年产15万吨木薯干酒精工厂的设计附：设计依据及设计范围（1）、设计依据原始数据如下：生产要求：年产150，000吨医药酒精，酒精含量%（V）生产原料：木薯干片年生产天数：300天厂址选择：南方某城市（符合建厂条件）气候条件：良好最高气温：38℃最低气温：4℃平均气温：20℃最高湿度：95% 平均湿度：78%主导风向：冬季东北风夏季东南风河水温度：最高30℃最低10℃深井水温度：最高25℃最低：20℃自来水温度：最高31℃最低：14℃（2）、设计范围：○1. 工艺流程的选取与论证○2. 全厂水、电、汽及原料耗用量的平衡计算○3. 设备的设计与计算○4. 安全防火、经济核算、三废处理途○5. 绘制重点车间设计施工图○6. 编写设计说明书设计说明书前有中、英文摘要各一份。

重点车间：原料蒸煮车间重点设备：糖化罐绘图内容：○1.重点车间工艺、设备流程图（带自动控制点）○2．重点车间设备平面布置图○3.重点设备装配图目录1 工艺流程的选取与论证2 物料及热量衡算3 酒母制造4 液化罐与糖化罐设计5 安全防火、三废处理1 工艺流程的选取与论证1.（1）原料预处理：木薯干片原料较大块，不易在一次粉碎达到要求，故采用二次粉碎以提高粉碎度[4]。

（2）调浆：采用一个冲量计进行粉水自动化调浆，实现了自动化生产过程，减轻了工人劳动强度。

（3）蒸煮工艺：采用带喷雾转盘的锅式低温常压连续蒸煮方法，生产条件温和，操作安全、简便，热利用率高，节省了蒸汽、能耗，提高了淀粉利用率和设备利用率。

（4）糖化酶的利用：该酶活性高，用量少，配制成溶液即可投入使用，不用进行高温蒸煮，节约了资金、能源，且快速、易操作。

（5）糖化工艺：采用真空前冷却的连续糖化法，使冷却用水用量大大减少，可将醪液在瞬间降低到相应的温度，冷却好的醪液连续进入糖化锅，锅内有搅拌器，冷却器，使糖化温度得以保证。

（6）发酵工艺：采用连续发酵，缩短了发酵周期，提高设备利用率，便于实现自动化、连续化，降低了生产成本。

（7）精馏工艺：采用两塔式蒸馏，粗馏塔采用泡罩塔，精馏塔采用浮阀塔，二塔间用气相过塔，从而节省加热蒸汽、冷却水，但要注意成品质量控制。

2.工艺及设备计算（1）根据工艺流程草图逐步地进行物料衡算与热量衡算。

（2）计算单位基本是以每小时计，并尽量采用国际单位。

（3）计算中的物理化学参数基本来源一致。

（4）对于标准设备，直接根据生产能力进行选型，而对于非标准设备，则进行设计计算。

（5）对重点设备——糖化罐进行详细地设计计算。

（6）对于其他内容，如经济核算、安全防火、综合处理费用进行估算。

3.主要技术经济指标（1）生产规模：年产95%（V）医药酒精150,000吨（2）日产酒精量：500吨（生产天数：300天/年）（3）淀粉出酒率：54%（4）淀粉利用率：%（5）原料出酒率：%（6）每吨酒精耗原料：吨原料/吨酒精（7）水单耗：T酒精（8）电单耗：T酒精（9）汽单耗：T酒精4.主要工艺参数（1）原料淀粉含量：68%（2）加水比：1:（3）调浆温度：50℃（4）液化温度：85℃（5）糖化温度：60℃（6）发酵温度：35℃（7）α-淀粉酶：2500单位/g,用量对淀粉为u/g。

