《毕业论文-年产14万吨燃料乙醇厂初步工艺设计重点设备——发酵罐.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业论文-年产14万吨燃料乙醇厂初步工艺设计重点设备——发酵罐.doc（86页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、毕业设计说明书(论文)作 者： 学 号： 院 系： 化学工程学院 专 业： 生物工程 题 目：年产14万吨燃料乙醇厂初步工艺设计 重点设备发酵罐 指导者： 评阅者： 2013 年 6 月 吉 林摘 要摘要燃料乙醇的开发和研究在当今世界面临着能源枯竭的情况下，具有重要的战略意义。本毕业课题总结了燃料乙醇的基本情况和国内外使用现状，论述了我国推广 使用燃料乙醇的意义。采用干法粉碎技术对原料进行粉碎处理，运用喷射闪蒸技术进行常压蒸煮，通过液糖化过程，进行大罐连续发酵，采用传统式三塔蒸馏技术直接蒸汽进行加热蒸馏，排醛脱水得到无水乙醇，最后以95:5（体积比）和93号汽油混合变性，得到成品燃料乙醇。运用
2、理论基础知识，本设计对年产14万吨燃料乙醇生产过程进行了工艺计算，为最初设备选型提供理论依据。再根据本文所采取的的工艺流程和工艺计算做出主要的设备选型。同时，针对乙醇生产后的乙醇糟和废水进行处理，节约了投资成本，保护环境，增加经济效益。关键词：燃料乙醇；工艺设计；工艺流程；设备选型AbstractThe research and development of fuel ethanol has important strategic significance, in todays world is facing energy depletion situation. This paper sum
3、marizes the basic situation of fuel ethanol and the use of fuel ethanol at home and abroad, at the same time, discussed our country to promote the use of fuel ethanol significance. Dry grinding technology which uses for raw materials pulverizing process, using the flash technologies injection pressu
4、re cooking, after saccharification process the fluid into large tanks in progress continuous fermentation, using the three-tower distillation technology to heat distillation, Finally, 95:5 (volume ratio) and 93 gasoline hybrid variability, get finished fuel ethanol. The use of basic knowledge of the
5、 theory, the design for the annual output of 140,000 tons of fuel ethanol production process of the calculation process, in order to provide a theoretical basis for the initial equipment selection. Taken according to this process and the process of making a major computing equipment selection. Meanw
6、hile, treatment the bad ethanol and wastewater which is getting ethanol production will save the cost of investment, protect to the environment and increase to economic efficiency.Key words: fuel ethanol; process design; process flow; equipment selectionIII目录目录摘要IAbstractII第1章绪论11.1 中国酒精工业的发展历史11.2
7、我国酒精工艺和装备技术的发展21.3 解决酒精生产问题的对策21.4 酒精工业的发展趋势31.5 开发燃料乙醇的意义31.6 燃料乙醇在国外发展的情况4第2章设计概论62.1 毕业设计的目的62.2 毕业设计的题目62.3 毕业设计的任务62.4 毕业设计的指导思想62.5 毕业设计的依据72.6 厂址选择原则72.7 厂址选择72.8 原料来源、规格102.9 主要辅料的质量标准122.10 水的质量标准142.11 燃料乙醇成品的质量标准152.12 主要工艺参数172.13 环保措施172.13.1 CO2的综合利用172.13.2 杂醇油的回收172.13.3 酒精酵母的利用182.1
8、3.4 酒精糟的回收利用18第3章酒精生产工艺流程的设计和说明193.1 酒精的性质、用途及生产方法的概述193.1.1 酒精的性质193.1.2 酒精的用途193.1.3 玉米原料生产酒精流程193.2 工艺条件及说明203.2.1 玉米粉供应工序213.2.2 液化糖化工序213.2.3 发酵工序223.2.4 蒸馏工序233.2.5 变性及后处理部分24第4章酒精生产过程中的物料和热量衡算274.1 以玉米为原料年产14万吨燃料乙醇厂总物料衡算274.1.1 工艺技术指标及基础数据274.1.2 原料消耗计算274.1.3 蒸煮醪量的计算284.1.4 糖化醪和发酵醪量的计算294.1.
