东北电力大学本科毕业设计说明书（论文）
（4）灭菌灵用量：吨乙醇需灭菌灵量0.015kg，则14万吨无水乙醇需灭菌灵2.1t； （5）氨水用量：吨乙醇需氨水20kg，则14万吨无水乙醇需氨水量为28000t； （6）杂醇油产量：杂醇油量通常为乙醇产量的0.3％～0.7％，取平均值0.5％，则玉米生产14万吨乙醇副产品杂醇油量为700t；
（7）玉米胚芽油产量：玉米胚芽油量通常为乙醇产量的1％～5％，取中间值3％，则玉米为原料生产14万吨乙醇副产品玉米胚芽油4200t；
（8）DDGS蛋白饲料产量：通常情况下，每生产1t乙醇就可以生产1.2t左右的DDGS蛋白饲料，因本设计回用50％乙醇糟液，因此年产14万吨燃料乙醇可产8.4万吨DDGS蛋白饲料。
表4-1 以玉米为原料年产14万吨燃料乙醇厂物料衡算 物料 无水乙醇 玉米原料 α—淀粉酶 糖化酶 酵母 氨水 硫酸 蒸煮粉浆 成熟蒸煮醪 糖化醪 酵母醪 蒸馏发酵醪 杂醇油 CO2 废醪 玉米胚芽油 废水处理剂 灭菌灵 DDGS
每小时数量/t
18.23 55.99 0.0214 0.0802 0.0456 0.3646 0.0911 213.84 222.28 239.23 22.36 242.09 0.0911 5.86 203.35 0.5469 2.19×10-3 2.73×10-4 10.94
每天数量/t 437.50 1343.75 0.51 1.92 1.09 8.75 2.19 5132.21 5334.75 5741.62 536.60 5810.25 2.19 140.63 4880.33 13.13 0.05 6.56×10-3 262.5
每年数量/t 140,000 430,000 164.23 615.87 350 2800 700 1642308 1707119 1837319.1 171712.1 1859679.0 700 45000 1561704.9 4200 16.8 2.1 84000
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4.2年产14万吨燃料乙醇厂水、煤、电的消耗计算
一般说来，淀粉质原料吨乙醇水耗为70～120吨，糖蜜原料为60～110吨，但南方地区耗水量偏高，两广地区增加50％，长江以南地区增加20％。薯类原料吨乙醇煤耗为600～1000千克，玉米原料较薯类原料多50千克，糖蜜原料较薯类原料少100千克。在北方地区耗煤较高，长春以北，新疆北部增加20％。而一般情况下，薯类原料吨乙醇电耗为170～280度，谷类原料较薯类原料多30～40度，糖蜜原料吨乙醇电耗为40～60度。
本设计分别取其平均值进行计算，即吨乙醇耗水95t，14万吨乙醇需要水1330万吨；吨乙醇耗煤800kg，14万吨乙醇需煤11.2万吨；吨乙醇耗电260kwh，14万吨乙醇需要点3640万千瓦时。
以玉米为原料年产14万吨燃料乙醇厂水、煤、电衡算如表3-2所示。
表4-2 以玉米为原料年产14万吨燃料乙醇厂水、煤、电衡算 物料 水/t 煤/t 电/kwh
每小时数量 1731.77 14.58 4739.58
每天数量 41562.5 350 113750
每年数量 13,300,000 112,000 36,400,000
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第5章 重点设备——发酵罐的设计
5.1发酵罐的作用结构及材质
酒精发酵罐又称酒精沉淀罐，由标准椭圆形封头、锥形底及桨式搅拌器组成。通过常温或低温冷冻沉降进行杂质分离，以提高中药提取液的纯度及澄清度。罐内配备自动旋转喷洗头，夹套中可通低温冷却水，传动部位采用机械密封，防爆电机确保生产安全。
