选择了5种菌种作对比试验,菌种对发酵的影响。
表4 菌种对发酵的影响
序号 1 2 3 4 5 菌种 RC212酵母 KD酵母 K1酵母 啤酒酵母 产酯酵母 主发酵开始时间t/h 16 17 18 20 22 感官评定 酒味上升,有酸甜味 酸甜味、酒味都上升 甜味酒味均上升,有酸味 酒味上升,有酸醋味 醋味、酸味和酒味都淡 由表 5可知,在相同的时间内,菌种KD酵母样品的感官评定值远远超过其他样品,尤其在发酵第5天后更加明显,故选择KD酵母为最佳发酵菌种[12][13]。
(5)罐装以及包装:
桑葚酒的包装工艺、包装流水线是德国进口设备,包括洗瓶机、灌装机、打塞机、胶帽口机、贴标机、喷码机、封箱机。其工艺流程为:己灭菌的桑葚酒→灌装→打塞封帽→验酒→贴标→装箱→成品酒。
桑葚酒的包装要求:灌装前,酒液所经过的管道及灌装机要先经过蒸汽或亚硫酸杀菌,并用氮气对灌装机充压隔氧。酒液经过高温瞬时灭菌机进行杀菌后再经灌装机装瓶,空瓶进入灌装机时,先充入氮气,将瓶中空气赶走,然后灌酒。所用包装材料(玻璃瓶、软木塞、PVC胶帽、纸箱等),用前进行质量检验并要符合有关企业标准。
3.3 物料衡算
以1000kg桑葚为例,按照工艺要求进行生产,所得的成品酒的酒精含量为:11%-15%(体积分数)。
原料桑葚1000kg,在分选(去除梗以及发霉、腐烂的果实)的过程中损失率为2.5%左右,在浸渍,清洗过程中损失率为1.5%左右,在压榨、以及管道运输中的损失率为2%左右,在得到处理后桑葚为:1000kg×[1-(2.5%+1.5%+2%)]=940kg
原料桑葚经过发酵后,在经过澄清处理的过程中的损失率为2.5%左右,在调整成分、贮存的过程中的损失率为6.3%左右,在后期过滤中的损失率为1.7%左右,在杀菌以及装瓶的过程中的损失率为2.5%左右。在得到处理后桑葚果酒为:940kg×[1-(2.5%+6.3%+1.7%+2.5)]=817.8kg
由上述计算得出:1000kg桑葚产酒的出酒率为:817.8kg/1000×100%=
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81.78%。故本设计生产3000吨桑葚酒所需的原料桑葚总量为:3000/81.7%=3668.38吨
桑葚酒生产所需主要原料核算:
表5 桑葚酒生所需产原料核算
序号 1 2 3 4 5 6 名称 桑葚 白砂糖 酵母 玻璃瓶 纸箱 商标 规格 红果2号 食用级 KD 300ml 10瓶/箱 年消耗量 3668.38吨 0.05吨 0.8吨 10000000瓶 1000000箱 10000000瓶 单位(元) 6000/吨 4000/吨 280000/吨 0.5/瓶 2/箱 1/瓶 总计(万元) 2201.02 30 25 500 200 1000 桑葚酒原辅料总计=2201+30+12+25+500+200+1000=3968万元
3.4 主要设备选型
表6 主要设备选型
名称 滚筒式破碎机 皮带式输送机 浸渍型发酵罐 密闭发酵罐 双版式压榨机
型号 MIO TD800 ST/h型
生产能力及相关主要参数 为不锈钢滚筒式破碎机
278-824槽型
120m3 400m3 10吨/小时
转速:2700 r/min;功率:7.5kw
硅藻土过滤机
LWL320
过滤能力:10吨/小时。
贮酒保温罐
400m3;
生产能力:5吨/小时;灌注头数:12;
真空灌装机
GCP—10
适用瓶高:140—320mm
5套 10台 2台 数量 2台 2台 12个 12个 12台
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生产能力:80—200瓶/min;
贴标机
TLJ—A
外型尺寸:1820*1100*1500;
包装流水线 瞬时灭菌机
TLN8
12000瓶/小时
10台 5台 10台
3.5 能量衡算 3.5.1 用水衡算
(1)对发酵罐进行清洗的用水量
在生产前要对400m3的密闭发酵罐进行清洗,以保证密闭发酵罐的洁净。每罐清洗需要5吨,共计24个发酵罐,则用水量为:5×24=120吨。地面冲洗用水及清洗皮带输送设备取为每班4吨,每天1班,共200个工作日,则用水量为:4×1×200=800吨。
总用水量为:120+800=920吨 (2)对不锈钢破碎机进行清洗的用水量
桑葚果破碎时使用2台不锈钢破碎机,采用1班生产,共200日的时间进行压榨。每个月洗涤破碎机的用水量取为5吨,共进行10个月的生产,则桑葚果破碎机期间用水量为:5×10×2=100吨。