9、5 废醪量的计算304.1.6 其他辅助材料消耗量304.2 年产14万吨燃料乙醇厂水、煤、电的消耗计算32第5章重点设备发酵罐的设计335.1 发酵罐的作用结构及材质335.1.1 发酵目的335.1.2 发酵分类335.1.3 发酵罐结构345.1.4 发酵罐特点345.2 发酵罐容积和个数的确定355.2.1 发酵罐容积355.2.2 发酵罐数量365.3 发酵罐冷却面积和冷却装置的设计365.4 发酵罐的其他尺寸39第6章设备的设计与选型416.1 原料输送装置的选型416.2 液糖化工段426.2.1 糖化罐选型426.2.2 液化罐选型436.2.3 维持罐选型436.3 发酵工段
10、446.3.1 酒母罐选型446.3.2 酒精捕集器456.4 蒸馏工段456.4.1 蒸馏设备456.4.2 换热器的选型456.4.3 粗馏塔的计算466.4.4 精馏塔的设计496.4.5 排醛塔60第7章总体平面设计及全厂定员637.1 总体平面设计637.1.1 总体平面设计依据637.1.2 总体平面设计原则及要求637.1.3 总体平面设计内容647.2 全厂定员657.2.1 全厂定员表657.2.2 工作制度和薪酬制度65参考文献67致谢69iii东北电力大学本科毕业设计说明书（论文）第1章绪论1.1中国酒精工业的发展历史酒精工业是基础的原料工业，其产品主要用于食品、化工、军
11、工、医药等领域。早在1900年，我国的酒精工业就于黑龙江省哈尔滨市开始发展，已有近百年的历史。抗日战争爆发以后，我国开始大量使用乙醇做燃料，乙醇工业在后方发展很快，当时河南、陕西、四川大约有50多家乙醇生产厂。抗日战争胜利后，由于我国经济比较落后，工业基础十分薄弱，粮食产量很低，国内粮食还处于自给的状况，只有少部分粮食用来生产食用酒精，燃料乙醇的价格高于汽油价格，因此也限制了酒精工业的发展。虽经19001949年约50年的演变和设备技术的发展，但全国酒精总产量还不到1万吨。19492000年，中国的酒精产量迅速增长到300万吨，跃居世界第三位。新中国成立后，随着国民经济的发展和白酒液态生产法的
12、推广，酒精工业进入了崭新的发展阶段。历经50年的发展，初步形成了企业生产、工程设计、科学研究、人才培养、设备制造、综合利用、环境保护、标准制定、检验检测、成品运输、产品销售等一个完整的酒精工业体系。2000年中国政府燃料酒精规划的实施，标志着中国酒精产业上了一个大台阶。2001年中国酿酒工业协会酒精分会开始创办专业刊物酒精，体现中国酒精产业又开始了一个科研与生产相结合的新阶段。2003年吉林大型燃料酒精企业的投产，说明中国酒精生产能力已接近世界先进水平。中国酒精制造业的主要原料原来以玉米等粮食原料为主，2006年以来为保证国家粮食安全，政府开始限制粮食酒精的盲目发展，酒精生产原料“非粮化”趋势
13、明显。木薯、甘蔗、甜菜、纤维素等非粮原料在酒精生产中被广泛应用，受油价持续影响，中国燃料乙醇行业迎来历史性机遇，近年来发展迅猛。随着酒精生产技术的不断改进，我国酒精生产的水平已达到新的高度，水、电、汽的消耗量已接近或达到了发达国家的水平。我国酒精产量已从解放初期的1万吨左右到目前的500万吨左右，生产量已有很大的提高。尽管我国酒精工业得到很快的发展，但在生产技术水平、工艺自动控制和劳动生产率等方面与先进国家相比还存在一定的差距。国内各厂家的生产技术水平也不一致。因此，还需继续开发和推广新技术，加强“三废”利用和工艺管理，努力实现生产连续化和自动化，进一步提高酒精工业的生产水平。1.2我国酒精工
