年產(chǎn)4000噸食醋廠設(shè)計(jì)說明書本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))

1、黑龍江東方學(xué)院年產(chǎn)4000噸食醋廠設(shè)計(jì)說明書學(xué) 部 食品與環(huán)境工程學(xué)部 目 錄年產(chǎn)4000噸食醋廠設(shè)計(jì)說明書1年產(chǎn)4000噸食醋廠設(shè)計(jì)說明書21 設(shè)計(jì)任務(wù)書22產(chǎn)品方案32.1.1 生產(chǎn)規(guī)模32.1.2 主要原料的規(guī)格42.1.3 生產(chǎn)品種及數(shù)量42.1.4 產(chǎn)品質(zhì)量及標(biāo)準(zhǔn)42.2生產(chǎn)工藝流程設(shè)計(jì)42.2.1 工藝流程圖42.2.2 工藝要點(diǎn)53 工藝計(jì)算63.1 物料衡算63.1.1 主要技術(shù)參數(shù)63.1.2 原、輔材料和燃料動(dòng)力消耗73.1.3 生產(chǎn)能力73.1.4 物料計(jì)算73.1.4.1 液化、糖化工序73.1.4.2 酒精發(fā)酵工序83.1.4.3 醋酸發(fā)酵工序93.1.5 投入和產(chǎn)出

2、物料衡算匯總104 設(shè)備選型114.1 選型的原則114.2 4000t/a食醋廠主要設(shè)備115 環(huán)境保護(hù)建議方案135.1 廢水處理135.1.1 廢水污染強(qiáng)度及排放量135.1.2 廢水處理方案135.2 廢渣處理14年產(chǎn)4000噸食醋廠設(shè)計(jì)說明書1 設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)項(xiàng)目：年產(chǎn)4000t食醋廠設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)規(guī)模：日產(chǎn)量13.4t生產(chǎn)工藝：液態(tài)深層發(fā)酵工作制度：全年發(fā)酵工作日300天，三班作業(yè)，連續(xù)生產(chǎn)，投料276批/年主要原料：高粱輔助原料：中溫-淀粉酶、碳酸鈉、無水氯化鈣、液體曲成品：5度釀造食醋1) 產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)a. 感官特性：色 澤：具有該品種固有的色澤香 氣：具有該品種特有的香氣滋 味：酸

3、味柔和，無異味體 態(tài)：澄清b. 理化指標(biāo)：總酸（以乙酸計(jì)）：g/100ml 3.50不揮發(fā)酸（以乳酸計(jì)）：無可溶性無鹽固形物：g/100ml 0.502) 產(chǎn)品相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：要符合gb2719-1996食醋衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)、gb18187-2000釀造食醋、zbx66004-86食醋質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)感官指標(biāo)：具有正常的食醋色澤、氣味和滋味，不澀，無其他不良?xì)馕杜c異味，無懸浮物，不渾濁，無沉淀，無異物，無醋鰻、醋虱。微生物指標(biāo)：菌落總數(shù)/(個(gè)/ml)10000 大腸菌群/(mpn/100ml)3 致病菌（系指腸道致病菌）：不得檢出3) 產(chǎn)品用途：廣泛用于食品及餐飲行業(yè)。2 產(chǎn)品方案2.1.1 生產(chǎn)規(guī)模醋廠年產(chǎn)量為4

4、000t廠建設(shè)采取統(tǒng)一的規(guī)劃布局，規(guī)范化建設(shè)，科學(xué)化管理，規(guī)?；a(chǎn)，一體化經(jīng)營，完全采用現(xiàn)代化企業(yè)管理模式將逐漸形成規(guī)模。2.1.2 主要原料的規(guī)格 糧食：應(yīng)符合gb2715的規(guī)定。釀造用水：應(yīng)符合gb5749的規(guī)定。 食用鹽：應(yīng)符合gb5461的規(guī)定。 食用酒精：應(yīng)符合gb10343的規(guī)定。 糖類：應(yīng)符合相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。食品添加劑：應(yīng)選用gb2760中允許使用的食品添加劑，還應(yīng)符合相應(yīng)的食品添加劑的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。 2.1.3 生產(chǎn)品種及數(shù)量生產(chǎn)品種為5度釀造食醋。年產(chǎn)量4000t。采用ml瓶裝生產(chǎn)。設(shè)計(jì)日產(chǎn)量為13.4t。2.1.4 產(chǎn)品質(zhì)量及標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量特征：產(chǎn)品澄清、有該品種固

