【導(dǎo)讀】料酒生產(chǎn)其他工藝及工。算、熱量衡算及耗水量計(jì)算；布置圖、糖化車間帶控制點(diǎn)流程圖和全廠工藝流程方塊圖；基礎(chǔ)參數(shù)：全年生產(chǎn)天數(shù)300天。原料為大米，大米含淀粉78%水分%。學(xué)生應(yīng)定期向指導(dǎo)教師匯報(bào)設(shè)計(jì)進(jìn)展并就設(shè)計(jì)中。出現(xiàn)的問題及時(shí)交流溝通；采用間歇二次噴射二次液化法，在糖化方法選用間歇糖化后得到。在發(fā)酵階段，采用了活性干酵母，經(jīng)過活化后進(jìn)入。發(fā)酵罐，進(jìn)行間歇發(fā)酵。發(fā)酵120h后進(jìn)行過濾出清酒，然后經(jīng)過調(diào)配、煎酒、冷。卻、檢驗(yàn)、膜過濾、暫儲(chǔ)存、灌裝，完成料酒的生產(chǎn)工藝的全過程。

　　

【正文】 式中： （ ）的焓 kJ/K （ 2 ）設(shè)經(jīng)第二次噴射液化罐出來的蒸煮醪溫度由 100 ℃升到 130 ℃，此處設(shè)溫度所以蒸煮醪汽化后的量為 ：： 776+[776 （ 130100 ） /( )]=815kg 式中： （ ）的焓 kJ/K （ 4 ）經(jīng)真空冷卻器后最終蒸發(fā)醪液量為： 815[815 （ 130104 ） ]/2245=850kg 式中： 2245104 ℃下飽和蒸汽的氣化潛熱（ kJ/K） （ 5 ）冷卻后糖化醪量為： 850[850 （ 10463） ]/2348=795kg 式中： 234863 ℃下飽和蒸汽的氣化潛熱（ kJ/K） 設(shè)發(fā)酵結(jié)束后成熟醪量含酒精 10% ，相當(dāng)于 % 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。過濾效率為 %，發(fā)酵罐洗罐用水為成熟醪量的 5%，則生產(chǎn) 1000kg 9 度料酒有關(guān)計(jì)算如下 : （ 1） 需要過濾的成熟發(fā)酵醪量為： F1=1000 %/（ % % ）（ 100+5+1 ）/100= （ 2） 不計(jì)洗灌用水，則成熟發(fā)酵醪量為： 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 （ 3） 過濾的成熟醪的酒精濃度為： 1000 %/%/=% （質(zhì)量分?jǐn)?shù)） （ 4） 相應(yīng)發(fā)酵過程放出的二氧 化碳總量為： 1000 %/% 44/46= （ 5） 發(fā)酵醪液量為： += （ 6） 設(shè)使用活性干酵母量 X。發(fā)酵醪密度為 ， 1 g ： 400ml=X ： 。解得 X= 根據(jù)要求實(shí)際原料耗算一覽表 因計(jì)算方便，上面計(jì)算的是生產(chǎn) 1000kg 9度料酒的相關(guān)數(shù)據(jù)，實(shí)際生產(chǎn)20200t料酒則進(jìn)行放大，因取的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（如比熱容）都一樣，所以對(duì)結(jié)果沒有影響，下表則是 1000kg料酒和放大后 20200t料酒相關(guān)數(shù)據(jù)一覽表： 計(jì)算結(jié)果和相關(guān)數(shù)據(jù)和放大數(shù)據(jù)一覽表 1000kg 9度料酒應(yīng)用量 每批次用量 每日用量 20200t 9度料酒應(yīng)用量 生產(chǎn) 9%（ v/v ）成品料酒所需淀粉總量 (kg) 生產(chǎn)成品料酒需要淀粉量（計(jì)淀粉損后） (kg) 需要大米原料為 α 淀粉酶的消耗量 糖化酶的消耗量 粉漿量 14376t 經(jīng)一次噴射液化過后的醪液量 776kg 15528t 經(jīng)二次噴射液化過 815kg 16308t 第三章 ：工藝計(jì)算 21 后的醪液量 經(jīng)真空冷卻器后最終蒸煮醪量 850kg 16800t 經(jīng)冷卻后糖化醪量 795kg 15908t 計(jì)洗罐用水需過濾的成熟發(fā)酵醪量 19445t 過濾的混合成熟醪的乙醇濃度 % （質(zhì)量分?jǐn)?shù)） % （質(zhì)量分?jǐn)?shù)） % （質(zhì)量分?jǐn)?shù)） % （質(zhì)量分?jǐn)?shù)） 相應(yīng)的過程釋放的CO2 總量 發(fā)酵醪量 不計(jì)洗罐用水需過濾的成熟發(fā)酵醪量 18519t 活性干酵母用量 46t 耗 熱 量 計(jì) 算 液化工序 調(diào)漿 加水比為 1 ： 3 ， B0=90% ，物料溫度 t0=25 ℃，調(diào)漿水溫 T0=60 ℃，投料量 G=750kg/次，則調(diào)漿罐應(yīng)容納粉漿量： W1=750(1+ 3)=3000kg 則可計(jì)算出粉漿溫度 t1 ：（取水的比熱 CW= K） 干物質(zhì)含量 B0=90% 的大米粉比熱： C0= （ ） = （ 90% ） =k 設(shè)原料加水比為 1:3 時(shí)混合后粉漿溫度 t1 ， 則有方程： 3 （ 60 t1 ） =11. 