14、艺和装备技术的发展我国酒精生产主要是采用微生物发酵法和化学合成法。由于微生物发酵法生产工艺成熟，能耗低，对生产设备要求不高，且能就地取材，充分利用本地资源，因此，该法被广泛采用。化学合成法主要是利用炼焦炭、裂解石油的废气如乙烯等为原料，经化学合成反应而生产酒精。目前我国酒精工业发展迅速，各项生产指标已达到了国际先进水平。各地酒精厂积极挖潜，引进新的工艺技术，主动与大专院校和科研单位联系，开展工艺和设备的技术改造。有些中小型酒精厂为改善工人的劳动强度，提高生产效率，对车间各个工序都尽可能采用连续化生产。以淀粉质原料生产酒精的厂家，大多数采用了风选风送的原料粉碎新工艺，大大减少了车间的粉尘飞扬，改
15、善了劳动条件。糖化剂生产技术已从固体曲生产发展到液体曲生产。蒸煮糖化采用了一级或多级真空冷却工艺，减少了冷却时间，保证了糖化工业的顺利进行。近年来，一些工厂已采用双酶法低温液化和糖化的新工艺，该工艺利用淀粉酶和糖化酶的专一性，反应生产的副产物少，有利于酵母菌进行酒精发酵。从酒精发酵的情况来看，目前已有许多新工艺和新设备出现，这给酒精发酵工业带来了新的活力。1.3解决酒精生产问题的对策当今我国酒精行业面临的最大课题是原料、成本和污染等三个问题。其一，发酵酒精原料的根本出路在于利用纤维原料（包括纤维素和半纤维素在内）来代替粮食原料。这一工艺在美国已基本解决，但成本还较高，生物技术的进一步发展将最终
16、解决这个问题。将粮食原料酒精生产与酒糟处理结合起来，使得酒精生产与饲料生产相结合，实现饲料粮先酿酒精，酒糟做饲料的战略目标是部分解决酒精生产原料的有效途径。其二，降低生产成本可以从节能、菌种选育、提高酒精发酵强度等方面入手。在节能方面，研究无蒸煮工艺和酒精节能回收技术将能量消耗降低50或更多是完全可能的，原料粉碎消耗电能也很大，如何降低粉碎电耗也是应引起重视的问题。在菌种选育方面，常规的诱变育种技术加上遗传工程技术，将有可能获得能直接发酵生淀粉、纤维素、半纤维素的菌株；纤维素酶高产菌株、耐高温酵母和其他优良的酒精发酵微生物、抗杂菌酒精发酵菌也将有得到的可能。高发酵强度酒精发酵新工艺也将会有突破
17、性的进展，现在实验室结果，发酵强度已超过100g/(Lh) ，也就是说比间歇发酵提高了50倍以上，为此，在工业生产上争取达到50 g/(Lh)是完全有可能的。其三，酒糟处理的指导思想应该是将酒糟当作一个有用的原料来处理，要将生产燃料、饲料、肥料或其他生物制剂与酒糟的处理结合起来进行或在工艺中消除污染源，最终达到污染排放。1.4酒精工业的发展趋势随着酒精工业的不断发展，酒精工业已逐步从传统工艺的模式中解放出来。广大工程技术人员都在努力研究和开发新工艺、新设备，选育新的高产稳产的菌种。据有关报导，全世界酒精生产所用原料的各种比例为：废糖蜜占45，石油裂解废气乙烯占20，淀粉质原料占16，亚硫酸盐纸
18、浆废液占7，野生植物及其它约占12。这些数据表明，将来酒精生产原料可能以含有可发酵性糖的工业废弃物为主。 为进一步提高酒精生产水平，各国的工程技术人员都在研究新型的酒精发酵方法，如现已在工业生产上应用的固定化细胞酒精发酵法、耐高温活性干酵母发酵法等的新的发酵工艺。在设备方面也有不少新型生物反应器出现，如单罐连续搅拌反应器、酵母回用连续搅拌反应器、塔式反应器、细胞固定化反应器1等。在新原料利用方面，目前主要有亚硫酸盐纸浆废液、纤维素和半纤维素、乳清、城市废纤维垃圾（含废报纸和卫生纸等），这些原料经适当处理后可进行酒精生产。随着乙醇传感器和微机控制系统的应用，酒精工业生产水平将有新的突破。1.5开