5、有的色澤和香氣、酸味柔和。2.2 生產(chǎn)工藝流程設(shè)計(jì)2.2.1 工藝流程圖 -淀粉酶、cacl2、na2co3 醋酸菌種子 原料 磨漿 調(diào)漿 液化 糖化 酒精發(fā)酵 醋酸發(fā)酵 過濾配制 糖化曲 酒母 蛋白水解液 濾渣消毒 貯存 成品 2.2.2 工藝要點(diǎn)1) 淀粉分解 粉碎調(diào)漿 原料用錘式粉碎機(jī)粉碎，其細(xì)度在40目左右。原料與水比例為1:4。原料浸泡后用磨粉機(jī)磨成粉漿，然后在調(diào)漿池內(nèi)進(jìn)行調(diào)漿。調(diào)漿時(shí)要加0.25%的-淀粉酶（酶制劑2000u/g）?？刂苝h6.06.5，溫度在8590。由于鈣離子有提高酶對熱穩(wěn)定性作用，所以加入無水氯化鈣0.1%。淀粉的液化 本項(xiàng)目采用高溫液化法，需要設(shè)備小，適于連

6、續(xù)操作，淀粉受熱快而均勻，能使淀粉迅速糊化。其操作方法是先在液化罐內(nèi)加底水，升溫至8590，待粉漿達(dá)定量后，在此溫度下維持10min，然后將醪液打入糖化缸，冷卻至6062待糖化。 糖化 采用的糖化劑為液體糖化曲。菌種是3912-12或uv-11型。操作方法：將液化醪冷卻至6062，接入液體糖化曲，糖化30min后，冷卻、輸送入酒精發(fā)酵罐。液體曲的用量取決于酶活力的高低，一般1g淀粉至少需120單位糖化酶。2) 酒精發(fā)酵將成熟酒母醪輸入到發(fā)酵罐內(nèi)和糖化醪一起進(jìn)行酒精發(fā)酵。酒精發(fā)酵是無氧氧化過程。除了發(fā)酵初期，酵母中的活細(xì)胞大量繁殖需要一定的氧氣外，整個(gè)過程在密閉發(fā)酵罐中進(jìn)行。罐壓控制在0.251

7、05pa，發(fā)酵溫度3032，發(fā)酵時(shí)間為6070h。產(chǎn)品在正常情況下酒度為6.7%左右，總酸應(yīng)控制在0.4%以下。殘?zhí)窃?.2%左右。3) 醋酸發(fā)酵醋酸發(fā)酵是利用醋酸菌所分泌的氧化酶將酒精氧化成醋酸，因此要求醋酸菌必須活力強(qiáng)，無雜菌，接種量不低于10%，其具體操作方法是先加水清洗罐，將空氣過濾器用甲醛滅菌，空罐以0.98105pa壓力滅菌30min，而后輸入酒醪，30時(shí)接入醋酸菌。醋酸菌剛接入發(fā)酵罐，細(xì)菌數(shù)不高，活力低，要求氧量不大，一般吸式發(fā)酵罐前期通氣量1:0.07m3/m3，通過一段時(shí)間培養(yǎng)，醋酸菌進(jìn)入對數(shù)生長期，細(xì)胞數(shù)量增加，活力提高，酶大量形成，呼吸作用大大加強(qiáng)，要加大風(fēng)量，一般通風(fēng)量

