发酵工程设计概论课件 第五讲.ppt

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1、第五章工艺计算第一节物料平衡计算一、物料衡算依据：根据质量守恒定律，凡引入某一系统或设备的物料质量Gm，等于所得到的产物质量Gp和物料损失量GL之和Gm=Gp+GL适用于单元操作，也适用于整个生产过程如：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。2、了解整

2、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基准。（2）以加入设备的一批物料重为计算基准。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：200

3、000×178.91/1800＝19878.89kg＝19900kg178.91——啤酒吨酒耗粮（kg/t)例：啤酒物料衡算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名称组成％物料量kg密度kg/L体积L序号物料名称组成％物料量kg密度kg/L体积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%）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

4、，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。使用辅料原因工艺考虑经济因素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

5、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。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=1：56、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%项目名称特级企业一级企业二级企业备注1．产品质量合格率>99>98>952.物质消耗总损失(%)<6<8.0<8.5粮耗(kg/t酒)<175<180<185以12度酒计水耗(t/t酒)<1

6、0<20<25不计制麦芽和生活用水煤耗(kg/t酒)<150<170<185以标煤计不计生活用煤电耗(度/t酒)<100<105<1203.经济效益全员劳动生产率(元/人.年)>25000>15000>12000资金利税率(%)>55>40>30不分大中小型类别人均实现利税(元/人)>15000>1000>8000啤酒国家级企业标准（大型厂）项目百分比（％）项目百分比（％）原料利用率98.5麦芽净损失0.35麦芽水分5大米净损失0.30大米水分13冷却损失5无水麦芽浸出率75发酵损失1.5无水大米浸出率95过滤损失1.5麦芽用量65包装损失2大米用量35总损失1

7、0.65啤酒生产基础数据二、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

8、麦汁比20℃时的麦汁体积