19、发燃料乙醇的意义化工能源已经面临着枯竭的挑战，作为现代液体能源支柱的石油在不久的将来也必将消耗殆尽，因此开发各种替代液体能源已成为当务之急。用燃料乙醇代替汽油用做汽车燃料在全世界范围内掀起了高潮，研究和开发燃料乙醇具有重要的战略意义。乙醇这一传统产品。经过半个多世纪的沉淀之后，自九十年代以来，之所以又重新成为许多国家大力研究和发展的对象，究其原因是人们对乙醇极优越的物理、化学特性有了更深入的认识和了解。乙醇已不单是一种优良燃料，它已经成为一种优良的燃油品质改善剂被广泛使用。目前，许多国家都把无水乙醇在出厂前进行变性处理，得到燃料乙醇，它的主要特性可以概括为四个方面：第一，乙醇是燃油氧化处理的增
20、氧剂，使汽油增加内氧燃烧充分，达到节能和环保的目的；第二，乙醇具有极好的抗爆性能，调和辛烷值一般都在120左右，作为汽油的高辛烷值组分，它可有效的提高汽油的抗爆性（辛烷值）；第三，在新标准汽油中，乙醇还可以经济有效地降低烯烃、芳烃含量，降低炼油厂的改造费用；第四，乙醇是太阳能的一种表现形式，在整个自然界这个大系统中，乙醇的整个生产和消费过程可形成无污染和洁净的闭路循环过程，永恒再生永不枯竭。乙醇是基本的有机化工原料之一，自二十世纪七十年代美国、巴西等国家开始讲乙醇用作汽车燃料以来，乙醇燃料的应用技术已趋成熟。车用乙醇汽油是指在不添加含氧化合物的液体烃类中加入一定量的变性燃料乙醇和为改善使用性能
21、的添加剂，用于点燃式燃机汽车的燃料。它是汽油中加入一定比例的变性燃料乙醇形成的一种新型混合燃料，目前一些国家作为汽车燃料来用。在这种燃料中，乙醇代替了四乙铅基和MTBE，既做增氧剂，又是一种能源。同时，这种燃料可显著降低汽车尾气中的有害物质，起到了净化空气的功效。生产乙醇的原料（淀粉质，糖蜜，纤维质）都是生物转化的太阳能，是一种用之不竭的可再生能源。使用燃料乙醇可以达到节约石油、净化空气和转化过剩的粮食等一举多得之功效。为人类省会的可持续发展提供了一条简单而有效的途径。乙醇汽油的发展可以带动乙醇生产、储存、流通、加工汽车零部件生产等相关产业的发展。例如：可利用乙醇生产基地和设备制造乙醇汽油；为
22、使汽车适应乙醇汽油，一些汽车零部件厂家可是研究生产乙醇汽油专用的发动机、油箱等配件。推广使用乙醇汽油被誉为是一项对国民经济和社会发展有着重要战略意义的利国利民之举。1.6燃料乙醇在国外发展的情况美国是世界上燃料乙醇的主要生产国之一，早在二十世纪三十年代，美国就已开展了燃料乙醇的研究及应用工作。七十年代的世界石油危机和1990年美国国会通过空气清净法（修正案）后，是美国燃料乙醇两个主要发展时期。目前，美国新配方汽油的消耗量约占全美汽油总消耗量的三分之，其中 约有8的新配方汽油使用无水乙醇添加剂。2001年统计：美国的20个州有49个公司建有62个工厂生产燃料乙醇，大部分生产工厂是在美国的中北部地
23、区，西部有7个工厂。美国最重要的股利政策包括部分免除汽油春联邦发动机燃油特许权税和乙醇用作车辆发动机燃料所得税抵免两种，两种鼓励政策名义上 都相对于每升乙醇补贴11.88美分。美国使用玉米为原料的燃料乙醇生产工艺技术较为先进，即玉米加工、液化、糖化、发酵、蒸馏、脱水、变性和副产品生产等工序。美国燃料乙醇的生产和使用，给国家经济、农业生产、贸易、人民生活等多方面带来了极大的益处。巴西燃料乙醇的应用始于二十世纪初，到1930年乙醇汽油混合燃料的使用就达到一定的规模。二十世纪七十年代，为防止国内能源的消耗，尽快利用国内资源代替石油进口，保持经济的发展，巴西政府设立了ProAlcool计划（用生物质原
