发布时间 : 星期三 文章年产10万吨的木薯酒精发酵工厂设计（自动保存的） - 图文更新完毕开始阅读cbe41ccead02de80d5d84048
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且以淀粉这种原料作为生产的酒精的比例也在随着时代的进步而在不断的减少着，反而在工业中人们以糖蜜这种原材料作为为生产酒精的原料的比例却有着很大程度的提高，这完全是一个明显的人们无法忽视的信号。而且具相关的报导称，工厂所用的各种的原料在整个世界的酒精的生产中的各种比例是45%，而通过裂解石油的废气——乙烯占了20%，淀粉质这一种酒精生产的原料占了16%，化学产物——纸浆液亚硫酸盐占了7%，还有大约占了12%的野生植物等等。以上的这几个数据都很明显的表明：在未来将以含有可发酵性的工业废气和废物将作为生产工业酒精的原料主要原材料。
而现在为了使工业酒精——乙醇的生产工艺得到进一步提高，来自各个国家的工程人员与技术人员都在为研究新型，更高端的的酒精的发酵与糖化等方法付出自己的一份努力，比如在现代的工业生产上应用的为了固定化细胞所使用的酒精发酵法以及为了得到耐高温的活性干酵母法等等这一些新的发酵工艺。而再设备等这一方面也出现不少相关的高效的生产反应器，例如使用单罐的连续的搅拌反应器，通过使酒母得到回收利用的连续的搅拌反应器以及塔式的反应器，还有通过固定化细胞的反应器等等一些，这些菌种及设备上的科技与技术的进步都使得再新发现的原料的生产利用等方面都得到了很大的改良与进步。以上所介绍到的种种的改良与进步，无论是酒精的生产工艺还是酒精的生产设备方面，它们在某些方面还存在一些不足而需要改良的地方，这些就不再作详述了。但以上的这些介绍也基本上的反映了当前的酒精工业的形势同时也表明了在未来酒精工业该如何发展。
1.6 酒精工业生产方法
当前世界上在工业中主要的生产酒精的方法，我们总结起来无非有着两种主要的形式：（1）生产酒精主要利用酒精酒母的发酵；（2）主要通过化学合成的方法对石油这一种原料进行制作从而生产酒精。而考虑到我国的大致条件——我国农副产品资源丰富，所以，采用微生物的发酵这一种方法成为了我国生产工业酒精的主要方式。而采用微生物发酵的这一种生产酒精方式在应用不同的材料作为发酵的原料时，我们所采用的酒精的生产工艺有着微微的不同，由于原材料的不同而应用的生产工艺主要可以分为：（1）以淀粉质为原料的酒精生产工艺；（2）使用糖蜜这种原料生产酒精的工艺；（3）通过将工厂所产生的废液以及纤维素来作为原料生产酒精的工艺等。在工业中常被人们所使用含有淀粉质的原料有薯类以及谷物类，还有的就是某些野生植物，这些野生植物都含有高含量的淀粉。
1.7 酒精国家标准
检验一个国家的酒精生产能力及酒精生产水平的标志即它所生产的酒精的质量标准，而且酒精质量标准也是表现着在酒精的生产的两个方面的核心——蒸馏以及管理水平，酒精的质量有着一个国家的标准，它不仅是整个酒精企业的重要的生命线，同时它也是在酒精企业的整个的生产活动中的最主要的以及最根本的规章制度，酒精质量它促使着酒精企业来不断的提高酒精质量，并最终使其成
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为了公司发展的永远的主题。
当前，发酵法是工业上生产酒精的主要的方式，而如上文提到的酒精是一个国家的经济实力的其中一个重要的标志，所以发酵的技术水平的能力将最终成为衡量一个国家的经济实力的重要依据，如大家所知道的能源在世界的整个发展中都扮演着极其重要的角色，甚至可以说世界能否发展就在于其能源问题。在世界的整个发展历程中扮演着能源这一重要的角色也随着时代的变迁也不断变换着，每一次起能源作用的物质的更替都代表着世界的一大进步，尤其在1975年，巴西成功的从甘蔗，糖蜜等原料中生产出了酒精，这一进步给了各国一个重击，这使它们意识到能使自己国家的能源储备增加10%以上。
通过使用发酵法来生产乙醇其效率极高，这种方法远比比石油更具有有优势：（1）生产乙醇的原料年年都能够种植，年年都能够收，其远投资巨大来开采石油；（2）现在的的农业状况以及酒精的生产能力，发动机的功能的高速增强，在不久的将来，我相信一个可持续的能源资源展现在人们的面前。