55 （ t125 ） t1=(3 60 +11. 5525)/(11. 55+3) =50 ℃ 蒸煮粉漿干物質(zhì)濃度： B1=750 90%/3000=% 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 一次噴射液化 粉漿由泵打入噴射液化器，被直接蒸汽加熱并進(jìn)行蒸煮，在經(jīng)過噴射液化器后要求醪液溫度升到 t2=100 ℃。設(shè)加熱蒸汽采用 （表壓 ）， 則每小時(shí)水蒸汽消耗量可按熱量衡算式來計(jì)算： D=W1 C1 （ t2t1） / （ I t2 Ce ） 式中 C1 — 蒸煮醪比熱，與蒸煮醪干物質(zhì)濃度有關(guān)： C1 = CsB 1/100+C 水 (100 B1) =2 +(100 )/100 =（ kg ℃ ）； Cs— 淀粉質(zhì)原料干物質(zhì)比熱，可取 kJ/（ kg ℃ ） ； I — 加熱蒸汽焓， （表壓 ）， kJ/（ kg ℃ ）； 則需蒸汽量： D1 =30003. 52( 10050)/()= 噴射液化中噴射的水蒸氣傳遞給粉漿的熱量為： Q1=30003. 52( 10050)=528000kJ/ 次 此時(shí)蒸煮醪量為： W2=3000+ =此時(shí)蒸煮醪濃度 ： B2=G B0/W2=750 90%/=33% 其比熱為： C2=CsB 2/100+Ce(100 B2)/100 = 33/100+ （ 10033） /100 =（ kg ℃） 二次噴射液化 經(jīng)二次噴射液化出來，蒸煮醪溫度升到 t3 =130℃，則達(dá)到 130 ℃蒸煮醪的蒸汽消耗量為： D2=W2 C2 （ t2 – t5 ） / =3. 2( 130100)/ =液化維持時(shí)蒸汽消耗的熱量 : 第三章 ：工藝計(jì)算 23 Q2 = W2 C2 （ t2 – t5 ） =3. 2( 130100) =309744kJ/ 次 離開汽液化罐的蒸煮醪量為： W3=W2 D2==此時(shí)蒸煮醪濃度 ： B3=G B0/W3==750 90%/=% 其比熱為： C3=CsB 3/100+Ce(100 B3)/100 =2 + （ ） /100 =（ kg ℃） 煎酒工序 過濾的后料酒設(shè)其溫度為室溫 25℃。發(fā)酵成熟醪的組成一般為：含水約80% ，料酒及揮發(fā)性雜質(zhì)約 10% ，干物質(zhì)約 6%（質(zhì)量分?jǐn)?shù) ）。 過濾的發(fā)酵成熟醪量為： （ 4037287）（ 1+5%） =設(shè)過濾除去的干物質(zhì)和少量的水分、料酒以及過濾中損失總的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為發(fā)酵成熟醪的 10% ， 則得到的清酒量為： 90%= 得到清 酒的酒精濃度為： 300/=%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)） 調(diào)整后清酒量為： 300/%=4167kg/ 次 調(diào)整后清酒比熱為：（酒精比熱為 kJ/ （ kg K ）） %+ （ % ） = kJ/ （ kg K ） 煎酒時(shí)，要將清酒加熱到 100 ℃，則需要消耗的熱量為： Q3=(t1t2)= 4167 (10025)=1265625kJ/次 消耗的蒸汽量 D3=4167 ( 10025)/() =543kg/ 次 耗熱結(jié)果如下表： 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 工段 耗熱 耗蒸汽量 耗熱量 一次液化 D1 = kg/次 Q1 =528000kj/次 二次液化 D2 = kg/次 Q2=309744kj/ 次 煎酒 D3 =543 kg/次 Q3=1265625kj/次 耗蒸汽總量： D= D1 + D2 + D3 =耗熱總量： Q= Q1 + Q2+Q3=2103369 kj/ 次 耗 水 量 計(jì) 算 液化階段 調(diào)漿 加水 比為 1 ： 3 用水量 ： w1 =3 750kg/次 =2250kg/次 糖化醪冷卻 糖化醪可根據(jù)需要發(fā)酵醪內(nèi)含酒量計(jì)算。