发酵工厂设计计算题详解

水衡算
1.10000t/a酒精蒸馏车间杂醇油提取工艺（气相抽提）如下： 精馏塔 杂醇酒气G1
第一次 冷凝
82.8℃杂醇酒精液体 第二次
冷却
25℃杂醇酒精液体 ＋ 20℃冷水 分离 盐析 杂醇油 淡酒
稀释至酒精含量10%（V/V）
工厂设计习题
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问：① 已知由精馏塔抽提的杂醇油酒气G1中杂醇油量占20%，经分离、 盐析得到的杂醇油量为7.21(kg/h)，占总杂醇油量的90%，试求杂醇 酒气G1(kg/h)。
⑵ 求生产1000kg无水酒精的理论淀粉消耗量： 1000×162/92＝1760.9kg ⑶ 求生产1000kg国标食用酒精的理论淀粉消耗量:
工厂设计习题
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1760.9× 92.41%＝1627.2kg ⑷ 求生产1000kg国标食用酒精的实际淀粉消耗量G实: G实－ G实×8.55%＝ 1627.2kg G实＝ 1627.2kg／1－ 8.55%＝1779.3kg ⑸ 出酒率＝(1000／1779.3) ×100＝56.2%
工厂设计习题
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热量衡算 • 30000t/a啤酒糖化车间 1、 某厂生产啤酒30000t/a，糖化工艺采用二次煮出法，已 知第二次煮沸前混合醪19045kg，温度为70℃。抽取混合醪 之一部分加热至100℃煮沸，然后与未抽取部分再次混合， 结束糖化，结束醪温为78℃。（假定混合醪的比热容c混合在 整个过程中维持不变）求被抽取煮沸的混合醪量（kg）？
工厂设计习题
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③ 已知杂醇酒气G1酒精含量为50%（V/V），若将其酒精含量稀释至 10%（V/V），则需加20℃冷水多少W1(kg/h)? 解： 设需加冷水W1(kg/h) 则有 40.1×42.43%＝(W1＋40.1)×8.01% W1＝212.4－40.1＝172.3(kg/h) ④已知酒精蒸汽含量50%（V/V）的蒸发潜热≈1655(kJ/kg)，比热容 ≈4.35〔kJ/(kg· K)〕，水的比热容≈4.18〔kJ/(kg· K)〕，水初温 20℃，终温40℃。求：将杂醇酒气G1冷却至25℃的冷却水用量W2？ 杂醇油分离、提取总用水量W？
工厂设计习题
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⑷ 酒母所需糖化酶量G酶: G酶＝ 300u／g× 191.6×1000／ 20000 u／g＝2.87kg
源自文库
二、30000t/a啤酒生产 1、生产啤酒采用混合原料：麦芽和大米。已知100kg混合 原 料中麦芽75kg，水分6%，无水麦芽浸出率75%；大米 25kg，水分13%，无水大米浸出率92%，原料利用率 98.5%。求该100kg混合原料能生产12°热麦汁多少升 （L）？（ 12°热麦汁在100℃的相对密度为1.042）
工厂设计习题
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⑴ 求100kg混合原料提供的总还原糖量G总糖： G总糖＝ [ 75kg×（1－6%）×75% ＋ 25kg× （1－13%）×92% ] ×98.5%＝ [ 52.875kg ＋ 20.01kg ] ×98.5%＝71.79kg ⑵ 求12°热麦汁量G麦汁（kg） G麦汁×12%＝ G总糖 G麦汁＝ G总糖 ／ 12%＝ 71.79kg ／ 12%＝598.25kg ⑶ 求12°热麦汁体积V麦汁（L）： V麦汁＝598.25kg／ 1.042＝574 （L）
物料衡算 一、10000t/a淀粉原料酒精 1、已知淀粉生产酒精过程中淀粉总损失率为8.55%，求生 产1000kg国标食用酒精（体积分数95%，质量分数 92.41%） 所需淀粉量和出酒率？ 解：⑴ 糖化
发酵 (C6H10O5)n ＋ nH2O C6H12O6 nC6H12O6
2C2H5OH ＋ 2CO2
解：设被抽取煮沸的混合醪量为G′，温度100℃；未抽取部分为（G混合 － G′），温度70℃；结束醪＝ G混合，温度为78℃。 根据热量衡算： G′× c混合×(100－78) ＝ （G混合－ G′） × c混合×(78－70)
工厂设计习题
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30 G′＝8 G混合，则G′＝（4／15）× 19045kg＝5079kg
／ g）
工厂设计习题
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⑴ 求用于发酵的糖化醪量T发： T发×10% ＋ T发＝ 11771kg ＋ 902kg T发＝11521kg 酒母醪量＝ T发×10% ＝ 11521kg ×10% ＝1152.1kg ⑵ 求用于培养酒母的糖化醪量T酒： T酒＝酒母醪量× 70% ＝1152.1kg × 70% ＝806.5kg ⑶ 求用于培养酒母的薯干原料量G′薯干： ∵ 投入2737.4kg薯干原料得到11521kg发酵糖化醪。 ∴ G′薯干＝ 2737.4kg× 806.5kg／ 11521kg＝191.6kg
2、已知酒母接种量10%，酒母醪的70%是糖化醪，酒母糖 化酶用量按300u／g（薯干原料）计。生产1000kg 95% 酒精成品薯干原料的实际消耗量为2737.4kg，成熟发酵 醪量为11771kg，相应发酵过程放出CO2总量为902kg。 求生产1000kg 95%酒精成品（v,体积 分数）所需酒母醪 量和生产酒母所需糖化酶量？（糖化酶的活力为20000 u
工厂设计习题
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三、3000t/a味精生产 味精生产中，已知发酵初糖浓度150（kg/m3），糖酸转 化 率48%，谷氨酸提取率80%，味精对谷氨酸产率112%，倒罐 率1%，求生产1000 kg、纯度100%的味精所需发酵液量？ 解：设所需发酵液量为V（m3），则：
V× 150× 48%× （1－ 1% ）×80%× 112%＝ 1000 kg V＝ 1000／ 150× 48%× （1－ 1% ）×80%× 112%＝15.66 （m3）
G1 7.21 90% 20% 40.1(kg / h )
② 第二次冷却后用20℃冷水将酒精含量稀释至10%的目的是什么？
杂醇油的主要成分是异戊醇，而异戊醇同酒精是互溶的。由精馏塔抽提的杂醇 油酒气冷却到室温后，虽然可能分离成油层和水层，但由于其中酒精含量较多 （酒精浓度为42%～60%，V/V），使杂醇油的溶解度很大，油水难以分层。因 此，将粗杂醇油加水稀释至酒精含量在10%以下，则杂醇油在水层的含量为 2%～3%，而在油层的含量约80%，分离得到较高浓度的杂醇油。