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1、發(fā) 酵 工 廠 工 藝 設 計黃 祖 新 第 一 章 緒 論 教 學 目 的 ： （ 1） 了 解 發(fā) 酵 工 廠 工 藝 設 計 課 程 目 的 和 任 務 （ 2） 發(fā) 酵 工 廠 工 藝 設 計 的 內(nèi) 容 和 組 成 第 一 節(jié) 工 廠 設 計 課 程 的 任 務 一 、 是 一 門 什 么 樣 的 課 程 （ 1） 學 習 本 門 課 程 的 基 礎 （ 2） 本 課 程 的 定 性 ： 一 門 綜 合 性 、 實 踐 性 很 強的 專 業(yè) 課 。 二 、 本 課 程 的 任 務 ： 基 本 建 設 的 工 作 程 序 、 內(nèi) 容和 設 計 范 圍 分 工 ； 生 產(chǎn) 工 藝 設 計

2、 規(guī) 范 、 基 本 方 法和 步 驟 ； 畫 一 張 帶 控 制 點 的 工 藝 流 程 圖 。 三 、 如 何 學 好 本 課 程 : 百 年 大 計 、 質(zhì) 量 第 一 ； 理 論 聯(lián) 系 實 踐 ； 學 以 致 用 兩 個 基 本 問 題 (1)一 個 工 程 項 目 的 提 出 : 社 會 發(fā) 展 工 業(yè) 布 局 市 場 需 要 地 區(qū) 和 行 業(yè) 發(fā) 展 規(guī) 劃 (2)基 本 建 設 的 程 序 : 建 設 前 期 :項 目 建 議 書 , 可 行 性 研 究 報 告 , 設 計 任 務 書 初 步 設 計 和 總 概 算 . 建 設 期 :包 括 實 際 勘 察 、 設 計 工

3、作 （ 編 制 設 計 文 件 ） 、施 工 安 裝 、 試 產(chǎn) 驗 收 ， 交 付 使 用 。 生 產(chǎn) 期 第 二 節(jié) 項 目 建 議 書 、 可 行 性 研 究 、 設 計 任 務 書 1、 項 目 建 議 書 ： 是 向 國 家 省 、 市 有 關 主 管 部 門 直 接 申 請 工程 項 目 的 文 件 ， 是 設 計 工 作 的 前 奏 。 主 要 內(nèi) 容 ： 項 目 名 稱 、 建 設 項 目 的 依 據(jù) 和 必 要 性 。 產(chǎn) 品 方 案 、 市 場 預 測 、 建 設 規(guī) 模 和 地 點 的 初 步 設 想 。 資 源 、 建 設 條 件 、 技 術 和 設 備 的 初 步 分

4、 析 。 環(huán) 境 保 護 。 投 資 估 算 、 資 金 籌 措 和 還 貸 能 力 的 大 體 測 算 。 項 目 實 施 規(guī) 劃 。 工 廠 組 織 和 勞 動 定 員 估 算 。 經(jīng) 濟 效 果 和 社 會 效 益 的 初 步 估 算 。 2、 可 行 性 研 究 ： 由 上 級 主 管 部 門 組 織 ， 對 擬 建 工 程 項 目 的技 術 性 、 經(jīng) 濟 性 和 工 程 實 施 性 ， 進 行 全 面 調(diào) 查 、 預 測 、 分 析和 論 證 ， 作 出 是 否 合 理 可 行 的 科 學 評 價 ， 寫 出 可 行 性 研 究 報告 。 作 為 編 制 設 計 任 務 書 的 主

5、 要 依 據(jù) 。 總 論 ： 項 目 背 景 、 投 資 必 要 性 、 經(jīng) 濟 意 義 。 市 場 需 求 預 測 和 建 設 規(guī) 模 原 材 料 、 燃 料 及 資 源 情 況 建 廠 條 件 和 廠 址 方 案 設 計 方 案 ： 技 術 路 線 、 廠 址 布 置 、 輔 助 設 施 、 交 通 環(huán) 境 保 護 ： 預 測 項 目 對 環(huán) 境 影 響 、 三 廢 處 理 方 案 企 業(yè) 組 織 、 勞 動 定 員 和 人 員 培 訓 。 投 資 估 算 和 資 金 籌 措 ： （ 流 動 資 金 、 資 金 來 源 、 貸 款 償 付 方 式 、 投 資 回 收 期 ） 經(jīng) 濟 效 果

6、 和 社 會 效 益 的 評 價 。 （ 靜 態(tài) 分 析 和 敏 感 性 分 析 ） 3、 設 計 任 務 書 ： 在 可 行 性 研 究 的 基 礎 上 進 行 編 制的 指 導 性 文 件 ， 是 確 定 基 本 建 設 項 目 ， 編 制 設 計 文件 的 主 要 依 據(jù) 。 一 般 包 括 文 件 內(nèi) 容 和 附 件 兩 個 部 分 。主 要 文 件 內(nèi) 容 : 建 設 目 的 依 據(jù) ,項 目 名 稱 建 設 規(guī) 模 ,產(chǎn) 品 方 案 ,生 產(chǎn) 方 法 原 材 料 ,燃 料 ,動 力 供 應 廠 址 和 地 點 ,地 理 自 然 條 件 ,交 通 運 輸 等 要 求 . 資 源 綜

7、合 利 用 和 三 廢 治 理 建 設 工 期 及 設 計 施 工 單 位 投 資 及 勞 動 定 員 經(jīng) 濟 效 益 和 技 術 水 平 原 有 固 定 資 產(chǎn) 利 用 率 和 生 產(chǎn) 潛 力 的 發(fā) 揮 . 附 件 內(nèi) 容 : 原 材 料 供 應 和 原 料 基 地 廠 址 的 地 形 與 地 勢 、 工 程 地 質(zhì) 、 水 文 、 氣 象 和 地 震等 資 料 。 土 地 使 用 批 準 書 及 能 源 、 交 通 等 協(xié) 議 書 有 關 預 測 經(jīng) 濟 效 果 的 資 料 及 計 算 依 據(jù) 引 進 設 備 附 國 家 批 準 文 件 和 新 工 藝 、 新 設 備 鑒 定 書 擴 建

8、 工 程 附 上 廠 總 平 面 圖 及 主 要 設 備 平 衡 表 。 第 三 節(jié) 發(fā) 酵 工 廠 工 藝 設 計 內(nèi) 容 和 組 成1.發(fā) 酵 工 廠 工 藝 設 計 的 主 要 依 據(jù) ： （ 1） 可 行 性 報 告 以 及 設 計 計 劃 任 務 書（ 2） 項 目 總 負 責 人 下 達 設 計 工 作 提 綱 和 技 術決 定（ 3） 已 經(jīng) 批 準 的 應 用 新 技 術 試 驗 研 究 報 告 和技 術 鑒 定 證 書2.發(fā) 酵 工 廠 工 藝 設 計 的 內(nèi) 容 負 責 全 廠 生 產(chǎn) 工 藝 流 程 設 計 和 各 生 產(chǎn) 車 間的 設 計 ， 并 向 配 套 專 業(yè) 人

