12t淀粉原料燃料酒精蒸煮糖化车间设计

课程设计任务书学院生命科学与工程学院班级12生物1班姓名设计起止日期2015.12.28-2016.01.01设计题目：年产12000吨酒精厂——糖化车间设计任务（主要技术参数）：本次设计的是采用连续蒸煮糖化法的酒精厂蒸煮糖化车间。其工艺技术指标及基础数据如下：①生产规模：12000t/a酒精②生产天数：每年300天③燃料酒精年产量：12000t④产品质量：符合GB/T394.1-2008工业酒精国家标准⑤产品糖化力wk≥250⑥α－氨基酸mg/100g≥150⑦煮沸色度EBC≤8.0⑧夹杂物％（质量）≤0.5指导教师评语：成绩：签字：年月日目录摘要.......................................................................1引言.......................................................................41车间概况及特点..........................................错误!未定义书签。1.1生产规模...........................................错误!未定义书签。1.2产品方案...........................................错误!未定义书签。2车间组织................................................错误!未定义书签。3工作制度................................................错误!未定义书签。4成品的主要技术规格及技术标准............................错误!未定义书签。4.1产品标准...........................................错误!未定义书签。4.2主要规格...........................................错误!未定义书签。4.3保质期.............................................错误!未定义书签。4.4卫生标准...........................................错误!未定义书签。5生产流程简介............................................错误!未定义书签。5.1过滤工序...........................................错误!未定义书签。5.2瓶装工序...........................................错误!未定义书签。6主要技术................................................错误!未定义书签。6.1连续蒸煮...........................................................86.1双酶糖化...........................................................87物料衡算................................................错误!未定义书签。7.1蒸煮糖化车间原料计算...............................................97.2生产1000kg酒精蒸煮醪量的计算......................................97.3生产1000kg酒精糖化醪量的计算.....................................107.4年产1.2万吨酒精厂蒸煮糖化车间总物料衡算（以每小时计算）..........118主要设备...............................................................138.1粉浆罐的选择......................................................138.2预热罐的选择......................................................138.3维持罐及后熟罐的选择..............................................138.4气液分离器的选择..................................................138.5真空冷却器的选择..................................................148.6糖化罐的选择......................................................148.7喷射液化器的选择..................................................148.8酒母糖化罐的选择..................................................148.9其它设备的选择....................................................158.10蒸煮糖化车间预览表................................................159存在的问题及建议.......................................................16参考文献附件工艺流程图设备布置图摘要燃料酒精是一种新能源，其优势在于属于可再生能源。