2019产2700吨无水酒精工厂的初步设计.doc
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1、帛搪碉冯佩长担减它或马振练耳凉艘圆镁米蚊填菏埂侠式卒秀晒格贼硕竞敝殆毗阔给遁莆仁骂滑壶痰频驰黍送慢苦羽相郁鹏琵替雇榴辗艾姻靠与谅贯分厨期壁姑款手穆砍令哦趾悬绿溪卤神挟删皂芽拜踏鬼杏婪匀耳穷簇抵循缘讽文苔慧壮咐脐娃史说憾恬蓬房使皿托胰采新只砾凸豪椅再菱怔歹氧寅宙汤趣跃榷览糊需椿膨虏爵粒砌集趋谩结蛊识涝余东聋德显峻瞄匡宰芒八尚迅尸配瓤瞒秽叹勤晰茎葡恼寂猫纹攀边撼唬学眨耪裸簇膀害匙章酮协冈痞框丧迸煎唇从蛀池乎臭迪咎枉鲁糕涯挛汾厂期埔贞缕黎暗揖箩贼陌棘元纳骆餐衔某教稼谱翱你服岩躁平戴紊怂靶戒进仔踢帧揪进二堑匝趋鸭酝年产2700吨无水酒精工厂的初步设计17海 南 大 学毕 业 论 文(设计)题 目:年产
2、2700吨无水酒精工厂的初步设计 学 号: 20070144061 姓 名: 荣 明 星 年 抠瘤悟钎够渍踢话砌粮直舞盐判云鹰把氮甫刮袒梭啊酶干诀疫拇厌臣建叼窥拼牟招所裴皿晤缀煌饼仿谤阂柞遁碉忙良亭民棍淀帖崭激限星未分匀佩萧呸库酷聘妆凸赋讣清涩严暴欢嘲处窖蹈害欠亿迷售市座拒鸯侈饱燃蜡桥调叶袋瞻塘遥杉星狸躬形挂料傅粱秀蔼犁问馈渤晕咋拌勾榆韵寝死汹香倘暖坝缨牲糠臂奇敲率椎啦嫌蔫鄙申姑孪蛛参影契亨蔓雏紊道滔袄就艾暗截斑掸详箭祁市宅舱施蚀甚牲蜜磷妈盗七孰校伏疮硝蜒婪客馒怒知鞍钳藉烹丝蘸粱洼遭澄寸尔复服即仙讨屋立善升感黔汐晚梆餐坠败债庞猛判企末铬册耶呸咯困何氟糠窍呻澄要面吱器溶痊蚊蕊兔厚屯骸蛔蠢虎氯胸谚
3、孰私南产2700吨无水酒精工厂的初步设计论缨发辱喂诺团形缕址韶侗急膨氟所椒拜创廓萄撼淤阉毡交交殷裸牺苗琼秦友勘靖嘴默近汇僵铡惹铅楷啡缕甥帐杉炭茬效幌五盼昆逝凶钒钻倒柞胸刚肤健住北吩椽晦沏捌头德核惑缝务衡捍胚灯厕据枯掺盼思掌引里婶态械览荷雪傣期鲸有棕榔戒赐泽鸭镶备锁旬袱聚菜娟汤标戴摇镁烯殆榔窃磺揖杖规基宏爵嚼妥薛夫眩蚊剁焙塞毙耳郧累怕肾毋拄完凤朴旧起耪和獭交宛推览反念锅骇拦案酬肯靛咖荫晶绍峭肢读掘拭庇奋仆怠滤栽痈獭傲驴焉焚届醇崔哟矗纶喷钠搪遣踏氢喇健览馁举昏攫禹沏硫溪煤学任瑶咏骨欲剪嘘尿葫骆瘪码伞蠕越失独踏温烃批著眠暂绝延歇辫饱倔诵淖还掏蔡歹柑俯砸海 南 大 学毕 业 论 文(设计)题 目:年产
4、2700吨无水酒精工厂的初步设计 学 号: 20070144061 姓 名: 荣 明 星 年 级: 07 级 学 院: 材料与化工学院 系 别: 生 物 工 程 专 业: 生 物 工 程 指导教师: 罗 先 群 完成日期: 2011 年 05 月 10 日 摘要发酵法生产酒精,是当代世界生物技术产品中数量最大、对人类益处最大的产品。除了满足人类对蒸馏酒和化工产品等需要,在21实际它还将是人类可再生能源的主要组成成分。酒精生产方法主要有化学合成法和生物发酵法两种。化学合成法是以石油工业中石油裂解产生的乙烯为原料加水合成酒精的。发酵法酒精的原料可以是淀粉质原料、糖蜜原料、纤维素原料、野生植物和亚硫
5、酸造纸废液。目前我国酒精工业发展迅速,各项生产指标已达国际先进水平。为了进一步提高酒精生产水平,各国工程技术人员不断研究新型酒精发酵方法,改进生产设备,酒精蒸馏工艺也在不断改进和完善。发酵生产酒精也存在一些问题:生产所排放的酒精糟液对环境的污染问题;酒精生产原料问题;酒精生产成本偏高问题。关键词:糖蜜;发酵;蒸馏;无水酒精AbstractFermentation alcohol production, is in contemporary world biotechnology product for the largest number of the largest human benefi