9、 員 提 供 設 計 依 據(jù) 、 提出 設 計 要 求 。 3.發(fā) 酵 工 廠 工 藝 設 計 的 組 成 生 產(chǎn) 工 藝 設 計 ： 是 主 導 設 計 并 協(xié) 調(diào) 各 專 業(yè) 設 計 作 用 ， 其 他 配套 設 計 根 據(jù) 生 產(chǎn) 工 藝 的 要 求 進 行 設 計 ， 應 該 符 合 工 藝 技 術 先 進性 、 經(jīng) 濟 合 理 性 、 安 全 適 用 可 靠 、 環(huán) 境 污 染 程 度 。 非 生 產(chǎn) 工 藝 設 計 ： (包 括 土 建 、 采 暖 、 通 風 、 供 水 、 供 電 、 供熱 ）4.兩 階 段 設 計 ： 擴 大 初 步 設 計 施 工 圖 設 計 （ 1） 初

10、步 設 計 （ 擴 大 初 步 設 計 ） 在 建 設 前 期 的 總 概 算 前 必 須完 成 的 。 （ 2） 施 工 圖 設 計 在 建 設 期 階 段 修 改 初 步 設 計 ， 分 批 交 付 施 工圖 紙 ， 修 正 概 算 。 5.初 步 設 計 ： 初 步 設 計 就 是 根 據(jù) 批 準 的 設 計 任 務 書 ，進 行 踏 勘 測 量 ， 并 編 制 初 步 設 計 文 件 。 是 根 據(jù) 選 定的 設 計 方 案 進 行 更 具 體 更 深 入 的 設 計 。 在 論 證 技 術可 能 性 、 經(jīng) 濟 合 理 性 的 基 礎 上 提 出 設 計 標 準 、 基 礎形 式 、

11、 結 構 方 案 以 及 水 、 暖 、 電 等 各 專 業(yè) 的 設 計 方案 。 設 計 文 件 由 設 計 總 說 明 書 、 設 計 圖 紙 、 主 要 設 備 和材 料 表 、 工 程 概 算 書 四 部 分 組 成 。 設 計 圖 紙 主 要 有 帶 控 制 點 工 藝 流 程 圖 和 車 間 設 備 布置 圖 等 。 初 步 設 計 具 體 內(nèi) 容 ： 一 般 包 括 設 計 的 依 據(jù) 和 指 導 思 想 ； 建 筑 規(guī) 模 、 產(chǎn) 品方 案 、 原 材 料 、 燃 料 和 動 力 的 需 用 量 與 來 源 ； 工 藝流 程 、 主 要 設 備 選 型 和 配 備 ； 主 要

12、建 筑 物 、 構 筑 物 、公 用 和 輔 助 設 施 、 生 活 區(qū) 建 設 ； 占 地 面 積 和 土 地 使用 情 況 ； 總 圖 運 輸 ； 外 部 協(xié) 作 配 合 條 件 ； 消 防 設 施 、環(huán) 保 措 施 和 抗 震 設 防 等 ； 生 產(chǎn) 組 織 、 勞 動 定 額 和 主要 技 術 經(jīng) 濟 指 標 及 分 析 ； 建 設 進 度 和 期 限 ； 工 程 總概 算 等 內(nèi) 容 。 初 步 設 計 步 驟 6.施 工 圖 設 計 ： 施 工 圖 設 計 主 要 是 根 據(jù) 初 步 設 計 審定 的 設 計 原 則 ， 設 計 方 案 、 技 術 決 定 進 一 步 具 體 和深

13、 化 ， 在 擴 大 初 步 設 計 的 基 礎 上 ， 完 善 流 程 圖 設 計和 車 間 布 置 設 計 ， 進 而 完 成 管 道 配 置 設 計 和 設 備 、管 路 的 保 溫 及 防 腐 設 計 ， 提 供 滿 足 施 工 需 要 的 圖 表資 料 及 施 工 組 織 計 劃 等 。 工 藝 專 業(yè) 主 要 內(nèi) 容 包 括 ： 工 藝 圖 紙 目 錄 、 工 藝 流 程圖 、 設 備 布 置 圖 、 設 備 一 覽 表 、 非 定 型 設 備 制 造 圖 、設 備 安 裝 圖 、 管 道 布 置 圖 、 管 架 管 件 圖 、 設 備 管 口方 位 圖 、 設 備 和 管 路 保

14、 溫 及 防 腐 設 計 等 ； 非 工 藝 專 業(yè) 主 要 內(nèi) 容 包 括 ： 有 土 建 施 工 圖 、 供 水 、供 電 、 給 排 水 、 自 控 儀 表 線 路 安 裝 圖 等 。 第 二 章 廠 址 選 擇 及 總 平 面 設 計第 一 節(jié) 廠 址 選 擇 在 指 定 的 某 一 地 區(qū) 內(nèi) ， 根 據(jù) 新 建 廠 所 必 須 具 備的 條 件 ， 結 合 發(fā) 酵 工 廠 的 特 點 ， 進 行 詳 盡 的 調(diào) 查勘 測 工 作 ， 就 可 能 建 廠 的 幾 個 廠 址 的 技 術 經(jīng) 濟 條件 ， 列 出 幾 個 方 案 ， 進 行 綜 合 分 析 比 較 ， 從 中 擇優(yōu) 確

15、 定 廠 址 。 一 般 包 括 地 點 選 擇 （ 決 定 方 位 和 自 然 環(huán) 境 ） 和 場地 選 擇 （ 面 積 大 小 、 場 地 外 形 及 技 術 經(jīng) 濟 性 ） 。 最 省 的 投 資 費 用 ； 按 質(zhì) 按 量 按 期 完 成 工 廠 設計 的 各 項 指 標 ； 投 產(chǎn) 后 長 期 生 產(chǎn) 技 術 管 理 ； 原 材料 和 成 品 的 產(chǎn) 供 銷 ； 國 家 地 區(qū) 的 工 業(yè) 布 局 和 城 市規(guī) 劃 ； 企 業(yè) 的 發(fā) 展 遠 景 。 廠 址 選 擇 的 一 般 原 則 ：1、 自 然 條 件 ： 地 理 位 置 地 形 地 勢 與 地 質(zhì) 水 文 與 氣 象 地 震

16、2、 技 術 經(jīng) 濟 條 件 ： 原 料 供 應 與 產(chǎn) 品 銷 售 能 源 供 應 給 排 水 交 通 運 輸 節(jié) 約 用 地 ， 少 用 耕 地 符 合 城 市 規(guī) 劃 場 地 有 效 利 用 與 遠 景 規(guī) 劃 基 建 施 工 條 件 環(huán) 境 保 護 及 三 廢 處 理 第 二 節(jié) 工 廠 總 平 面 設 計 1、 工 廠 總 平 面 設 計 ： 是 指 工 廠 中 所 有 建 筑 物 、構 筑 物 、 露 天 堆 場 、 交 通 運 輸 、 工 程 管 線 及綠 化 區(qū) 等 相 互 位 置 圖 的 設 計 。 是 工 廠 總 體 布置 的 平 面 設 計 。 一 般 總 平 面 設 計

17、 與 總 平 面 圖的 繪 制 是 由 專 門 的 總 圖 的 專 業(yè) 技 術 人 員 負 責完 成 的 。 2、 總 平 面 設 計 的 基 本 內(nèi) 容 ： （ 1） 平 面 布 置 設 計 （ 2） 豎 向 布 置 設 計 （ 3） 運 輸 設 計 （ 4） 管 線 綜 合 設 計 （ 5） 綠 化 設 計 (1)平 面 布 置 ： 在 考 慮 適 應 廠 區(qū) 地 形 的 同 時 ， 合 理 地 安 排 全 廠的 每 個 廠 房 、 構 筑 物 、 原 料 堆 場 、 道 路 、 工 程 管 線 及 綠 化 、美 化 環(huán) 境 設 施 等 在 廠 區(qū) 平 面 上 的 相 對 位 置 ， 使

