1、淮海工学院二一一届本科毕业设计 第 1 页 共 33 页 1 绪 论白酒是与苏格兰威士忌、法国科涅克白兰地、英国金酒、瑞典伏特加、俄罗斯朗姆酒、墨西哥特吉拉齐名的世界七大蒸馏名酒之一，是纯天然的绿色食品，是中国特有的一种蒸馏酒。由淀粉或糖质原料制成酒醅或发酵醪经蒸馏而得。酒质无色（或微黄）透明，气味芳香纯正，入口绵甜爽净，酒精含量较高，经贮存老熟后，具有以酯类为主体的复合香味。以曲类、酒母为糖化发酵剂，利用淀粉质(糖质)原料，经蒸煮、糖化、发酵、蒸馏、陈酿和勾兑而酿制而成的各类酒。中国白酒产品，具有广阔的市场空间和前景。随着人民生活水平的提高，人民的消费水平和意识大为增加，高品质产品的市场潜力
2、很大。所以本设计的可行性很高，具有一定的设计价值。本设计的重点工段是制酒工段，对其进行了较为详尽的分析、论证，通过对整个浓香型白酒厂技术经济的分析、评价，证明了本设计的合理性和可行性。本设计题目为：年产 1 吨白酒的工厂设计，设计的产品包装主要为瓶装，副产品为酒糟饲料。本设计本着最优化原理，制定了一系列较为先进的生产工艺：锤式粉碎机粉碎，分湿法粉碎和干法粉碎；制曲采用工艺比较成熟的高温大曲制作法，强调生料制曲、自然接种、使用陈曲，充分发挥了微生物的作用；制酒采用传统的固态发酵法，这是浓香型白酒的独特风格所决定，生产中以人力为主，机械为辅的操作方式，使用行车、扬糟机等设备，节省人力；包装线采用国
3、产联合自动化系统，这些设备和工艺都构成了本设计力求提高产品的质量，降低生产消费及投资的重要保证因素。淮海工学院二一一届本科毕业设计 第 2 页 共 33 页 2 项目概况2.1 设计的指导思想及目的一、 指导思想本设计以设计书为基础,适应我国白酒工业发展的需要.在白酒工厂设计中巩固和应用所学的基础知识.通过收集资料加以整理.提高了理论联系实际,拓宽知识面,培养独立思考,独立工作的能力。整个设计贯彻了节省基础建设投资,充分重视技术进步,降低工程造价,以节约能源和降低原料消耗等角度出发,同时积极 处理”三废 ”和合理应用副产物,重视环境,以利于生活,生产和提高经济效益为原则进行设计,生产适合大众口
4、味的中高档浓香型白酒。二、设计的目的白酒的生产是以白曲类,酒母等为糖化剂,利用粮谷为生产原料,是微生物应用到生产中的典型例子。通过对浓香型白酒生产的设计,一方面可以巩固大学所学的专业知识,提高知识的综合应用能力；另一方面,可为今后的工作奠定一定的理论基础,锻炼独立思考以及解决问题的能力。通过设计,基本掌握浓香型白酒生产工艺流程和相关的计算,能粗略设计一个浓香型白酒生产厂。2.2 设计依据1、我国是世界上白酒生产、消费大国，全国饮酒群体中有 60%的左右的人饮用浓香型白酒，可以说浓香型白酒市场潜力巨大。2、厂址选择(1).工厂厂址:江苏省宿迁市洋河镇(2).洋河镇地理位置与气候条件:洋河镇位于江
5、苏省宿迁市宿城区中南部，宿迁市、泗洪县交界处。镇区面积 3.8 平方公里。洋河是宿城区的重镇，东南距泗阳县城 30 公里，北距宿迁市区 18 公里，南距泗洪县城青阳镇 41 公里。它依傍古黄河，地处徐淮、徐宁公路交汇处，宁徐宿、徐宿淮盐两条高速公路横贯东西。明清时期，洋河分属徐州府宿迁县和淮安府桃源(今泗阳)县，交界处立有栅栏和石碑，碑额勒有“东临淮郡，西障彭城”字样。民国初年全部划归泗阳县辖，2004 年划归宿城区辖。淮海工学院二一一届本科毕业设计 第 3 页 共 33 页 全镇现有 8 个居委会、5 个行政村，占地 407 平方公里。第二，具有冬暖夏凉雨水少，最适应酿酒微生物生成与繁衍的特
