年产510吨红枣果酒发酵车间设计
摘
红枣鼠李科枣属植物成熟果实国作世界唯红枣出口国家仅红枣种植生产方面着丰富验贸易方面世界市场占定位民众生活质量时代更逐渐提高生产低酒精度保健果酒愈愈流行红枣作集食药补身佳品更认生产保健红枣果酒二选保健红枣果酒市场定位年众快速认红枣果酒作新型保健果酒具备力发展潜应力推广
设计说明书年产510吨红枣果酒发酵车间设计：金丝枣原料系列加工工艺特定酵母菌作采密闭式发酵方法制成设计说明书旨设计条适工业生产批量红枣果酒工艺线路生产程进行分析基础生产发酵车间进行设计设计需发酵罐设备绘制生产车间布置图设备设计图根工艺程红枣果酒生产加工程中原料量进行物料衡算工艺计算生产程进行水量电量耗冷量等衡算
关键词：红枣果酒金丝枣发酵车间物料衡算
Abstract
Red dates are ripe fruits of the genus Rhamnoides As the only red date exporting country in the world China has rich experience in the production of red dates and trade also occupies a certain position in the world The quality of life of people has gradually improved with the pace of the times and the production of lowalcohol health fruit wine has become more and more popular Jujube as a good product combining food medicine and supplements is considered to be used in the production of health red jujube fruit wine The market positioning of health red jujube fruit wine has been rapidly recognized by the public in recent years Therefore red date fruit wine as a new type of health fruit wine has the potential to be vigorously developed and should be vigorously promoted
This design specification is for the fermentation workshop of red jujube fruit wine with an annual output of 510 tons it is made from golden silk jujube as a raw material undergoes a series of processing techniques and is produced by closed fermentation under the action of yeast This design manual is designed to design a process line suitable for industrial production of red jujube fruit wine analyze each production process and on this basis design the production fermentation workshop design the required fermentation tank and other major equipment draw fermentation Workshop layout and equipment design drawings According to the technological process the amount of raw materials used in the production and processing of red jujube fruit wine was calculated and the water electricity and cooling consumption were calculated in the production process
Key words Red Date Fruit Wine Golden silk jujube Fermentation workshop Material balance
目 录
1 绪 1
11 选题背景 1
12 选题意义 2
2 工艺流程选择 3
21 工艺流程 3
22 基步骤 3
221 预处理 3
222 核浆 4
223 酶解 4
224 糖酸调整 4
225 巴氏杀菌 4
226 发酵 5
227 陈酿 5
228 滤 5
3 工艺计算 7
31 工艺技术指标基础数 7
32 物料衡算 8
321 原料计算 8
322 发酵计算 8
323 发酵计算 9
324 年产510吨红枣果酒生产车间总物料衡算表 9
33 水量衡算 10
331 预处理时需水量 10
332 发酵程水量 10
333 阶段水量 10
334 总水量 11
335 年产510吨红枣果酒生产车间总水量衡算表 11
34 耗冷量衡算 11
341 金丝枣发酵程中降低温度需耗冷量Q1 11
342 总耗冷量 11
343 年产510吨红枣果酒生产车间总耗冷量衡算表 11
35 电量衡算 12
351 预处理阶段耗电量 12
352 发酵阶段耗电量 12
353 耗电量 13
354 年产510吨红枣果酒生产车间总电量衡算表 13
4 设备设计选型 14
41 设备原 14
42 设备设计 14
421 发酵罐 14
422 糊化锅 16
43 设备选型 16
431 清洗设备 16
432 浆机 17
433 杀菌机 17
434 滤设备 17
44 设备览表 17
5 总结 19
参考文献 20
附录 21
致 谢 24
1 绪
11 选题背景
红枣鼠李科枣属植物成熟果实红枣独特优势品种具长达三千年悠久栽种历史国均种植山东宁阳枣新疆阿克苏红枣陕西清涧狗头红枣等
成熟采摘新鲜红枣初级加工供食外滞销年份量红枣法长期存放会导致新鲜红枣失水发霉腐烂等问题种植者营者等带巨财务损失根2018年保健酒数行业分析调查现代饮食方面保健观念提升越越倾注重养生保健果酒慢慢市场流行中国酿酒工业协会果露酒专业委员会行业十五计划2015年规划中指导思想已明确指出：重点发展水果发酵酒水果蒸馏酒利水果蒸馏酒逐步取代部分粮食白酒加强水果蒸馏酒生产技术装备建设提高产品质量 [1]年通选取高营养定药功效红枣发展酿造果酒社会条件推动未会十分观发展前景类早红枣进行发酵酿造红枣酒西周时期酿造红枣果酒作贡品会宴会供宾客享年国家愈愈提倡采水果酿造风味果酒代粮食酿酒仅酿造酒流酒精度数较高蒸馏酒酒精度数较低酿造酒转变提高酒品质
配制红枣酒酿造红枣酒红枣酒两种生产方式配制红枣酒酒精枣汁直接调量配制成种方式生产红枣酒香气色泽风味等酿造红枣酒稍逊色国北方早期民间蒸馏酒：枣木杠[2]酿造红枣酒分红枣果酒红枣啤酒红枣白酒等红枣果酒更提高红枣综合利价值应潜力发展成高档次滋补果酒饮品现市面见酿造红枣果酒宁夏盛康源红枣酒河北常州千童红枣酒等[2]红枣果酒般通葡萄酒酿造方法发酵成没充分发挥红枣身综合利价值红枣果酒加工工艺早已世纪九十年代已出现然没发现合适发酵酿造方法没特进展现处批量生产实验室研究阶段[3]
截止目前国旧致力高附加值红枣进行进步研究开发希够更充分利红枣中营养价值药价值发展更成熟红枣果酒工艺
12 选题意义