18、其 適 應 生 產(chǎn) 工藝 流 程 的 要 求 ， 以 及 各 個 車 間 配 合 的 需 要 。 (2)豎 向 布 置 ： 以 工 藝 為 主 體 ， 決 定 建 、 構 筑 物 的 設 計 標 高 ，使 之 互 相 協(xié) 調(diào) ， 解 決 地 形 起 伏 和 雨 水 排 除 問 題 ， 并 據(jù) 此 確 定填 土 和 挖 土 方 的 工 程 量 。 主 要 目 的 是 既 要 工 藝 流 程 合 理 順 暢 ，又 要 節(jié) 省 土 方 量 ， 節(jié) 約 投 資 。 (3)運 輸 設 計 ： 確 定 廠 內(nèi) 、 外 的 運 輸 方 式 ， 并 據(jù) 此 進 行 道 路 、鐵 路 (廠 內(nèi) 專 用 線 )以

19、 至 碼 頭 等 的 設 計 。 (4)管 線 綜 合 布 置 ： 工 藝 和 水 、 電 、 汽 等 各 種 工 程 管 線 的 設計 應 分 別 由 各 部 門 的 專 業(yè) 設 計 人 員 負 責 。 但 為 了 合 理 地 布 置這 些 管 線 ， 在 總 平 面 設 計 時 ， 必 須 根 據(jù) 地 上 、 地 下 各 種 管 線的 特 點 來 綜 合 地 規(guī) 定 它 的 標 高 、 位 置 和 占 地 寬 度 ， 使 之 相 互協(xié) 調(diào) ， 布 置 得 合 理 而 又 經(jīng) 濟 。 （ 5） 綠 化 設 計 ： 主 要 包 括 綠 化 方 式 選 擇 、 綠 化 區(qū) 布 置 3、 總 平

20、面 設 計 的 基 本 要 求 ：1. 符 合 生 產(chǎn) 流 程 的 要 求2. 生 產(chǎn) 主 廠 房 布 置 廠 區(qū) 中 心 地 帶3. 地 區(qū) 主 風 向 的 影 響4. 人 流 貨 流 通 道 分 開 ， 避 免 交 叉5. 遵 從 城 市 規(guī) 劃 的 要 求6. 符 合 國 家 有 關 規(guī) 范 和 規(guī) 定 4、 一 般 工 廠 組 成 ： （ 1） 生 產(chǎn) 車 間 ： 生 產(chǎn) 成 品 或 半 成 品 的 廠 內(nèi) 所 有 工藝 生 產(chǎn) 主 要 工 序 部 門 。 （ 2） 輔 助 車 間 ： 協(xié) 助 生 產(chǎn) 車 間 正 常 生 產(chǎn) 的 各 生 產(chǎn)部 門 。 （ 3） 動 力 車 間 ： 保

21、證 生 產(chǎn) 車 間 順 利 生 產(chǎn) 急 全 廠 各部 門 正 常 工 作 的 部 門 。 （ 4） 行 管 部 門 ： 全 廠 性 行 政 后 勤 管 理 部 門 ， 起 指揮 管 理 服 務 的 作 用 。 （ 5） 職 工 宿 舍 區(qū) 5、 廠 區(qū) 劃 分 ： （ 1） 廠 前 區(qū) ： 行 政 管 理 及 后 勤 部 門 設 施 （ 2） 生 產(chǎn) 區(qū) ： 主 要 車 間 廠 房 及 輔 助 車 間 和 少量 動 力 車 間 設 施 （ 水 泵 房 、 水 塔 或 冷 凍 站 ） （ 3） 廠 后 區(qū) ： 原 料 倉 庫 、 露 天 堆 場 、 污 水 處理 站 等 。 （ 4） 左 右 兩

22、 側 區(qū) ： 機 修 、 給 排 水 系 統(tǒng) 、 變 電所 及 有 關 倉 庫 。 6、 總 平 面 水 平 布 置 形 式 （ 1） 區(qū) 帶 式 布 置 形 式 :以 主 要 車 間 的 定 位 布 置 ， 帶起 輔 助 車 間 和 動 力 車 間 的 逐 一 布 置 。 （ 2） 周 邊 式 布 置 形 式 ： 將 生 產(chǎn) 車 間 環(huán) 繞 廠 區(qū) 周 邊從 廠 大 門 處 布 置 ， 帶 起 輔 助 車 間 和 動 力 車 間 逐 一 相隨 布 置 。 7、 總 平 面 豎 向 布 置 形 式 （ 1） 分 離 式 布 置 形 式 ： 廠 房 建 筑 多 為 單 層 或 二 層式 ， 主

23、要 車 間 和 輔 助 車 間 的 廠 房 或 一 個 車 間 的 各 個工 序 廠 房 分 散 布 置 在 劃 分 區(qū) 片 中 的 布 置 形 式 。 （ 2） 連 續(xù) 式 布 置 形 式 ： 將 主 要 車 間 和 輔 助 車 間 的廠 房 或 一 個 車 間 的 各 個 工 序 廠 房 進 行 豎 向 布 置 ， 按照 合 理 的 工 序 流 程 相 連 接 。 8、 聯(lián) 合 式 （ 組 合 式 ） 布 置 形 式 ： 將 水 平 向 與 豎 向布 置 結 合 ， 總 平 面 設 計 布 置 有 明 顯 的 廠 區(qū) 劃 分 ， 建 、構 筑 物 的 疏 密 合 理 ， 妥 善 處 理 通

24、 風 采 光 和 防 火 衛(wèi) 生安 全 。 9、 名 詞 解 釋 ： 等 高 線 :地 面 上 同 高 度 的 各 點 連 接 成 的 封 閉 理 想 曲線 。 地 理 測 量 坐 標 網(wǎng) ： X、 Y坐 標 系 規(guī) 定 南 北 向 增 減 橫坐 標 X表 示 ， 東 西 向 Y表 示 ， 作 間 距 為 50米 或 100米的 方 格 網(wǎng) ， 標 定 廠 址 和 廠 房 建 筑 物 地 理 位 置 。 建 筑 施 工 坐 標 網(wǎng) ： A、 B坐 標 系 ， 廠 房 的 方 位 與 地理 坐 標 系 有 方 位 角 ， 在 總 平 面 設 計 時 ， 采 用 廠 區(qū) 、廠 房 一 致 的 建

25、筑 施 工 坐 標 網(wǎng) ， 規(guī) 定 橫 坐 標 A， 縱 坐標 B作 間 距 為 50米 或 100米 的 方 格 網(wǎng) ， 標 定 廠 址 和廠 房 建 筑 施 工 位 置 。 10、 風 玫 瑰 圖 ： 即 風 向 頻 率 圖 。 以 直 角 坐 標 系 原 點 表示 廠 址 地 點 ， 坐 標 分 成 東 、 、 西 、 南 、 北 、 東 北 、東 南 、 西 南 、 西 北 方 位 表 示 8個 方 向 風 吹 向 廠 址 ，每 個 方 向 風 的 次 數(shù) 占 全 年 風 總 次 數(shù) 的 百 分 比 為 該風 向 的 頻 率 。 將 個 方 向 風 頻 率 按 一 定 比 例 描 點

