蒸煮醪量的计算
2011-07-13 21:35阅读：
5．3
蒸煮醪量的计算
根据生产实践,淀粉原料连续蒸煮的粉料加水比为1:3,故粉浆量为:
2737.4 (1+3)=10950
(kg)
蒸煮过程使用直接蒸汽加热,在后熟和汽液分离器减压蒸发、冷却降温.在蒸煮过程中,蒸煮醪量将发生变化,故蒸煮醪的精确计算必须与热量衡算同时进行,顺而十分复杂.为简化计算,可按下述方法近似求解。
假定用罐式连续蒸煮工艺,混合后粉将温度为50℃,应用喷射液化器使粉浆迅速升温至88℃,然后进入罐式连续液化,再经115℃高温来酶后,在真空冷却器中闪急蒸发冷却至63℃后入糖化罐.
干物质含量 的薯干比热容为:
粉浆干物质浓度为:B
1 =87÷（4×100）=0.218[kJ/(kg·K)]
蒸煮醪比热容为:
=21.8%
1.63+(1.0-21.8%) 4.18
=3.62[kJ/(kg·K)]
式中
—水比热容[kJ/(kg·K)]
5.3.1
经喷射液化器加热后蒸煮醪量为：
10950+[10950×3.62×（88-50）]÷[2748.9-88×4.18]=11583(Kg)
式中 2748.9—喷射液化器加热蒸汽(0.5MPa)的焓(kJ/kg)
5.3.2
经第二液维持罐出来的蒸汽醪量为：
11583-[11583×3.62(88-84)÷2288.3]=11510 (kg)
式中 2288.3—第二液化维持的温度为84℃下饱和蒸汽的汽化潜热(kJ/K)
5.3.3
经喷射混合加热器后的蒸煮醪量为：
11510+[11510×3.62×(115-84)]÷[2748.9-115×4.18]=12079 (kg)
式中 115—灭酶温度(℃)
2748.9—0.5MPa饱和蒸汽的焓(kJ/K)
5.3.4
经汽液分离器后的蒸煮醪量为：
12079-[12079×3.62×（115-104.3）÷2245]=11871 (kg)
式中
2245—104.3℃下饱和蒸汽的汽化潜热(kJ/K)
5.3.5
经真空冷却器后最终蒸煮醪液量为：
11871-[11871×3.62×（104.3-63）÷ 2351]=11116(Kg)
式中 2351—真空冷却温度为63℃下的饱和蒸汽的汽化潜热(kg/K)
5．4
糖化醪与发酵醪量的计算
设发酵结束后成熟醪量含酒精10%(体积分数)，相当于8.01%(质量分数).并设蒸馏效率为98%，而且发酵醪酒精捕集器回收酒精洗水分别为成熟醪量的5%和1%，则生产1000Kg95%(体积分数)酒精成品有关计算如下:
5.4.1
需蒸馏的成熟发酵醪量为：
(kg)
5.4.2
不计酒精捕集器和洗罐用水，则成熟发酵醪量为：
(Kg)
5.4.3
入蒸馏塔的成熟醪乙醇浓度为：
(质量分数)
5.4.4
相应发酵过程放出 总量为：
(kg)
5.4.5
接种量按10%计，则酒母醪量为：
(kg)
5.4.6
糖化醪量
酒母醪的70%是糖化醪，其余为糖化剂和稀释水，则糖化醪量为:
(kg)
5．5
成品与发酵醪量的计算
5.5.1
醛酒产量
在醛塔取酒一般占成品酒精的1.2%～3%，在保证主产品质量合格的前提下,醛酒量取得越少越好。设醛酒量占成品酒精的确%，则生产1000kg成品酒精可得
次品酒精量为：
（kg）
5.5.2
食用酒精产量
每生产出1000kg酒精，其食用酒精量为:
1000×（1-2％）=980(kg)
5.5.3
杂醇油产量
杂醇油量通常为酒精产量的0.3%～0.7%，取平均值0.5%，则淀粉原料生产1000kg酒精副产杂醇油量为:
(kg)
5.5.4
废醪量的计算
废醪量是进入蒸馏塔的成熟醪减去部分水的酒精成分及其他挥发组分的残留液。此外,由于醪塔是使用直接蒸汽加热，所以还需加上入塔的加热蒸汽冷凝水。
5．6
生产12000t/a酒精的物料衡算
产量
项目
|
生产1000kg95%
酒精物料量（kg）
|
每小时数量
(kg)
|
每天数量
(t)
|
每年数量
(t)
|
食用酒精
|
980
|
1670
|
40
|
12000
|
次品酒精
|
20
|
34
|
0.816
|
245
|
薯干原料
|
2737.4
|
4655.42
|
111.73
|
33519
|
α-淀粉酶
|
10.95
|
18.6
|
0.447
|
134
|
糖化酶
|
23.37
|
39.75
|
0.954
|
286.2
|
硫酸铵
|
1.15
|
1.96
|
0.047
|
14.1
|
硫酸
|
5.0
|
8.5
|
0.204
|
61.23