乙醇不仅是优良的燃料，它还是优良的燃油品改善剂。发酵法生成酒精是利用淀粉为原料，经过原料预处理、蒸煮、糖化、发酵、蒸馏、废醪处理等。蒸煮糖化的主要工艺过程，将粉碎好的原料投入粉碎机加入适量α—淀粉酶，α—淀粉酶作用是即可以有效的杀死原料中带来的杂菌，又可以保护淀粉组织不被破坏，提高原料的利用率。之后进入连续蒸煮器，形成蒸煮醪。冷却后的蒸煮醪进入糖化锅与糖化剂混合，蒸煮醪进入糖化锅并加入糖化酶，糖化酶的作用是能使淀粉迅速液化生成低分子的糊精。可催化水解淀粉。之后产出糖化醪。糖化后用泵送去喷淋冷却至发酵温度，送去发酵车间。本实验采用连续蒸煮，连续蒸煮具有能耗低、纸浆质量稳定和污染少的优点。并且这几个主要工序分别在几个相应的设备中进行连续操作，实现了生产的连续化。糖化采用混合冷却连续糖化，利用原有糖化设备，将前冷却和糖化两个工序仍放在原有糖化锅中进行，而将后冷却的任务交给新增加的喷淋冷却或套管冷却设备去完成。优点是，瞬间冷却时，淀粉来不及重新形成晶点，仍保持着流动状态，很容易接受淀粉酶的作用，对提高淀粉糊化醪的质量有益。并且，冷却是在封闭的空间中进行的，空气中杂菌的污染率降低。关键词：淀粉；连续蒸煮；双酶糖化；糖化醪引言本次生物工程工厂课程设计以木薯干片为淀粉原材料进行蒸煮糖化，生产工业燃料酒精，设计蒸煮糖化车间。在国计民生中，酒精工业占有很重要的位置。酒精的学名为乙醇，分子式为C2H5OH，为醇类。酒精是无色透明的液体，具有刺激性气味和很强的挥发性，极易燃烧生成二氧化碳和水，并放出大量热。酒精的化学性质活泼，可与水、甘油、醇类等有机溶剂混合，也可与碳水化合物，脂肪酸，某些金属盐类反应。酒精可以以淀粉、糖类、纤维质为原料，经过糖化、发酵、蒸馏而制成无色透明液体。本次设计以木薯干片为生产原料，经过粉碎、除杂、蒸煮等工序，得到木薯淀粉。木薯淀粉经双酶法连续蒸煮糖化，再用于发酵工业燃料酒精。本次工厂课程设计选用连续蒸煮的方法。连续蒸煮可以分为罐式连续蒸，管道式连续蒸煮和柱式连续蒸煮三类。连续蒸煮糖化蒸煮过程中有温度较低、节省煤耗、操作容易控制、设备结构简单、制造方便等优点。罐式连续蒸煮的特点是将原有的间歇蒸煮罐串联起来，加上预煮罐，醪液输送往复泵和汽液分离器等组成罐式连续蒸煮设备。因此，本次工厂课程设计选用的是罐式连续蒸煮。随着石油、天然气等不可再生能源的逐年消耗，到21世纪中期石油资源的供应将会萎缩。以酒精为代表的新型液态能源，因其材料的可再生性，燃烧时无污染排放等优越的性能，将成为燃料代替的首选，应用前景广阔。本次工厂课程设计通过对工艺流程的论证及选择、物料衡算、设备的选型等，最后综合考虑按照符合设计标准的方式设计车间布置及绘图，最终完成车间年产1.2万吨工业燃料酒精的目标。1车间概况及特点1.1生产规模确定方案如下：产品品种：蒸煮糖化醪。采用连续蒸煮糖化设备。产品产量：年产kg（预产kg）。产品产期：全年共300天。1.2产品方案以薯干为淀粉原料进行蒸煮糖化。薯干原料中所含的淀粉存在于原料的细胞之中，受到细胞壁的保护，不呈溶解状态，蒸煮可使植物组织和细胞彻底破裂，淀粉呈溶解状态进行液化，支链淀粉几乎全部溶解，网状组织被彻底破坏，粘稠胶体的淀粉淀粉溶液粘度迅速下降，同时对物料进行灭菌，原料通过蒸煮以后，颗粒状态的淀粉变成了溶解状态的糊精，此时，添加糖化剂把醪液中的淀粉糊精转化为可发酵性糖等物质。具体方案如下：原料经粉碎机后，送入调浆罐中并加入α—淀粉酶，调成一定浓度的均匀粉浆，调浆的调浆粉温度为50℃，应用喷射液化器使粉浆迅速升温至15℃，然后进入维持罐保温液化5~8分钟，真空闪急蒸发冷却至95℃后进入液化罐反应约60分钟后，进入真空冷却器至温度63℃后送入糖化车间进行糖化30分钟。连续蒸煮糖化过程中料液连续流动在不同的设备中完成加料、蒸煮、糖化、冷却等不同工艺操作，整个过程连续化。其糖化时间略偏低，大约20-30min，糖化效率为28%-40%。用粉浆加热器提高醪液的蒸煮温度，使蒸煮得到改善，能够提高连续蒸煮设备的生产能力10%-15%。因其蒸煮温度较低、节省煤耗、操作容易控制、设备结构简单、制造方便等优点而得到广泛应用。因而采用此方案酒精是可再生的能量来源，在国防工业、医疗卫生、有机合成、食品工业、工农业生产中都有广泛的用途。一年四季对它的需求量都很大，因此一年按国家300个工作日计算，其余的工作日休息或者加班的话，按国家加班工资付给工人工资。2车间组织蒸煮糖化车间人员配比按照级别不同可分为生产工人、辅助人员、管理人员等，其中：生产工人（包括技术工人）主要负责仪表控制、生产（包括填料、放料、搬运原料等工作）。辅助人员（包括维修和保洁人员）主要负责对各种仪器的检查、维修、消毒以及车间地面的清洁消毒等。（详见表1）表1蒸煮糖化车间定员表序号工种名称生产工人管理人员操作班数合计1物料输送21332粉浆预热21333蒸煮后熟21334分离和冷却31345糖化31346预备工21337保洁人员2022合计1663223工作制度年工作时间：300天日工作时间：24小时连续工作人员安排：生产工人和管理人员3班倒，保洁人员2班倒。生产方式：连续生产蒸煮糖化车间工作制度：一、工厂每位员工要按时上下班，如遇特殊情况请提前通知主管领导，做好安排后即可允许。二、在厂工作人员必须爱护机器设备，如发现机器有异常情况立即关闭电源并通知主管及维修人员。三、每位工作人员必须对该产品的质量负责，经常检查厂内产品的各项指标是否正常。四、各位员工必须团结互助，在工作期间不准睡觉、干私活、看书或玩手机等。五、产品的堆放必须做到平整、整齐，对产品必须爱护。六、不准让非厂、非工作人员在车间内停留，如有事情请与厂长商谈，另外不准工作人员随意拿厂里的任何物品，如需用请告知厂长同意后方可。4成品的主要技术规格及技术标准4.1产品标准酒精质量标准根据国家标准生产。（详见表2）表2燃料酒精质量标准（GB678—90）检验项目计量单位优级分析化学乙醇%(V/V)≥99.899.799.5密度(2