6、点；第三，具有水资源质量特别好的特点。气候条件：四节分明，年平均无霜期达到 211 天，年降雨量仅有 8001000 毫米，日照丰富，年照可达 2291.6 小时。极端高温：38.3 最低温度:-9.5 平均气温:14.4最高湿度:90% 平均湿度:66%88%水温：河水（1 米以下）最高温度:29 最低温度:0自来水：最高温度:31 最低温度:4风频率:历年最大风速 12.3m/s历年极大风速 18.9m/s平均风速 9.2 m/s降水量:全年平均降水量 927.2mm风 向: 全年主导方向 西北风向东南风夏季主导方向 东南风向冬季主导方向 西北风4、主要原料的来源及规格(1) 小麦规格:选
7、用盐城市和本地所产的小麦,小麦是制曲的原料,同时又是酿酒的原料之一。本地小麦成熟早,端阳踩曲前,新麦刚好成熟上市,颗粒饱满均匀,无虫蛀,无霉烂,无污染,腹沟深而多粉。含有丰富的炭水化合物及蛋白质,并含有钾、铁、磷、硫、镁等微生物生长的必须元素。(2) 高粱浓香型酒生产所用高粱为东北的高粱，本高粱与东北及其他地区高粱不同的是，颗粒坚实、饱满、均匀，粒小皮厚，支链淀粉含量达 88%以上，其截面呈玻璃质地状，十分有利于浓香型白酒工艺的多轮次翻烤，使浓香型酒每一轮的营养消耗有一合理范围。浓香型白酒用高粱皮厚，并富含 2%-2.5%的单宁，通过工艺发酵使其在发酵过程中形成儿茶酸、香草醛、阿魏酸等白酒香味
8、的前体物质，最后形成浓香型白酒特殊的芳香化合物和多酚类物质等。(3) 酿造用水使用当地的“美人泉”地下水具有以下几个特点；一年间水温变化较小，通常比年平均气温高 1-2：较为清洁，含有有机物、悬浮物及胶体物质较少，含微生物也较少，不含水生动物和植物：水的硬度高于河川水，可溶解盐类的含量较高。淮海工学院二一一届本科毕业设计 第 4 页 共 33 页 2.3 设计范围本设计主要包括：1产品简介及市场情况2工艺流程选择及论证3技术经济定额4平面图5厂址的选择6设备计算7物料衡算8水电汽衡算9技术经济衡算10建筑部分11公用系统部门12安全卫生和防火部分3 厂址选择一、厂址选择原则和指导思想1、从实际
9、出发，正确处理好城乡、生产与生存、工业与农业、近期与远期等多种关系。2、贯彻执行“整理发展中等城市”的方针。3、充分考虑环境保护和综合利用。二、厂址的选择根据以上原则,及其浓香型白酒生产的特点,本设计厂址选在洋河镇，位于“美人泉”附近，水质优良，有适于浓香型白酒生产的微生物群落；与附近的电站相距较近，足可保证生产用电，相邻交通要道，运输方便，可节约基础建设投资，是建厂的理想场地。之所以将厂址选在该地有以下几个原因：1、 洋河镇自然条件的优越洋河镇地处平原地带，雨量丰富,四季分明,年平均温度 14.4.炎热的季节达半年以上.另外,洋河地质有紫红色的页岩和砂岩组成,有利于水源的渗透和溶解岩石中的微
