酒精发酵厂设计

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β=αR+αλ,

式中:αR-在对流作用下从器壁至周围空气的给热系数 αλ-热辐射的直接给热播系数,千卡∕米2时℃

在垂直度排列的平壁和圆筒壁的情况下,对于平静状况中的空气: αR=2.2(tC-tB)1∕4,千卡∕米2时℃

αλ=C(TC∕100)4-(TB∕100)4, 千卡∕米2时℃ 式中:TC=273+ tC-辐射热量的器壁的绝对温度,K TB=273+ tB-周围介质的绝对温度,K tC-器壁的温度,℃ tB-周围空气的温度,℃

C-辐射系数,千卡∕米2时℃,对于铜4.6,对于木材3.86,对于表面粗糙的铜3.6. c是水的比热,c=0.9983-0.005184t∕100+0.006912(t∕100)2千卡∕千克℃, 其中,t是水的温度。

空气的比热c=0.2404+0.00000843t千卡∕千克℃,其中t是空气的温度。

原料(红薯,谷物)的比热与其干燥物质的含量和温度有关,对于正常状况下的原料,在温度从0℃至+t℃时,原料的比热依照下列公式求出, c=1-0.0.007s千卡∕千克℃

对于冰冻的原料,在温度从-t℃至0℃时, c=0.5-0.002s千卡∕千克℃

式中:s是干物质在原料中的含量,以原料重量的百分率表示。

酒精生产中液体中间产物(糖化液,酒母,醪液,麦芽乳)的比热: c=c0(100-w)∕100+w∕100, 千卡∕千克℃, 式中:c0=0.30-液体中干物质的比热,千卡∕千克℃ w=100-s-水的含量,以百分率表示。

热量计算的最终目的之一是求取载热体的消耗量。已知总的热消耗量,便不难算出进行这个热过程的载热体的消耗量: D=Q∕(i-θ)千克,

式中,除前面的符号外,i-加热蒸汽的热含量,千卡∕千克 θ—冷凝水的温度,℃,

当用直接蒸汽加热时,加热蒸汽的消耗量:D=Q∕(i-tK)千克 式中,除前面的符号外,tK-液体的终温,℃

用于冷却的冷却水消耗量:W=Q∕(tK-tH)千克, 式中:tK-水的终温,℃

tH –水的初温,℃

5 物料流程图

物料流程图一般是在初步设计阶段,完成工艺平衡计算后,在全厂总工艺流程图基础上绘制的。它是一种图形与表格结合的形式,反映设计计算结果,表达各车间内部工艺物料流程的图样。图样采用展开图形式,按工艺流程次序,自左至右画出一系列设备的图形,,并配以物料流程线和必要的标注和说明。在流程上标注各物料的组分、流量以及设备特性数据等。,如附图4

6 厂址选择

6.1 厂址选择的重要性

厂址选择的含义是在指定的某一地区内,根据新建厂所必须具备的条件,结合发酵工厂的特点,进行详尽调查(或复查)、勘测工作,就可能建厂的几个厂址的技术经济条件,列出几个方案,进行综合分析比较,从中择优确定厂址。

厂址选择一股包含地点和场地选择这两个概念。所谓地点选择就是对所建厂在某地区内的方位(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,进行周密的调变、预测、对比分析,作为确定厂址的依据。现将这两个概念内,选择厂址酌—股原则概述如下。

6.2 厂址选择一般原则 6.2.1 自然条件 ①地理位置

选择厂址时应当了解所选厂址的方位及其与城镇的关系,用围地段的地理情况和在该处建厂的有利及不利条件。根据发酵工业生产方式及产品销售的特点,厂址应处在城镇郊区。通常在工厂设计中,厂址离主要消费(集散)中心的距离与城市规模、生产厂规模成正比。

另外,厂址选择应考虑微生物发酵工厂对环境因素的特殊要求,如酒精厂防火要求。

②地形、地势与地质

现代化的发酵工厂,从原料-糖化-发酵-分离提取-精制-包装,是一条流水作业线。车间占地面积较大且为矩形者多,因此要求厂址地形及外形整齐为好,最适

宜者为矩形(经验的边长比例约2.5:1.0为宜)。这样,有利于工厂总平面的布置。地势是用厂址地面的自然坡度和凸凹不平度来描述的。厂址选择要求地势平坦,自然坡度最好在5/1000以下(指自中心向四周或自一边向另—边的海拔高度差),以利于排泄雨水、厂内交通运输及厂房建筑物座落基础施工。厂址的地形与地势的详细描述,是由地形图上的等高线与座标网等标注的。地质条件还应符合建筑工程要求。对厂址的地质构造、土壤类型、地耐力等情况进行调查研究,必要时还应钻探。在厂址范围内,不应有地下矿藏、流沙、淤泥和古墓。地面地耐力不能低于120—l50kN/m2。地下水位最高在车间地坪标高一2.5m以下。

