=142.805/0.8=178.5m3，D：H=1：3，h上=h下=0.1D，因?yàn)?-27所以D= =4.232m4-28取：D=4.2m 則H=3D=12.6m，液化罐實(shí)際容積為：V實(shí)=3*3.1415*4.23/4=174.56m3每個罐都配備渦輪式拌料器一套，渦輪直徑Di=4.2/3=1.4

16、m=1400mm，選用1300-90,HG5-221-65-8配套電機(jī)IS125-100-200型2臺，功率45kw。2壁厚8圓筒 S ,選用普通A3鋼板，取1100kg/cm2， C=0.4 , =0.9所以+0.4=1.25cm=12.5mm,取s=13mm ，封頭和封底： ， 所以 ：取 ： s=16mm4.2預(yù)熱醪加熱蒸煮管設(shè)計(jì)1預(yù)熱蒸汽量為：11877.48kg/h取蒸汽管流速為25m/s蒸汽壓力為4.0kgf/cm2(表)，查表知密度為2.614kg/m3加熱管徑選用273*8.0mm的普通熱軋無縫鋼管9。2預(yù)熱醪管V=268.50m3/h， 取流速為1m/s， 絕熱材料多孔混凝土

17、厚60mm， 以選用377*10.0的普通熱軋無縫鋼管9。3過缸管或排料管管徑V=313.07 m3/h 取v=0.9m/s所以 d=0.351m=351mm選用377*9.0mm的普通熱軋無縫鋼管9。4.3 糖化罐的計(jì)算及選型 糖化罐1糖化罐的直徑及圓筒高選用兩個糖化罐，其中一個備用，取糖化罐填充系數(shù)=0.8，取D：H=1：2，糖化罐圓筒容積：，因?yàn)?m3,D=4.23m,V=195.66,因?yàn)槿=4.3m H=4.9m2上下封頭均選用圓錐形封頭，上、下封頭的錐角=150錐高h(yuǎn)= ,h1=h2=0.5761m, ,3罐高度 H=4.9+2*0.5761=5.0152m4罐的總?cè)莘eV=H+2

18、*(*h)=100.695攪拌裝置8選用圓盤六彎葉渦輪，二組攪拌，設(shè)外渦輪直徑Di=1/3 D，取Di=1.4m， 應(yīng)選用電機(jī)700-80，HG5-221-65-8型2臺電動機(jī), N=45kw。 設(shè)渦輪轉(zhuǎn)速為80轉(zhuǎn)/分，糖化醪比重為1.09741kg/l，取黏度為牛頓型中最大值，60時，=2 * 46.88 * 10-5=9.376*10-4PaS。，查得NP=5.0 4-29則：P0=NPD5N3p=5.0*4.35*(80/60)3*1.09741*103=19.1kw考慮到兩個渦輪：P=(1+1/2.05) P0=(1+1/2.05)*19.1=28.41kw渦輪位置的設(shè)計(jì)：底下的渦輪距渦底S1=0.5D=0.5*4.3=2.15m,則：在圓柱局部底面兩渦輪的間距S2=2.5D=2.5*4.3=10.75m,軸的選型設(shè)計(jì)：n=80rpm,P=1.5*28.41=42.62kw選用215mm的軸。5 平安防火、三廢