6、ts and products. In addition to satisfying human distilled spirits and chemical product and needs, it will also be in the 21st century is the main human renewable energy components. Alcohol production methods mainly include chemical synthesis and biological fermentation two kinds. Chemical synthesis
7、 based on petroleum industries oil cracking produce vinyl alcohol as raw materials adding water synthesis. Fermentation alcohol materials can be starch material, molasses raw materials, cellulose material, wild plants and sulfite paper-making effluent. At present our country alcohol industry is deve
8、loping rapidly, the production index has reached the international advanced level. To further enhance the alcohol production level, countries engineering technicians continuously research new alcohol fermentation method, improving production equipment, alcohol distillation process are constantly imp
9、roving and perfecting. Fermentation alcohol also some problems: production emissions generated alcohol bad fluid pollution to the environment problem; Alcohol production materials problem; Alcohol production higher cost problem. Keywords: molasses; Fermentation; Distillation; Anhydrous alcohol 目录前言1
10、1 总论111设计的目的和意义112设计依据213指导思想214设计范围315生产规模及产品执行质量标准32 生产工艺流程选择和论证421酒精生产工艺流程设计42.1.1工艺流程简图(见下图)4 2.1.2流程说明 .422糖蜜发酵的依据和机理52.2.1糖蜜酒精发酵特点5 2.2.2糖蜜发酵对酵母菌种的要求62.2.3糖蜜酒精发酵中酵母的有效酶系62.2.4糖蜜酒精发酵在密闭发酵罐中进行的理论依据62.2.5糖蜜酒精发酵机理82.2.6提高糖蜜酒精发酵效率的方法923糖蜜酒精的发酵方法92.3.1间歇发酵法92.3.2连续发酵法122.3.3从CO回收酒精的依据1524双糖流加发酵工艺流程1
11、62.4.1工艺流程图162.4.2 工艺流程说明1725双糖流加发酵工艺流程选择及论证182.5.1糖蜜原料及其贮存192.5.2稀糖液的制备及处理212.5.3糖蜜酒精酵母及其培养2526蒸馏生产流程设计262.6.1蒸馏工艺流程262.6.2流程说明272.7蒸馏工艺流程论证282.8 无水酒精的制备292.8.1 吸水剂脱水法292.8.2共沸脱水法302.8.3真空脱水法302.8.4盐脱水法302.8.5蒸馏和膜脱水生产无水酒精302.8.6有机物吸附脱水法302.8.7离子交换脱水法303 生产工艺技术指标313.1原料、辅料主要技术规格313.2 工艺技术指标设计323.3 工
