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化学生物专业玉米发酵生产燃料乙醇的工艺设计
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玉米发酵生产燃料乙醇的工艺设计
Cornto producefuelethanolfermentation
processdesign
目 录
1 概述 1
1.1 乙醇的性质及质量标准 1
1.1.1 物理性质 1
1.1.2 化学性质 1
1.1.3 生化性 1
1.1.4 质量标准1
1.2 主要生产工艺 2
1.2.1 合成法 2
1.22 发酵法3
3 乙醇发酵工艺7
3.1 玉米的处理 7
3.1.1 原料除杂 7
3.1.2 原料粉碎 7
3.1.3 原料输送 7
3.2 液化和糖化 8
3.2.1 液化 8
3.2.2 糖化 9
3.3 乙醇发酵 9
3.3.1 乙醇发酵常用的微生物 9
3.3.2 酵母生长条件 9
3.3.3 酵母的培养工艺 10
3.3.4 发酵乙醇的机理 11
3.3.5 乙醇发酵工艺 12
3.3.6 乙醇发酵的成熟指标 12
3.4 空气除菌与设备 12
4 物料衡算 15
4.1 原料消耗的计算 15
4.1.1 每吨 99.5% 乙醇玉米的消耗量 15
4.1.2 每吨 99.5% 乙醇α-淀粉酶的消耗量 15
4.1.3 每吨 99.5% 乙醇糖化酶的消耗量 15
4.2 醪液量的计算 16
4.3 发酵过程的计算 17
4.3.1 发酵罐的计算 17
4.3.2 发酵热的计算 18
4.3.3 成熟醪发酵液中乙醇含量 19
4.4 产品精制 19
4.4.1 计算机模拟结果 20
4.4.2 塔高与塔径 21
4.4.3 塔(T-2)塔板主要工艺尺寸26
4.4.3.1 溢流装置的计算 26
4.4.3.2 塔板分块 28
4.4.3.3 筛板计算 28
4.4.3.4 筛板的流体力学验算28
4.4.4 塔板负荷性能图的计算29
4.5 换热器选型 33
4.5.1 塔（T-1 ）塔顶冷凝器（E-1 ）33
4.5.2 塔（T-2 ）塔顶冷凝器（E-2 ）33
4.6 储罐选型 34
4.6.1 储罐(V-1)34
4.6.2 其它储罐选型 34
4.7 泵的选型 35
4.7.1 泵(P-1) 35
4.7.2 其它泵的选型 35
4.8 小结35
符号说明36
参考文献37
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 C H OH ，结构简式为
2 5
CH CH OH ，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
3 2
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
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