红枣性温味甘红枣中富含糖环腺苷酸维生素矿物质皂苷黄酮类等营养物质红枣药食源根研究员实验证明红枣中糖黄酮协发挥抗氧化作预防心血疾病明显作外高血压骨质疏松肝脏结石等定药物价值作够缓解失眠解疲乏力增加食欲女性补充气血养血安神意利研究团队发现红枣中提取物抑制癌细胞系生长甚癌细胞正常细胞转化[4]红枣非药物够特定群着十分理想食疗效果红枣中营养物质药价值作非药物拟药物长期服会生理心理造成定副作相反红枣营养保健价值高称补品王更日三枣辈老日吃十枣医生找说[5]
利红枣诸保健价值红枣原料系列加工发酵酿造产生红枣果酒风味独特枣酒香气怡光保存红枣营养药价值融入中更易体全面吸收发展成种紧潮流保健饮品低酒精度酿造红枣果酒男女皆饮方面补血益气强健脾胃方面延缓容颜老化防癌抑红枣深度开发加工产业早已成推动红枣产业健康持续发展重课题具限发展潜广阔市场前景深入研究[6]
2 工艺流程选择
21 工艺流程
金丝枣原料原料进行严格筛选挑选外形完整没腐烂变质优质红枣洗浸泡核浆接种发酵前进行酶解调整糖酸度发酵完成加入壳聚糖澄清滤红枣果酒
工艺流程
图 2 1工艺流程图
22 基步骤
221 预处理
河北沧州金丝枣原料新鲜成熟红枣中选出恰成熟发霉腐烂变质病变虫害质饱满原料红枣稍红枣清水中浸泡58分钟清水洗掉红枣表面脏物
挑选清洗干净红枣存放储罐中加入五倍红枣量清水浸泡8 h红枣充分吸水软化进行蒸煮加热沸腾保持沸腾状态30 min沸腾程中水量减少适加入补充开水预处理时间较长红枣更容易破碎中溶性物质更容易溶解出
222 核浆
蒸煮等冷3040℃核转移组织捣碎机中加入原料枣四倍水进行浆破碎 10 min红枣果肉果皮搅匀便红枣中果胶类纤维素类物质充分溶解发酵[7]加入太水量会导致续酶解程中原糖量稀释研究加入红枣量四倍水恰发酵枣液果酒呈枣红色枣香味协调悦浓郁枣香酒香浆破碎浆液需滤滤出余进行发酵果渣纯枣浆液
223 酶解
酶解滤纯枣浆液中加入04 果胶酶酶解2 3 h酶解温度设定 40 ℃设定情况酶解酶解枣浆糖度够达14酶解时间愈长酶解出果肉中果胶类物质果皮中纤维素类物质愈会溶出更溶性固形物枣浆中原糖断增[8]利续发酵酶解时间长加热时间长会较源损失原糖会中氧气氧化导致含糖度会相减少
224 糖酸调整
加入酵母菌发酵时需达定足量糖度酸度条件加入酵母菌发酵前通加入蔗糖提高糖度含量糖类柠檬酸调节酶解枣浆蔗糖调整溶性固形物含糖量20酸碱度通加入柠檬酸调整微酸性条件发酵酵母菌更生长繁殖调整糖度柠檬酸调节枣浆 pH值35
225 巴氏杀菌
枣浆中杂菌避免影响原浆中原糖发酵需调整糖酸值枣浆先进行巴氏消毒杀菌巴氏杀菌温度60~82℃定时间杀死细菌时保证改变物质营养风味组成成分等枣浆设定温度68 ~ 70 ℃条件进行巴氏杀菌杀菌时间30 min杀菌结束冷室温68 ℃时数般致病性非致病性细菌杀死冷加入4 0 m g LS O 2S O 2作防止酵母残留杂菌发酵产生影响抑制杂菌作酵母生长繁殖发酵影响效减弱微生物污染外抗氧化澄清作[9]S O 2作酵母菌会相应推迟发酵参氧化酒体导致酒体浑浊变色氧化酶活性降低抑制细菌活动性加红枣原浆发酵红枣果酒稳定性红枣原浆中悬浮物沉淀增强酒体澄清度[10]
226 发酵
发酵前活性干酵母应提前做预先活化活化程活性干酵母加入40 – 45 ℃温水中蔗糖含量达2 酵母溶液浓度少达1 0 活化程时隔段时间需轻微搅拌保证酵母菌充分活化少活化2 0 min超
3 0 min
活化酵母应马混合枣浆中开始酿造发酵根研究实验证明红枣果酒佳发酵条件设定发酵温度25－28 ℃发酵周期7天酵母添加量04 g L情况发酵理发酵红枣果酒香气怡风味独特酒精含量度数达99 vol发酵原糖含量少乙醇酸度乙酸乙酯等含量适中杂醇含量少[11]红枣枣浆发酵开放式密闭式两种红枣果酒生产程中加工工艺采密闭式发酵密闭式发酵优点够保留红枣酒香气发酵程中发酵前期应需发酵液进行适溶氧发酵前期第1 – 3天里开启发酵罐搅拌器枣浆中果肉果渣散避免结团影响充分发酵程十分重帮助酵母菌适利空气中氧气发酵利糖化酶等酶加快代谢加速发酵进入厌氧发酵产生乙醇阶段
发酵程中时刻监控酒体发酵情况基数指示酒精度含糖量总酸S O 2含量等控制发酵温度酒体发酵期时检测红枣酒含糖量降5 左右时认定发酵结束阶段称发酵发酵结束分离发酵罐底部沉淀发酵产生酒汁需进行倒罐
227 陈酿
倒罐酒汁存放橡木桶中陈酿橡木桶锈钢罐者玻璃容器更利提高红枣果酒酒精度数澄清度相减少杂醇油百分[12]陈酿时设定温度应8~15℃发酵温度低原：温度进步提高红枣果酒澄清度酒精度温度相较低更够促进发酵加快剩余酵母生长繁殖代谢助酒体酯类物质形成提高红枣果酒口感质量温度愈低陈酿时间需愈长般长达2~6月陈酿程中减少氧化防止酒体空气中氧气接触导致酒体质量风味香气发生变化橡木桶酒体应保持满罐状态陈酿橡木桶应充满酒体
228 滤
发酵陈酿结束红枣果酒需进行滤酒体双层纱布滤分离陈酿清液酒渣发酵程中红枣含金属离子会发生副反应生成稳定胶体者沉淀发酵陈酿清液中会留残留果胶蛋白等分子物质[13]定浓度壳聚糖溶液解决现象陈酿清液中加入03 g L1 壳聚糖溶液澄清发酵陈酿清液副反应产生胶体物质蛋白质金属复合物等关杂质壳聚糖甲壳素脱乙酰化反应种生物高分子具良絮凝作够澄清发酵红枣果酒[14]加入壳聚糖溶液澄清枣酒通045μm生物膜进行滤滤枣酒道传输灌装包装区进行灌装成品红枣果酒
3 工艺计算
31 工艺技术指标基础数
（1） 生产规模：年产510吨红枣果酒
（2） 生产方法：金丝枣接种酵母菌密闭发酵
（3） 生产天数：180天年
（4） 红枣果酒日产量：28 吨 天
（5） 产品质量：达GB 2758 2012食品安全国家标准发酵酒配制酒甲醇含量≦ 20 m g L
（6） 实际发酵条件25 ℃发酵周期7 d
（7） 金丝枣发酵需发酵液中添加40 mg L S O 204 g L安琪耐高温活性干酵母[16]接种液03 g L 1 壳聚糖溶液
（8） 红枣果酒酒精含量达99 vol
表 3 1 红枣果酒生产技术指标基础数
项目
名称
百分
定额标准
金丝枣出汁率[15]
8165
红枣原汁含糖量
1400
接种量
040
效容积
8000
损失率
发酵损失
700
倒罐损失
200
滤损失
200
灌装损失
200
操作损失
200
总损失率
发酵液总损失率
1500
32 物料衡算
假设生产1t（＝ 1000 k g）红枣原料例计算：
表31知金丝枣加入四倍水进行浆时出汁率X ＝ 8165 发酵总损失率Y ＝ 1500
红枣原浆A ＝ 1000 × 8165 ＝ 8165 kg
成品红枣果酒 B ＝ 8165 × (1－15 ) ＝ 6940 kg
出酒率C ＝ 6940 ÷ 1000 × 100 ＝ 694
1 t（ ＝ 1000 k g）红枣原料制6940 kg 成品红枣果酒
1
2
3
31
32
321 原料计算
（1）糖化阶段（C 1 2 H 2 2 O 1 1）n + n H 2 O n C 6 H 1 2 O 6
342 18 180
发酵阶段 C 6 H 1 2 O 6 2 C 2 H 5 O H + 2 C O 2
180 2×46 2×44
（2）年生产510 t红枣果酒需金丝枣原料总量：
Z ＝510 ÷ 694 ＝7439 t
（3）金丝枣核浆红枣原浆：
7439 × 8165 ＝ 6074 t
（4）发酵前红枣加入四倍水浆糖度达20 红枣原浆时密度查糖度 – 密度表：ρ＝1084 g cm3
（5）酶解时加入果胶酶量：
B ＝ 6074 × 04 ＝ 243 t
（6）红枣原浆体积：
V ＝ ( 6074 ＋ 243 ) t ÷ 1084 g cm3 ＝ 562574 L
（7）需加入40 mg L S O 2总量：
40 × 562574 ＝ 22502960 mg ≈ 225 kg
322 发酵计算
活性干酵母2 蔗糖温水例混合酵母浓度达10 红枣原浆中加入04 g L 酵母溶液关计算：
（1） 发酵需加入干酵母总量：
562574 L × 04 g L ＝ 225 kg
（2） 需10 活性干酵母溶液量：
225 ÷ 10 ＝ 2250 kg
（3） 酵母活化糖量：2250 × 2 ＝ 45 kg
