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发酵工程设计概论


使用辅料原因
经济因素
大麦加工成麦芽, 干物质损失10%, 价格也提高37%以 上,因此在不降低 啤酒质量的前提下 ,在法律许可的范 围内(各国规定不 一)尽可能使用不 发芽谷物代替麦芽 。
工艺考虑
麦芽质量优良,含水解 酶丰富,不发芽谷物占 总原料25%~30%,麦 芽中淀粉酶足以承担这 部分额外淀粉的糖化, 酿出的啤酒口味清爽, 泡沫细腻洁白,若不发 芽谷物占总原料量超过 35%,麦汁组成差,发 酵缓滞,需要添加酶制 剂。
大米水分
13
冷却损失
无水麦芽浸出率
75
发酵损失
无水大米浸出率
95
过滤损失
麦芽用量
65
包装损失
大米用量
35
总损失
百分比 (%)
0.35 0.30
5 1.5 1.5 2 10.65
二、100千克原料生产12°淡色啤酒的物料衡算
•热麦汁量 •冷麦汁量 •发酵液量 •滤过酒量 •成品酒量
•湿麦糟量 •干酵母产量 •CO2量 •空瓶需用量 •瓶盖需用量 •商标用量
3、 发酵液量为: 580.86×(1-0.015)=572.15 L
4、滤过酒量: 572.15×(1-0.015)=563.57 L
5、成品酒量: 563.57×(1-0.02)=552.30 L
6、12°淡色啤酒密度为1.012kg/L, 则 吨酒耗粮为:
100/(0.55230×1.012)=178.91 kg/t酒
4、糖化锅料水比 设定麦芽:水=1:4 在实际生产中,糖化锅浓度一般20~40%为宜。
5、糊化锅料水比 设定大米:水=1:5
6、糖化、糊化过程中添加CaCl2、乳酸、α-淀粉酶
设定: CaCl2:水=0.12%
乳酸:水=0.145% α-淀粉酶:水=0.26%
啤酒国家级企业标准(大型厂)
项目名称
7、湿麦糟量:
设排出的湿麦糟水分含量为80%,则湿麦糟量为: [100×65%×(1-0.05)×(1-0.75)+100×35% ×(1-0.13)×(1-0.95)]/(1-0.8)=84.83 kg
8、干酵母产量: 取酵母泥中含水80%,产率转换为2%(w/v),则干酵母产量 为:
580.86×2%=11.61 kg 11.61×(1-80%)=2.322 kg
基准。 (2)以加入设备的一批物料重为计算基准。
例:啤酒物料衡算
每批次投料量(年产啤酒20万吨) 设该工厂全年工作日为360天,淡季180天,每天糖化4次; 旺季180天,每天糖化6次,全年总糖化1800次。
每次投料量: 200000×178.91/1800=19878.89 kg=19900 kg 178.91——啤酒吨酒耗粮(kg/t)
1.产品质量 合格率 2.物质消耗
总损失(%)
粮耗(kg/)
水耗(t/t酒)
特级企业 >99
<6 <175 <10
一级企业 >98
<8.0 <180 <20
二级企业 >95
<8.5 <185 <25
煤耗(kg/t酒)
<150
<170
<185
电耗(度/t酒)
3.经济效益
全员劳动生产率 (元/人.年) 资金利税率(%)
9、CO2量:
C12H22O11+H2O == 4C2H5OH + 4CO2 + Q
2、了解整个过程和其中每一个单元操作的物料平衡计算方法。
3、收集设计基础数据和有关物化常数。 生产规模、生产天数、原辅料和产品的规格、组 成及质量、物料的密度、比热容等。
4、确定工艺指标及消耗定额 对照同类型生产工厂实际水平,制定工艺指标、原材 料消耗定额及经验数据。
5、选定计算基准
连续操作:单位时间产品量或原料量为计算基准。 间断操作:(1)以单位重量、单位体积的产品或原料为计算
6、根据计算结果,列出物料衡算表
××阶段物料衡算表
引入物料
排出物料
序号 物料 组成 物料 密度 体积 序号 物料 组成 物料 密度 体积
名称 % 量kg kg/L L
名称 % 量kg kg/L L
合计
合计
计算实例: 以20万吨12°淡色啤酒工厂为例
一、参数设定 1、原料辅料比例
原料:麦芽 辅料:大米 设定 麦芽:大米=65:35(一般20%---35%)
<100
>25000 >55
<105
>15000 >40
<120
>12000 >30
人均实现利税(元/ 人)
>15000
>1000
>8000
备注
以12度酒计 不计制麦芽和 生活用水 以标煤计不计 生活用煤
不分大中小型 类别
啤酒生产基础数据
项目
百分比(%)
项目
原料利用率
98.5
麦芽净损失
麦芽水分
5
大米净损失
2、每天生产批次
设定 :旺季6批次,淡季4批次 三锅二槽体系(糊化锅、糖化锅、过滤槽、煮沸锅、回旋 沉淀槽) 现代化的大型啤酒工厂,每天生产批次一般达到8-10批 次,有的甚至10-12批次。
3、全年生产总天数
啤酒生产旺季投料批次多,产量大,设备维修少。 淡季投料批次少,产量小,设备进行维修、检验。 大型啤酒厂不存在淡季、旺季的区别,停产时间很少。 设该工厂全年工作日为360天,淡季180天,每天糖化4次; 旺季180天,每天糖化6次,全年总糖化1800次。
二、物料衡算的意义
1、可求出引入和离开设备的物料各组成的成分、重 量和体积 计算产品的原料消耗定额、每日或每 年消耗量,以及产品、副产品等排出物料量
2、确定生产设备的容量、个数和主要尺寸。 3、水、汽、热量、冷量等平衡计算。 4、工艺流程草图的设计。
三、物料衡算的步骤
1、绘出物料衡算流程示意图 绘出原料、辅料、产品的流程图,尽可能标出物料的流量、 组成、温度等参数。
1、 热麦汁量
麦芽收率: 0.75×(1-0.05)×(1-0.0035)=71.0%
大米收率:
0.95×(1-0.13)×(1-0.0030)=82.4% 混和原料收率:
(0.65×71.0%+0.35×82.4%)×98.5%=73.86% 由上述可知100kg混合原料可制得的12 °热麦汁为:
100×73.86%÷12%=615.54kg
又知12°麦汁在20℃时的比重为1.047kg/L,而100℃热麦汁 比20℃时的麦汁体积增加1.04倍,故热麦汁(100℃)体积 为:
615.54÷1.047×1.04=611.43 L
2、 冷麦汁量为: 611.43×(1-0.05)=580.86 L
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