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摘要:在酒精出产过程中, 原料的液化、糖化及发酵等, 都需求适宜的温度。传统的真空和蛇形管喷淋冷却方 法, 需求耗费良多的水, 跟着酒精出产量的不时添加, 耗水量也随之加大, 加剧了水成本缺少的场面。为了节省 用水, 还又使酒精出产过程不受影响, 经由重复研究、执行, 设计了螺旋板换热器, 革新了冷却系统。合用结 果标明, 螺旋板换热器在酒精出产中的优胜性及其长处特殊凸起, 它不只降低了用水量, 并且温度调定比拟精 确, 占用空间小, 缺陷率低, 抵达了既节能降耗, 又担保了出产顺畅进行的目标。 要害词: 酒精; 出产过程; 螺旋板换热器; 运用 中图分类号: TS262.2;TS201.44;TS261.3 文献标识码: B 0 引 言 本来我厂的出产工艺, 调定温度悉数采用的是传统的真 空冷却和多层盘管或蛇形管喷淋冷却的办法。跟着近年来酒 精产量的添加, 耗水量也越来越多, 每到炎天, 城市用水严肃, 水源缺乏不克不及担保正常出产, 且出产用水的增多也添加了污 水措置义务量。介于这种状况我厂经由重复研究、执行、革新 了冷却系统, 运用了螺旋板换热器, 后果验证螺旋板换热器在 酒精出产过程中, 不单降低了用水量, 调定温度也较准确, 占 用空间小, 大大降低了缺陷率, 节省了维修资金, 既节能降耗, 又担保了出产的顺畅进行。 1 材料 我厂的酒精出产是用可再生成本粮食作原料, 经由机械 决裂摧毁, 加水制成料浆, 然后经由液化、糊化、糖化、发酵等一系 列过程后再经由蒸馏提掏出高纯度的酒精。 在出产过程中, 液化时的预液化醪温度节制在 80￣90℃ ( 薯类) 90￣97℃( 谷类) 之间。液化醪的制备, 是把肯定浓度的 粉浆在肯定温度下, 运用耐高温 α- 淀粉酶将粉浆中的淀粉 矫捷水解为可溶性糊精、少数麦芽糖和葡萄糖。而液化后的液 化醪温度较高, 常在 95￣105℃之间, 需冷却至 58￣62℃之间进行糖化。而糖化后的糖化醪又需冷却到 28￣38℃才干进行 酵母菌的培养及发酵。并且在发酵初期因为微生物的展开, 生 化回响释放出肯定量的生物热, 也需实时冷却维持适宜的发 酵温度才干担保发酵过程的顺畅进行。因为液化醪的温度高, 冷却可采用真空冷却加大气风冷即能完成。而糖化后到发酵 的冷却办法我们本来采用的是多层盘管喷淋冷却, 即在铜的 多层盘管上面用水槽淋水, 因为冷水与铜管的热交流面积小 而换热效率低; 发酵前期采用的发酵罐内置多层蛇形冷却管 和外壁冷却, 因为发酵前期所发生的生化热需求不时的取水 来冷却。由于这后两个过程都耗能耗水量大, 当时我们都引进 了高效换热器设备 - 螺旋板换热器。 螺旋板换热器的构造事理及运用办法: 螺旋板换热器是 一种高效换热器设备,按构造办法可分为不成拆式( Ⅰ型) 螺 旋板式及可拆式( Ⅱ型、Ⅲ型) 螺旋板式换热器。 螺旋板换热器由两张板卷制而成, 构成了两个平均的螺 旋通道, 两种传热介质可进行全逆流活动, 大大加强了换热效 果, 即便两种小温差介质, 也能抵达胡想的换热结果。在壳体 上的接收采用切向构造, 部分阻力小, 因为螺旋通道的曲率是 平均的, 液体在设备内活动没有大的转向, 总的阻力小, 因此 可进步设计流速使之具有较高的传热才干。II 型可拆式螺旋 板换热器构造事理与不成拆式换热器根本一样, 但个中一个通道可拆开清洗, 特殊合用有粘性、有沉淀液体的热交流, 单 台设备不克不及知足运用要求时, 可以多台组合运用[3]。我们当时 糖化后运用的是无锡市雪浪发酵工程设备厂的两台螺旋板换 热器, 换热面积为 120m2 通道为 20cm。前期发酵槽冷却运用 的是江苏五龙机械有限公司出产的 KS100- 18 型螺旋板换热 器, 降低主发酵期的生热。 