年产5000吨甘油生产工艺初步设计
表4.4 无菌空气制备工段冷却器2的热量衡算表 水的饱和蒸汽压ps（45℃） 水的饱和蒸汽压ps（22℃） 湿空气总压pt 进湿空气的相对湿度? 出湿空气的相对湿度? 进湿空气湿度H1 出湿空气湿度H2 进湿空气的焓I1 出湿空气的焓I2 空气密度ρ 空气质量m（每小时） 换热量Q（每小时） 换热面积A 耗水量m水（每小时） 年耗水量m 9.5898kPa 2.6447kPa 300kPa 60% 100% 0.012kg水气/kg绝干空气 0.0055kg水气/kg绝干空气 76.3452kJ/kg绝干空气 36.14248kJ/kg绝干空气 3.29kg/ m3 447.1kg 17974.636kJ 0.043m 0.39t 9.33万吨 2（3）加热器
相对湿度由:100%降低到50%
进气温度为22℃，出气温度35℃
表4.5 无菌空气制备工段加热器的热量衡算表 水的饱和蒸汽压ps（22℃） 水的饱和蒸汽压ps（35℃） 湿空气总压pt 进湿空气的相对湿度? 出湿空气的相对湿度? 进湿空气湿度H1 出湿空气湿度H2 进湿空气的焓I1 出湿空气的焓I2
2.6447kPa 5.6267kPa 300kPa 100% 50% 0.0055kg水气/kg绝干空气 0.0059kg水气/kg绝干空气 36.14248kJ/kg绝干空气 50.42922 kJ/kg绝干空气 30
年产5000吨甘油生产工艺初步设计
空气密度ρ 空气质量m（每小时） 换热量Q（每小时） 换热面积A 3.54kg/ m3 481.1kg 6873.351kJ 0.029m 2无菌空气制备工段年耗水量为15.33万吨。 4.2.4蒸发浓缩工段
真空度取75.5kPa。
蒸发前甘油液（17.5%甘油）的温度为35℃，蒸发温度为70℃，浓缩至甘油浓度为48%。
甘油的比热容2.581kJ /mol·k，水的比热容4.186kJ/( kg·℃) 甘油液（17.5%甘油）输入量4112.4kg/h 甘油吸收的热量
Q1=2.581×4112.4×0.175×（70-35）=65011.4kJ/小时
水吸收的热量
Q2=4.186×4112.4×0.825×（70-35）=497068.9 kJ/小时 水在75.5kPa ，70℃下的汽化潜热为2055.73 kJ/kg 浓缩出水的量为：2613.1kg 则水汽化吸收热量为
Q3=2055.73×2613.1=5371828.1 kJ/小时
总消耗热量为
Q=Q1+Q2+Q3=65011.4+497068.9+5371828.1=5933908.4 kJ/小时
4.2.5减压蒸馏工段[14]
蒸馏压力为81.7kPa。
蒸馏前稀甘油（48%甘油）液温度为70，蒸馏温度为150℃，蒸馏至96%的甘油。
蒸馏前稀甘油（48%甘油）输入量：1499.3kg/h
甘油的比热容2.581kJ /mol·℃，水的比热容4.186kJ/( kg·℃) 乙醛的比热容1.9kJ /mol·℃，乙醇的比热容2.39kJ /mol·℃， 甘油吸收的热量
/h
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年产5000吨甘油生产工艺初步设计
Q1=2.581×1499.3×0.48×（150-70）=148596.2kJ/小时
水吸收的热量
Q2=4.186×1499.3×0.5×（150-70）=261084.5 kJ/小时
乙醛吸收的热量
Q3=1.9×1499.3×0.01×（150-70）=2278.9 kJ/小时
乙醇吸收的热量
Q4=2.39×1499.3×0.01×（150-70）=2866.7 kJ/小时
水在81.7kPa，150℃下的汽化潜热为2044.73 kJ/kg 乙醛的气化潜热为574 kJ/kg，乙醇的气化潜热为,846kJ/kg 蒸馏出水794.6kg/h，乙醇输出量15.0kg/h，乙醛输出量15.0kg/h 则水汽化吸收热量为
Q5=794.6×2044.73=1624742.5kJ/小时
乙醛汽化吸收热量为
Q6=15×574=8610 kJ/小时
乙醇汽化吸收热量为
Q7=15×846=12690 kJ/小时
总消耗热量为
Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6+Q7=148596.2+261084.5+2278.9+2866.7+1624742.5+8610+12690=2060868.8 kJ/小时