（4） 发酵程接种量：
2250 kg ÷ （6074 t ＋ 243 t ） × 100 ＝ 04
（5） 系列加工工艺制红枣果酒酒精含量达99 vol
假设1 kg红枣果酒计量单位：中酒精含99 水含901 99 g酒精901 g水
根资料酒精密度08 g cm3 酒体积99 ÷ 08 ＝ 12375 cm3水体积901 ÷ 1 ＝ 901 cm3
99 vol红枣果酒密度：1000 ÷ （12375＋901）＝ 0976 g cm3
（6） 发酵理红枣果酒质量：
6074 t ＋ 243 t ＋225 kg ＋225 kg＝ 610 t
（7） 发酵红枣果酒体积：
610 t ÷ 0976 g cm3 ＝ 625000 L
323 发酵计算
（1） 陈酿分离陈酿清液中需加入03 g L 1 壳聚糖溶液澄清加入壳聚糖量：
625000 L × 03 g L ＝ 187500 g ＝ 1875 kg
（2） 加入1 壳聚糖溶液量：
1875 ÷ 1 ＝ 18750 kg
1
2
3
31
32
321
322
323
324
324 年产510吨红枣果酒生产车间总物料衡算表
表 3 2 年产510吨红枣果酒生产车间总物料衡算表
序号
名称
吨产品产（耗）量 kg
时产（耗）量 kg
日产(耗)量 kg
年产（耗）量 kg
1
金丝枣
15
1722
413280
743900
2
果胶酶
0004
06
1350
2430
3
S O 2
44×105
0005
012
225
4
活性干酵母
44×104
005
125
225
5
蔗糖
88×105
001
025
45
6
壳聚糖
37×104
004
104
1875
33 水量衡算
33
331 预处理时需水量
日产量28 t需金丝枣原料：28 ÷ 694 ＝ 4 t
（1） 日清洗金丝枣原料水量6 t 天年清洗原料需水总量：
6 × 180 ＝ 1080 t
（2） 加入原料五倍水进行浸泡蒸煮年需水总量：
4 × 5 × 180 ＝ 3600 t
（3） 核加入原料四倍水进行浆破碎：年需水总量：
4 × 4 × 180 ＝ 2880 t
（4） 预处理阶段总水量：
1080 ＋ 3600 ＋ 2880 ＝ 7560 t
332 发酵程水量
红枣果酒日产量：510 ÷ 180 ＝ 28 t
日需金丝枣原料量：28 ÷ 694 ＝ 4 t
（1） 取发酵罐充满容量80 枣浆发酵前密度糖度－密度表查ρ＝1084 g cm3生产周期10 d
（2） 根公式：V ＝ V0 Φ中V－发酵罐容积（m3）V0－枣浆体积（m3）Φ－填料系数
V ＝ 4 ÷ 1084 ÷ 08 ＝ 46 m3
选容量5 m3发酵罐
前发酵7天发酵3天发酵周期t ＝ 10 d ＝ 240 h发酵罐数需10留备发酵罐2
（3） 日需清洗发酵罐水量2 t年清洗发酵罐需总水量
2 × 180 ＝ 360 t
333 阶段水量
外日清洗刷面清洗滤器滤布浆机等设备冷水日活化酵母等需水量8 t年需总水量：
8 × 180 ＝ 1440 t
334 总水量
7560 t ＋ 360 t ＋ 1440 t ＝ 9360 t
1
2
21
22
23
335 年产510吨红枣果酒生产车间总水量衡算表
表 3 3年产510吨红枣果酒生产车间总水量衡算表
序号
名称
吨产品产（耗）量t
时产（耗）量t
日产(耗)量t
年产（耗）量t
1
蒸汽
002
217
52
9360
34 耗冷量衡算
生产红枣果酒程中耗冷量包括：
Q1－金丝枣发酵程中降低温度需耗冷量（千焦时）
Q2－仪器设备道外壁传热需耗冷量（千焦时）
34
341 金丝枣发酵程中降低温度需耗冷量Q1
着发酵阶段进行枣浆中原糖逐渐转化成酒精生产1 vol酒精发酵液温度会升1 ℃生产红枣果酒酒精含量达99 vol发酵时初始温度设定25 ℃发酵结束时发酵罐中红枣果酒温度约：
T ＝ 25 ℃ ＋ 99 × 1 ℃ ＝ 349 ℃限度温度349 ℃
（1） Q1值通公式 Q ＝ V·C·d（T－T限）[17]求中V－需降温红枣果酒体积（L）d－红枣果酒密度T－发酵高设定温度（℃）T限－允许范围极限温度（℃）C－红枣果酒热容（KJ kg·℃）
（2） 热容C计算：C＝[4186×（100－066a）] ÷ 100 [17]中a－红枣干物质占百分a ＝ 100 －8165 ＝1835
C＝[4186×（100－066×1835）] ÷ 100＝37（千焦 公斤·度）
（3） Q1＝5×1000×1084×37×（349－28）＝1383726千焦
342 总耗冷量
生产程中道路采绝热材料Q2＝0
发酵罐耗冷量Q1＝1383726千焦发酵罐年需耗冷量：
Q总＝Q1＋Q2＝Q1×12×180＝298884816千焦
343 年产510吨红枣果酒生产车间总耗冷量衡算表
表 3 4 年产510吨红枣果酒生产车间总耗冷量衡算表
序号
名称
吨产品
产（耗）量千焦
时产（耗）量
千焦
日产(耗)量
千焦
年产（耗）量
千焦
1
耗冷量
5860
691863
16604712
298884816
35 电量衡算
351 预处理阶段耗电量
（1） 生产金丝枣挑选 需水清洗选淋水式清洗机清洗力5吨 时清洗原料需时间：7439 ÷ 5 ＝ 149时选择电机功率27 kw设备淋水机清洗金丝枣工作效率概80金丝枣清洗时需耗电量：149 × 27 × 80 ＝32184（度）
（2） 选择糊化锅工作力5吨 时设备红枣进行浸泡蒸煮全部蒸煮完毕需时间7439 ÷ 5 ＝ 149时选择电机功率90kw设备工作效率约80 红枣蒸煮程中耗电量：149 × 9 × 80 ＝10728（度）
（3） 选浆机浆力5吨 时设备蒸煮完毕核红枣进行捣碎捣碎需时间60983 ÷ 5 ＝ 122时选择电机功率4 kw设备工作效率约80红枣浆破碎程中耗电量：122 × 4 × 80 ＝3904（度）
（4） 选列式高温瞬时灭菌机枣浆进行巴氏杀菌处理力5吨 时枣浆进行灭菌需时间：60983 ÷ 5 ＝ 122时选电机功率62 kw设备进行灭菌工作效率约80枣浆灭菌时电总量：122 × 62 × 08 ＝60512（度）
352 发酵阶段耗电量
（1） 发酵程中选发酵罐容积V ＝ 5 m3 需12发酵罐需处理发酵液时间7 d ＝ 168 h发酵罐电机功率3 kw填料系数80耗电量：180 × 24 × 3 × 08 × ( 12－2 )＝129600（度）
（2） 发酵酒体需静置段时间储酒罐需17橡木桶容积30 m3选功率3 kw设备电量总：3 × 17 × 180 × 24 ＝220320（度）
（3） 分离酒体酒脚硅藻土滤机选滤效率60 设备电机功率2 kw红枣果酒通滤膜滤力25吨 时需时间：610 ÷ 25 ＝ 244 h需耗电量：244 × 2 × 60 × 3 ＝8784 （度）
353 耗电量
（1） 生产车间生产程中车间明灯选功率200w灯泡粗略估算明耗电量800度
（2） 全年生产程中道运送物料提升电机泵机等耗电量约1000度
（3） 年红枣果酒生产车间程耗电量总：
32184 ＋ 10728 ＋ 3904 ＋ 60512 ＋ 129600 ＋ 220320 ＋ 8784 ＋ 800 ＋1000 ＝ 35498856（度）
354 年产510吨红枣果酒生产车间总电量衡算表
表 3 5年产510吨红枣果酒生产车间总电量衡算表
序号
名称
吨产品产（耗）量 kW·h
时产（耗）量 kW·h
日产(耗)量 kW·h
年产（耗）量 kW·h
1
电
07
8217
197216
35498856
4 设备设计选型
（1）
（2）
（3）
（4）
41 设备原
设计说明书中设备确定根工艺流程工艺计算设计选型
确定年产量根实际年工作生产时间确定需物料总量物料总量种参数需生产设备进行设计者选型选设备应求生产力够满足实际生产力甚实际生产力更避免出现设备法满足生产者超出生产力情况损坏设备外发酵程储存陈酿程中应考虑备设备防止设备问题出现生产障