26、連成 一 條 類 似 玫 瑰 花 的 多 邊 形 的 封 閉 曲 線 成 為 風 玫瑰 圖 。11、 地 形 圖 :用 等 高 線 表 示 地 勢 變 化 幅 度 的 圖 形 .所 有 山 峰 ,低 谷 等 稱 為 地 形 ;所 有 房 屋 ,公 路 ,道 路 ,寺 廟 稱為 地 物 ;通 常 方 向 線 箭 頭 表 示 指 向 北 方 . 福 州 風 玫 瑰 圖 地 形 圖 :用 等 高 線 表 示 地 勢 變 化 幅 度 的 圖 形 .所 有 山 峰 ,低 谷 等 稱 為 地 形 ;所 有 房 屋 ,公 路 ,道路 ,寺 廟 稱 為 地 物 ;通 常 方 向 線 箭 頭 表 示 指 向 北

27、方 。 第 三 章 工 藝 流 程 設 計第 一 節(jié) 生 產(chǎn) 方 法 和 工 藝 流 程 的 選 擇1、 生 產(chǎn) 方 法 選 擇 ： 即 工 藝 路 線 的 選 擇 ， 選 擇 技術 先 進 ， 經(jīng) 濟 合 理 的 工 藝 路 線 其 依 據(jù) 是 ：（ 1） 原 料 來 源 、 種 類 和 性 質(zhì)（ 2） 產(chǎn) 品 質(zhì) 量 和 規(guī) 格（ 3） 生 產(chǎn) 規(guī) 模（ 4） 技 術 水 平（ 5） 廠 址 自 然 環(huán) 境（ 6） 經(jīng) 濟 合 理 性 (7)環(huán) 境 保 護 2、 工 藝 流 程 的 設 計 原 則（ 1） 保 證 產(chǎn) 品 質(zhì) 量 符 合 國 家 標 準 。（ 2） 采 用 成 熟 、 先

28、進 技 術 和 設 備 。（ 3） 減 少 三 廢 排 放 ， 完 善 治 理 措 施 ， 消 除 環(huán) 境 污 染 。（ 4） 確 保 安 全 生 產(chǎn) ， 完 善 安 全 技 術 及 勞 動 保 護 措 施 。（ 5） 采 用 機 械 化 和 自 動 化 ， 實 現(xiàn) 穩(wěn) 產(chǎn) 高 產(chǎn) 。（ 6） 考 慮 投 資 資 金 籌 措 及 投 資 回 收 期 第 二 節(jié) 工 藝 流 程 的 設 計 步 驟1、 工 藝 流 程 設 計 的 步 驟 1） 、 生 產(chǎn) 工 藝 流 程 示 意 圖 這 個 階 段 是 定 性 表 明 原 料 轉 變 成 產(chǎn) 品 的 路 線 和 順 序 、 應 用過 程 及 設

29、備 。 生 產(chǎn) 工 藝 流 程 草 圖 一 般 由 物 料 流 程 、 圖 例 、 標題 欄 三 部 分 組 成 可 以 用 簡 單 設 備 流 程 圖 表 示 或 文 字 示 意 圖表 示 。一 般 在 編 制 設 計 方 案 時 ， 生 產(chǎn) 方 法 和 生 產(chǎn) 規(guī) 模 確 定 后 就 可 以 考慮 設 計 并 繪 制 生 產(chǎn) 工 藝 流 程 示 意 圖 。 在 物 料 衡 算 前 ， 應 了 解經(jīng) 過 哪 些 單 元 操 作 和 確 定 何 種 操 作 方 式 。 一 般 工 藝 流 程 部 分 為五 個 重 要 部 分 ， 即 ： 原 料 預 處 理 、 發(fā) 酵 過 程 、 產(chǎn) 物 的

30、后 處理 （ 分 離 純 化 ） 、 三 廢 處 理 、 配 套 工 程 。 （ 1） 、 原 料 處 理 過 程 主 反 應 確 定 之 后 ， 根 據(jù) 反 應 特點 ， 必 須 對 原 料 提 出 要 求 ， 純 度 、 溫 度 、 壓 力 、 加料 方 式 等 。 其 它 操 作 方 式 就 是 化 工 單 元 操 作 。 如 ：預 熱 、 冷 卻 （ 傳 熱 ） 、 汽 化 、 干 燥 、 粉 碎 篩 分 、 提純 精 制 、 混 合 、 配 制 、 壓 縮 等 ， 以 上 操 作 不 是 一 臺機 器 設 備 簡 單 完 成 的 。（ 2） 、 發(fā) 酵 過 程 根 據(jù) 發(fā) 酵 過 程

31、 的 特 點 、 產(chǎn) 品 的 要 求 、物 料 特 性 、 基 本 工 藝 條 件 來 決 定 采 用 發(fā) 酵 罐 類 型 和決 定 連 續(xù) 還 是 間 歇 性 操 作 。 采 用 間 歇 操 作 量 ， 發(fā) 酵過 程 是 否 需 加 熱 或 冷 卻 ， 發(fā) 酵 罐 上 的 裝 置 應 當 考 慮 。 （ 3） 產(chǎn) 物 的 后 處 理 （ 分 離 純 化 ） ： 產(chǎn) 品 的 后 處 理 經(jīng) 過 分離 凈 化 后 的 產(chǎn) 品 ， 有 些 是 下 一 工 序 的 原 料 有 些 可 作 商 品 ，還 有 須 后 處 理 ， 如 沉 淀 、 離 心 、 超 濾 、 噴 霧 干 燥 、 造 粒 、 包

32、裝 、 或 者 壓 濾 、 灌 裝 、 計 量 、 貯 存 、 輸 送 。 這 些 過 程 都 需 要有 一 定 的 工 藝 設 計 裝 置 、 工 藝 操 作 。 （ 4） 三 廢 處 理 ： 確 定 “ 三 廢 ” 排 出 物 的 處 理 措 施 排 放 的 廢氣 、 變 廢 為 寶 ， 加 以 回 收 ， 無 法 回 收 應 妥 善 處 理 。 排 放 前 必須 達 到 排 放 標 準 。 因 此 ， 設 計 中 必 須 研 究 治 理 方 案 和 流 程 。做 到 “ 三 廢 ” 治 理 與 環(huán) 保 工 程 。 “ 三 廢 ” 治 理 工 藝 與 生 產(chǎn) 工藝 同 時 設 計 、 同

33、時 施 工 、 同 時 投 產(chǎn) 運 行 。 （ 5） 確 定 公 用 工 程 的 配 套 措 施 生 產(chǎn) 中 必 須 使 用 的 工 藝 用 水（ 包 括 作 為 原 料 的 軟 水 、 冷 卻 水 、 溶 劑 用 水 等 ） 、 蒸 汽 （ 原料 用 汽 、 加 熱 用 汽 、 動 力 用 汽 及 其 他 用 汽 等 ） 、 壓 縮 空 氣 、氮 氣 等 以 及 冷 凍 、 真 空 都 是 工 藝 中 要 考 慮 的 配 套 設 施 。 還 要考 慮 生 產(chǎn) 用 電 、 上 下 水 、 空 調(diào) 、 采 暖 通 氣 都 是 必 須 密 切 配 合 。 啤 酒 生 產(chǎn) 工 藝 流 程 2） 工