2 工艺流程示意图
该酒精的生产工艺应用了双酶法即α-淀粉酶和糖化酶来糖化，间歇发酵的发酵方式和三塔蒸馏的流程，如图
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3 100000t/a淀粉原料燃料酒精厂全厂（蒸煮糖化车间）总物料衡算
物料衡算是利用质量守恒定律来计算在生产过程的各个阶段的物料质量。在生产过程中，在工艺流程确定后，我们即开始通过任务的要求来计算所需的原料的质量，以及其他所需的化工制品。并在计算的过程中将化学反应所产生的副产品计算出来以留作它用。物料衡算的过程也为我们后续设备的选型提供了依据，为我们在挑选设备指明了方向，使我们少走弯路，提高了我们的办事效率。物料衡算分为以下几个部分的计算：（1）酒精生产设计中原料消耗的计算，在本设计中，我们所使用的主要的原料为薯干，其它的所需的原料为一些化学制品，例如有α-淀粉酶及糖化酶等酶类，还有H2SO4和NH4SO4等化学物质；（2）整个的生产的过程中所生成的一些中间产品，其中主要为一些繆类，例如蒸煮缪，酒母繆以及发酵繆等；（3）最后的即为在生产中产生的副产品及最终所要得到的的成品。下面就三个部分作详细计算。
我们欲进行物料衡算，首先得知道本设计的相关要求及给的一些相关参数，以下即为该设计的工艺技术要求及基础数据：
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（1）本设计的生产的酒精数量为每年生产10000吨普通三级酒精； （2）被设计的生产酒精的主要方法为通过α-淀粉酶和糖化酶来进行糖化的双酶法以及使用间歇发酵和三塔蒸馏的方法；
（3）本酒精的生产设计的工作时间为每年是300天，这能够提供足够的时间进行工作与休整仪器
（4）在该生产设计中，工厂的每一工作日的酒精的产量为334吨，则工厂一年的酒精产量为100200吨，其中多余的200吨为次品酒精；
（5）本设计的生产的酒精的质量标准为普通的三级酒精即生产的该酒精中的乙醇的体积分数为95%；
（6）该酒精的生产通过淀粉的糖化发酵来生成，所以本设计选用了价格相对的低廉，淀粉含量相对的高的木薯，在木薯中，其淀粉含量为68%，水分含量为13%；
（7）在本设计中所选用的糖化淀粉的α-淀粉酶和糖化酶的活力分别为8u/g,100u/g，而其中酒母糖化繆的糖化酶的活力为200u/g，而H2SO4和NH4SO4等化学物质的用量标准为5.5kg/t(酒精)和8kg/t(酒精)。
3.1 整个生产过程中全部的 原料的消耗的计算每生产
本设计是通过在酶的作用下将木薯中的淀粉淀粉原料分解为葡萄糖，然后在发酵的菌种的作用下将葡萄糖发酵最终生成酒精，从而得到所需产物，以下即为由木薯生产酒精所经历的两个反应：
糖化阶段： （C6H10O5）n + nH2O——nC6H12O6 162 18 180 发酵阶段： C6H12O6——2C2H5OH + 2CO2 180 92 88
首先由上述的数据得知三级酒精的乙醇的体积分数为0.95,则可得知其质量分数为97.98%,即1000kg三级酒精所对应的乙醇质量为979.8kg,在由以上化学式中乙醇与淀粉间的对应关系得到每生成1000kg三级酒精所对应的淀粉的理论量为：
979.8*(162/92) =1725.3（kg）
以上得到的为每生产1000kg三级酒精所理论所耗费的淀粉量，然而在整个的生产过程中有着各种各样的复杂的物理与化学反应，而且在整个的生产流程中，有着相当大的一部分需要着人类的判断，这些就必然致使实际的过程不可能完全与我们在纸上设计的一样，这就是使得产品的实际产率低于理论值。我查表得知在生产的各个阶段的淀粉的损失值，如下表：
生产过程各阶段淀粉损失 生 产 损 失 原 因 淀 粉 损 备 注 过 程 失率/（%） 原料处粉尘损失 0.40 加酒精捕集器 理 蒸煮糖淀粉残留及糖分破0.40 化 坏
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