(3)对压榨机进行清洗的用水量
桑葚压榨时使用2台双板式压榨机,采用1班生产,共200日的时间进行压榨。每个月洗涤压榨机的用水量取为5吨,共进行10个月的生产,则桑葚浆压榨期间用水量为:5×10×2=100吨。
(4)发酵阶段的用水量
发酵时的用水量为2吨,每天进行1班生产,需要200天,则用水量为2×1×200=400吨。
(5)桑葚酒在贮存时的用水量
桑葚酒在贮存过程中倒罐的洗涤用水量为360吨。在贮存阶段定期冲洗地面,每月一次,每次按10吨计算,冲洗地面用水量为:10×10=100吨。总用水量为100+360=460吨。
(6)桑葚酒在澄清、过滤时的用水量 澄清、过滤用水量为:300吨。
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(7)包装用水量
冲洗酒瓶用水:酒瓶采用300ml,生产3000吨桑葚果酒共需酒瓶数为:3000×1000/0.300=10000000瓶,每10瓶洗涤用水为1.5L,消毒用水量每10瓶取为1L,则共需水量为:10000000×(0.15+0.1)/1000=2500吨。
卫生用水量:罐装、包装生产取200个工作日,每天一班。每天清洗地面、设备等用水为3吨,则总洗涤用水量为:200×3=210吨。
包装阶段用水量为:2500+210=2710吨。 故整个桑葚酒生产过程用水总量为: 920+100+100+400+460+300+2710=4990吨。
3.5.2 用电衡算
(1)桑葚分选、清洗过程中的用电估算:
桑葚分选、清洗设备各2台,每班工作2h,每日一班,共200个工作日,总工作时间为2×200×2×2=1600h。配用电机功率为12kw,桑葚分选、清洗过程的用电量为:800×12×2=19200度。
桑葚皮带式输送机2台,每班工作2h,每日一班,共200个工作日,总工作时间为2×200×2=800h。配用电机功率为12kw,桑葚输送时的用电量为:800×12=9600度。
此阶段用电量:19200+9600=28800度。
(2)桑葚破碎时的用电估算:不锈钢破碎机2台,每班工作1h,每日一班,共200个工作日,总工作时间为1×200×2=400h。电机功率为15kw。则用电量为:400×15=6000度。
(3)桑葚压榨时的用电估算:双板式压榨机2台,每班工作1h,每日一班,共200个工作日,总工作时间为1×200×2=400h。电机功率为15kw。则用电量为:400×15=6000度。
(4)过滤阶段的用电估算:
桑葚酒需用硅藻土过滤两次,其过滤能力为5吨/小时,采用2台同时工作,每班工作1.5h,每日一班,共200个工作日,总工作时间为1.5×200×2=600h。。功率为4kw。则用电量为600×4=2400度。
(4)酒泵、水泵、以及其他生产用电估算:
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表7 酒泵、水泵以及其他主要生产用电量
种类 酒泵 水泵 包装流水线 瞬时杀菌流水线 真空灌装机 贴标机 生产照明用电 其他用电 用电时间 1500h 500h 500h 500h 500h 100h 1500h 功率 3 kw 5 kw 40 kw 5 kw 5 kw 5 kw 0.2 kw 台数 11 5 10 5 5 10% 100 用电量 49000度 1250度 20000度 12500度 12500度 5000度 30000度 3000度 桑葚酒生产过程的总用电量为:
28800+6000+6000+2400+49000+1250+20000+12500+12500+5000+30000+3000=158450度。
3.6 劳动力平衡
劳动力计算:根据生产单位重量品种所需劳动工日来计算,若用P表示每班所需人数,则根据公式有:P(人/班)=劳动生产率(人/产品)×班产量(产品/班)
下面将桑葚酒厂所需劳动力的工种、待遇等方面统计:
表8 劳动定员表
部门 总经理 副总经理 行政部 人事部 财务部 生产部
人数 1 2 3 3 2 5
月薪(千元/人) 年薪(万元/人)
5.0 3.0 1.5 1.5 1.4 1.5
5.0 3.0 1.5 1.5 1.4 1.5
合计(万元)
0.50 0.60 0.45 0.45 0.28 0.75
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