34、藝 流 程 草 圖 是 由 物 料 流 程 、 圖 例 、 設 備 一 覽 表 以 及 必 要 的 文字 說 明 所 組 成 ， 一 般 指 初 步 設 計 階 段 的 草 圖 。 有 了 工 藝 流 程 示 意 圖 就 可 以 進 行 物 料 衡 算 、 能 量 衡算 以 及 部 分 設 備 計 算 ， 然 后 才 可 以 進 行 生 產(chǎn) 工 藝 流程 草 圖 的 設 計 及 繪 制 。 待 設 備 設 計 全 部 完 成 后 ， 再修 改 和 補 充 工 藝 流 程 草 圖 。 制 圖 要 求 及 繪 圖 步 驟 ： 由 專 門 章 節(jié) 介 紹 。 3） 工 藝 流 程 圖 ： 由 流 程

35、 草 圖 和 設 備 設 計 進 行 車 間布 置 ， 根 據(jù) 車 間 布 置 圖 再 來 修 改 工 藝 流 程 草 圖 ， 最后 得 出 工 藝 流 程 圖 。 （ 1） 工 藝 流 程 的 繪 制 必 須 與 物 料 衡 算 、 能 量 衡 算 、設 備 設 計 計 算 以 及 車 間 布 置 設 計 等 交 叉 進 行 。 （ 2） 從 事 工 藝 設 計 是 一 項 復 雜 而 細 致 工 作 ， 必 須全 面 綜 合 考 慮 。 （ 3） 工 藝 流 程 圖 編 入 正 式 設 計 文 件 ， 供 上 級 部 門審 批 及 施 工 使 用 。 糖 蜜 生 產(chǎn) 酒 精 工 藝 流 程

36、 工 藝 流 程 圖 種 類 ： 1） 物 料 平 衡 圖 氨 基 酸 發(fā) 酵 生 產(chǎn) 工 藝 流 程 圖 2-5 氨 基 酸 發(fā) 酵 生 產(chǎn) 法 1.原 菌 種 ， 2.一 級 種 子 培 養(yǎng) ， 3.卡 氏 罐 ， 4.， 5.滅 菌 器 ， 6.種 子 罐 ， 7，pH調(diào) 節(jié) 劑 8 發(fā) 酵 罐 9 滅 菌 器 10 培 養(yǎng) 基 11 配 制 槽 12 離 心 分離 機 ， 13 離 子 交 換 柱 14 結 晶 槽 15 晶 體 分 離 器 16 干 燥 器 17 氨 基 酸 成 品 第 四 章 工 藝 計 算第 一 節(jié) 物 料 平 衡 計 算1、 定 義 ： 根 據(jù) 質(zhì) 量 守 恒

37、定 律 ， 即 進 入 一 個 系 統(tǒng) 的 全 部 物 料 量 Gm必 等 于 離 開 系 統(tǒng) 的 全 部 物 料 量 Gp， 再 加 上 過 程 中 的 損 失 量 Gt（ 在系 統(tǒng) 中 的 積 累 量 為 零 ） 。 Gm = Gp + Gt以 生 產(chǎn) 過 程 或 生 產(chǎn) 單 元 設 備 為 研 究 對 象 ， 對 其 進 出 口 處 進 行 定 量計 算 ， 稱 為 物 料 衡 算 。 Gp包 括 產(chǎn) 品 和 副 產(chǎn) 品 。 計 算 原 料 與 產(chǎn) 品間 的 定 量 轉 變 關 系 以 及 計 算 各 種 原 料 的 消 耗 量 ， 各 種 中 間 產(chǎn) 品 、副 產(chǎn) 品 的 產(chǎn) 量 、

38、損 耗 量 及 組 成 。2、 物 料 衡 算 的 意 義 ： (1)原 材 料 消 耗 定 額 ,判 斷 是 否 達 到 設 計 要 求 .各 設 備 的 輸 入 及 輸出 的 物 流 量 和 組 成 列 表 。 進 行 水 、 蒸 汽 、 熱 量 、 冷 量 等 平 衡 計 算 。 (2)作 為 計 算 的 依 據(jù) ， 進 行 設 備 的 選 型 及 設 計 。 (3)確 定 三 廢 排 放 位 置 ,數(shù) 量 及 組 成 ,進 一 步 提 出 三 廢 治 理 的 方 法 . (4) 根 據(jù) 計 算 結 果 繪 出 物 流 圖 ,可 進 行 管 路 設 計 及 材 質(zhì) 選 擇 ,儀 表及 自

39、 控 設 計 等 . 物 料 衡 算 與 熱 量 計 算 基 礎 知 識 ： 1、 比 熱 容 C： 單 位 質(zhì) 量 物 體 改 變 單 位 溫 度 時的 吸 收 或 釋 放 的 內(nèi) 能 。 可 以 看 作 是 溫 度 差 T和 引 起 溫 度 變 化 的 熱 量 Q之 間 的 比 例 常 數(shù) ，通 常 用 符 號 c表 示 。設 有 一 質(zhì) 量 為 m的 物 體 ， 在 某 一 過 程 中 吸 收（ 或 放 出 ） 熱 量 Q時 ， 溫 度 升 高 （ 或 降 低 ）T， 則 Q/T稱 為 物 體 在 此 過 程 中 的 熱 容 量（ 簡 稱 熱 容 ） ， 比 熱 容 c=Q/mT。 Q=

40、mct。 (Q是 吸 熱 ,T1-T2,如 果 Q是 放 熱 T2-T1). 水 溶 液 比 熱 容 C=無 水 固 體 比 熱 容 C S （ 1 ） C水 2、 焓 ： 焓 是 一 個 熱 力 學 系 統(tǒng) 中 的 能 量 參 數(shù) 。 規(guī) 定由 字 母 H（ 單 位 ： 焦 耳 ,J） 表 示 。 焓 的 物 理 意 義 可以 理 解 為 恒 壓 和 只 做 體 積 功 的 特 殊 條 件 下 ， Q=H，即 反 應 的 熱 量 變 化 恒 壓 下 對 物 質(zhì) 加 熱 ， 則 物 質(zhì) 吸 熱 后 溫 度 升 高 ， H0，所 以 物 質(zhì) 在 高 溫 時 的 焓 大 于 它 在 低 溫 時 的

41、 焓 。 又 如對 于 恒 壓 下 的 放 熱 化 學 反 應 ， H0， 所 以 生 成 物 的焓 小 于 反 應 物 的 焓 。 系 統(tǒng) 在 定 壓 過 程 中 ， 焓 的 增 量 等 于 流 體 所 吸 收 的 熱量 即 ： H = H1 H2 = GCT =QP 熱 量 GCT=蒸 氣 使 用 量 汽 化 潛 熱 在 工 業(yè) 企 業(yè) 常 用 計 算 基 準 ： （ 1） 以 單 位 時 間 產(chǎn) 品 量 或 單 位 時 間 原 料 量 。 適 用于 連 續(xù) 操 作 過 程 如 酒 精 連 續(xù) 發(fā) 酵 。 每 小 時 消 耗 糖 蜜量 或 每 小 時 產(chǎn) 酒 精 量 。 （ 2） 以 單