10、量元素和有机质,长期风化土层较厚,内含有机质达 1.5%,其中C/N=1/89 ,且为中性土壤。2、 洋河镇生态资源的优势美人泉汩汩流淌，有“酒都”美誉的洋河镇，除了酒香弥漫的醉人空气，淮海工学院二一一届本科毕业设计 第 5 页 共 33 页 一切都与苏北其他富庶的小城镇一样。那么，作为“酒都” ，洋河镇该有怎样的风范？在“蓝色经典，男人情怀”的时尚中，人们期待一个怎样的洋河？在时代的召唤中，洋河镇坚持以科学发展观为指导，围绕富民、富村、富镇的“三富”目标，以工业化、城镇化、市场化为主攻方向，确立了“把洋河打造成为古黄河畔的历史名镇、酒都名镇、经济重镇、中心城市南部新城”的建设目标。千年酒镇，
11、正在赴自己的“酒城之约” 。本设计厂区选在洋河镇地区最高洪水为上方，工厂在居民区的下风点，河流的上游。此地水质优良，有浓香型白酒生产的微生物群落，与附近的电站相距较近，足可保证生产用电，相邻交通要道，运输方便，可节约基础建设投资，是建白酒厂的理想场地。3、符合宿迁市总体规划，与附近的工业、企业、商业区域相配合，厂址面积与外形满足发酵工厂的生产需要，留有适当的扩建余地。与洋河集团的总部和技术中心相邻，在技术和公司协调方面能够很好的沟通和配合。4、符合国家有关卫生、防火、人防的要求。工厂在居民区的下风点，河流的上游。厂区附近，没有细菌、病源、化学废物有机废料等传染源。 “三废”治理和综合利用符合要
12、求。5、靠近洋河集团新大道交通干线，与交通干道相距不远。洋河铁路在建设中。6、厂区选在当地最高洪水位上方。厂址的地质条件符合发酵工厂设计的要求，耐力在 20 吨/平方米以上。厂区有一定的坡度，便于排水。并且征用地上居住的居民很少，搬迁工作简单；建筑土方可以就地处理，减少建设资金的投入。7、靠近厂址外有电源和热源。8、酒厂就生产原料的小麦，玉米等大多是本地产的，部分是盐城市大丰县所生产的。把厂址定在洋河也有利于原料的采购。酒厂生产所用水源是“美人泉”地下水， “名酒必有佳泉”建厂地点有良好的水源保证。4 浓香型白酒生产工艺流程及论证4.1 全厂工艺流程一、大曲制作工艺流程：小麦 润料（自来水）
13、磨碎 粗麦粉 拌料（加 10%曲母） 踩曲（加水） 曲坯 堆积发酵 翻曲 出房 贮存 磨碎二、 制酒工艺流程：原料 粉碎 配料 装甑 接酒 出甑 加水 冷淮海工学院二一一届本科毕业设计 第 6 页 共 33 页 却 加曲 入池发酵 出池 糟醅 接酒 丟糟入库 原酒 接酒 回缸 酒回底锅4.2 制曲工艺流程及论证一、工艺流程图母曲 水 稻草谷壳 小麦(100%)润料磨碎粗麦粉拌料踩曲曲坯堆积培养出房贮存成品曲1、高温大曲工艺的论证根据大曲培养过程中控制曲块最高品温不同，一般可把大曲分为高温曲和中温曲，高温曲最高制曲品温达 65以上，主要用于生产浓香型大曲酒；中温曲的最高制曲品温一般不超过 50，
14、它主要用于生产汾香型（俗称清香型）大曲酒。因此，我们根据任务书的要求选用了高温制大曲（即浓香大曲） ，而且浓香型白酒的制曲工艺也是比较成熟的。2、具体操作及论证（一）原料：小麦1、来源及规格：选用宿迁本地所产的小麦,本地小麦成熟早,端午踩曲前,新麦便成熟上市,并且本地小麦颗粒饱满均匀,无虫蛀,无霉烂,无污染,无农药污染,无泥沙及其它杂物,腹沟深而多粉。2、原料论证（1）根据白酒曲及酒母的作用和制作工艺特点，其原料应符合如下要求：要适于有用菌的生长和繁殖大曲中的有用微生物为霉菌、细菌及酵母菌，麸曲中有霉菌等，小曲中有根霉及酵母菌等。这些菌类的生长和繁殖，必须有碳源、氮源、生长素、无机盐，水五大类
