淀粉原料燃料酒精厂全厂总物料衡算1.doc

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1、淀粉原料燃料酒精厂全厂总物料衡算任务：11000t/a的酒精厂发酵车间的设计姓名：班级：学号： 11000t/a酒精厂全厂总物料衡算1前言据统计,全世界每年的石油消耗量为200亿桶,比发现的石油多50亿桶。石油不断减少，全球的消耗量却不断增加。尤其我国最近几年经济快速发展，石油消耗也快速增加。并且中国充满爆发力的石油需求一直被视为近两年来国际油价大涨的关键因素。目前中国已取代日本成为全球第二大石油消耗国（仅次于美国），预估10年内中国的石油需求将从目前的每日600万桶膨胀近一倍至1150万桶。十年前中国进口石油占整体石油需求的比例才6%，现在已经提高

2、到三分之一，到2020年预期将有60%的石油都必须来自进口。石油燃烧带来许多环境问题，其燃烧产物为硫化物和氮化物。硫氧化物对人体的危害主要是刺激人的呼吸系统，吸入后诱发慢性呼吸道疾病，甚至引起肺水肿和肺心性疾病。如果大气中同时有颗粒物质存在，颗粒物质吸附了高浓度的硫氧化物、可以进入肺的深部，就会大大地加大危害程度。石油燃烧产生的氮的氧化物和硫的氧化物在高空中为雨雪冲刷，溶解，雨成为了酸雨;这些酸性气体成为雨水中杂质硫酸根、硝酸根和氨离子，会严重污染土壤以及水体，造成生态的失衡。与此同时，石油消耗大量增加，也增加了我国石油安全系数。而燃料酒精正可以缓解

3、这些问题。因为酒精生产技术人类已经非常娴熟，人类的文明史就是酒精的发展史。自从有了人类文明便有了酿酒技术。酒精发酵是指在无氧条件下，微生物（如酵母菌）分解葡萄糖等有机物，产生酒精、二氧化碳等不彻底氧化产物,同时释放出少量能量的过程。在生产过程中需要大量的生物技术。比如：需要基因工程得到即能提高生产酒精效率又可以用纤维素作为原料而生产酒精的酵母菌，用酶工程生产可直接将纤维素转化为酒精的人造酶等等。发酵法生产酒精原料主要有淀粉质原料，糖蜜原料和亚硫酸盐造纸废液等。而淀粉质原料木薯含淀粉量高，木薯的块跟淀粉含量达25-30％左右，木薯干淀粉含量达70％左右

4、，是被誉为“淀粉之王”。木薯加工性能良好，也不与粮食争地，是一种有很大发展潜力的酒精生产再生资源，将其应用到发酵酒精工业，具有广阔的发展前景。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酒精生产工艺流程中的物料、水平衡、热量等衡算。（上文根据参考文献[1]）2酒精发酵的原理2.1酶水解生产中多采用酶水解法。许多种微生物，如细菌、曲霉等能产生淀粉酶。淀粉酶水解淀粉的过程是先使淀粉水解成麦芽糖，再由麦芽糖酶作用，生成葡萄糖。其总的反应式如下：（C6H10O5）n+H2O淀粉酶C12H22O11麦芽糖酶C6H12O6淀粉麦芽糖葡萄糖淀

5、粉酶的种类较多，主要有以下几种：α-淀粉酶（液化酶、液化型淀粉酶）可将直链淀粉水解成含6个葡萄搪分子的单位。它对支链淀粉的α-1，6糖苷链不起作用，但能越过此键，从分于内部水解α-1，4糖苷链，故支链淀粉的水解产物中除6个葡萄糖分子的单位以外，还有短链的分支。这些小分子化合物统称为糊精。淀粉被水解后，粘度下降，表现为液化。β-淀粉酶（糖化酶、糖化型淀粉酶）它的作用方式是从淀粉分子的非还原端开始，每次分解出一个麦芽糖分子，它可将直链淀粉彻底水解为麦芽糖。但也不能作用于α-1，6糖苷键，而且不能越过此键。因此，当分解支链淀粉时，遇到分枝点的α-1，6糖苷

6、键时，就停止作用，留下较大分子的极限糊精。葡萄糖淀粉酶（γ-淀粉酶）它自淀粉分子的非还原端开始，每次分解出一个葡萄糖分子，但也不能分解支链淀粉的α-1，6糖苷键。异淀粉酶（R酶）它专门水解α-1，6糖苷键。它和上述三种淀粉酶联合作用时．可将淀粉彻底水解成麦芽糖和葡萄糖。2.2酒精发酵酵母菌在厌氧条件下可发酵己糖形成酒精（乙醇）。酵母在没有分子态氧和氧化酶参与作用，即厌氧的条件下，呼吸基质不彻底氧化，最终的氢受体不是分子氧，而是某种中间代谢产物，其反应的过程如下：C6H12O6+2A2CH3COCOOH+2(A-2H)丙酮酸2CH3COCOOH2CH3

7、CHO+2CO2乙醛2(A-2H)+2CH3CHO2CH3CH2OH+2A总反应式为：C6H12O62CH3CH2OH+2CO2+Q1mol葡萄糖可产生2mol酒精，即80克葡萄搪可产生92g酒精，得率为51.5％。可是，酵母干重的累积约为利用碳水化合物的2%，同时2％的碳水化合物用于形成甘油，0.5％的碳水化合物用于形成有机酸（主要是琥珀酸）和0.2％用于形成杂醇油（高级醇），因此，实际上糖只有47％转化成酒精。一般100kg纯淀粉生产93％浓度酒精的理论值是60.54kg。3目前酒精发酵方式的比较3.1间歇发酵：指全部发酵过程始终在同一个发酵罐内

8、进行的发酵方式。其优点是操作简单，易于管理，不会大面积感染杂菌。缺点是酒母用量大，非生产性时间长，设备利用率