42、位 重 量 、 單 位 體 積 或 單 位 摩 爾 數(shù) 的 產(chǎn) 品或 原 料 。 如 啤 酒 廠 可 用 100kg混 合 原 料 或 以 100mL啤 酒 進 行 物 料 衡 算 。 （ 3） 以 加 入 設 備 的 一 批 物 料 量 。 常 用 于 發(fā) 酵 工 廠如 啤 酒 生 產(chǎn) 、 味 精 、 酶 制 劑 、 有 機 酸 生 產(chǎn) ， 可 以 用投 入 糖 化 鍋 、 發(fā) 酵 罐 的 每 批 次 物 料 量 為 計 算 基 準 。 物 料 衡 算 的 方 法 和 步 驟 1、 物 料 衡 算 的 步 驟 (1) 搜 集 計 算 數(shù) 據(jù) 。 （ 生 產(chǎn) 規(guī) 模 和 天 數(shù) 、 原 材 料

43、 組成 、 常 用 物 化 常 數(shù) 如 密 度 、 比 熱 容 等 )。 (2) 畫 出 物 料 流 程 示 意 圖 。 (3) 確 定 工 藝 指 標 及 消 耗 定 額 和 衡 算 體 系 。 (4) 寫 出 化 學 反 應 方 程 式 ， 包 括 主 反 應 和 副 反 應 ，標 出 有 用 的 分 子 量 。 (5) 選 擇 合 適 的 計 算 基 準 ， 在 流 程 圖 上 注 明 所 選 的基 準 值 。 (6) 列 出 物 料 衡 算 式 ， 然 后 用 數(shù) 學 方 法 求 解 。 (7) 將 計 算 結 果 列 成 輸 入 輸 出 物 料 表 (物 料 平 衡表 )。 (8)

44、校 核 計 算 結 果 (9)繪 出 物 料 流 程 圖 啤 酒 物 料 衡 算 表 第 二 節(jié) 熱 量 平 衡 計 算 一 、 熱 量 衡 算 式 ： Q入 =Q出 +Q損 Q入 指 輸 入 熱 量 總 和 ， Q入 =Q1+Q2+Q3 Q1物 料 帶 入 熱 量 ； Q2由 加 熱 劑 （ 冷 卻 劑 ） 傳 給 設 備 和 所 處理 的 物 料 的 熱 量 ； Q3過 程 的 熱 效 應 （ 包 括 生 物 反 應 熱 、 攪拌 產(chǎn) 生 熱 等 ） Q出 指 輸 出 熱 量 總 和 ； Q出 =Q4 + Q5 + Q6 + Q7 Q4離 開 設 備 物 料 帶 走 熱 量 ； Q5、 Q

45、6加 熱 設 備 和 物 料 消 耗熱 量 ； Q7氣 體 或 蒸 汽 帶 走 的 熱 量 ； Q8設 備 向 四 周 散 熱 （ 損失 熱 量 ） ； 。 Q損 指 損 失 熱 量 總 和 。 對 于 單 元 設 備 Q1- Q8各 項 熱 量 并 不一 定 都 存 在 。 二 、 熱 量 衡 算 的 方 法 和 步 驟 1、 畫 出 單 元 設 備 的 物 料 流 向 及 變 化 示 意 圖 2、 分 析 物 料 流 向 及 變 化 寫 出 熱 量 衡 算 式 Q入 =Q出 +Q損 3、 搜 集 數(shù) 據(jù) （ 物 料 量 、 工 藝 條 件 及 必 需 物 性 數(shù) 據(jù) ）手 冊 、 生 產(chǎn)

46、、 研 究 4、 確 定 合 適 計 算 基 準 和 基 準 溫 度 。 計 算 基 準 如 按100kg原 料 或 成 品 、 每 小 時 或 每 批 次 處 理 物 料 量 。基 準 溫 度 即 要 求 每 一 物 料 的 進 出 口 基 準 態(tài) 必 須 一 致 ，通 常 采 用 0 為 基 準 溫 度 可 簡 化 計 算 。 有 相 變 還 要注 意 相 變 基 準 。 5、 進 行 具 體 的 熱 量 計 算 （ 1） Q1和 Q2按 Q=G c t ； 其 中 G為 物 料 質(zhì) 量 、 c為 物 料 比 熱 容 、 t為 物 料 進 入 或 離 開 設 備 的 溫 度 （ ） （ 2

47、） 過 程 熱 效 應 Q3 = QB+QS+狀 態(tài) 熱 ； QB為 生 物合 成 熱 （ 發(fā) 酵 熱 ） 、 QS為 攪 拌 熱 、 狀 態(tài) 熱 （ 汽 化 熱 、溶 解 熱 、 結 晶 熱 ） 常 用 過 程 熱 效 應 （ 發(fā) 酵 熱 ） 計 算 ： 通 氣 發(fā) 酵 過 程 的放 熱 計 算 有 三 種 ： 一 是 通 過 冷 卻 水 帶 走 熱 量 計 算 ； 二 是 通 過 發(fā) 酵 液 溫 度 升 高 測 定 計 算 ； 三 是 應 用 生 物 合 成 熱 方 法 進 行 計 算 。 生 物 合 成 熱 ： QB= QB + QB” 其 中 ： QB 為 微 生 物 細 胞 呼 吸

48、熱 ； QB”為 發(fā) 酵 過 程放 熱 細 胞 呼 吸 耗 糖 量 其 數(shù) 值 為 15651 kJ/kg （ 葡 萄糖 計 ） 發(fā) 酵 放 熱 耗 糖 量 其 數(shù) 值 為 4953 kJ/kg（ 葡 萄糖 計 ） 攪 拌 熱 QS=3600P； P為 攪 拌 功 率 、 為 攪 拌 過 程功 熱 轉 化 率 ， 通 常 =92% 狀 態(tài) 熱 可 以 查 手 冊 。 根 據(jù) 經(jīng) 驗 數(shù) 據(jù) ， 排 氣 使 發(fā) 酵 液水 分 汽 化 帶 出 的 熱 焓 Q=0.2 QB （ 3） 加 熱 設 備 耗 熱 量 Q5 = G c (t1-t2) （ 4） 氣 體 或 蒸 汽 帶 出 熱 量 Q7=G

49、 (ct + r) 其 中 t為 氣 態(tài) 物 料 溫 度 、 r為 蒸 發(fā) 潛 熱 。 （ 5） 設 備 向 環(huán) 境 散 熱 Q8= FT (tw ta) 其 中 F為 設 備 總 表 面 積 、 T為 壁 面 對 空 氣 聯(lián) 合 給 熱 系 數(shù) 、 tw壁 面 溫 度 、 ta環(huán) 境 空 氣 溫 度 （ 6） 加 熱 物 料 需 要 溫 度 Q6= G c (t2 - t1) （ 7） 對 于 熱 量 衡 算 設 計 任 務 ， 一 般 Q2是 待 求 量 即 所 要 計 算的 有 效 熱 負 荷 。 計 算 出 Q2為 正 值 ， 過 程 需 加 熱 ； Q2為 負 值 ，過 程 需 從