24、料制备乙醇代替汽油）和ProOleo计划（用植物油代替柴油）。出于多种原因，甘蔗几乎成为巴西燃料乙醇的唯一生产原料。在巴西，燃料乙醇主要以两种方式应用：（1）作为汽油的辛烷值增加剂，混合比例为22；（2）作为纯燃料使用（含水4）。目前巴西年产乙醇1000万吨左右，97用于燃料。巴西是世界上唯一不供应纯汽油的国家，它的主要燃料为四种：纯乙醇（含水乙醇）、乙醇汽油（22乙醇+78汽油）、MEG燃料（60乙醇+33甲醇+7汽油）和柴油。现在，巴西年产乙醇约130亿L，约300万辆汽车使用纯乙醇燃料，1200万辆汽车使用22乙醇混合燃料。巴西实施燃料乙醇计划有三大收益：一是形成了独立的经济能源运行系统
25、；二是刺激了农业、乙醇相关行业大发展，收效270亿美元，并增加就业人数1.52倍；三是大气和生态环境显著改善，CO2含量降低50。现在欧共体中，法国、西班牙和瑞典已生成和使用乙醇汽油混合燃料。其他成员国如荷兰、英国、德国、奥地利等国家的农业部也已向政府提出规划，要求发展燃料乙醇工业。目前，其乙醇汽油混合燃料的使用量大约在12.5亿L以上。1992年欧共体通过法律，统一各种矿物油的消费税，对于可再生资源为原料生产燃料的试验性项目，成员国可采取免税政策，包括燃料乙醇都有税收优惠。由于燃料乙醇生产较汽油成本高，税收优惠的原则是将乙醇汽油价格调到与汽油相当的水平。第2章设计概论2.1毕业设计的目的树立
26、正确的设计思想，在技术上采用先进的生产经验和成熟的科技成果，选择先进可靠、安全适用的工艺流程和工艺条件及生产设备；技术经济指标先进，生产损耗和能量消耗低，在经济上具有合理；对环境污染程度低，在环境保护上具有可行性。对物料、水、电、汽进行平衡计算，对主要生产设备进行选型与计算，同时进行重点设备的设计和重点车间平面布置设计以及全厂平面布置设计，并绘制图纸。通过毕业设计熟悉酒精生产过程和解决一些工程技术问题，培养独立查找、分析和使用技术资料，独立编写设计文件，熟练使用CAD软件绘制工艺流程图和设备装配图的能力。2.2毕业设计的题目年产14万吨燃料乙醇厂初步工艺设计，重点设备为发酵罐。2.3毕业设计的
27、任务（1）选择并确定工厂厂址、生产工艺流程和工艺条件，确定技术经济指标；（2）进行全厂物料平衡计算；（3）主要生产设备的选型和计算；（4）水、电、汽消耗计算；（5）重点设备发酵罐的工艺、设计及讨论；（6）重点车间平面布置设计和全厂平面布置设计；（7）绘制图纸，包括液糖化发酵工艺流程图一张、蒸馏工艺流程图一张、全厂平面布置图一张、重点设备装配图一张。2.4毕业设计的指导思想（1）在技术上采用先进的生产经验和成熟的科技成果，使其具有现实性和先进性；（2）工艺流程、选用设备、工艺控制和工艺条件先进可靠、安全适用；（3）生产技术经济指标先进，生产损耗和能量消耗低，在经济上具有合理性；（4）对环境污染程
28、度低，在环境保护上具有可行性；（5）设计考虑到燃料乙醇厂今后的发展趋势，在建筑和平面布置上及设备选取上，都留有适当的余地，同时又不至于造成现有设备、场地的太大浪费；（6）设计考虑到工人劳动条件的改善及劳动强度的降低，采用一些新工艺、新设备，同时又确保成品质量；（7）设计采用部分自动化仪表控制，使本厂在机械化、自动化水平与国外先进水平差距缩短了。2.5毕业设计的依据依据东北电力大学化学工程学院生物工程专业2013年毕业设计任务书，同时结合工厂实习经验，以及所学专业知识、当地的经济条件、生产生活状况等，进行毕业设计。2.6厂址选择原则厂址选择一般包含地点和场地选择这两个概念。所谓地点选择就是所建厂
