第2章 全厂物料衡算 拌料罐 液化器 液化维持罐 维持罐 换螺热旋器薄板 图2-1液化工艺流程图
干物质含量为B0=87%的木薯干比热容为： c0=4.183(1-0.7B0)=1.63[kＪ/(kg2K)] 粉浆干物质浓度为： B1=87/(43100)=21.8% 蒸煮醪比热容为： c1＝ B1c0＋(1.0?B1)Cw
＝21.8％31.63＋（1.0－21.8％） ＝3.62[kＪ/(kg2K)]
式中 Cw—水的比热容[kＪ/(kg2K)]
为了计算方便，假定蒸煮醪的比热容在整个蒸煮过程维持不变。 (1)经液化器加热后蒸煮醪为：
10167.44+10167.4433.623（88-50）/（2748.9-8834.18）= 10754.8（kg） 式中 2748.9—喷射液化器加热蒸汽（0.5MPa）的热焓量（kJ/K） (2)经第二液化维持罐出来的蒸煮醪量为：
10754.8-10754.833.623（88-84）/2288.3=10686.7（kg）
式中 2288.3—第二液化维持罐的温度为84℃下饱和蒸汽的汽化潜热（kJ/K）
(3)经喷射混合加热后的蒸煮醪量为：
10686.7+10686.733.62（115-84）/（2748.9-11534.18）=11215.4kg） 式中 115---灭酶温度（摄氏度）
2748.9---0.5Mpa饱和蒸汽的焓（kJ/kg） (4)经气液分离器后的蒸煮醪量：
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11215.4-11215.433.623(115-104.3)/2245=11021.9(kg) 式中2245----104.3摄氏度下饱和蒸汽的气化潜热（kJ/K）
(5)经真空冷却器后的最终蒸煮醪量为：
11021.9-11021.933.623（104.3-63）/2351=10321（kg）
式中2351----真空冷却器温度为63摄氏度下的饱和蒸汽的气化潜热（kJ/K）
2.4 糖化醪与发酵醪的计算
发酵醪结束后成熟醪量含酒精10%（体积分数），相当于8.01%（质量分数）。并设蒸馏效率为98%，而且发酵罐酒精捕集器回收酒精洗水和洗罐用水为成熟醪量的5%，则生产1000kg95%（体积分数）,相当于92.41%(质量分数)酒精成品有关的计算如下：
（1）需蒸煮的发酵成熟醪量为：
F1 =1000392.41%/(98%38.01%)3（1+5%）=12477(kg） （2）不记酒精捕集器和洗罐用水，则成熟发酵醪量为： 12477/106%=11711（kg） （3）入塔蒸馏的成熟醪乙醇浓度为：
1000392.41%/(98%312477）=7.56%（质量分数） （4）相应发酵过程放出CO2总量为：
（1000392.41%/98%）3（44/46）=902（kg） (5) 接种量按10%计，则酒母醪量为：
（11771+902）/[(100+10)/100]310%=1152.1(kg)
(6)糖化醪量：酒母醪的70%是糖化醪，其余为糖化剂和稀释水，则糖化醪量为：
（11771+902）/[(100+10)/100]+1152.1370%=12327(kg)
2.5成品与发酵醪量的计算
（1）醛酒产量 在醛塔取酒一般占成品酒精的1.2%—3%。在保证主产品质量合格的前提下，醛酒量取得越少越好。设醛酒酒量占成品酒精的2%，则生产1000千克成品酒精可得次品酒精量为：
1000320%=20（kg）
(2)食用酒精量为 每生产1000kg酒精，其食用酒精产量为： 1000-20=980(kg)
（3）杂醇油产量 杂醇油量通常为酒精产量的0.3%～0.7%，取平均值0.5%，
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第2章 全厂物料衡算 则淀粉原料生产1000kg究竟副产杂醇油量为：
100030.5%=5（kg）
（4）废醪液量的计算 废醪液量是进入蒸馏塔的成熟发酵醪减去部分水和酒精成分以及其他组分的残留液。此外醪塔使用直接蒸汽加热，所以还需加上入塔的加热蒸汽冷凝水。醪塔的物料和热量衡算如图所示。
设进塔的醪液（F1）的温度t1=70℃，排除醪的温度t4=105℃：成熟醪固形物浓度为B1=7.5%，塔顶上升酒汽的乙醇浓度50%（体积分数）及47.18%（质量分数）。则： V1
D1 Q2=D1I1 Q4=Q′4 +D1t4 Wx+D1 图2-2 醪塔示意图
Q3=V1i F1 Q1=F1C1醪塔上升蒸汽为： V1=1247737.56%/47.18%=1999（kg） 残留液量： Wx=12477-1999=10478 (kg)
成熟醪比热容为： c1=4.183(1.109-0.95B1) =4.183（1.109-0.9537.5%） =3.96[kJ/（kg2K）] 成熟醪带入塔的热量为：
Q1=F1c1t1=1247733.96370=3.493106(kJ) 蒸馏残留固形物浓度为：
B2=F1B1/Wx=1247737.5%/10478=8.93%
蒸馏残留液的比热容为：
c2=4.183(1-0.378B2)=4.03[kJ/（kg2K）]
塔底残留液带出的热量为：
Q′4 = Wxc2t4=1047834.033105=4.433106(kJ)
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查《发酵工厂工艺概论》附表得50%酒精蒸汽焓为i=1965kJ/kg。固有： 上升蒸汽带出热量为：
Q3=V1i=199931965=3.933106（kJ) 塔底采用0.05MPa(表压）蒸汽加热，焓为2689.8kJ/kg；又蒸馏过程热损失Qn可取为总能量的1%。根据热量衡算得，可消耗蒸汽量为：
D1=(Q3+Q4 +Qn-Q1)/(I-cwt4)
=(3.93+4.43-3.46)3106/(2689.8-4.183105）399% =2199（kg)
采用直接蒸汽加热，则塔底排出废醪量为： Wx+D1=10478+2199=12677(kg)
2.6 100000t/a淀粉原料酒精厂总物料衡算
前面对淀粉原料生产1000kg酒精（95%）进行了物料平衡计算，以下对1000t/a木薯干原料酒精厂进行计算，设计年生产300天。
(1)每日所需要的原料和生产成品及各种制品数量如下： 日产食用酒精量为：
100000÷300=333.33(t/d),考虑到富余量取334t。 （2）以300天计，全年产品量和原料消耗量
成品酒精年产量：
3343300=100200 (t/a)
（3）10万t/a淀粉原料燃料酒精厂物料衡算结果祥见表2-2。
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第2章 全厂物料衡算
表2-2 100000t/a淀粉原料酒精厂物料衡算表
项目
生1000k
产酒
每小时数 量（t）
每天数量（t）
每年数量(t)
数量
精物料量（kg）
成品酒精 次品酒精 木薯干原料 a-淀粉酶 糖化酶 硫酸铵 硫酸 蒸煮粉浆 成熟蒸煮醪 糖化醪 蒸煮发酵醪 杂醇油 二氧化碳 废醪
980 20 2541.86 10.17 19.06 1.15 5.0 10167.44 10321 12327 12477 5 902 12677
13.92 0.284 36.1 0.145 0.271 0.0163 0.071 144 146.6 175 176.5 0.071 12.81 180.02
334 6.82 866.317 3.47 6.496 0.392 1.704 3456.3 3517.6 4201.5 4235.4 1.7 307.42 4320.58
100200 2046 259895 1041 1949 117.6 511 1036890 1055280 1260390 1270620 510 92226 1296174
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