50、操 作 系 統(tǒng) 移 出 熱 量 即 冷 卻 。 （ 8） 過 程 熱 效 應 （ 發(fā) 酵 熱 ） 計 算 ： 通 氣 發(fā) 酵 過 程 的 放 熱 計算 有 三 種 ： 一 是 通 過 冷 卻 水 帶 走 熱 量 計 算 ； 二 是 通 過 發(fā) 酵 液溫 度 升 高 測 定 計 算 ； 三 是 應 用 生 物 合 成 熱 的 方 法 進 行 計 算 物 料 衡 算 與 熱 量 計 算 應 注 意 問 題 ： （ 1） 系 統(tǒng) 中 所 有 熱 量 或 可 能 轉 化 成 熱 量 的 其 他 能 量 不 要 遺漏 ， 影 響 很 小 項 ， 可 以 簡 化 計 算 。 （ 2） 確 定 物 料 計

51、算 基 準 、 熱 量 計 算 的 基 準 溫 度 和 其 他 能 量基 準 ， 有 相 變 確 定 相 變 基 準 ， 不 可 忽 視 相 變 熱 。 （ 3） 在 相 關 條 件 約 束 ， 物 料 量 和 能 量 參 數(shù) （ 如 溫 度 ） 有 直接 影 響 時 可 以 將 物 料 衡 算 與 熱 量 計 算 聯(lián) 合 進 行 ， 才 能 得 到 準確 結 果 。 （ 4） 計 算 項 目 要 全 面 、 細 致 ， 所 使 用 的 計 算 數(shù) 據(jù) 及 定 額 必須 是 同 企 業(yè) 的 先 進 可 行 水 平 ， 計 算 結 果 認 真 校 對 。 物 料 和 熱 量 衡 算 的 計 算

52、實 例 （ 一 ） 10000t /a 淀 粉 原 料 酒 精 廠 全 廠 總 物 料 衡 算 (P56) 基 礎 數(shù) 據(jù) 與 主 要 技 術 經(jīng) 濟 指 標 ： （ 13） 薯 干 原 料 （ 干 物 質(zhì) 87%） C比 熱 =1.63； 成 熟 醪 C比 熱=3.96； 蒸 餾 殘 留 液 C比 熱 =4.03 （ 14） 酒 母 的 接 種 量 為 10%； 酒 母 中 糖 化 液 含 量 70% 巴 斯 德 效 應 :有 氧 的 條 件 下 ， 經(jīng) TCA循 環(huán) 獲 得 38個 ATP， 從 而抑 制 無 氧 酵 解 代 謝 。 反 巴 斯 德 效 應 ： 在 發(fā) 酵 基 質(zhì) 中 含

53、有 較 高 葡 萄 糖 （ 果 糖 ） 濃 度0.4 -1.0以 上 ， 分 子 氧 存 在 不 能 抑 制 發(fā) 酵 ， 酵 母 的 有 氧 呼 吸反 而 受 到 一 定 抑 制 。 水 溶 液 比 熱 容 C=無 水 固 體 比 熱 容 C S （ 1 ） C水 系 統(tǒng) 在 定 壓 過 程 中 ， 焓 的 增 量 等 于 流 體 所 吸 收 的 熱 量 即 ： H = H1 H2 = GCT =QP GCT=蒸 氣 使 用 量 汽 化 潛 熱 1、 物 料 衡 算 主 要 內(nèi) 容 ： （ 1） 原 料 消 耗 的 計 算 ： （ 淀 粉 、 薯 干 、 淀 粉 酶 、糖 化 酶 、 硫 酸

54、銨 等 消 耗 量 ） （ 2） 中 間 產(chǎn) 品 的 量 ： 蒸 煮 醪 、 糖 化 醪 、 酒 母 醪 、發(fā) 酵 醪 等 。 （ 3） 成 品 （ 乙 醇 ） 、 副 產(chǎn) 品 （ 雜 醇 油 ） 以 及 “ 三廢 ” （ 二 氧 化 碳 和 廢 糟 液 ） 2、 生 產(chǎn) 工 藝 流 程 ： 雙 酶 糖 化 、 間 歇 發(fā) 酵 、 三 塔 蒸餾 的 生 產(chǎn) 工 藝 流 程 。 3、 工 藝 技 術 指 標 及 基 礎 數(shù) 據(jù) ： （ P56） 4、 原 料 消 耗 計 算 ： （ 1） 化 學 反 應 式 （ 2） 酒 精 的 理 論 淀 粉 消 耗 量 （ 3） 95%食 用 酒 精 淀 粉

55、 消 耗 量 （ 4） 生 產(chǎn) 過 程 各 階 段 淀 粉 損 失 率 （ 5） 折 為 薯 干 原 料 消 耗 量 （ 6） 淀 粉 酶 消 耗 量 （ 7） 糖 化 酶 消 耗 量 （ 8） 硫 酸 銨 消 耗 量 5、 蒸 煮 醪 量 計 算 （ 1） 粉 漿 量 及 粉 漿 連 續(xù) 蒸 煮 液 化 工 藝 （ 2） 噴 射 液 化 器 加 熱 后 蒸 煮 醪 量 GC蒸 煮 醪 （ T1- T2） = 蒸 氣 量 （ 焓 - 4.18T1） （ 3） 維 持 罐 出 口 的 蒸 煮 醪 量 GC蒸 煮 醪 （ T1- T2） = 蒸 氣 量 汽 化 潛 熱 （ 4） 噴 射 混 合 加

56、 熱 器 后 的 蒸 煮 醪 量 （ 5） 汽 液 分 離 器 后 的 蒸 煮 醪 量 （ 6） 真 空 冷 卻 器 后 的 蒸 煮 醪 量 6、 糖 化 醪 與 發(fā) 酵 醪 的 計 算 ： （ 成 熟 醪 含 酒 精 量10%體 積 分 數(shù) 相 當 于 8.01%質(zhì) 量 分 數(shù) ； 蒸 餾 效 率98%， 酒 精 捕 集 器 酒 精 洗 水 5%， 洗 罐 用 水 1%） （ 1） 成 熟 發(fā) 酵 醪 量 ： （ 2） 成 熟 醪 乙 醇 濃 度 ： （ 3） 發(fā) 酵 過 程 二 氧 化 碳 總 量 （ 4） 酒 母 醪 量 （ 5） 糖 化 醪 量 7、 成 品 與 發(fā) 酵 醪 計 算 醛

57、 酒 產(chǎn) 量 、 食 用 酒 精 產(chǎn) 量 、 雜 醇 油 產(chǎn) 量 8、 廢 醪 量 計 算 是 指 進 入 蒸 餾 塔 的 成 熟 發(fā) 酵 醪 減 去 部 分 水 和 酒 精 成分 及 揮 發(fā) 性 組 分 的 殘 留 液 。 酒 精 蒸 餾 過 程 物 料 平 衡 是 “ 兩 進 兩 出 ” ， 熱 量 平 衡是 “ 兩 進 三 出 ” 。 兩 進 ： F1醪 液 ， 其 熱 量 為 Q1 D1進 塔 蒸 汽 ， 其 熱 量 為 Q2= D1 I1 兩 出 ： V1醪 塔 上 升 酒 汽 ， 其 熱 量 Q3=V1 i Wx 蒸 餾 殘 留 液 + D1消 耗 蒸 汽 量 （ 成 為 水 ）