③水文

要有丰富的水源包括地表水、深层水(深井水)、水库水(雨水)、江河水(露天水)及泉水(有压水)和城市白来水等。根据发酵工厂的特点,水质要满足生产工艺要求,包括满足饮用水质标准及酸适用水标准、硬水及软化水等。一般深井水及泉水的水量、水混、水质均较适宜;地表水、水库水、江河水的水量大而水质不高;城市自来水来源方便但价格不仪宜。使用时要注意其合理性与经济性。

厂址附近的洪水水位、流向及淹没情况,都应熟悉。—般要求厂址的相对标高应该在最高洪水水位的0.5m以上。 ④气象

气象资料是工厂总平面布置的重要依据之一,也是厂房设计和排水系统设计的主要依据。我国规定每隔10-15年举行气象记录普杏。其主要内容包括以下各项: (1)温湿度 全年平均气温、平均湿度,最热月及最冷月的平均气湿、湿度,最高气温与湿度和最低气温与湿度。

(2)降顺量 全年平均降雨量及一次最大降雨量和持续时间。 (3)冬季积雪情况。

(4)冰冻期及地层冰冻深度、土壤温度。 (5)风玫瑰图及风级表等。

(6)最高最低气压及全年平均气压等。

(7)全年日照数、各月日照分布情况等。 ⑤地震

厂址的自然条件十分复众,千差万别。在厂址选择的时,不仅要注意其常年平均数据,还向特别注意周期性异常数据(指最高最低值)。在厂址选择工作上、必须要有长远观点,不能存权宜之计。如果视厂址的自然条件于不顾或者调查研究不透,就会留下隐患,给工厂长期生产、技术管理及经济效益带来重大损失。

6.2.2 技术经济条件

①原料供应与产品销售

发酵工业产品品种繁多,原料范围广泛,有农、林、牧、水等天然原料,也有工业产品或副产品。选择厂址时应对原料的产地、供应、运输、贮藏(有些品种需要保鲜)及其规格质量、化学成分等技术经济性状进行调查分析。所选的厂址应尽量靠近原料产地,异地原料应保证供应方便,减少运输损失,进厂后须有相应的贮备工艺(贮备量、贮仓面积、贮藏管理等),以保证正常生产,降低原料成本。

选择厂址时,一定要以产品品种数量向市场预测紧密联系起来为原则。满足销售对象区域性的风俗习惯与广泛性的更新要求。把握国内外产品在厂址地区内的销售数量和品种比例等销售动态。以厂址选择求市场活跃,提高本厂产品声誉与销售利润。

②能源供应

电、热及燃料供应方便是选择厂址的重要原则之一。首先要对厂址与高压电网的距离、电源设备和电压等情况洋纫了解,以使确定输电方式和厂内变压配电所的位置。

发酵工厂的耗汽量较大,故热源供应量也较大。选择厂址要考虑供热方式、汽量及汽压等情况。如厂址与城市热电站邻近,热汽可由它供应。此种方式优点是方便卫生,缺点是费用高、汽压有限度。如厂址远离热电站,则应自建锅炉房为最好,但要掌握燃料的来源、燃料发热值及数量,以求降低汽耗与燃料消耗。

③给排水

发酵工厂用水量较大(高达100t水/t产品以上),而水质标淮高(特别是酿造用水标准更高)。所选择的厂址必须有符合要求的水源。最好在所选厂址内,能白己钻井以建造水塔获得探井水。这样,水质好(无污染)、水温低(常年15—17℃)、给水量准确(由深并泵流量控制)。当然,有两种以上的水泥在经济上是最为合理的。

厂区生产废水、污水及雨水的排放量很大,其量超过给水量。其中除部分工艺性废水可以处理后使用外,其余均要排除,但必须符合废水排放标堆。为此所选厂址应尽量靠近城市的排水系统,以偏统一处理。如附近无排水系统,则需自行设置污水处理站排放。

④所选厂址应有足够的场地面积

场地面积以有利于全厂总平面图的合理布置,符合工厂规模的需要,提高全厂性的技术经济指标,并有一定的扩建余地为原则。对于地势凸凹小平、坡度较大的场地,可以采用阶梯式面积划片,以便集中布置,提高场地利用系数。

应当指出:对于凸四不平的场地,为提高场地面积利用系数,要挖土填石,应

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