发酵法年产5万吨乙醇的工艺设计（硕士论文）

摘要：乙醇的生产过程包括原料除杂，粉碎，液化，糖化，除菌，发酵，精馏这几个主要的过程。本设计简述了从木薯原料预处理、液化、酶糖化到发酵生产后处理整个发酵乙醇生产工艺流程，主要完成了发酵段，精馏段的计算及附属设备的选型。

关键词：乙醇；发酵；精馏

Abstract：Ethanol production process includs these major processes: raw material impurity, grinding, liquefied, saccharification, sterilization, fermentation, distillation. The design brief pretreatment of raw materials from cassava, liquefaction, saccharification enzyme fermentation production to post-processing the entire production process,and the major assignments are calculated fermentation, distillation section and selecting of pumps and storage tanks.

Keywords： Ethanol ;Fermentation; Distillation

目录

摘要
Abstract
1 概述
1.1乙醇的性质及质量标准
1.1.1物理性质
1.1.2化学性质
1.1.3生化性
1.1.4质量标准
1.2乙醇生产的意义及发展史
1.2.1乙醇生产的意义
1.2.2乙醇生产的发展
1.3乙醇的应用领域
1.4主要生产工艺
1.4.1合成法
1.4.2发酵法
2 建厂可行性分析
2.1 需求和拟建规模
2.1.1原料简介
2.1.2木薯原料的优势
2.1.3乙醇市场分析
2.2主要建设条件
2.3 环境保护及废物处理
2.4 企业组织管理
2.5 资金筹措方式
3 乙醇发酵工艺
3.1木薯的处理
3.1.1原料除杂
3.1.2原料粉碎
3.1.3原料输送
3.2液化和糖化
3.2.1液化
3.2.2糖化
3.3乙醇发酵
3.3.1乙醇发酵常用的微生物
3.3.2酵母生长条件
3.3.3酵母的培养工艺
3.3.4发酵乙醇的机理
3.3.5乙醇发酵工艺
3.3.6乙醇发酵的成熟指标
3.4空气除菌与设备
4 物料衡算
4.1原料消耗的计算
4.1.1每吨95%乙醇木薯干的消耗量
4.1.2每吨95%乙醇α-淀粉酶的消耗量
4.1.3每吨95%乙醇糖化酶的消耗量
4.2醪液量的计算
4.3发酵过程的计算
4.3.1发酵罐的计算
4.3.2发酵热的计算
4.3.3成熟醪发酵液中乙醇含量
4.4 产品精制
4.4.1 计算机模拟结果
4.4.2塔高与塔径
4.4.3塔(T-2)塔板主要工艺尺寸
4.4.3.1 溢流装置的计算
4.4.3.2 塔板分块
4.4.3.3 筛板计算
4.4.3.4 筛板的流体力学验算
4.4.4 塔板负荷性能图的计算
4.5换热器选型
4.5.1塔（T-1）塔顶冷凝器（E-1）
4.5.2塔（T-2）塔顶冷凝器（E-2）
4.6储罐选型
4.6.1储罐(V-1)
4.6.2其它储罐选型
4.7泵的选型
4.7.1泵(P-1)
4.7.2其它泵的选型
4.8小结
5 全厂总平面设计
5.1总平面设计任务及内容
5.1.1总平面设计任务
5.1.2工厂组织
5.2总平面设计原则
5.3总平面布置论述
5.4 辅助车间设施
5.4.1 质检室
5.4.2 仓库
5.4.3 机修间
5.4.4 污水处理
5.4.5 生活设施
5.5 供电系统
5.5.1 供电要求和相应措施
5.5.2 车间配电原则
5.5.3 主车间配电
5.6 用水系统
5.6.1乙醇厂用水分类
5.6.2给水系统和配水系统
5.6.3冷却水循环系统
5.6.4排水系统
6 人力组织
6.1 基本原则
6.1.1 劳动力组织原则
6.1.2 企业组织原则
6.2 车间劳动制度
6.3 乙醇生产车间人员编制
符号说明
致谢
参考文献
附录一工艺流程图
附录二筛板塔（T-2）条件图
附录三车间平面布置图
附录四车间立面图

1 概述

1.1乙醇的性质及质量标准

乙醇又名酒精，是由碳、氢、氧3种元素组成的有机化合物，分子式为C₂H₅OH，结构简式为CH₃CH₂OH，相对分子质量为46。乙醇既是食品、化工、医药、染料、国防等工业十分重要的基础原料，又是可再生的清洁能源。

乙醇作为重要的溶剂和化工原料而广泛应用于化学工业和医药卫生事业，它又是饮料酒工业的基础性原料，也是一种方便而较干净的液体（或固体）燃料。

1.1.1物理性质

乙醇是无色透明的液体，比水轻，具有特殊的芳香气和刺激味，吸湿性很强，可与水以任何比例混合并产生热量。乙醇易挥发易燃烧，燃烧时产生大量的热量，燃烧产物是水和二氧化碳。乙醇蒸汽与空气能形成爆炸性混合气体，爆炸极限为3.5%-18%（体积分数）

乙醇的物理指标：

熔点(℃)：-114.1 沸点(℃)：78.3
相对密度(水=1)：0.79 相对蒸气密度(空气=1)： 1.59
饱和蒸气压(kPa)：5.33(19℃) 燃烧热(kJ/mol)：1365.5
蒸发热(kJ/L)：918.76                  临界温度(℃)：243.1
临界压力(MPa)：6.38                  辛醇/水分配系数的对数值：0.32
闪点(℃)：12                         引燃温度(℃)：363
溶解性：与水混溶，可混溶于醚、氯仿、甘油等多数有机溶剂。

1.1.2化学性质

1）  氧化作用下乙醇的变化

2C₂H₅OH + O₂→2CH₃CHO + 2H₂O
C₂H₅OH + O₂→CH₃COOH + H₂O
CHOH + O 2CO₂+3H₂O

2）  碱金属，碱土金属与乙醇的作用

     2Na + 2C₂H₅OH→2C₅H₅ONa + H₂↑
Mg + 2C₂H₅OH→C(C₂H₅O)₂ Mg + H₂↑

3）  酸与乙醇的反应

     CH₃COOH + C₂H₅OH→CH₃COOC₂H₅ + H₂O

4）  乙醇的脱水反应

     CH₃CH₂OH CH₂=CH₂ ↑+ H₂O
     2CH₃CH₂OH C₂H₅OC₂H₅ + H₂O

1.1.3生化性

…………略

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