58、其 總 熱 量 Q4=Q4（ 殘 留 液 帶 去 熱 量 ） + D1 t4 Q4= Wx C2 t4 Qn為 蒸 餾 過 程 損 失 熱 量 ， 一 般 取 傳 遞 總 熱量 1% （ 1） 醪 塔 上 升 酒 汽 量 V1 V1 上 升 酒 汽 乙 醇 濃 度 =蒸 餾 的 成 熟 發(fā) 酵 醪 量 成熟 發(fā) 酵 醪 乙 醇 濃 度 （ 2） 殘 留 液 量 Wx =蒸 餾 的 成 熟 發(fā) 酵 醪 - V1 （ 3） 成 熟 醪 入 塔 內(nèi) 熱 量 ： Q1=F1C1t1 （ 4） 殘 留 液 固 形 物 濃 度 ： B2 Wx = F1 B1 （ 5） 殘 留 液 帶 出 熱 量 ： Q4

59、= Wx C2 t4 （ 6） 消 耗 蒸 汽 量 D1 熱 量 平 衡 式 ： Q1+ D1（ I C水 t4） = Q3+ Q4+ Qn 塔 底 加 熱 0.05MPa蒸 汽 焓 I 為 2689.8kJ/kg （ 7） 排 出 廢 醪 液 為 Wx 蒸 餾 殘 留 液 + D1消 耗 蒸 汽量 9、 總 物 料 衡 算 ： 每 年 以 300天 計 算 ， 次 級 酒 精 （ 醛 酒 ） 占 成 品 酒 精 的 2%， 雜 醇 油 為 成 品 酒 精 量0.5%， （ 1） 酒 精 成 品 ： （ 食 用 酒 精 和 次 級 酒 精 ） 日 產(chǎn) 量 年 產(chǎn) 量 （ 2） 主 要 原 料

60、薯 干 用 量 日 產(chǎn) 量 年 產(chǎn) 量 10、 列 出 物 料 衡 算 表 (P62) 表 5-5 10000噸 /a淀 粉 原 料 酒 精 廠 物 料 衡 算 表 數(shù) 量物 料 酒 精 物 料 量 （ kg) 小 時 物 料 量 (kg) 每 天 物 料 量 (t) 每 年 物 料 量 (t)食 用 酒 精 980 1417 34 10200次 品 酒 精 20 28.9 0.694 208薯 干 原 料 2737.4 3957 94.97 28490蒸 煮 粉 漿 10950 15833 380 114000蒸 煮 醪 11116 16071 386 115800糖 化 醪 12327 1

61、7833 428 128400酒 母 醪 1152.1 1665 39.97 11991發(fā) 酵 醪 12477 18038 432.9 129870廢 醪 液 12677 18333 440 132000 表 5-6 輔 助 原 料 及 副 產(chǎn) 品 衡 算 表 數(shù) 量物 料 酒 精 物 料 量 （ kg) 小 時 物 料 量 (kg) 每 天 物 料 量 (t) 每 年 物 料 量 (t)-淀 粉 酶 10.95 15.8 0.38 114糖 化 酶 23.37 33.8 0.81 243.3硫 酸 銨 1.15 1.66 0.04 120硫 酸 5.0 7.21 0.17 51.9雜 醇 油

62、 5 7.21 0.17 52二 氧 化 碳 902 1304 31.29 9388 熱 量 計 算 實 例年 產(chǎn) 3000噸 啤 酒 廠 糖 化 車 間 熱 量 衡 算 ：1、 工 藝 流 程 ： 二 次 煮 出 糖 化 法2、 糖 化 用 水 耗 熱 量 Q13、 第 一 次 米 醪 煮 沸 耗 熱 量 Q24、 第 二 次 煮 沸 前 混 合 醪 升 溫 至 70 耗 熱 量 Q35、 第 二 次 煮 沸 混 合 醪 的 耗 熱 量 Q4 6、 洗 糟 水 耗 熱 量 Q57、 麥 芽 汁 煮 沸 過 程 耗 熱 量 Q68、 糖 化 一 次 總 耗 熱 量 Q總9、 糖 化 一 次 耗

63、 用 蒸 汽 量 D10、 糖 化 過 程 每 小 時 最 大 耗 蒸 汽 量 Q和 蒸 汽 年單 耗 、 噸 單 耗 熱 量 衡 算 與 用 汽 量 計 算（ 一 ） 啤 酒 生 產(chǎn) 糖 化 工 段 中 熱 量 衡 算 與 蒸 汽 耗 量 的 計 算 計 算 依 據(jù) （ 1） 以 每 鍋 糖 化 時 投 混 合 原 料 3548.2kg， 按 物 料 平 衡 計 算依 據(jù) 。 1.100Kg混 合 原 料 中 含 浸 出 物 的 重 量 （ E） 麥 芽 ： Gm=m (1-Wm) Em=75 (1-5%) 75%=53.44kg 大 米 ： Gn=n (1-Wn) En=25 (1-13%

64、) 95%=20.66kg 則 E=Gm+Gn=53.44+20.66=74.10kg 混 合 原 料 的 收 得 率 =74.1*98.5%/100=72.43% 100kg原 料 產(chǎn) 12度 熱 麥 汁 量 為 : 72.43*100/12=603.6kg 12度 麥 汁 在 20 時 的 比 重 為 1.048 100 麥 汁 比 20 麥 汁 體 積 增 加 1.04倍 熱 麥 汁 體 積 =603.58*1.04/1.048=598.97L 1、 糖 化 工 藝 采 用 復 式 浸 出 糖 化 法 。 其 操 作 曲 線 如 下 ： 糊 化 鍋 糖 化 鍋 大 米 粉 887kg 麥

65、 芽 2661.1kg 水 4335 kg 水 10644kg 加 水 比 1： 5 加 水 比 1： 4 50 (10min) 37 （ 30min） (40min) (15min) 90 (30min) 51 (75min) 15min 10min 100 (30min) 63 (30min) 88.5 并 醪 70 （ 碘 液 反 應 完 全 ） 15min 78 (5min) 麥 汁 過 濾 三 次 加 酒 花 煮 沸 90min（ 煮 沸 鍋 ） （ 兩 次 熱 水 洗 麥 糟 ） 2、 糖 化 工 段 熱 量 衡 算 設 ： 糖 化 投 料 時 原 水 溫 度 為 20 ， 需 加

66、 熱 至 39 才 能 做 投料 用 水 ， 需 加 熱 至 80 才 能 用 做 洗 糟 水 ， 加 熱 蒸 汽 壓 力 為2.5（ kg/cm2） 2.1. 加 熱 糖 化 用 水 耗 熱 量 （ Q1） Q1=C1G1 (t2-t1) 式 中 ： G1糖 化 用 水 量 ， 為 10644kg； C1水 的 比 熱 ， 為 1.0kcal/(kg )； t1糖 化 用 水 溫 度 ， 為 20 ； t2糖 化 投 料 水 溫 度 ， 為 39 ； Q1=10644 1 (39-20)=849391.2KJ 加 熱 糊 化 用 水 耗 熱 量 （ Q1） Q1=G1 (t2-t1) 式 中 ： G糊 化 用 水 量 ， 為 4335kg； C1水 的 比 熱 ， 為 1.0kcal/(kg )； t1糖 化 用 水 溫 度 ， 為 20 ； t2糖 化 投 料 水 溫 度 ， 為 39 ； Q1=4335 1 (52-20)=582624KJ 2.2. 糊 化 醪 加 熱 時 耗 熱 量 （ Q2） （ 1） 糊 化 鍋 醪 的 比 熱 ： C麥 芽 或 大 米 =C0(1-w%)