5.设备设计与选型
甘油生产过程中，用到各种仪器设备。主要生产设备有：空压机及空气净化系统、制糖设备、发酵设备、净化及甘油提取设备，各种配套真空泵、压滤机、各类储罐、锅炉、供水、菌种、分析检测设备等。
5.1主要设备选型
（1）调浆设备
将淀粉加水调成34%—40%淀粉乳（质量分数）
加入工业淀粉（含水13.5%）1835.3kg/h和水2574.4kg/h制成生产所需的淀粉乳（36%淀粉）的输出量为4409.7kg/h。一次调浆应满足一个发酵周期的生
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年产5000吨甘油生产工艺初步设计
产量。则处理量为：
4409.7×24×4=423.4吨/周期
淀粉的密度一般在1.6×103kg/m3左右，则
V=m/ρ=423400÷（1.6×10）=265 m=265000L
取调浆罐的高径比约为1 选型：
生产厂家：东台市压力容器制造厂
型号：TJ－F系列 容量：150 m3 内胆尺寸（d×h）5800×5900mm 进出口径Φ100mm 台数：2台 TJ－F系列调浆系统主要由连续供料系统、料浆混合及输送系统、物料、液位、水温调节和控制系统等部分组成。控制部分有三种形式的配置： 1．手动控制，除水温自动调节外，其余功能为手动控制； 2．PLC+智能仪表控制，可实现手动、自动两种控制功能； 3．PLC+人机界面（触摸屏）控制，除手动、自动功能外，还可实时监控料仓、混合仓的料位、液位，调浆阀、冲洗阀、排污阀的开关状态，水温、流量的调节。使设备的全部工作状况和信息以中文菜单和模拟图形的形式显示在屏幕上。 （2）蒸汽喷射液化器
对淀粉乳进行液化处理。
淀粉乳（36%淀粉）的输入量为：4409.7kg/h，即液化器的处理量。
4409.7÷（1.6×103）=2.8 m3/h
选型：
生产厂家：长沙水泽加热设备制造有限公司
型号：SZE-2 液化温度：110℃ 处理量：3 m3/h 材质：304、316L、哈氏合金C-276或Ti材 蒸汽压力：0.4MPa SZE型液化器综合了国内“以料带汽”和国外“以汽带料”两种蒸汽喷射液化方式，进一步增加了料液和蒸汽的接触，强化了微湍流，使液化更加快捷、均匀、彻底。主要特点有：
① 淀粉糖浆液化效果好，连续液化且液化更快捷、均匀、彻底； ② 适合以大米、玉米等粗原料喷射液化、无堵塞；
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年产5000吨甘油生产工艺初步设计
③ 适合低压及过热蒸汽喷射液化,允许蒸汽压力0.1—0.7MPa，且允许蒸汽压力波动；
④ 采用耐磨材料，延长了产品的使用寿命；
⑤ 采用了整体式结构、无密封件，避免了对料液的污染，同时减小了阻力损失；
⑥ 无振动、无噪声、改善了操作环境； ⑦ 蒸汽利用率几乎百分之百，节省了蒸汽 （3）糖化锅
糖化锅的作用是使淀粉在酶的作用下降解为可被酵母利用的糖类物质。 由液化器处理量2.8 m/h，得近似体积
2.8×24×4=270 m3=270000L
根据锅体直径与圆柱高之比约为2﹕1 选型
生产厂家：中德仪器设备有限公司
材质:不锈钢 容量：60000L 内胆尺寸（d×h）5400×2700 mm 进出口径Φ75mm 台数：5台 本设备采用国际标准的优质不锈钢材料制成，采用自动化等离子，激光线切割和线氩气体保护焊接等制造技术，能够实现无菌化操作；采用高效弥勒板夹套技术，应用科学的蒸汽湍流原理实现了最大限度的热传导，节能效果；采用进口聚氨酯保温措施，使设备表面温度与室温基本一致。整体及管道而已美观大方、无死角，操作方便，性能稳定，高温煮沸锅上还高有专用封盖，安全，自动化程度高；主体设备水平度可调，无跑、冒、滴、漏雨，无蒸汽泄漏。 （4）板框压滤机
板框压滤机是悬浮液固、液两相分离的理想设备，具有轻巧、灵活、可靠等特点，被广泛应用于化工、陶瓷、石油、医药、食品、冶炼等行业。本设计中三处用到板框压滤机：糖化液脱色过滤、发酵液絮凝后过滤和精制后甘油的脱色过滤。
糖化后葡萄糖液（37.4%）输入量为： 4407.3kg/h 发酵液（含12.8%甘油）输入量： 5708kg/h
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