15、营养成分，并要求有适应 PH、温度、湿度及必要的氧气等条件。故制曲原料应满足有用微生物生长的上述两方面的要求。例如制大曲和小曲的小麦和大米等原料，除富含淀粉，维生素及无机元素外，还应含有足以使微生物生长的蛋白质。适于产酶白酒曲是糖化剂或糖化发酵剂。故除了要求成曲含有一定数量的有用微生物以外，还须积累多种大量的胞内酶，其中最主要的是淀粉酶。而此类酶多为淮海工学院二一一届本科毕业设计 第 7 页 共 33 页 诱导酶，故要求制曲原料含有较多量的淀粉，以及促进淀粉酶形成的无机离子。蛋白质也是产酶的必要成分，故制曲原料应含有适宜的蛋白质。有利于酒质大曲及麸曲，其用量很大，故广义的说，制曲原料和成曲也是
16、制酒原料的一部分。例如大曲原料的成分及制曲过程中生成的许多成分，都间接或直接与酒质有关。另外，制曲原料不宜喊有较多的脂肪，这也是与制酒原料的相同之处。（2） 、大曲原料的种类及性质：表 1：大曲主要原料的成分比较Table 1: The comparison of the main components of daqu水份 粗淀粉 粗蛋白 粗脂肪 粗纤维 灰分小麦 12.8 6165 7.29.8 2.52.9 1.21.6 1.72.9大麦 11.512 6162.5 11.212.5 1.92.8 7.27.2 3.44.2豌豆 1012 45.251.5 25.527.5 3.94.0
17、1.31.6 3.03.1本设计采用小麦中掺杂大麦制曲，其特性是淀粉含量最高，富含面筋等营养成分，含氨基酸 20 多种，维生素含量也很丰富，粘着力也较强，是各类微生物繁殖，是产酶的优良天然物料。若粉碎适度，则制成的曲胚不易失水和松散，也不致于因粘着力过大而存水过多。小麦中含有丰富的碳水化合物(主要是淀粉) 及蛋白质,并含有钾、铁、硫、磷、镁等微生物生长的必需元素,有利于白酒的酿造。淀粉在白酒酿造中的作用：淀粉经蒸煮后,经过微生物的作用 ,由淀粉变成糖,由糖变成酒。通过化学反应(C 6H10O5)n + nH2O nC6H12O6 2n C2H5OH + 2nCO2可以看出,原料中淀粉含量越高,
18、产酒也就越多。（二）润麦1、操作润麦须掌握润麦的水量，水温和时间三项条件。一般应遵守“水少温高时间短，水大温低时间长”的原则，用水量视其所采用的原料而定。一般都按粮水比 100:3-8 计，时间以不超过 12 小时为好，如果考虑原料的吸水性，则润粮的时间应当缩短，并且应减少水量，提高水温，一般遇此情况，时间控制在 4小时内即可。润麦的水温夏天保持在 40左右，冬天以 80左右为宜。2、润麦时应注意在操作上要注意翻造堆积，翻造的目的是使每粒麦子都均匀地吸收水分，要求是“水洒均，翻造匀” 。成 分名 称淮海工学院二一一届本科毕业设计 第 8 页 共 33 页 3、润麦后的标准表皮收汗，内心带硬，口
19、咬不粘牙，尚有干脆响声。如不收汗，说明水温低，如咬之无声，则说明用水过多或时间过长，即通常所说的发“粑”了。（三）粉碎1、粉碎是为了破坏植物组织以及使淀粉释放而采用的一种机械加工的方法。在粉碎前小麦要经除尘、除杂操作，润料后用钢磨粉碎。2、粉碎论证（1）粉碎的目的：释放淀粉，吸收水分，增大粘性。（2）原料的粉碎度与大曲的质量的关系第一：粉碎过细则粘性大,曲坯里的空隙小,不易透气,培菌时水分难挥发,热量和温度不易散失,易使曲坯发生酸败或烧曲。由于通气性差,微生物生长繁殖缓慢,容易造成窝水,不透或圈老等现象；第二：粉碎过粗则粘性小,不易成型,曲坯里的空隙大,入房后水分和温度不易保持,热量易于散失,
