年产6万吨酒精发酵车间初步设计(6)

20 60000+1224=61224（t/a）

（2） 主要原料甘薯干用量 日消耗量：

2822.4×204.08=575 955.39（kg） 年消耗量：

575 955.39×300=172 798.6（t）

淀粉酶、糖化酶用量以及蒸煮粉浆量、糖化醪、酒母醪、蒸煮发酵醪等每日量和每年量均可算出，衡算结果见表。

60000吨/年淀粉原料酒精厂物料衡算表 数量 生产1000kg燃料 每小时数量 每天数每年数物料 酒精物料量 /kg /kg 量 /t 量/t 燃料酒精 980 8333.33 200 60000 次级酒精 20 170 4.08 1224 甘薯干原料 2822.4 24000 576 172800 α-淀粉酶 1.129 9.58 0.23 69 糖化酶 3.215 27.33 0.656 196.8 硫酸铵 1.232 10.46 0.251 75.3 硫 酸 5.5 46.75 1.122 336.6 蒸煮粉浆 11289.6 94080 2257.92 518379 成熟蒸煮醪 8602.5 71687.5 1720.5 526368 糖化醪 13 178.0 112058.33 2689.4 806820 酒母醪 1 231.6 10472.5 251.34 75402 蒸煮发酵醪 13 338.4 113420.8 2722．1 555526 杂醇油 5 42.5 1.02 208.16 二氧化碳 964.1 8197.92 196.75 3418.34 废 醪 13549.9 115219.17 2765.26 564334.3

2.2 燃料酒精发酵车间的物料衡算（间歇发酵方式）

2.2.1 酒精发酵工艺流程示意图及主要技术指标

酒精发酵采用淀粉原料，双酶法糖化，间歇发酵。其工艺流程示意图如图一。 工艺技术指标及基础数据

主要技术指标如表所示

酒精发酵工艺技术指标 指 标 名 称 单 位 指 标 数 生产规模 t/a 60000 生产方法 间歇发酵 20

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年生产天数 产品日产量 产品质量 倒罐率 发酵周期 发酵初糖 淀粉转化率 糖酸转化率 酒精提取率 d/a 300 t/d 200 乙醇含量99.5%（体积分数）以上 % 1 h 70 kg/m3 150 % 98 % 50 % 98