8、1:0.1m3/m3為宜；到后期，酒精減少、酸度上升緩慢，菌體衰老，呼吸緩慢，風(fēng)量即可減小。醋酸菌繁殖溫度在3437左右。溫度太高，醋酸菌會(huì)變形。本項(xiàng)目中醋酸菌的生產(chǎn)采用半連續(xù)發(fā)酵法（分割發(fā)酵法），即當(dāng)醋酸發(fā)酵的酸度不再上升時(shí)，可放出1/3的發(fā)酵液，余者作為留種。然后補(bǔ)充酒醪，調(diào)整其濃度，繼續(xù)發(fā)酵。一般24h左右取醋一次，連續(xù)10次左右，更換一次種液。 4) 發(fā)酵液的后處理醋酸發(fā)酵后放罐，打入壓濾貯液罐中，用風(fēng)壓輸入板框壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾，在濾液中加入2%2.5%的食鹽沖勻，在備兌池中取樣測定，按質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行配醋，經(jīng)列管式熱交換器加熱至7580，而后輸入成品貯存罐，以便沉淀貯存。再經(jīng)洗渣并檢驗(yàn)、包

9、裝即為成品。5) 工藝流程當(dāng)發(fā)酵至13天成熟后，從發(fā)酵罐中放出發(fā)酵液總量的1/3送后提取工段進(jìn)行處理，同時(shí)補(bǔ)入等量的酒精料液，繼續(xù)發(fā)酵。正常情況下每間隔1天取醋一次。因?yàn)榫凭l(fā)酵時(shí)間是醋酸半連續(xù)發(fā)酵時(shí)間的3倍，所以，用3臺(tái)醋酸發(fā)酵罐來平衡，因而每天取醋量為1臺(tái)發(fā)酵罐，而補(bǔ)入酒精發(fā)酵液也是1罐的量。連續(xù)取醋9次后，至第10次全部放出，然后洗罐消毒，更換新菌種開始新一輪發(fā)酵。3 工藝計(jì)算3.1 物料衡算3.1.1 主要技術(shù)參數(shù)淀粉 酒精，轉(zhuǎn)化率75%酒精 醋酸，轉(zhuǎn)化率90%原料 成品醋，6.72kg/kg3.1.2 原、輔材料和燃料動(dòng)力消耗名 稱單 位單 耗年 耗規(guī) 格高粱中溫-淀粉酶碳酸鈉無水氯

10、化鈣液體曲水電煤tkgkgkglm3kwht0.1490.37230.2230.14926.06218.81600.15961489.289259610424875200640000400含淀粉70%2000u/g純度98%工業(yè)級糖化力480u/ml飲用水標(biāo)準(zhǔn)380v，50hz標(biāo)煤3.1.3 生產(chǎn)能力年產(chǎn)食醋4000t，發(fā)酵投料為276批，因此每批料應(yīng)產(chǎn)醋量：4000/276=14.5（t）按主料計(jì)每kg原料產(chǎn)醋6.72kg，每批投主料量：14.5/6.72=2.16(t)3.1.4 物料計(jì)算 3.1.4.1 液化、糖化工序1) 原料加水量 加水比為1:4水量=21604=8640（kg）2)

11、 粉漿中干物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 原料含水量以12%計(jì)3) -淀粉酶用量 2000u/g中溫-淀粉酶用量按5u/g計(jì)：酶用量=（21605）/2000=5.4（kg）4) 無水氯化鈣用量：21600.001=2.16（kg）5) 碳酸鈉用量（調(diào)ph） 21600.0015=3.24（kg）6) 粉漿體積v1 17.6%干物質(zhì)含量的粉漿，密度約為1.07kg/m3 v1=（2160+8640+5.4+2.16+3.24）/1.07=10810.8/1.07=10103.6（l）7) 粉漿比熱容 c 按下式計(jì)算：c=c0+w/100+c水（100-w）/100 =1.55(17.6/100)+4.18(8