投入大米每次 750kg ，含淀粉為 78% 。去除各種損失，淀粉利用率為 %，則發(fā)酵能得到的乙醇量為：f=750 78%9 % 2 46/162=300kg/ 次 產(chǎn)生二氧化碳： 300 44/46=287kg/次 則發(fā)酵罐醪量 : G1 =300/%+287 =4037kg/次 發(fā)酵醪液密度為 1076， 則體積為 ： 4037/1076= m 179。 / 次 活性干酵母量為 ： 1g： 400ml=X ： m 179。 /h 次 解得： X=糖化醪量為： 第三章 ：工藝計(jì)算 25 G2 = = 在糖化鍋內(nèi)應(yīng)加入糖化酶和水的總量為： m=G2W6==其中糖化酶量為： 則糖化后補(bǔ)充加水量為： w2 = =931kg/ 次 這時(shí)糖化醪濃度 : Bg%=750 90%/ =25% 糖化醪比熱為： cg= 25/100+ （ 10025） /100 =（ kg ℃） 加水后的溫度： tg1=W6 c6 t6+25m Ce/ （ G2 cg ） = （ 104 65+25 104 ） / （ 104 ） = ℃ 糖化醪的冷卻采用螺旋板換熱冷卻 , 要求糖化醪溫度由 tg1=℃下降到 tg2=30 ℃，現(xiàn)取 tw1 ＇ =15 ℃ 終溫 tw2 ＇ =35 ℃，糖化醪取 10% 做酵母 . 則冷卻水耗量為： w3=G1C g(t g1tg2)/[Ce(t w2 ＇ tw1 ＇ )] =40373. 44( )/[(3 515)] =,2 發(fā)酵階段 在發(fā)酵過程中，每小時(shí)要生成 300kg 酒精，以葡萄糖為碳源酵母發(fā)酵每生成 1kg 酒精放出的熱量約 1411KJ左右，則發(fā)酵每次放出的熱量為： Qa =300 1411=423300kJ/ 次 Q = Qa （ Qb+Qc） 式中 Qa 生物反應(yīng)熱 kJ Qb — 蒸發(fā)損失熱 kJ 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 Qc — 罐壁向環(huán)境散熱 kJ Qb = 5% Qa = 423300 = 21165 kJ/ 次 Qc = 10% Qa = 423300 =42330 kJ/ 次 所以 Q=Qa （ Qb+Qc） =423300（ 21165+42330 ） =359805kJ/ 次 取發(fā)酵工段冷卻水初溫 T1=20 ℃，終溫 T2=25 ℃，平均耗水量： w4 = Q Cw（ T2 T1 ） = 309805/ （ 2520 ） =14823kg/ 次 Q發(fā)酵生物反應(yīng)熱 (kJ) Cw 水的比熱容 [kJ/(kg.℃ ) T2 — 冷卻水出口溫度（℃） T1 冷卻水進(jìn)口溫度（℃） 發(fā) 酵 罐 洗 滌 用 水 每次需要過濾計(jì)洗灌用水的成熟發(fā)酵醪量為 F1=；不計(jì)洗灌用水成熟發(fā)酵醪量為 ，則每次洗滌用水為 w5=1944518519==200 kg 煎酒后用水 過濾的發(fā)酵成熟醪量為： （ 4037287）（ 1+5%） =設(shè)過濾除去的干物質(zhì)和少量的水分、料酒以及過濾中損失總的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為發(fā)酵成熟 醪的 10% ， 則得到的清酒量為： 90%= 得到清酒的酒精濃度為： 300/=%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)） 配料對(duì)清酒比熱忽略不計(jì)。將清酒調(diào)整到 9%（體積分?jǐn)?shù) ）， 其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 % ，則需加入的水和配料為： 300/%=623kg/ 次 , 設(shè)加入配料為 25kg 根據(jù)料酒標(biāo)準(zhǔn)，加水量為： w6 =62325=598kg/ 次 第三章 ：工藝計(jì)算 27 煎酒后需要降溫到 3035 ℃以備膜過濾，設(shè)冷卻到 32℃，冷卻水初溫tw1 ， =20 ℃，終溫 tW2 ， =35 ℃，則需消耗的冷卻水量為： W7=4037 （ 10032） / （ (3520) ） =17732kg/ 次 耗水量如下表： 工段 調(diào)漿 用水 糖化后加水 糖化醪 冷卻水 發(fā)酵醪 冷卻水 發(fā)酵罐洗滌水 調(diào)酒 用水 煎酒后 冷卻水 耗水kg/ 次 2250 931 14823 200 598 17732 總耗水 kg/ 次