（8）糖化酶：10万单位/g, 用量对淀粉为180-220 u/g.（9）蒸煮率：99%，糖化率：99%，发酵率：90%蒸馏率：99%（每塔损失%）（10）调PH值的工业硫酸用量：吨/天2 物料及热量衡算本设计中采用的主要数据生产规模：150000吨/年95% （v）医药酒精全年生产天数：300天生产原料：木薯干片平均直径：0.14m木薯干成份：水份12%、粗蛋白%、粗脂肪%、碳水化合物%、粗纤维%、粗灰分%、粗淀粉：%。

2.1 淀粉的利用率：%淀粉质原料制酒精化学方程式糖化酶 （C 6H 10O 5）n + n H 2O nC 6H 12O 6 （3-1）18酒化酶 C 6H 12O 62C 2H 5OH+2CO 2 + 生物热 (3-2) 92 88 得（C 6H 10O 5）n2n C 2H 5OH + 2nCO 2 + 生物热 设：对于100kg 纯淀粉，理论上可生产成无水酒精x kg 。

162n ：2n *46 = 100 ：xx =100kg 纯淀粉，理论上可生产成CO 2 y kg 。

162n ：2n *44 = 100 ：yy =无水酒精折换95%（v ）= % （w ）酒精，得相应的淀粉出酒率为% / * 100%= %但在实际生产中，由于生成酵母菌体生命活动消耗及副产品生成及其他损失，生产95% （v ）酒精生产实际中的经验出酒率为53-55% ，本设计为54%则：%86.87%10046.6154%100=⨯=⨯=理论出酒率实际出酒率淀粉利用率 原料出酒率：54%* 68% =%酒精产量：150000/300=500T/d=h每天原料用量： 500T/％=粉浆调制：每吨酒精所需原料量： 500=木薯片/t 酒精每小时原料用量：24=h每小时淀粉投入量：*68%=h薯片干粉含量：56740*（1-12%）= h薯片含水量：56740*12% = / h粉浆加水比：物料：水 = 1：（1）原料加水量 ：56740* = / h（2）粉浆量 ： *（1+）= / h现选用α-淀粉酶2500单位/g,用量对淀粉为 u/g ，为确保酶量现选取g 。

则α-淀粉酶量：（**1000*70%）/2500= kg / h（*1000*）/2=17496ml/h=h（3）粉浆干物质浓度：[（+*）/（196664+）]*100% = %，相当于。

Bx ，查《毕业设计指导书》[11]知锤度比重d=1.09894kg / l（4）粉浆体积 ：（295048+）/= l /h = 粉浆的预热及其他薯干粉温度取为25℃，调浆水温40℃（蒸馏冷却水），用4 kgf/cm 2(绝压) 蒸汽，热焓为 6 Kcal/kg,把蒸馏冷却水预热至50℃，再进行调浆。

薯干比热 ：Ci =［ * （1-12%） + * 12% ］= kg.℃其中 为绝干物质比热粉浆比热 ：Ci =*%+*（%）=kg.℃调浆温度 ：热平衡方程式： 11m c ∆0001t m c t ∆=式中字母分别代表：每小时投入干粉量、每小时加水量、薯干比热、水比热、薯干干粉温差、水温差。

分别代入数据得：*37820*(50-25)=*158844*(t-50)t=52.65℃故可用52.65℃水进行调浆。

采用4kgf/蒸汽2cm 预热蒸馏冷却水至52.7℃，该蒸汽焓为i= Kcal/kg,则粉浆预热耗蒸汽量为：D = =h液化工段液化温度设为85℃，液化时间为120min加热蒸气消耗量预热醪的比热 C=*+ *（1－）=kg.℃蒸煮理论上的蒸汽消耗量：D= =h蒸气热损失按理论值的10%计，实际需蒸气为：*（1+10%）= 11877.48kg / h液化醪总量液化醪总量 = 预热醪量+蒸汽冷凝水+ 淀粉酶=331084++ = / h液化醪中干物质含量：+ *）/*100%=%相当于，查《毕业设计指导书》，知蒸煮醪比重d=1.095547kg/l液化醪体积： /= 3m h糖化工段糖化酶用量糖化酶糖化力：10万单位/ g 原料，用量对淀粉180-220 U/ml,取200 U/g 原料所以糖化酶用量：(200**1000*70%)/150000=h调成200 U/ml 酶液，则：（*1000*200）/200=40410ml/h = l/h糖化醪总量糖化醪总量= 液化醪量+ 糖化酶量=+ =h糖化醪干物质含量= =%相当于。