20、是曲坯过早干燥或裂口,表面不挂衣,微生物生长不良。因此要严格控制好制曲原料的粉碎度。经验要求,以手摸不觉糙手不腻手为准。3、粉碎麦粉要求粉碎后的麦粉,要求是心烂皮不烂的梅花瓣,即使小麦的表皮压成薄片，粉碎度要求粗粒及麦皮不可通过 20 目筛，而细粉要求通过 20 目筛，混粉中细粉要占 40%50%。手模不糙手为好。麦粉的粗细度要求要均匀，否则影响制曲的质量。经测定，不通过 20 孔标准筛最粗的麦粉占 27.74%，通过 40 孔标准筛的占 60.72%，通过 60 孔标准筛的为 11.54%。（四）拌料1、操作：将粗麦粉通过定量供粉器和定量供水器，按一定比例的曲料（及曲母）和水连续进入搅拌机，
21、搅匀，感官要求以手捏成团,放下即松为宜,然后再踩制成砖块状的曲坯。拌料的目的就是使原料粉子均匀地吃足水分。2、拌料论证（1）一切生物化学反应,都必须有水的参与进行和完成,微生物所需的营养物质也必须先溶于水,才能扩散到细胞内被吸收和利用,所以加水拌料在制曲生产上是重要的一环。（2）加水量与曲坯的关系当加水量过多时,曲坯不容易成型，入房后会发生变形，曲胚容易被压制过紧，不利于有益微生物向曲胚内部生长，而表面则容易长毛霉，黑曲霉等,并且曲胚升温快而高，易引起酸败细菌的大量繁殖，使原料受损失并降低成品曲质量。当加水量过少时,曲胚不易粘合，造成散落过多，培养曲时曲胚会失水散温淮海工学院二一一届本科毕业设
22、计 第 9 页 共 33 页 过度，干得过快，致使有益微生物没有充分繁殖的机会，亦将会影响成品曲的质量。通常微生物对水分的要求，一般规律是细菌酵母菌霉菌。同时拌料加水量取决于原料带入的水分和制曲气候,温湿度等.通常和曲时加水量为 37%40%，有些厂曾对制曲不同加水量进行对比试验。结果是：重水分曲（加水量 48%）培养过程，升温高而快，延续时间长，降温慢；轻水分曲（加水量 36%）则相反，而酶的活力较高。表 2：轻、重水份与成品曲的关系Table 2: The relationship between light, heavy water and finished product daqu化学
23、成分对比曲样 外观 内部 气味糖化力 水分 酸度重水份曲多为褐色 灰白色、菌丝密集较均匀香气一般109.44 10.0 2.0轻水份曲大部分为黄褐色斑花状、粗糙、菌丝少、黑褐色较多多数具有浓香300.0 10.0 2.0注：糖化力单位为 mg/(h.g 曲)：水分单位为 g/100g 曲，酸度单位为消耗0.2mol/l NAOH 的 ml/g 曲(3)加曲母的要求：高温大曲的传统操作是在和曲时加入一定量的曲母（起接种作用） ，至今仍沿用。曲母应选用当年发酵正常的金黄色曲块磨细, 黄色曲块磨细,曲母用量不够,会影响麦曲的成熟,使用量夏季为麦粉的 45%，冬季为 58%，如母曲用量不按季节要求而变