|
蒸煮粉浆
|
10950
|
18625
|
447
|
134083
|
成熟蒸煮醪
|
11116
|
18917
|
454
|
136115
|
糖化醪
|
12327
|
21
|
503.2
|
150944
|
酒母醪
|
1152.1
|
1963
|
47.1
|
14107.5
|
蒸馏发酵醪
|
12477
|
21250
|
510
|
152781
|
杂醇油
|
5
|
8.75
|
0.21
|
62
|
二氧化碳
|
902
|
1534
|
36.82
|
11045
|
废醪
|
12677
|
21558
|
517.4
|
155230
|
6 水平衡计算
6．1
醛塔分凝器冷却用水
工厂所处的地理位置或气候条件不同或在不同的季节，冷却水温可能有较大差异。现假定所用冷却水的初温T
H1=25℃,且冷却水的逆流串联方式通过各分凝器,离开时终温T
H1=70℃.则醛塔分凝器冷却水耗量可且通过以下计算求解:
根据前面的物料衡算结果,醛酒量A=34KG／H.。据设计经验，醛塔回流比R
1=195，且查表得95%酒精蒸汽的焓i=1166KJ／KG，则冷却水耗量为：
W
1= =34×195×1166÷[4.18×(70-25)]=33625（Kg／h）
6．2 醛酒冷却用水
把醛酒从t
2=78.3℃冷却水到t
2=25℃冷却水使用T
H2=℃的深井水，为T
H2=40℃，逆流操作，则每小时耗水量为：
W
2=
=34×2.89×(78.3-25)÷[4.18×(40-20)]=62.65（Kg／h）
6．3
精馏塔分凝器用水
从精馏塔顶出来的酒气先经醪液预热器与冷成熟醪进行热交换，酒汽冷凝成饱和液体。
据热量衡算有
（R
2+1）（P+P
Z）i
3=F
1C
F（T
F1－T
F2）+W
3C
10（T
H3－T
H4）
式中；R
2－精馏塔回流比，R－酸为3-4现取R=30
P
Z－回流排醛塔的次等酒量，可取合格成品酒精P的20%，故
P
Z=39.16Kg／h
I
3－塔顶上升酒气的焓，为1166KJ／Kg
F
1－蒸馏发酵醪流量，为18038Kg／h
C
F－蒸馏发酵醪比热容，取3.96KJ／（Kg·K）
T
F1、T
F2－蒸馏发酵醪加热前后温度，为32℃和50℃
T
H3、T
H3－冷却水进出口温度，取30℃和70℃
则可得精馏塔分凝器冷却用量为：
W
3=[(3+1)×（1670+33.4）×1166-3.96×(50-32）]÷[4.18×（70-30）]
=36443.5（Kg／h）
6．4
精馏塔成品酒精冷却水用量
成品酒精冷却使用20℃的深井水，根据热量衡算，耗水量为：
W
4=
式中：C
P－成品酒精比热容没，为2.89Kg／（Kg·K）
t
P、t
P´－成品酒精冷却前后温度，分别为78.3℃和30℃
t
H4、t
H4´－冷却水初温和终温，分别为20℃和40℃
把上述各量代回上式得：
W
4=1670×2.89×(78.3-30)÷[4.18×（40-20）]=2788.4（Kg／h）
6．5
杂醇油分离稀释用水量
采用气相提油工艺，既在精馏塔料板2到6块塔扳抽出酒汽，经冷凝冷却，再用20℃冷却，再用20℃冷却稀释至含酒精10（体积分数）经分离盐析精致而成。假定分离器和盐析后提取的杂醇油占从精馏塔抽出总油的90%，其余10%随谈酒回流入搭。根据物料衡算，可求出精馏塔抽取的杂醇油气量G为：
Ｇ
1=8.75÷（0.9×0.2）＝48.6（kg／h）
式中，20%为杂醇油气中杂醇油的含量。相应的进入分离器的稀酒精杂醇油溶液量G
2为：
G
2=48.6×50÷10==243(Kg／h)
根据热量衡算得冷却用量为：
W
5=48.6×[2042+4×(82.8-25)]=1321.5(Kg／h)
把50%酒精杂醇油溶液稀释至含酒精10%的冷却水用量为：
W =G
2－G
1=243－48.6=194.4（Kg／h）
故杂醇油分离稀释总用量为：
W
5=Ｗ
5´=Ｗ
5'=1321.5+194.4=1516（Kg／h）
6．6
蒸馏车间总用量为
W= =33625+62.65+36443.5+2788.4+1516
=74436.55(Kg／h)
6．7
12000t/a酒精厂蒸馏车间用水量衡算表
名称
|
规格
|
每吨产品消耗定额（t/t）
|
每小时用量（kg/h）
|
每天用量（t/h）
|
年耗量(t/a)
|
冷水
|
自来水或深井水
|
44.66
|
74436.55
|
1786.5
|
535950
|
=2.7(m)