（2）主要原材料质量指标 淀粉原料的淀粉含量为68%，含水13%。

（3）种子培养基（g/L） 水解糖25，甘薯干粉16%~20%，NH4SO4 0.5%,尿素0.5%。

H2SO41.0~1.2%

（4）酵母培养基（g/L） 水解糖150，甘薯干粉16%~20%，尿素0.3%，α-淀粉酶1.0%接种量

2.2.2 酒精发酵车间的物料衡算

首先计算1000kg纯度为99.5%的酒精耗用的原材料及其他料量。 （1） 发酵液量：

V1=1000÷（150×50%×98%×98%×） = 13.88（m3）

式中 150——发酵培养基初糖浓度（kg/m3） 50%——糖酸转化率 98%——淀粉转化率 98%——酒精提取率

（2） 发酵液配制需水解糖量，以纯糖计算： G1=V1×150=13.88×150=2082（kg） (3)二级种液量：

V2=10%×13.88=1.388(m3) (4)二级种子培养液所需水解糖量： G2=25V2

=25×1.388=34.7（kg）

式中 25——二级种液含糖量（kg/m3）

(5)生产1000kg普通燃料酒精所需水解糖总量为： G=G1+G2

=2082+34.7=2116.7（kg） （6）耗用淀粉原料量

理论上，1000kg淀粉转化生成葡萄糖量为111kg，故理论上耗用淀粉原料量为： G淀粉=2116.7÷（68%×98%） =3176.32（kg）

式中 68%——淀粉原料含纯淀粉量 98%——淀粉糖化转化率

21

22 （7）尿素耗用量

二级种液耗尿素量为：

0.3V2=0.3×1.388=0.42（kg） 发酵培养基耗尿素为：

0.5V1=0.5×13.88=6.94（kg） 故共耗尿素量为：

0.42+6.94=7.36（kg） （8）二级种液耗用（NH4）2SO4量：

0.5×1.388=0.694（kg） （9）种子液耗用淀粉酶量为：

0.1×13.88=1.388（kg） （10）种子液H2SO4耗用量：

1.2×1.388=1.67（kg）

60000吨/年酒精厂发酵车间的物料衡算表 物料名称 每生产1t酒精（99.5%） 60000吨/年酒精 的物料量 生产的物料量 发酵液（m3） 14.3 1430000 二级种液（m3） 1.43 143000 发酵水解糖（kg） 2148 214800000 二级种液培养用糖38.5 3850000 （kg） 水解糖总量（kg） 2183.8 218380000 淀粉）（kg） 2617.39 261739000 尿素（kg） 7.59 759000 硫酸氨（kg） 0.716 71600 α-淀粉酶（kg） 1.432 143200 硫酸（kg） 1.718 171800

每日物料量 4766.67 476.67 716000 12833.33 727933.33 872463.33 2530 238.67 477.33 572.67 2.3. 60000吨酒精发酵车间水衡算

采用间歇发酵过程，从糖化锅内分出糖化醪到酒母培养罐需要加入水进行稀释。 1. 酒母糖化醪稀释用水（补充60℃温水与用作酒母的糖化醪应满足发酵接种量10%的需要。）因此，补充水量为：

m1 = 90%×G淀粉×10%-7%×G淀粉1

= 26469.33×93%×10%-7%×26469.33 = 608.8 (kg/h)

式中 93%——淀粉原料加入发酵锅的量 7%——淀粉原料加入种子液中的量 10%——接种量

22

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G淀粉——淀粉质原料耗用量（kg/h）（是否要用实际消耗的G淀粉）换算成每小时的消耗量

2. 酒母糖化醪杀菌后冷却水用量为：

经糖化罐糖化的醪液，再经螺旋薄板换热器由62℃冷却到发酵温度30℃，冷却

水初温为20℃，末温度为50℃。

，

m2 = m糖化醪×3.44×(62-30 ) 4.18×(50-20)

= 112058.33× 3.44×32

4.18×30

= 104516.3(kg/h) 式中 112058.33——糖化醪用量（kg/h）

3.44——蒸煮醪比热容[kJ/(kg.K)] 4.18——水的比热容[kJ/(kg.K)] 28——冷却后温度℃ 20——冷却水进口温度℃ 50——冷却水出口温度℃ 3. 酒母培育冷却水用量：

m3=Q3/[4.18×（29-20）] = 85900 4.18×9 =2283.4(kg/h)

式中 Q3——酒母培育反应热(kJ/h) 4.18——水的比热容[kJ/(kg.K)] 29——冷却水出口温度（℃） 20——冷却水进口温度（℃）

4. 发酵过程冷却用水：：

酒精发酵过程中消耗糖生成酒精，以葡萄糖为碳源，酵母发酵生成乙醇，释放出的热量是1170 kJ/ kg，则发酵产生的热量为

q=1170×8333.33×99.18%=96700049.6 (kJ/h)

发酵产生的热量用初始温度为20℃的深井水来冷却，冷却水出口温度29℃，

M4= q/[4.18×(29-20)]

= 96700049.6 4.18×9 =1 927 831.93 (kg/h.K)

式中 q——发酵生物反应热[kJ/(kg.K)] 4.18——水的比热容[kJ/(kg.K)]

29——冷却水出口温度（℃） 20——冷却水进口温度（℃）

5. 酒精捕集器用水：71687.5

m 5= 5%F÷(1+1%+5%) =5%×71687.5÷1.06 =3116.8(kg/h)

23

24 式中 F——成熟醪量(kg/h)

5%——酒精捕集器回收酒精洗水占熟醪量的比例 6. 洗罐用水量：

M6=1%F÷(1+1%+5%)

=1%×71687.5÷1.06

=623.4(kg/h)

式中 1%——洗罐用水占熟醪量的比例

24

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