12、2.4/100) =3.72 kj/(kgk)8) 液化蒸汽消耗量 d 按下式計(jì)算：d=mc(t2-t1)/(1-) =10810.83.72(373-293)/2738-419=1387.4(kg)9) 液化醪質(zhì)量 m1=10810.8+1387.4=12198.2 kg10) 液化醪干物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù) 已知原料含水量為12%，淀粉酶、氯化鈣、碳酸鈉含水量不計(jì)。液化醪干物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)=（21600.88+5.4+2.16+3.24）/12198.2100% =15.67%11) 液化醪體積 v2 15.67%干物質(zhì)的醪液，密度為1.06kg/l。v2=12198.2/1.06=11507.7（l）

13、12) 液體用曲量 液體曲糖化力為480u/ml，用量為120u/l，原料含淀粉量按70%計(jì)。液體用曲量=（21600.7120）/480=378(l)13) 糖化醪質(zhì)量 m2(含酒母醪) 液體曲密度按1.0kg/l計(jì)。m2=12198.2+378=12576.2(kg)14) 糖化醪體積 v3 v3=11507.7+378=11885.7（l）3.1.4.2 酒精發(fā)酵工序1) 每批原料產(chǎn)酒精量每批原料產(chǎn)酒精量=原料量淀粉含量理論產(chǎn)酒率轉(zhuǎn)化率=21600.700.57680.75=644（kg）2) 發(fā)酵中co2 產(chǎn)生量按酒精發(fā)酵反應(yīng)式計(jì)：co2 產(chǎn)生量=（64488）/92=616(kg)3

14、) co2 帶出乙醇量 按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)1.2%計(jì)：帶走乙醇量=6440.012=7.7（kg）4) 發(fā)酵中溢出水分 6440.02=12.9（kg）5) 酒精發(fā)酵成熟醪總質(zhì)量 m3（含酒母醪質(zhì)量）m3=12576.2-616-7.7-12.9=11939.6 (kg)6) 成熟醪體積 v4 成熟醪密度為0.99kg/l。v4 =111939.6/0.99=12060.2 (l)7) 成熟醪中酒精體積分?jǐn)?shù)酒精d420 =0.7893酒精產(chǎn)量=644-7.7=636.3（kg）酒精體積分?jǐn)?shù)=636.3/(0.78912060.2) 100%=6.7%3.1.4.3 醋酸發(fā)酵工序1) 醋酸發(fā)酵醪質(zhì)量m4

15、 （含酒母質(zhì)量） 發(fā)酵時(shí)添加蛋白水解液（d420=1.2）1000kg。m4 =11939.6+1000=12939.6（kg）2) 醋酸發(fā)酵醪體積 v5 v5 = v4 +蛋白水解液v5 =12060.2+1000/1.2=12893.5(l)3) 每批原料產(chǎn)醋量 酒精理論產(chǎn)醋值1.304，實(shí)際轉(zhuǎn)酸率按90%計(jì)。產(chǎn)醋量=636.31.3040.9 =747 (kg)4) 醋酸發(fā)酵時(shí)生成的水 按醋酸發(fā)酵反應(yīng)式計(jì)：生成的水的質(zhì)量=（18747）/60=224.1 (kg)5) 醋酸成熟醪總質(zhì)量 m5 m5 =投入醪（m4）- 酒精含量+生成醋酸+生成水 =12939.6-636.3+747+22

16、4.1=13274.4 (kg)6) 成熟醪容積 v6 成熟醪密度1.01kg/l。v6 =13274.4/1.01=13143（l）7) 成熟醪醋酸的質(zhì)量濃度 747/13143=5.68g/dl8) 配兌消毒后成品中醋酸含量 按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)：壓濾損失4%；消毒運(yùn)輸損失為1.2%。共損失為5.2%，則醋酸量：747（100-5.2）/100=708.2 (kg)9) 配兌成5g/dl醋酸含量的成品醋的容積v7 v7 =708.2/0.05=14164 (l)10) 成品醋總質(zhì)量m6 成品醋密度1.025 kg/l。m6 =141641.025=14518.1 kg11) 原料出醋率 14518.