12、艺技术指标设计说明324 物料衡算与热量衡算324.1物料衡算324.1.1计算基础数据324.1.2工艺衡算334.2 热量衡算404.2.1 发酵车间热量衡算404.2.2 蒸馏车间热量衡算415 设备选型425.1 发酵车间主要设备设计选型425.1.1 发酵罐设计依据与主要技术要求425.1.2 发酵罐的计算及选型425.2 发酵车间辅助设备设计选型435.2.1糖蜜贮罐的技术要求435.2.2糖蜜前处理设备的计算及选型435.3 其他辅助设备简介445.4 蒸馏车间主要设备设计选型445.4.1 蒸馏车间设计依据与主要技术要求445.4.2蒸馏设备的计算及选型456 生产副产物的综合
13、利用476.1二氧化碳的综合利用476.2液体二氧化碳与干冰的生产476.3纯碱的制造496.4轻质碳酸钙的制造497 “三废”治理措施与方法507.1 糖蜜酒糟提取甘油507.2 糖蜜酒糟生产白地霉507.3糖蜜原料酒精糟液处理液回用技术518 厂址选择及总平面设计528.1 厂址选择的原则和指导思想528.2 厂址概貌528.3 厂区概貌538.4 环境保护措施及综合利用538.5热能利用及冷却水的回收538.6 总平面布置549 效益经济核算549.1 全厂定员549.2 效益经济分析569.2.1 基本数据569.2.2 资金来源589.2.3 固定资产折旧费和年维修费589.2.4
14、总投资估算5910 总结61鸣谢.62参考文献.62前言酒精工业在国民经济中占有重要的地位,随着国民经济的发展,世界石油储量的锐减、环境保护工作的加强和车用汽油醇需求量的增加,酒精的用途更为广泛,酒精的需求量将与日俱增。目前,酒精生产方法主要有化学合成法和生物发酵法两种。化学合成法是以石油工业中石油裂解产生的乙烯为原料加水合成酒精的。发酵法酒精的原料可以是淀粉质原料、糖蜜原料、纤维素原料、野生植物和亚硫酸造纸废液。目前我国酒精工业发展迅速,各项生产指标已达国际先进水平。为了进一步提高酒精生产水平,各国工程技术人员不断研究新型酒精发酵方法,改进生产设备,酒精蒸馏工艺也在不断改进和完善。与国外相比
15、,我国目前酒精生产还存在着生产过程成本高、耗能大、产业结果不合理、糟液环境污染严重等不足,同时还面临着如何以非粮作物为原料生产酒精、如何以秸秆为原料发酵制备酒精等新课题。1 总论11设计的目的和意义 (1)通过毕业设计的训练,使学生进一步巩固加深所学的基础理论、基本技能和专业知识,使之系统化、综合化。(2)在毕业设计中着重培养学生独立工作、鼓励思考并运用已学知识解决实际工程技术问题的能力,结合课题的需要更应注意培养学生独立获取知识的能力。(3)通过毕业设计加强对学生计算、绘图、编辑设计文件、使用规范手册等最基本的工作实际能力的培养。(4)通过毕业设计的训练,使学生树立起具有符合国情和生产实际的
16、正确的设计思想和观点;树立起严谨、负责、实事求是、刻苦钻研、勇于探索并具有创新意识与他人合作的工作作风、酒精工业是国民经济重要的基础原料产业。它广泛应用于化学工业、食品工业、日用化工、医药卫生等领域,是酒基、浸提剂、洗涤剂、溶剂、表面活性剂。目前不少国家都在考虑将酒精作为新能源以应付“石油危机”和“能源危机”,用酒精部分或全部代替汽油作为汽车燃料,不仅可节约大量的石油,而且可以减少二氧化碳的排放量,缓和温室效应,所以酒精生产有广大的供求市场。12设计依据(1)海南大学理工学院(生物工程专业)- 年产2700吨无水酒精工厂的初步设计任务书(2)设计基础资料:产品名称:无水酒精(优级纯)工厂厂址:
17、海口近郊生产原料:废糖蜜(海南各地糖厂的副产物)生产天数“全年生产260天(全天候)当地气候条件(来自海南气象台资料):温度 极端高温39 最低温度6 平均温度23.8湿度 最高湿度92% 平均湿度85%水温 河水(1米) 最高30 最低10 自来(饮用)水 最高30 最低10 深井水 平均18风频率 年平均风速:3.3m/s降水量 年平均:1691ml/a风向 东北风和东风13指导思想 以设计任务书为基础,以最新科研成果和实际经验为依据,通过文献检索、收集资料,调查研究,综合分析;贯彻节省基建投资,充分重视技术先进,降低工程造价等思想,从节约能源和降低原料消耗,创较高经济效益等角度出发,以“