设计设备选型时必须严格生产工艺流程选够满足符合实际生产设备量选减少劳动力足够动化设备设备需带够实时反映温度压力等基数便做记录实时监控
42 设备设计
421 发酵罐
全年生产红枣果酒工作日180天
红枣果酒日生产力28 t 天日处理红枣原浆量：60983 ÷ 180 ＝ 34 t
取发酵罐充满容量80 红枣果酒密度根工艺计算ρ＝0976 g cm3生产周期10 d前发酵7天发酵3天结束进行倒罐陈酿
（1） 根公式：V ＝ V0 Φ中V－发酵罐容积（m3）V0－枣浆体积（m3）Φ－填料系数
V ＝ 34 ÷ 0976 ÷ 08 ＝ 46 m3
选容量5 m3发酵罐
前发酵7天发酵3天发酵周期t ＝ 10 d ＝ 240 h发酵罐数需10留备发酵罐2
需发酵罐数量N ＝ 10 ＋ 2 ＝ 12（）中前发酵容积V ＝ 5 m3 N1＝7（）发酵容积V ＝ 5 m3 N2 ＝ 3（）剩余2空发酵罐倒罐备计需容积V ＝ 5 m3 12发酵罐
根生产年产量510吨红枣果酒实际需储酒罐V ＝ 30 m3 N’＝ 17（）计510吨红枣果酒
（2） 发酵罐容积作圆柱体容积[18]
设发酵罐高度H0 ＝ 25 D
V ＝π D2 H0 4中π4＝0785V＝5 m35 ＝ 0785 × 25D3
求发酵罐直径：D ＝ [ 5÷（0785×25）] 13 ＝ 14 m
发酵罐罐体圆柱高：H0 ＝ 25 D ＝ 25 × 14 ＝ 35 m
（3） 搅拌器直径Di ＝ D 3 ＝ 14 3 ＝ 05 m
（4） 发酵罐总高度封头高度：
∵发酵罐直径D ＜ 2 m∴封头直边高度hb ＝25 mm
封头总高：
h ＝ h a ＋ h b ＝ D 4 ＋ hb ＝ 025 × 14 ＋ 25 mm ＝ 375mm
发酵罐总高：H ＝ H0 ＋ 2h ＝ 35 ＋ 2 × 0375 ＝ 425 m
（5） 发酵罐容积V ＝ V1 ＋ 2 V2
中发酵罐圆柱体部分容积V1＝（π 4）D 2 H0 ＝ 0785 × 196 × 35＝54 m3
发酵罐椭圆型封头容积V2＝πD2 h b 4 ＋πD2 ha 6
＝πD2 4×（h b ＋ D 6）
＝0785 × 196 ×（0025 ＋ 14÷6）＝ 035 m3
V ＝ V1 ＋ 2V2 ＝ 54 ＋ 035 × 2 ＝ 61 m3 ＝ 6100 L
（6） 冷面积[19]：
设计发酵罐冷方法外部采蛇列式换热外壁喷淋方法进行冷
计算发酵程中发酵酒体温度差异 ∆t ＝ 99 ℃酒体热容37千焦 公斤·度充满系数80
根设计发酵罐容积承载发酵液量：V＝（54＋035）×08＝46（m3）
发酵程中升温放出热量：Q＝mc· ∆t＝46×976×37×99＝16×105（KJ· h1）中发酵液密度ρ＝976 kg m3
采水冷进水温度20 ℃出水温度30 ℃发酵液温度高限度计算T＝349 ℃数均温差∆tm值：
∆tm＝（T−t1）−（T−t2）lnT−t1T−t2＝（349−20）−（349−30）ln349−20349−30＝11 ℃
传热系数k根参考文献选4187×900 KJ m2·h·℃传热面积F值：
F＝Qk·∆tm＝16×1054187×900×11＝386（m2）
果喷淋发酵罐外壁方法冷冷结果蛇列式换热结果50 设计发酵罐罐外面积F0 ＝ πD H0 ＝ 314 × 14 × 35 ＝ 154（m2）154×50 ＝ 77（m2）
发酵罐冷面积：386－77＝309（m2）
422 糊化锅
根工艺计算糊化锅生产力5 t h电机功率90 kw填料系数80 糊化锅中枣浆密度取水密度1 g m3枣浆体积5 t ÷1 g cm3 ＝ 5000 L糊化锅容积应5000 ÷ 80 ＝ 6250 L ＝ 625 m3 取糊化锅容积V＝8 m3
糊化锅直径D ＝ 115·3V ＝ 115 × 38 ＝ 23 m[19]
取D ＝ 20 m糊化锅高H ＝ D 2 ＝ 10 m
气体直径d ＝ 140·D ＝ 140×2 ＝ 03 m
设封头高hV ＝ π4·D2·H ＋ πh2（D 2＋h 3）＝ 8h ＝ 105 m
蒸煮时升温放出热量：Q＝mc·∆t＝8×1084×42×65＝24×106（KJ·h1）中糊化锅溶液密度ρ＝1084 g cm3热容c ＝ 42 KJ kg·℃∆t＝100－35＝65 ℃
查阅025Mpa蒸汽温度1265℃采水冷进水温度35 ℃出水温度75 ℃
∆tm＝（T−t1）−（T−t2）lnT−t1T−t2＝（1265−35）−（1265−75）ln1265−351265−75＝667 ℃
传热系数k根参考文献选4187 × 900 KJ m2·h·℃传热面积F值：
F ＝ Qk·∆tm ＝ 24×1064187×900×667 ＝ 95（m2）
糊化锅实际面积F’＝πD H ＝ 314 × 2 × 1 ＝ 628（m2）
43 设备选型
431 清洗设备
根工艺计算日需生产红枣果酒量28 t日需金丝枣原料质量4 t选生产力5 t h淋水式清洗机生产红枣果酒金丝枣进行清洗表面污物原料传送带进入设计选清洗设备设备中喷淋头通喷洒金丝枣清洗干净设备中应配增加金丝枣水接触面积功配备气泡发生器等避免水柱发射力太强破坏金丝枣
型号：LXJ－2
生产力：5 t h
功率：27 kw
432 浆机
蒸煮红枣更易破碎道输送入浆机红枣进行破碎浆果肉果皮充分利破碎浆程选生产力5 t h设备电机功率40 kw外型尺寸1100×1100×1800 mm
433 杀菌机
发酵前需红枣原浆进行巴氏灭菌定温度范围杀死发酵活动关细菌包括致病性非致病性细菌红枣原浆灭菌选列式高温瞬时灭菌机原理采道换热方式红枣原浆通灭菌机道输入输出非直接性红枣原浆加热吸收放出热量选灭菌机应配符合生产程全动控制系统
灭菌机处理量：5 t h
电机功率：62 kw
进料温度：4 ~ 50 ℃
均质温度：60 ~ 80 ℃
灭菌温度：135 ~ 140 ℃
高温受热时间：4 ~ 10 s
出料温度：≤25 ℃
434 滤设备
红枣果酒滤成品酒获成品红枣果酒前需酒体进行滤陈酿澄清产生胶体悬浮杂质[20]选较精细够满足生产求硅藻土滤机红枣果酒进行滤
型号：XSK330Ⅲ
外型尺寸：1600×600×750 mm
滤片数量：15
处理力：25 t h
功率：2 kw
配泵型号：YL525
44 设备览表
红枣果酒生产车间设备表示
表 4 1红枣果酒生产车间设备览表
设备名称
型号
生产力
（t h）
电机功率
（kw）
数量
备注
金丝枣喷淋清洗机
LXJ2
50
27
1
糊化锅
50
90
1
浆机
50
40
1
发酵罐
50
30
12
带控温
储酒罐
30
17
容积V＝30 m3
硅藻土滤机
XSK330Ⅲ
25
20
3
列式高温瞬时灭菌机
50
62
1
5 总结
工艺路线生产出红枣果酒原料选择河北沧州金丝枣金丝枣果核果皮薄中果肉部分丰满产量营养价值丰富滋补身体具定药价值设计说明书中保健红枣果酒加工工艺前研究结合实际考虑选择设计工艺路线符合工业果酒生产求标准实验室研究阶段批量生产扩市场中批量生产考虑够成酿造果酒市场代表产品生产设备设计选型根年产量基础数进行计算设计选择已合适设备生产率高节省方面考虑设备容纳体积必须原材料容量稍基满足生产生产红枣果酒香气怡风味独特酒精含量度数达99 vol发酵原糖含量少乙醇酸度乙酸乙酯等含量适中杂醇含量少
选题初期完成设计说明书考验整学生涯学成果考验身力种检验方式着手开始写设计说明书前查阅许相关文献资料写作期间删删改改觉法片面需学设计说明书中部分容许够细节忽略衔接部分程中学知识种总结明白身力应该方查漏补缺提升种学力通次设计说明书明白学永止境程需培养种独立工作力通努力获知识收获效
参考文献
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[20] 杜庆爽．红枣酒发酵工艺研究［D］．连：齐鲁工业学2016
附录
附图：生产车间面布局图
附图二：发酵罐设备结构图
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年产510吨红枣果酒发酵车间设计