Bx,查《毕业设计指导书》的糖化醪比重：d=1.09741kg /l糖化醪体积：= l/ h = h3 酒母制造酵母品种：H5-2耐高温酵母，作用最高温度为40℃取36℃为主发酵温度，发酵总时间为50h糖化醪总量：糖化醪总量：h,查得糖化醪比重：1.09741kg/l接种量按10%计，因糖化醪部分送往酒母缸制造酒母，而酒母醪中70%物质是糖化醪，则酒母醪量为:（1+10%*70%）*10% =h= l/h= m3/h其中糖化醪量：*70%= kg/h送往发酵缸的糖化醪量为：H2SO4 和（NH4）2SO4消耗量一般在小酒母缸中加H2SO4 进行酸化（）并补充1‰（NH4）2SO4作为氮源。

H2SO4消耗量：*10%*%=h（NH4）2SO4消耗量：*10%*1%=h（按大酒母缸醪量为发酵醪的10%，小酒母缸醪液为大酒母缸醪液的10%进行计算）则：大酒母缸醪量= *10% = kg/h小酒母缸醪量= *10% =h4 液化罐与糖化罐设计液化罐（1）蒸煮醪量为28561 m 3/h ，时间为120min 。

液化罐有效容积V= 采用4个蒸煮罐。

取：填充系数为80%，则V 总=V/==，D ：H=1：3，h 上=h 下=，因为（4-27） 所以D= =（4-28）取：D= 则H=3D=，液化罐实际容积为：V 实=3**4=每个罐都配备涡轮式拌料器一套，涡轮直径Di=3==1400mm ，选用1300-90,HG5-221-65-8配套电机IS 型2台，功率45kw 。

（2）壁厚[8]圆筒 S ,选用普通A3钢板，[]ξ取1100kg/cm 2， C= , ϕ= 所以+==,取s=13mm， 封头和封底： ， 8.0'=ϕ所以 ：取 ： s=16mm 预热醪加热蒸煮管设计（1）已知预热蒸汽量为：h取蒸汽管内流速为25m/s 蒸汽压力为cm 2(表)，查表知密度为2.614kg/m 3加热管径 选用Φ273*8.0mm 的普通热轧无缝钢管[9]。

mm m d 6.2532536.025*3600*614.2*48.11877*0.41===π[])(2cm C PDn +=ϕξ[]C P PD S +-=25.1'225.1''ϕξ（2）预热醪管V=h ， 取流速为1m/s ， 绝热材料多孔混凝土厚60mm ，以选用Φ377*的普通热轧无缝钢管[9]。

（3）过缸管或排料管管径V= m 3/h 取v=0.9m/s所以d===351mm选用Φ377*的普通热轧无缝钢管[9]。

糖化罐的计算及选型4.3.1 糖化罐（1）糖化罐的直径及圆筒高选用两个糖化罐，其中一个备用，取糖化罐填充系数ϕ=，取D ：H=1：2，糖化罐圆筒容积：，因为 m 3,D=4.23m, V==,因为取D=4.3m H=（2）上下封头均选用圆锥形封头，上、下封头的锥角ɑ=150°锥高h= ,h1=h2=, ,（3）罐高度 H=+2*=（4）罐的总容积 V=H+2*(***h)=（5）搅拌装置[8]选用圆盘六弯叶涡轮，二组搅拌，设外涡轮直径Di=1/3 D ，取Di=， 应选用电机700-80，HG5-221-65-8型2台电动机, N=45kw 。