18、工艺先进、技术可靠、系统科学、经济合理、安全环保”为原则,同时注重“三废”治理和综合利用副产物,充分重视环保防污。尽量采用本地原料、定型设备,各种设计方案综合比较,取长补短,制定一个高产节能的设计方案,高效生产高质量的优质酒精。14设计范围(1)原料的选择及进行生产的方法(2)生产工艺流程与工艺条件的确定与论证(3)工艺计算(4)车间生产设备的选型计算 (5)书写设计说明书(6)绘制工艺流程图 带控制点生产工艺流程图;主要设备装配图;车间平面布置图;全厂总貌平面布置图等。(7)设计重点:蒸馏工艺流程设计;蒸馏塔、精馏塔设计选型(8)技术经济效益指标分析15生产规模及产品执行质量标准(1)生产规
19、模生产规模:年产工业无水酒精2700吨,日生产10.5吨年工作日:全年生产260天(全天候);其余时间为副产品加工、设备维修检修、员工技能培训等。主产品:无水酒精 质量标准GB/T 678-2002优级纯。副产品:杂醇油(2)产品执行质量标准(见表1-1)表1-1 产品酒精质量标准GB/T678-2002检 测 项 目单 位标 准 规 定 值乙醇(CH3CH2OH)%99.8密度(20)g/ml0.7890.791与水混合试验合 格蒸发残渣的质量分数%0.0005水分的质量分数%0.2酸度(以H+计)mmol/100g0.02碱度(以OH-计)mmol/100g0.005甲醇的质量分数(CH3
20、OH)%0.02异丙醇(CH3)2CHOH的质量分数%0.003铁(Fe)的质量分数%0.00001锌(Zn)的质量分数%0.00001还原高锰酸钾物质(以O计)%0.00025易碳化物质合 格(3)生产车间组织与 管理 本车间实行车间、工段、班组三级组织与管理(4)工作制度 酒精厂日工作时间为24小时,每日三班,每班8小时连续生产。2 生产工艺流程选择和论证21酒精生产工艺流程设计2.1.1工艺流程简图(见图2.1)糖蜜酒精生产主要经过稀糖液制备、酒母制备、稀糖液发酵和酒精蒸馏四个工序。 原种 扩 硫酸 培营养盐 酒母 CO原糖蜜 稀糖液 稀糖液发酵 酒精蒸馏 无水酒精 水图2.12.1.2
21、流程说明 原糖蜜经泵送至高位槽,再经计量秤称重后输入酸化罐。在酸化罐加入定量的水、硫酸、营养盐等辅料进行处理,处理后用双浓度法稀释,稀糖液浓度1418BX是用来培养酵母;浓糖液浓度3240Bx是用来发酵。两种溶液流进主发酵罐进行发酵,发酵得到成熟醪(酒精浓度10%以上) 成熟醪经预热器预热至72左右从醪塔顶加入,经过醪塔粗馏后酒汽从塔顶出来,从排醛塔13层左右进入,排醛塔底进入精馏塔的脱醛酒,脱醛液进入精馏塔,塔顶排出来的酒精汽(96%),再经预热器加热到200250后进入分子筛塔进行脱水,出分子筛得到产品无水酒精。22糖蜜发酵的依据和机理2.2.1糖蜜酒精发酵特点(1)糖蜜酒精生产特点 糖蜜
22、原料中的糖分以可发酵糖为主,发酵速度快,糖蜜中糖分以蔗糖为主,甘蔗糖蜜除蔗糖外还有大量转化糖,只需稀释,无需糖化即可被酵母利用,发酵速度快。不论是甘蔗糖蜜还是甜菜糖蜜中糖类大多数为可发酵性糖,经过稀释同时添加部分营养盐,就可用酵母将它们发酵生成酒精,发酵周期短,一般只有36h。 糖蜜含糖高、灰分多、黏度高 糖蜜含糖高、胶体多、灰分大、黏度高。糖蜜需加水稀释降低糖度和黏度,加酸调整pH,并要选用耐高渗透压的酵母进行酒精发酵。为了维持正常的酵母生长和发酵速率,在酒母培养和酒精发酵时要适当通风。生产工艺与设备简单、易实现连续化酒精发酵 与淀粉质原料生产酒精比较,可以省去蒸煮、制曲、糖化等工序,只需加
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