摘
红枣鼠李科枣属植物成熟果实国作世界唯红枣出口国家仅红枣种植生产方面着丰富验贸易方面世界市场占定位民众生活质量时代更逐渐提高生产低酒精度保健果酒愈愈流行红枣作集食药补身佳品更认生产保健红枣果酒二选保健红枣果酒市场定位年众快速认红枣果酒作新型保健果酒具备力发展潜应力推广
设计说明书年产510吨红枣果酒发酵车间设计：金丝枣原料系列加工工艺特定酵母菌作采密闭式发酵方法制成设计说明书旨设计条适工业生产批量红枣果酒工艺线路生产程进行分析基础生产发酵车间进行设计设计需发酵罐设备绘制生产车间布置图设备设计图根工艺程红枣果酒生产加工程中原料量进行物料衡算工艺计算生产程进行水量电量耗冷量等衡算
关键词：红枣果酒金丝枣发酵车间物料衡算
Abstract
Red dates are ripe fruits of the genus Rhamnoides As the only red date exporting country in the world China has rich experience in the production of red dates and trade also occupies a certain position in the world The quality of life of people has gradually improved with the pace of the times and the production of lowalcohol health fruit wine has become more and more popular Jujube as a good product combining food medicine and supplements is considered to be used in the production of health red jujube fruit wine The market positioning of health red jujube fruit wine has been rapidly recognized by the public in recent years Therefore red date fruit wine as a new type of health fruit wine has the potential to be vigorously developed and should be vigorously promoted
This design specification is for the fermentation workshop of red jujube fruit wine with an annual output of 510 tons it is made from golden silk jujube as a raw material undergoes a series of processing techniques and is produced by closed fermentation under the action of yeast This design manual is designed to design a process line suitable for industrial production of red jujube fruit wine analyze each production process and on this basis design the production fermentation workshop design the required fermentation tank and other major equipment draw fermentation Workshop layout and equipment design drawings According to the technological process the amount of raw materials used in the production and processing of red jujube fruit wine was calculated and the water electricity and cooling consumption were calculated in the production process
Key words Red Date Fruit Wine Golden silk jujube Fermentation workshop Material balance
目 录
1 绪 1
11 选题背景 1
12 选题意义 2
2 工艺流程选择 3
21 工艺流程 3
22 基步骤 3
221 预处理 3
222 核浆 4
223 酶解 4
224 糖酸调整 4
225 巴氏杀菌 4
226 发酵 5
227 陈酿 5
228 滤 5
3 工艺计算 7
31 工艺技术指标基础数 7
32 物料衡算 8
321 原料计算 8
322 发酵计算 8
323 发酵计算 9
324 年产510吨红枣果酒生产车间总物料衡算表 9
33 水量衡算 10
331 预处理时需水量 10
332 发酵程水量 10
333 阶段水量 10
334 总水量 11
335 年产510吨红枣果酒生产车间总水量衡算表 11
34 耗冷量衡算 11
341 金丝枣发酵程中降低温度需耗冷量Q1 11
342 总耗冷量 11
343 年产510吨红枣果酒生产车间总耗冷量衡算表 11
35 电量衡算 12
351 预处理阶段耗电量 12
352 发酵阶段耗电量 12
353 耗电量 13
354 年产510吨红枣果酒生产车间总电量衡算表 13
4 设备设计选型 14
41 设备原 14
42 设备设计 14
421 发酵罐 14
422 糊化锅 16
43 设备选型 16
431 清洗设备 16
432 浆机 17
433 杀菌机 17
434 滤设备 17
44 设备览表 17
5 总结 19
参考文献 20
附录 21
致 谢 24
1 绪
11 选题背景
红枣鼠李科枣属植物成熟果实红枣独特优势品种具长达三千年悠久栽种历史国均种植山东宁阳枣新疆阿克苏红枣陕西清涧狗头红枣等
成熟采摘新鲜红枣初级加工供食外滞销年份量红枣法长期存放会导致新鲜红枣失水发霉腐烂等问题种植者营者等带巨财务损失根2018年保健酒数行业分析调查现代饮食方面保健观念提升越越倾注重养生保健果酒慢慢市场流行中国酿酒工业协会果露酒专业委员会行业十五计划2015年规划中指导思想已明确指出：重点发展水果发酵酒水果蒸馏酒利水果蒸馏酒逐步取代部分粮食白酒加强水果蒸馏酒生产技术装备建设提高产品质量 [1]年通选取高营养定药功效红枣发展酿造果酒社会条件推动未会十分观发展前景类早红枣进行发酵酿造红枣酒西周时期酿造红枣果酒作贡品会宴会供宾客享年国家愈愈提倡采水果酿造风味果酒代粮食酿酒仅酿造酒流酒精度数较高蒸馏酒酒精度数较低酿造酒转变提高酒品质
配制红枣酒酿造红枣酒红枣酒两种生产方式配制红枣酒酒精枣汁直接调量配制成种方式生产红枣酒香气色泽风味等酿造红枣酒稍逊色国北方早期民间蒸馏酒：枣木杠[2]酿造红枣酒分红枣果酒红枣啤酒红枣白酒等红枣果酒更提高红枣综合利价值应潜力发展成高档次滋补果酒饮品现市面见酿造红枣果酒宁夏盛康源红枣酒河北常州千童红枣酒等[2]红枣果酒般通葡萄酒酿造方法发酵成没充分发挥红枣身综合利价值红枣果酒加工工艺早已世纪九十年代已出现然没发现合适发酵酿造方法没特进展现处批量生产实验室研究阶段[3]
截止目前国旧致力高附加值红枣进行进步研究开发希够更充分利红枣中营养价值药价值发展更成熟红枣果酒工艺
12 选题意义