2 办法 2.1 传热效率核算 在糖化后我们当时运用的两台螺旋板换热器换热面积为 120m2, 通道为 20cm 的螺旋板换热器, 用水温度是 20℃, 当时 产量为 1000t/d, 原料化为糖化醪为 3500t/d, 用螺旋板冷却, 通 过理论证实, 我们当时用的 φ150 水管, 水措置来的冷水约为 350m3/h。日用水量为 8400t。而本来产量是 600t/d, 原料化为糖 化 醪 为 2100t/d, 用 喷 淋 冷 却 , 用 水 量 六 台 水 泵 为 IS100- 80- 160 泵 , 泵 出 口 为 φ80, 流 量 60￣120m3/h, 取 100m3/h, 六台用水量为 600t/h, 则日用水量为 14400t/d。化为 1000t/d 原料, 则日用水量为 24000t/d。传热效率比与用水量成 反比。用螺旋板换热器传热效率 / 用喷淋冷却传 热 效 率 =24000∶8400=2.86∶1。即: 用螺旋板换热器传热效率是用喷 淋冷却传热效率的 2.86 倍。同理核算前期发酵槽用螺旋板冷 却的办法降低主发酵期的生热, 发酵本来用水为水泵 30KW 的两台, 7.5KW 的两台, 3KW 的两台, 各水泵用一备一总流量 为 270m3/h, 产量是 600 吨 /d 时, 日用水量为 10800m3/d, 化为 1000t/d 原料, 则日用水量为 18000t/d, 当时用水量与蒸煮糖化 一样, 用的 φ150 水管, 水措置来的的冷水约为 350m3/h。日用 水量为 8400t。用螺旋板换热器传热效率 / 用发酵罐内置多层 蛇形冷却管和外壁冷却冷却传热效率 =18000∶8400=2.14∶1。 即: 用螺旋板换热器传热效率是用发酵罐内置多层蛇形冷却管和外壁冷却传热效率的 2.14 倍。 2.2 换热面积核算 喷淋冷却为 φ85 的铜管 25m 长环 12 层 4 组, 三层楼 1921.68m2, 现用两台螺旋板换热器为 120m2 的, 通道为 20cm 的螺旋板换热器, 总面积为 240m2, 发酵本来的换热面积: 每 个发酵罐内置多层蛇形冷却管 φ50 的铜管 φ2000 的 27 圈 φ4600 的 26 圈, 算计 85.58m2。28 个罐换热面积为2396.24m2。 当时用螺旋板冷却的办法降低主发酵期的生热, 换热面积为 100m2 的两台螺旋板换热器。总面积为 200m2。 2.3 占用空间核算 喷淋冷却为 25×7.5×10=1875m3 当时糖化后的两台螺 旋板换热器为 1.8×2.3×1.5×2=12.42m3 而当时主发酵用螺 旋板为 1.7×1.9×1.25×2=8.08m3。 2.4 两种换热器比拟( 见表 1) 3 后果 从表1中可以看出:糖化后用水量日增添15600t,主发酵用水量 日增添9600t,算计25200t,年增添用水为300×25200=7560000吨 =756 万吨, 折和自来水人民币 756 万吨×2.96 元 / 吨 =2237.76 万元, 若折合自备水为 756×2.6=1965.6 万元。 我们选用的螺旋板换热器流道为 20cm, 比本来用的铜管 φ85 流道要大, 以前我们运用的铜管因流道小, 阻力大, 物料 是悬浮液, 易梗塞。运用该螺旋板换热器按捺了这一缺陷。 跟着社会的提高和睁开, 动力耗费和情况污染日益严厉, 国度对企业的节省动力增添污水排放量的要求也越来越高, 在 酒精出产中, 运用螺旋板换热器, 不只节省用水, 并且在我们不 断革新的有限的空间里增添了空间的据有量, 设备投入少, 维 修费用低, 因用水量的增添, 运用水泵就少, 节省了用电量。使 用螺旋板换热器, 起到了节能减排降低各项耗费的后果。