29、在某地区内的方位（即地理坐标）及其所处的自然环境状况，进行勘测调查、对比分析。所谓场地选择，就是对所建厂在某地点处的面积大小、场地外形及其潜藏的技术经济性，进行周密的调查、预测、对比分析，作为确定厂址的依据。（1）符合工业布局和地区城市发展规划；（2）充分利用当地的人力、物力、财力和自然资源；（3）节约用地，不占用良田和经济效益高的土地；（4）远离风景游览区和自然保护区，不污染环境，利于三废处理；（5）靠近原料、燃料产地和产品销售地，消除不合理运输。2.7厂址选择（1）选址地点：吉林省吉林市（2）选址依据：交通便利，空气清洁，无污染，水质好，水源丰富。（3）地理状况： 自然条件A. 地理位置吉
30、林市为吉林省辖地级市，吉林市地处东北腹地长白山脉，向松嫩平原过渡地带的松花江畔，三面临水，四周环山。东经12540E12756E，北纬4231N4440N。东接延边朝鲜自治州，西临长春，北与黑龙江省哈尔滨市接壤，南与白山市、通化市、辽源市毗邻。B. 地貌和土壤吉林市有“远迎长白，近绕松花”的地势，由于不同时期的大地构造运动，以及江河的侵蚀、剥蚀和堆积，形成了中山山区低山丘陵区峡谷湖泊区河谷平原区的地貌。地势由东南向西北逐渐降低的地理景观。中山山区，位于吉林地区中、东部和东南部，是全市主要林区和特产区域。南有长白山地龙岗山脉，档南有龙岗山脉的余脉富尔岭，东北部和呼兰岭。松花湖东有老爷岭，湖西有摩
31、天岭、南楼山、肇大鸡山，皆为中山山群。山区中有1000米以上高峰110座。最高山峰南楼山，海拔1404.8米。低山丘陵区，分布在蛟河、桦甸和舒兰市、永吉县的中部。山岭海拔300400米，少数山峰高600700米，是开发较早的区域。森林已经逐渐减退。除占地1748平方公里的吉林市城区外，其他区域是全省重要的农业、林业、畜牧、渔业及工矿区。峡谷湖泊区，分布在丰满电站大坝到白山水库上游金银别的沿湖、沿区区域，是丰满、红石、白山三大梯级电站建成后形成的地貌区域，环境幽美，景色状观，是大有前途的能源、特产、渔业、旅游综合性经济开区和建立良好生态环境的重要生态经济区。河谷平原区，分布在松花江中游、永吉县北
32、部、舒兰市中部及松花江支流的局部地段。一般海拔170220米，耕地集中，土壤肥沃，适宜农事耕作，是重要的农业经济区。C. 水文计划使用的是长白山水或仙马泉的水，其天然纯净，品质优良，无污染，是酿造酒精的绝好佳品。D. 气温、湿度、降雨等吉林市的气候类型属于温带大陆性季风气候，四季分明。春季少雨干燥，夏季温热多雨，秋季凉爽多晴，冬季漫长而寒冷。气温手地形影响，由西、西北向东、东南气温逐渐降低。当地多西南风，详见下列气象资料表2-1。表2-1自然、气象条件表2序号自然、气候要素单位数值备注1海拔m183.83184.092年平均气温4.53极端最高气温36.64极端最低气温40.25最热月（七月）
33、平均气温22.96最冷月（一月）平均气温17.97最热月（七月）平均最高气温27.98最冷月（一月）平均最低气温28.99年平均相对湿度7010最热月（七月）平均相对湿度8011最冷月（一月）平均相对湿度7212年平均水气压Pa87013年平均气压Pa9934214夏季平均气压Pa9845215冬季平均气压Pa10012516年平均降雨量mm668.417日最大降雨量mm119.318小时最大降雨量mm59.919最大积雪深度cm46.920基本雪压KN/m20.4521年最多风向及频率14主导风向：SW22夏季最多风向及频率13主导风向：SE23冬季最多风向及频率11.8主导风向：SW24最