红枣性温味甘红枣中富含糖环腺苷酸维生素矿物质皂苷黄酮类等营养物质红枣药食源根研究员实验证明红枣中糖黄酮协发挥抗氧化作预防心血疾病明显作外高血压骨质疏松肝脏结石等定药物价值作够缓解失眠解疲乏力增加食欲女性补充气血养血安神意利研究团队发现红枣中提取物抑制癌细胞系生长甚癌细胞正常细胞转化[4]红枣非药物够特定群着十分理想食疗效果红枣中营养物质药价值作非药物拟药物长期服会生理心理造成定副作相反红枣营养保健价值高称补品王更日三枣辈老日吃十枣医生找说[5]
利红枣诸保健价值红枣原料系列加工发酵酿造产生红枣果酒风味独特枣酒香气怡光保存红枣营养药价值融入中更易体全面吸收发展成种紧潮流保健饮品低酒精度酿造红枣果酒男女皆饮方面补血益气强健脾胃方面延缓容颜老化防癌抑红枣深度开发加工产业早已成推动红枣产业健康持续发展重课题具限发展潜广阔市场前景深入研究[6]
2 工艺流程选择
21 工艺流程
金丝枣原料原料进行严格筛选挑选外形完整没腐烂变质优质红枣洗浸泡核浆接种发酵前进行酶解调整糖酸度发酵完成加入壳聚糖澄清滤红枣果酒
工艺流程
图 2 1工艺流程图
22 基步骤
221 预处理
河北沧州金丝枣原料新鲜成熟红枣中选出恰成熟发霉腐烂变质病变虫害质饱满原料红枣稍红枣清水中浸泡58分钟清水洗掉红枣表面脏物
挑选清洗干净红枣存放储罐中加入五倍红枣量清水浸泡8 h红枣充分吸水软化进行蒸煮加热沸腾保持沸腾状态30 min沸腾程中水量减少适加入补充开水预处理时间较长红枣更容易破碎中溶性物质更容易溶解出
222 核浆
蒸煮等冷3040℃核转移组织捣碎机中加入原料枣四倍水进行浆破碎 10 min红枣果肉果皮搅匀便红枣中果胶类纤维素类物质充分溶解发酵[7]加入太水量会导致续酶解程中原糖量稀释研究加入红枣量四倍水恰发酵枣液果酒呈枣红色枣香味协调悦浓郁枣香酒香浆破碎浆液需滤滤出余进行发酵果渣纯枣浆液
223 酶解
酶解滤纯枣浆液中加入04 果胶酶酶解2 3 h酶解温度设定 40 ℃设定情况酶解酶解枣浆糖度够达14酶解时间愈长酶解出果肉中果胶类物质果皮中纤维素类物质愈会溶出更溶性固形物枣浆中原糖断增[8]利续发酵酶解时间长加热时间长会较源损失原糖会中氧气氧化导致含糖度会相减少
224 糖酸调整
加入酵母菌发酵时需达定足量糖度酸度条件加入酵母菌发酵前通加入蔗糖提高糖度含量糖类柠檬酸调节酶解枣浆蔗糖调整溶性固形物含糖量20酸碱度通加入柠檬酸调整微酸性条件发酵酵母菌更生长繁殖调整糖度柠檬酸调节枣浆 pH值35
225 巴氏杀菌
枣浆中杂菌避免影响原浆中原糖发酵需调整糖酸值枣浆先进行巴氏消毒杀菌巴氏杀菌温度60~82℃定时间杀死细菌时保证改变物质营养风味组成成分等枣浆设定温度68 ~ 70 ℃条件进行巴氏杀菌杀菌时间30 min杀菌结束冷室温68 ℃时数般致病性非致病性细菌杀死冷加入4 0 m g LS O 2S O 2作防止酵母残留杂菌发酵产生影响抑制杂菌作酵母生长繁殖发酵影响效减弱微生物污染外抗氧化澄清作[9]S O 2作酵母菌会相应推迟发酵参氧化酒体导致酒体浑浊变色氧化酶活性降低抑制细菌活动性加红枣原浆发酵红枣果酒稳定性红枣原浆中悬浮物沉淀增强酒体澄清度[10]
226 发酵
发酵前活性干酵母应提前做预先活化活化程活性干酵母加入40 – 45 ℃温水中蔗糖含量达2 酵母溶液浓度少达1 0 活化程时隔段时间需轻微搅拌保证酵母菌充分活化少活化2 0 min超
3 0 min
活化酵母应马混合枣浆中开始酿造发酵根研究实验证明红枣果酒佳发酵条件设定发酵温度25－28 ℃发酵周期7天酵母添加量04 g L情况发酵理发酵红枣果酒香气怡风味独特酒精含量度数达99 vol发酵原糖含量少乙醇酸度乙酸乙酯等含量适中杂醇含量少[11]红枣枣浆发酵开放式密闭式两种红枣果酒生产程中加工工艺采密闭式发酵密闭式发酵优点够保留红枣酒香气发酵程中发酵前期应需发酵液进行适溶氧发酵前期第1 – 3天里开启发酵罐搅拌器枣浆中果肉果渣散避免结团影响充分发酵程十分重帮助酵母菌适利空气中氧气发酵利糖化酶等酶加快代谢加速发酵进入厌氧发酵产生乙醇阶段
发酵程中时刻监控酒体发酵情况基数指示酒精度含糖量总酸S O 2含量等控制发酵温度酒体发酵期时检测红枣酒含糖量降5 左右时认定发酵结束阶段称发酵发酵结束分离发酵罐底部沉淀发酵产生酒汁需进行倒罐
227 陈酿
倒罐酒汁存放橡木桶中陈酿橡木桶锈钢罐者玻璃容器更利提高红枣果酒酒精度数澄清度相减少杂醇油百分[12]陈酿时设定温度应8~15℃发酵温度低原：温度进步提高红枣果酒澄清度酒精度温度相较低更够促进发酵加快剩余酵母生长繁殖代谢助酒体酯类物质形成提高红枣果酒口感质量温度愈低陈酿时间需愈长般长达2~6月陈酿程中减少氧化防止酒体空气中氧气接触导致酒体质量风味香气发生变化橡木桶酒体应保持满罐状态陈酿橡木桶应充满酒体
228 滤
发酵陈酿结束红枣果酒需进行滤酒体双层纱布滤分离陈酿清液酒渣发酵程中红枣含金属离子会发生副反应生成稳定胶体者沉淀发酵陈酿清液中会留残留果胶蛋白等分子物质[13]定浓度壳聚糖溶液解决现象陈酿清液中加入03 g L1 壳聚糖溶液澄清发酵陈酿清液副反应产生胶体物质蛋白质金属复合物等关杂质壳聚糖甲壳素脱乙酰化反应种生物高分子具良絮凝作够澄清发酵红枣果酒[14]加入壳聚糖溶液澄清枣酒通045μm生物膜进行滤滤枣酒道传输灌装包装区进行灌装成品红枣果酒
3 工艺计算
31 工艺技术指标基础数
（1） 生产规模：年产510吨红枣果酒
（2） 生产方法：金丝枣接种酵母菌密闭发酵
（3） 生产天数：180天年
（4） 红枣果酒日产量：28 吨 天
（5） 产品质量：达GB 2758 2012食品安全国家标准发酵酒配制酒甲醇含量≦ 20 m g L
（6） 实际发酵条件25 ℃发酵周期7 d
（7） 金丝枣发酵需发酵液中添加40 mg L S O 204 g L安琪耐高温活性干酵母[16]接种液03 g L 1 壳聚糖溶液
（8） 红枣果酒酒精含量达99 vol
表 3 1 红枣果酒生产技术指标基础数
项目
名称
百分
定额标准
金丝枣出汁率[15]
8165
红枣原汁含糖量
1400
接种量
040
效容积
8000
损失率
发酵损失
700
倒罐损失
200
滤损失
200
灌装损失
200
操作损失
200
总损失率
发酵液总损失率
1500
32 物料衡算
假设生产1t（＝ 1000 k g）红枣原料例计算：
表31知金丝枣加入四倍水进行浆时出汁率X ＝ 8165 发酵总损失率Y ＝ 1500
红枣原浆A ＝ 1000 × 8165 ＝ 8165 kg
成品红枣果酒 B ＝ 8165 × (1－15 ) ＝ 6940 kg
出酒率C ＝ 6940 ÷ 1000 × 100 ＝ 694
1 t（ ＝ 1000 k g）红枣原料制6940 kg 成品红枣果酒
1
2
3
31
32
321 原料计算
（1）糖化阶段（C 1 2 H 2 2 O 1 1）n + n H 2 O n C 6 H 1 2 O 6
342 18 180
发酵阶段 C 6 H 1 2 O 6 2 C 2 H 5 O H + 2 C O 2
180 2×46 2×44
（2）年生产510 t红枣果酒需金丝枣原料总量：
Z ＝510 ÷ 694 ＝7439 t
（3）金丝枣核浆红枣原浆：
7439 × 8165 ＝ 6074 t
（4）发酵前红枣加入四倍水浆糖度达20 红枣原浆时密度查糖度 – 密度表：ρ＝1084 g cm3
（5）酶解时加入果胶酶量：
B ＝ 6074 × 04 ＝ 243 t
（6）红枣原浆体积：
V ＝ ( 6074 ＋ 243 ) t ÷ 1084 g cm3 ＝ 562574 L
（7）需加入40 mg L S O 2总量：
40 × 562574 ＝ 22502960 mg ≈ 225 kg
322 发酵计算
活性干酵母2 蔗糖温水例混合酵母浓度达10 红枣原浆中加入04 g L 酵母溶液关计算：
（1） 发酵需加入干酵母总量：
562574 L × 04 g L ＝ 225 kg
（2） 需10 活性干酵母溶液量：
225 ÷ 10 ＝ 2250 kg