5.1.1发酵目的
淀粉质原料经过蒸煮，使淀粉呈溶解状态，又经过曲霉糖化酶的作用，部分生成可发酵性糖，这还不是酒精生产的终了，在糖化醪中接入酵母菌；在酵母的作用下，将糖分转变为酒精和CO2，获得酒精产品，这才是酒精发酵的目的。
从表面上去观察酒精发酵，其过程十分简单，它只是将糖化醪打入发酵罐后，接入酒母，就可以进行发酵了。但是，在酒精发酵过程中却发生着十分复杂的生物化学变化过程：在这里既有糖化醪中的淀粉和糊精继续被糖化酶水解，生成糖分的作用(即后糖化作用)，也还有蛋白质在曲霉蛋白酶进一步水解下生成低分子含氮化合物如胨、肽和氨基酸等。生成的这些物质，有的被酵母吸收利用，合成酵母菌体细胞，另一部分则被发酵，生成酒精和CO2及其它副产物。
酒精生产，要求用最少的原料来生产尽可能多的酒精产品，并应尽量减少发酵损失，为了达到这一目的，必须创造如下有利条件来实现这一目的要求：
（1）在发酵前期，要创造条件，让酵母菌继续繁殖到一定数量。 （2）使糖化醪中的淀粉和糊精继续被分解，生成可发酵的糖分。
（3）发酵过程的中期和后期，要创造厌气条件，使酵母在无氧条件下将糖分发酵生成酒精。
（4）发酵过程中产生的CO2应设法排除，并注意加强对随CO2逸出时被带走酒精的捕集回收。
5.1.2发酵分类
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酒精发酵的工艺方式不同，发酵设备也略有差异。从发酵形式来分，有开放式、半密闭式和密闭式三种。如果从材质上分，则可分为钢板和水泥制两种。
半密闭式发酵罐多采用钢板制成，罐顶设有顶盖，顶盖上设有能启闭的人孔。
5.1.3发酵罐结构
钢板制酒精发酵罐采用钢板制成，钢板厚度视发酵罐容积不同而异，一般采用4～8毫米厚钢板制成，罐身呈圆柱形，罐身直径与高之比为1:1.1；盖及底为圆锥形或碟形；罐内装冷却蛇管，蛇管数量一般取每立方米发酵醪用不少于0.25平方米的冷却面积。蛇管可分上下两组安装，并加以固定。也有采用在罐顶用淋水管或淋水围[13]板使水沿罐壁流下，达到冷却发酵醪的目的。对于容积较大的发酵罐，这两种冷却形式可同时采用。对地处南方的酒精厂，因气温较高，故应加强冷却措施。有的工厂在发酵罐底部设置吹泡器，以便进行搅拌醪液，使发酵均匀。罐顶设有CO2排出管和加热蒸汽管、醪液输入管。但管路设置应尽量简化，做到一管多用，这对减少管道死角，防止杂菌污染有重要作用。大的发酵罐的顶端及侧面还应设有人孔，以便于清洗。
水泥制酒精发酵罐系采用钢筋水泥制成，形状可分为圆形或方形两种。有的制成密封式，也可制成敞口式。因水泥发酵罐有易腐蚀、逃酒和灭菌不彻底等缺点，所以一般厂多不采用。
5.1.4发酵罐特点
酒精发酵罐是食品厂和酒厂的主要设备之一，其发酵温度控制是依靠调节冷却系统的冷却流量来实现。国内外较多采用罐体外壁的夹套通入低温酒精水冷却罐内发酵液，而酒精水的降温是通过液氨蒸发来冷却的，其缺点是需要酒精水的中间换热循环。其主要特点如下：
（1）把大罐的夹层当作蒸发器，液氨直接在夹套内蒸发，利用其气化潜热冷却罐内的啤酒液，从而省却了酒精水的中间换热循环，节省能耗12%以上。
（2）把夹套当作蒸发器，由于夹套内的压力比酒精水系统的要高，为此，设置了安全可靠、合理、结构新颖的蜂窝结构夹套，夹套与筒体组成的蜂窝状结构，其强度和刚度相互得到了提高。夹套焊缝可减少30%。
（3）夹套做成分片式，与筒体的焊接完全避开筒体的纵、环向焊缝，避免了
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