34、大风速m/s27距离地面10米25年平均风速m/s3.426基本风压KN/m20.50距离地面10米27最大冻土深度cm19028冻结日期11月22日29解冻日期3月31日续表2-1自然、气象条件表序号自然、气候要素单位数值备注30年日照时数2454.7时31年平均雷暴日数41天32年均蒸发量135.6mm 技术经济条件A. 原料供应与销售吉林农业发达，大豆、水稻、玉米、高粱等杂食始终保持稳产高产。公司产品可销售于东北三省，并远销华北地区及全国各地。B. 能源供应、电热及燃料供应吉林市一座新的工业城市，机械、食品工业为两大支柱产业。能源，化工，建材，电子工业具有明显优势。医药，纺织，冶金工业潜
35、力很大。C. 交通运输吉林地理位置优越，交通十分便利，是东北地区中部的重要交通枢纽。京哈，哈大，平齐，平梅铁路在市内交汇。哈大电气化改造已经开始，京哈，集锡，沈明三条国道在境内贯穿，哈大高速公路至长春大连段已经开通。通过以上的调研分析可见，建设项目所在地的地理位置，地形地貌，气候，水文，地址无不良影响，能够满足建厂条件。2.8原料来源、规格用于酒精发酵的原料主要有：谷物原料（玉米、小麦、高粱、水稻）；薯类原料（甘薯、木薯、马铃薯）；糖质原料（甘蔗、甜菜、糖蜜）和纤维素原料。在这几类原料中，按目前生产水平，谷物原料中的玉米以其栽培面积大并逐年扩增，亩产不断提高而占据原料主导地位。但随着科技发展，
36、能源短缺，燃料乙醇消耗量加大，国家明确提出“因地制宜，非粮为主”，酒精生产的原料种类逐渐扩展到含纤维素的城市废弃物或工业低价值副产品等。酒精厂常采用的谷物原料主要有玉米、高粱、小米、大麦和已霉变的大米和小米等，而依据我国目前酒精工艺的生产经验和成熟的科技成果，以及针对燃料乙醇厂可实施性，结合各方面因素，本课题设计选用玉米为酒精生产主要原料。玉米品种很多，如裂皮玉米、硬皮玉米、马齿玉米、甜玉米等，其中以马齿玉米淀粉含量高，产量大。一般黄色玉米的淀粉含量较白色玉米高。淀粉集中于胚乳内，淀粉颗粒的形状呈不规则形，组织堆积非常紧密。玉米的特点是在胚芽中含3040的脂肪，它是由72的液态脂肪酸和28的固
37、态脂肪酸组成。（1）来源：玉米采购在吉林省吉林市（2）规格及标准玉米粉（玉米渣、玉米糁）是由脱皮、脱胚的优质玉米精制而成。无有害、有毒物质，无沙子或其他不纯物。质量一致且符合食品级，无任何添加剂和抗氧剂。外观：（色泽、气味、口味）正常，无霉变，无杂物，白色至黄色自由流动的颗粒，没有其他杂质。气味：具有特有的玉米香味，没有酸味，霉变的味道及其他异味。表2-2玉米的化学组成/水分蛋白质脂肪淀粉粗纤维灰分7168103.1560651.31.7表2-3 玉米的理化指标3项目单位指标细菌总数Cfu/mg50,000大肠菌数MPN/100mg100霉菌及酵母数Cfu/mg2,000磷化物定性阴性氰化物定
38、性阴性碱性金属物含量0.003汞mg/kg以Hg计0.02黄曲霉毒素B1g/kg5表2-4 技术指标（杂粮）等级单位普通玉米粉（国标）精制玉米粉（国标）粗细度目数通过10通过10水分1414皮胚含量干基5.02.0含砂量0.030.02磁性金属物g/kg0.0030.003脂肪酸值mgKOH/100g8080铅mg/kg0.50.52.9主要辅料的质量标准在酒精生产中，常用的辅助材料主要有麸皮、米糠、酶制剂、硫酸等。（1）麸皮是面粉生产过程中的一种副产品，它具有培养霉菌的良好性能，麸皮中除含有碳水化合物、蛋白质、脂肪、纤维及灰分等外，还含有多钟酶系。麸皮的外观指标和理化指标见表2-5所示。表2
39、-5麸皮的技术指标4等级规定外观指标理化指标淀粉含量水分一级片大，新鲜发白，有麸皮香味，手握松软21以上12以下二级片较大，发红或红白掺杂，有麸皮香味，手握松软19以上12以下三级片小，发红或发白，麸皮香味淡薄，手握不松软18以上12以下四级外观与三级相同，但有块状发霉现象18以下（2）米糠，一般是指淀粉工厂和谷物加工厂的副产品或下脚料。其淀粉含量不高，但仍含有一定的淀粉和氮源，能用于酒精生产。在米糠中含有许多胚芽，含油量较多。因此，在酒精生产时，应采用已榨过油的米糠饼。（3）酶制剂大多为耐高温淀粉酶、高活性糖化酶和酸性蛋白酶。耐高温淀粉酶是酒精生产液化工序重要的酶制剂，酶活力高、价格低，其作