（3） 酵母活化糖量：2250 × 2 ＝ 45 kg
（4） 发酵程接种量：
2250 kg ÷ （6074 t ＋ 243 t ） × 100 ＝ 04
（5） 系列加工工艺制红枣果酒酒精含量达99 vol
假设1 kg红枣果酒计量单位：中酒精含99 水含901 99 g酒精901 g水
根资料酒精密度08 g cm3 酒体积99 ÷ 08 ＝ 12375 cm3水体积901 ÷ 1 ＝ 901 cm3
99 vol红枣果酒密度：1000 ÷ （12375＋901）＝ 0976 g cm3
（6） 发酵理红枣果酒质量：
6074 t ＋ 243 t ＋225 kg ＋225 kg＝ 610 t
（7） 发酵红枣果酒体积：
610 t ÷ 0976 g cm3 ＝ 625000 L
323 发酵计算
（1） 陈酿分离陈酿清液中需加入03 g L 1 壳聚糖溶液澄清加入壳聚糖量：
625000 L × 03 g L ＝ 187500 g ＝ 1875 kg
（2） 加入1 壳聚糖溶液量：
1875 ÷ 1 ＝ 18750 kg
1
2
3
31
32
321
322
323
324
324 年产510吨红枣果酒生产车间总物料衡算表
表 3 2 年产510吨红枣果酒生产车间总物料衡算表
序号
名称
吨产品产（耗）量 kg
时产（耗）量 kg
日产(耗)量 kg
年产（耗）量 kg
1
金丝枣
15
1722
413280
743900
2
果胶酶
0004
06
1350
2430
3
S O 2
44×105
0005
012
225
4
活性干酵母
44×104
005
125
225
5
蔗糖
88×105
001
025
45
6
壳聚糖
37×104
004
104
1875
33 水量衡算
33
331 预处理时需水量
日产量28 t需金丝枣原料：28 ÷ 694 ＝ 4 t
（1） 日清洗金丝枣原料水量6 t 天年清洗原料需水总量：
6 × 180 ＝ 1080 t
（2） 加入原料五倍水进行浸泡蒸煮年需水总量：
4 × 5 × 180 ＝ 3600 t
（3） 核加入原料四倍水进行浆破碎：年需水总量：
4 × 4 × 180 ＝ 2880 t
（4） 预处理阶段总水量：
1080 ＋ 3600 ＋ 2880 ＝ 7560 t
332 发酵程水量
红枣果酒日产量：510 ÷ 180 ＝ 28 t
日需金丝枣原料量：28 ÷ 694 ＝ 4 t
（1） 取发酵罐充满容量80 枣浆发酵前密度糖度－密度表查ρ＝1084 g cm3生产周期10 d
（2） 根公式：V ＝ V0 Φ中V－发酵罐容积（m3）V0－枣浆体积（m3）Φ－填料系数
V ＝ 4 ÷ 1084 ÷ 08 ＝ 46 m3
选容量5 m3发酵罐
前发酵7天发酵3天发酵周期t ＝ 10 d ＝ 240 h发酵罐数需10留备发酵罐2
（3） 日需清洗发酵罐水量2 t年清洗发酵罐需总水量
2 × 180 ＝ 360 t
333 阶段水量
外日清洗刷面清洗滤器滤布浆机等设备冷水日活化酵母等需水量8 t年需总水量：
8 × 180 ＝ 1440 t
334 总水量
7560 t ＋ 360 t ＋ 1440 t ＝ 9360 t
1
2
21
22
23
335 年产510吨红枣果酒生产车间总水量衡算表
表 3 3年产510吨红枣果酒生产车间总水量衡算表
序号
名称
吨产品产（耗）量t
时产（耗）量t
日产(耗)量t
年产（耗）量t
1
蒸汽
002
217
52
9360
34 耗冷量衡算
生产红枣果酒程中耗冷量包括：
Q1－金丝枣发酵程中降低温度需耗冷量（千焦时）
Q2－仪器设备道外壁传热需耗冷量（千焦时）
34
341 金丝枣发酵程中降低温度需耗冷量Q1
着发酵阶段进行枣浆中原糖逐渐转化成酒精生产1 vol酒精发酵液温度会升1 ℃生产红枣果酒酒精含量达99 vol发酵时初始温度设定25 ℃发酵结束时发酵罐中红枣果酒温度约：
T ＝ 25 ℃ ＋ 99 × 1 ℃ ＝ 349 ℃限度温度349 ℃
（1） Q1值通公式 Q ＝ V·C·d（T－T限）[17]求中V－需降温红枣果酒体积（L）d－红枣果酒密度T－发酵高设定温度（℃）T限－允许范围极限温度（℃）C－红枣果酒热容（KJ kg·℃）
（2） 热容C计算：C＝[4186×（100－066a）] ÷ 100 [17]中a－红枣干物质占百分a ＝ 100 －8165 ＝1835
C＝[4186×（100－066×1835）] ÷ 100＝37（千焦 公斤·度）
（3） Q1＝5×1000×1084×37×（349－28）＝1383726千焦
342 总耗冷量
生产程中道路采绝热材料Q2＝0
发酵罐耗冷量Q1＝1383726千焦发酵罐年需耗冷量：
Q总＝Q1＋Q2＝Q1×12×180＝298884816千焦
343 年产510吨红枣果酒生产车间总耗冷量衡算表
表 3 4 年产510吨红枣果酒生产车间总耗冷量衡算表
序号
名称
吨产品
产（耗）量千焦
时产（耗）量
千焦
日产(耗)量
千焦
年产（耗）量
千焦
1
耗冷量
5860
691863
16604712
298884816
35 电量衡算
351 预处理阶段耗电量
（1） 生产金丝枣挑选 需水清洗选淋水式清洗机清洗力5吨 时清洗原料需时间：7439 ÷ 5 ＝ 149时选择电机功率27 kw设备淋水机清洗金丝枣工作效率概80金丝枣清洗时需耗电量：149 × 27 × 80 ＝32184（度）
（2） 选择糊化锅工作力5吨 时设备红枣进行浸泡蒸煮全部蒸煮完毕需时间7439 ÷ 5 ＝ 149时选择电机功率90kw设备工作效率约80 红枣蒸煮程中耗电量：149 × 9 × 80 ＝10728（度）
（3） 选浆机浆力5吨 时设备蒸煮完毕核红枣进行捣碎捣碎需时间60983 ÷ 5 ＝ 122时选择电机功率4 kw设备工作效率约80红枣浆破碎程中耗电量：122 × 4 × 80 ＝3904（度）
（4） 选列式高温瞬时灭菌机枣浆进行巴氏杀菌处理力5吨 时枣浆进行灭菌需时间：60983 ÷ 5 ＝ 122时选电机功率62 kw设备进行灭菌工作效率约80枣浆灭菌时电总量：122 × 62 × 08 ＝60512（度）
352 发酵阶段耗电量
（1） 发酵程中选发酵罐容积V ＝ 5 m3 需12发酵罐需处理发酵液时间7 d ＝ 168 h发酵罐电机功率3 kw填料系数80耗电量：180 × 24 × 3 × 08 × ( 12－2 )＝129600（度）
（2） 发酵酒体需静置段时间储酒罐需17橡木桶容积30 m3选功率3 kw设备电量总：3 × 17 × 180 × 24 ＝220320（度）
（3） 分离酒体酒脚硅藻土滤机选滤效率60 设备电机功率2 kw红枣果酒通滤膜滤力25吨 时需时间：610 ÷ 25 ＝ 244 h需耗电量：244 × 2 × 60 × 3 ＝8784 （度）
353 耗电量
（1） 生产车间生产程中车间明灯选功率200w灯泡粗略估算明耗电量800度
（2） 全年生产程中道运送物料提升电机泵机等耗电量约1000度
（3） 年红枣果酒生产车间程耗电量总：
32184 ＋ 10728 ＋ 3904 ＋ 60512 ＋ 129600 ＋ 220320 ＋ 8784 ＋ 800 ＋1000 ＝ 35498856（度）
354 年产510吨红枣果酒生产车间总电量衡算表
表 3 5年产510吨红枣果酒生产车间总电量衡算表
序号
名称
吨产品产（耗）量 kW·h
时产（耗）量 kW·h
日产(耗)量 kW·h
年产（耗）量 kW·h
1
电
07
8217
197216
35498856
4 设备设计选型
（1）
（2）
（3）
（4）
41 设备原
设计说明书中设备确定根工艺流程工艺计算设计选型
确定年产量根实际年工作生产时间确定需物料总量物料总量种参数需生产设备进行设计者选型选设备应求生产力够满足实际生产力甚实际生产力更避免出现设备法满足生产者超出生产力情况损坏设备外发酵程储存陈酿程中应考虑备设备防止设备问题出现生产障