24、化，则会使曲块含菌数不足或过量，影响大曲的培养及糖化发酵。一般认为曲母应选用去年生产的含菌种类和数量较多的白色曲为好。（五）踩曲成型1、踩曲操作（1）目前踩曲分机械制曲和人工制曲，本设计为人工踩曲。人工踩曲的曲箱尺寸选为 33217（长宽高） ，重量为 5000g/块，人工踩曲可由一个人完成或合伙完成，一般都为一人完成。曲箱选择依据：踩曲用的曲模大小直接影响曲的质量，曲坯太小不易保温，操作费工费时；曲坯太大、太厚，制曲微生物不易生长透彻均匀，也不便操作运输。（2）人工踩曲的特点：即“百脚一坯”的特点，也就是一块曲要踩压 100 次才成型。人工踩曲讲究一个“溜”字，用脚掌、脚跟将曲坯表面反复溜光
25、，以提浆于曲表，给以后的“穿衣”创造条件，最终曲坯皮张薄。（3）具体工序：先把拌和的曲料迅速装入曲模（或称曲箱、曲盒），踩曲者马上用足掌先在曲模心踩一遍，再用足掌沿四边踩两遍，要求踩紧、踩平、踩光，特别四角定要踩紧，不得缺边掉角，中间可略松。曲胚一个面踩好后翻淮海工学院二一一届本科毕业设计 第 10 页 共 33 页 过来再踩另一面，每块曲坯重量不得相差 0.2kg 踩好后的曲坯排列在踩曲场上，侧立收汗 11.5h,刚一收汗即曲胚由微黄色变为微乳白色时便可入仓发酵,否则曲坯排水分逐渐蒸发，入房后容易起厚皮，培曲时不挂衣（曲胚表面微生物难以长出）。2、入室堆积培养（1）堆曲踩制好的曲胚应放置 1
26、1.5h，待表面略干，并且由于面筋粘接而使曲胚变硬后，即移入曲室培养，曲室应具有保温、保湿能力，又能通风，排潮，曲胚移入曲室前，应先靠墙的地面上铺一层稻草，厚约 6.6cm，以起保温作用，然后将曲胚三横三竖相间排列，胚与胚之间约留 2cm 距离，塞以稻草，塞草最好新旧搭配。塞草是避免曲块之间相互粘连，以便于曲块通气、散热和制曲后期的干燥。排满一层后，在曲胚上再辅一层稻草，厚约 33cm，但横竖排列应与下层错开，以便空气流通。一直排到 4、5 层为止，再排第二行，最后留一行或两行空位置，作为以后翻曲时转移曲胚位置的场所。（2）盖草洒水曲胚堆好后，即用乱草盖上，进行保温保湿。为了保持温度，常采用对
27、盖草洒水，洒水量夏季较冬季多些，但应以洒水不流入曲堆为准，盖草有助于防止冷凝水直接滴入曲块，引起酸败。还有助于曲块后期的干燥。培曲后期开门开窗进行翻曲时，曲块受盖草的保护，使品温不致急剧下降，保证曲块内部的水分慢慢散发，有利于干燥。（3）翻曲操作盖草洒水后，立即关闭门窗，微生物即开始在曲块表面繁殖。品温逐渐上升，夏季经 56 天，冬季经 79 天，曲堆内部温度可达 63左右，室内温度接近或达到饱和点。至此曲胚表面霉衣已长出，80%90%的曲块表面布满白色菌丝，这是霉菌和酵母大量繁殖的结果，此后曲块品温上升会稍缓，可能是二氧化碳抑制微生物生长繁殖所致或是高温使部分微生物停止生长或死亡造成的，当品温长到控制的最高点时（65） ，即可进行第一次翻曲，翻曲时应将上、下层和内、外行的曲块位置对调，曲块本身直立的位置也应颠倒，这样就充分调节了曲块各部位的温度、湿度。使微生物在整个曲块上均匀生长，在翻曲尽量将内部的湿草取出，地面与曲胚间垫上干草，曲块间也夹以干草，为了流通空气，促进曲块的成熟与干燥，翻曲时可以拉大曲胚间行距，并坚直堆积，经过第一次翻曲后，由于散发掉大量水分和热量，曲块品温可以降到 50以下，但过 12 天后，品温又会很快回升，约一周后（一般入仓第 14 天左右） ，品温又升到第一翻曲温度，即可进行第二次翻曲，二次翻曲后，曲胚温度还会回升，