40、用是与液化喷射器协同完成淀粉液化过程，一般选用大包装液体剂型。高活性糖化酶可以将液化后的短链淀粉和糊精彻底水解为葡萄糖，其中液体剂型以其酶活力高、成本低而成为必选剂型。酸性蛋白酶对淀粉质的原料颗粒有溶解作用。酒精发酵生产中添加适量的酸性蛋白酶，可降低醪液黏度，提高酒精产率。其中耐高温淀粉酶的性质如下表2-6。表2-6耐高温淀粉酶性质5项目标准最适pH值5.57.0最适作用温度90以上Ca2+浓度5070mg/kg液化力120KNU/g或800.000mwu/g糖化酶要求：（1）外观：固体时，粉状，无结块。液体时，黄褐色，允许有少量凝集物。（2）质量标准：见表2-7。表2-7糖化酶质量标准6项目
41、标准酶活力，u/g(mL)60000，80000，100000，150000，200000水分，不小于 8.0细度(通过40目铜网筛)，不小于 80酶活力保存率(室温，半年)，不小于 80重金属(以Pb计)，不超过 0.004铅，不超过 0.001砷(以As计)，不超过 0.0003黄曲霉毒素B1，不超过 0.0000005大肠菌群，个/100g(ml)不超过 30沙门氏菌不得检出（4）硫酸在酒精生产中主要用来调整醪液的pH。H2SO4含量在92以上，砷含量不允许大于0.0001。98的浓H2SO4密度为1.8365g/cm3（20）。（5）活性干酵母外观指标见表2-8。表2-8活性干酵母性质
42、项目性质色泽淡黄至浅黄色形状颗粒或条状气味具有酵母特殊气味，无异味杂质无异物无异物48酵母活细胞率80保存率85水分5.0致病菌（沙门）不得检出重金属（以铅计）202.10水的质量标准酒精工厂是用水大户，主要有工艺过程用水，成品和半成品冷却用水，锅炉用水和各种洗涤用水。酒精生产的许多工序，如拌料蒸煮，稀糖液制备，糖化剂和酒母制备等都要用水，由于水直接参加到生产过程中去，它的组成对工艺就会产生实质性的影响。工艺用水要求符合饮用水标准。水的硬度应不超过7毫克当量/L，即中等硬度的水。不符合要求的天然水要经过必要的处理才能应用。处理的方法包括砂滤，胶体杂质的凝聚，氯处理和水软化处理。冷却用水硬度也不
43、能过高，否则容易引起设备和管道表面结垢，影响冷却效果。硬度过高的水不能用于酒精生产，因为所有的酒精生产工艺过程都是在弱酸性的条件下进行的（pH4.55.5）。表2-9水的硬度分类7水质类别硬度值碱性离子浓度（mmol/L H2O）较软水04.001.44软水4.18.01.452.88中硬水8.112.02.894.21较硬水12.118.04.336.48硬水18.130.06.4910.80极硬水31.010.81表2-10酒精用水质量指标参考指标单位工艺水冷凝水温度2025总硬度d410pH78NO2mg/L0.2Cl5025Fe0.10.05压力MPa0.30.3悬浮物无无说明：碳酸盐硬度5d。2.11燃料乙醇成品的质量标准不管原料的品种如何，我国生产的酒精均要符合国家标准（GB39481），根据国家标准我国生产的酒精共分优级、一级、二级、三级和四级等5个规格。不同规格的酒精只能应用于与其规格相符合的目的和对象。其中变性燃料乙醇国家标准GB1835020018见表2-11。表2-11变性燃料乙醇国家标准GB183502001项目单位指标外观清澈透明、无肉眼可见悬浮物和沉淀物乙醇（体积）92.