设计设备选型时必须严格生产工艺流程选够满足符合实际生产设备量选减少劳动力足够动化设备设备需带够实时反映温度压力等基数便做记录实时监控
42 设备设计
421 发酵罐
全年生产红枣果酒工作日180天
红枣果酒日生产力28 t 天日处理红枣原浆量：60983 ÷ 180 ＝ 34 t
取发酵罐充满容量80 红枣果酒密度根工艺计算ρ＝0976 g cm3生产周期10 d前发酵7天发酵3天结束进行倒罐陈酿
（1） 根公式：V ＝ V0 Φ中V－发酵罐容积（m3）V0－枣浆体积（m3）Φ－填料系数
V ＝ 34 ÷ 0976 ÷ 08 ＝ 46 m3
选容量5 m3发酵罐
前发酵7天发酵3天发酵周期t ＝ 10 d ＝ 240 h发酵罐数需10留备发酵罐2
需发酵罐数量N ＝ 10 ＋ 2 ＝ 12（）中前发酵容积V ＝ 5 m3 N1＝7（）发酵容积V ＝ 5 m3 N2 ＝ 3（）剩余2空发酵罐倒罐备计需容积V ＝ 5 m3 12发酵罐
根生产年产量510吨红枣果酒实际需储酒罐V ＝ 30 m3 N’＝ 17（）计510吨红枣果酒
（2） 发酵罐容积作圆柱体容积[18]
设发酵罐高度H0 ＝ 25 D
V ＝π D2 H0 4中π4＝0785V＝5 m35 ＝ 0785 × 25D3
求发酵罐直径：D ＝ [ 5÷（0785×25）] 13 ＝ 14 m
发酵罐罐体圆柱高：H0 ＝ 25 D ＝ 25 × 14 ＝ 35 m
（3） 搅拌器直径Di ＝ D 3 ＝ 14 3 ＝ 05 m
（4） 发酵罐总高度封头高度：
∵发酵罐直径D ＜ 2 m∴封头直边高度hb ＝25 mm
封头总高：
h ＝ h a ＋ h b ＝ D 4 ＋ hb ＝ 025 × 14 ＋ 25 mm ＝ 375mm
发酵罐总高：H ＝ H0 ＋ 2h ＝ 35 ＋ 2 × 0375 ＝ 425 m
（5） 发酵罐容积V ＝ V1 ＋ 2 V2
中发酵罐圆柱体部分容积V1＝（π 4）D 2 H0 ＝ 0785 × 196 × 35＝54 m3
发酵罐椭圆型封头容积V2＝πD2 h b 4 ＋πD2 ha 6
＝πD2 4×（h b ＋ D 6）
＝0785 × 196 ×（0025 ＋ 14÷6）＝ 035 m3
V ＝ V1 ＋ 2V2 ＝ 54 ＋ 035 × 2 ＝ 61 m3 ＝ 6100 L
（6） 冷面积[19]：
设计发酵罐冷方法外部采蛇列式换热外壁喷淋方法进行冷
计算发酵程中发酵酒体温度差异 ∆t ＝ 99 ℃酒体热容37千焦 公斤·度充满系数80
根设计发酵罐容积承载发酵液量：V＝（54＋035）×08＝46（m3）
发酵程中升温放出热量：Q＝mc· ∆t＝46×976×37×99＝16×105（KJ· h1）中发酵液密度ρ＝976 kg m3
采水冷进水温度20 ℃出水温度30 ℃发酵液温度高限度计算T＝349 ℃数均温差∆tm值：
∆tm＝（T−t1）−（T−t2）lnT−t1T−t2＝（349−20）−（349−30）ln349−20349−30＝11 ℃
传热系数k根参考文献选4187×900 KJ m2·h·℃传热面积F值：
F＝Qk·∆tm＝16×1054187×900×11＝386（m2）
果喷淋发酵罐外壁方法冷冷结果蛇列式换热结果50 设计发酵罐罐外面积F0 ＝ πD H0 ＝ 314 × 14 × 35 ＝ 154（m2）154×50 ＝ 77（m2）
发酵罐冷面积：386－77＝309（m2）
422 糊化锅
根工艺计算糊化锅生产力5 t h电机功率90 kw填料系数80 糊化锅中枣浆密度取水密度1 g m3枣浆体积5 t ÷1 g cm3 ＝ 5000 L糊化锅容积应5000 ÷ 80 ＝ 6250 L ＝ 625 m3 取糊化锅容积V＝8 m3
糊化锅直径D ＝ 115·3V ＝ 115 × 38 ＝ 23 m[19]
取D ＝ 20 m糊化锅高H ＝ D 2 ＝ 10 m
气体直径d ＝ 140·D ＝ 140×2 ＝ 03 m
设封头高hV ＝ π4·D2·H ＋ πh2（D 2＋h 3）＝ 8h ＝ 105 m
蒸煮时升温放出热量：Q＝mc·∆t＝8×1084×42×65＝24×106（KJ·h1）中糊化锅溶液密度ρ＝1084 g cm3热容c ＝ 42 KJ kg·℃∆t＝100－35＝65 ℃
查阅025Mpa蒸汽温度1265℃采水冷进水温度35 ℃出水温度75 ℃
∆tm＝（T−t1）−（T−t2）lnT−t1T−t2＝（1265−35）−（1265−75）ln1265−351265−75＝667 ℃
传热系数k根参考文献选4187 × 900 KJ m2·h·℃传热面积F值：
F ＝ Qk·∆tm ＝ 24×1064187×900×667 ＝ 95（m2）
糊化锅实际面积F’＝πD H ＝ 314 × 2 × 1 ＝ 628（m2）
43 设备选型
431 清洗设备
根工艺计算日需生产红枣果酒量28 t日需金丝枣原料质量4 t选生产力5 t h淋水式清洗机生产红枣果酒金丝枣进行清洗表面污物原料传送带进入设计选清洗设备设备中喷淋头通喷洒金丝枣清洗干净设备中应配增加金丝枣水接触面积功配备气泡发生器等避免水柱发射力太强破坏金丝枣
型号：LXJ－2
生产力：5 t h
功率：27 kw
432 浆机
蒸煮红枣更易破碎道输送入浆机红枣进行破碎浆果肉果皮充分利破碎浆程选生产力5 t h设备电机功率40 kw外型尺寸1100×1100×1800 mm
433 杀菌机
发酵前需红枣原浆进行巴氏灭菌定温度范围杀死发酵活动关细菌包括致病性非致病性细菌红枣原浆灭菌选列式高温瞬时灭菌机原理采道换热方式红枣原浆通灭菌机道输入输出非直接性红枣原浆加热吸收放出热量选灭菌机应配符合生产程全动控制系统
灭菌机处理量：5 t h
电机功率：62 kw
进料温度：4 ~ 50 ℃
均质温度：60 ~ 80 ℃
灭菌温度：135 ~ 140 ℃
高温受热时间：4 ~ 10 s
出料温度：≤25 ℃
434 滤设备
红枣果酒滤成品酒获成品红枣果酒前需酒体进行滤陈酿澄清产生胶体悬浮杂质[20]选较精细够满足生产求硅藻土滤机红枣果酒进行滤
型号：XSK330Ⅲ
外型尺寸：1600×600×750 mm
滤片数量：15
处理力：25 t h
功率：2 kw
配泵型号：YL525
44 设备览表
红枣果酒生产车间设备表示
表 4 1红枣果酒生产车间设备览表
设备名称
型号
生产力
（t h）
电机功率
（kw）
数量
备注
金丝枣喷淋清洗机
LXJ2
50
27
1
糊化锅
50
90
1
浆机
50
40
1
发酵罐
50
30
12
带控温
储酒罐
30
17
容积V＝30 m3
硅藻土滤机
XSK330Ⅲ
25
20
3
列式高温瞬时灭菌机
50
62
1
5 总结
工艺路线生产出红枣果酒原料选择河北沧州金丝枣金丝枣果核果皮薄中果肉部分丰满产量营养价值丰富滋补身体具定药价值设计说明书中保健红枣果酒加工工艺前研究结合实际考虑选择设计工艺路线符合工业果酒生产求标准实验室研究阶段批量生产扩市场中批量生产考虑够成酿造果酒市场代表产品生产设备设计选型根年产量基础数进行计算设计选择已合适设备生产率高节省方面考虑设备容纳体积必须原材料容量稍基满足生产生产红枣果酒香气怡风味独特酒精含量度数达99 vol发酵原糖含量少乙醇酸度乙酸乙酯等含量适中杂醇含量少
选题初期完成设计说明书考验整学生涯学成果考验身力种检验方式着手开始写设计说明书前查阅许相关文献资料写作期间删删改改觉法片面需学设计说明书中部分容许够细节忽略衔接部分程中学知识种总结明白身力应该方查漏补缺提升种学力通次设计说明书明白学永止境程需培养种独立工作力通努力获知识收获效
参考文献
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附录
附图：生产车间面布局图
附图二：发酵罐设备结构图
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