17、1/2160=6.72 (kg/kg)3.1.5 投入和產(chǎn)出物料衡算匯總序號(hào)物料名稱投入/kg產(chǎn)出/kg損失/kg密度/(kg/l)容積/l質(zhì)量規(guī)格1.（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）（9）2.（1）（2）（3）（4）（5）3.（1）（2）（3）（4）液化糖化工序高粱水-淀粉酶cacl2na2co3調(diào)成粉漿液化后醪液體曲糖化醪酒精發(fā)酵工序發(fā)酵醪產(chǎn)生co2揮發(fā)水分溢出酒精發(fā)酵成熟醪醋酸發(fā)酵工序發(fā)酵醪蛋白水解液醋酸發(fā)酵成熟醪最終產(chǎn)品醋2160.008640.005.402.163.2410810.8012198.237812576.2011939.601000.0012576.20

18、11939.6013273.3014518.10616.012.887.71.071.061.001.0581.0580.990.991.201.011.02510103.6011507.70378.0011885.7011885.7012060.2012060.20833.3313141.9014164.00含淀粉70%飲用水標(biāo)準(zhǔn)2000u/g中溫酶無水工業(yè)級工業(yè)級ds質(zhì)量分?jǐn)?shù)17.6%ds質(zhì)量分?jǐn)?shù)15.6%糖化力480u/ml氣體水蒸氣氣體 乙醇體積分?jǐn)?shù)6.7%乙醇體積分?jǐn)?shù)6.7%含醋酸5.68g/dl含醋酸5g/dl4 設(shè)備選型4.1 選型的原則1) 符合工藝要求，既有先進(jìn)性又要成熟可靠

19、。2) 盡可能連續(xù)化和自動(dòng)化以提高工效，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。3) 有利于節(jié)能、降耗、節(jié)約投資。4) 結(jié)構(gòu)簡單，便于加工、維修和管理。5) 耐腐蝕、低噪音、易清洗和消毒。4.2 4000t/a食醋廠主要設(shè)備根據(jù)前工藝要求，擬出4000t/a食醋廠主要設(shè)備見表：序號(hào)設(shè)備名稱臺(tái)數(shù)規(guī)格型號(hào)材質(zhì)單臺(tái)耗材/kg配電機(jī)/kw帶料臺(tái)重/t單機(jī)總裝1234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435363738真空泵錘式粉碎機(jī)螺旋輸送器調(diào)漿池粉漿高位槽液化罐離心泵離心泵空氣壓縮機(jī)空氣凈化系統(tǒng)液體曲種子罐液體曲發(fā)酵罐液體曲計(jì)量罐糖化罐補(bǔ)糖罐小酒母罐大

20、酒母罐酒精發(fā)酵罐離心泵搖瓶機(jī)空氣過濾器醋酸一級種子罐高效空氣過濾器醋酸二級種子罐高效空氣過濾器自吸式醋酸發(fā)酵罐離心泵壓濾罐板框壓濾機(jī)油泵氨冷凍機(jī)組離心泵濾液配兌池離心泵離心泵列管換熱器貯存罐吊車1211111221組23121113221111332121222222121w31t/h1.5 t/hv=2m312001800v=2m312001500v=2.7m3 140016002b31a2b19bv-3/7配套3m3/minv=0.1m3400800v=1m3 9001400v=0.15m3 500760v=5.5m3 18002000v=1m3 10001250v=0.2m3600700v=2m314001360v=17m3 240036003b19b旋轉(zhuǎn)式213r/mina=0.785m2v=0.2m3 5001000a=1m2v=2m312001710a=6m2v=20m32400410065f25bv=15m326002000kp-629koio 6001000ja6-100 81.41kw/h3b19b50f-16a-b40f-40-bv=30m326004900碳鋼碳鋼碳鋼碳鋼碳鋼碳鋼碳鋼碳鋼碳鋼碳鋼碳鋼碳鋼碳鋼碳鋼碳鋼碳鋼碳鋼碳鋼碳鋼碳鋼不銹鋼碳鋼不銹鋼碳鋼不銹鋼