【新式葡萄酒酿造工艺的物料衡算和设备选型分析案例2800字】

新式葡萄酒酿造工艺的物料衡算和设备选型分析案例1物料衡算根据五种类型的新式葡萄酒的酿造工艺进行计算。1.1物料衡算的目的物料衡算是整个酒厂设计的基础，通过物料衡算，可以知道原料，水电等需要的量；可以知道该选用何等规格的设备；可以对厂区面积和人员数量有个合理的规划；可以预测需要投入的成本有多少，以及合适能够实现盈利。1.2物料衡算的依据

查阅五种产品中各水果原料的出汁率，结合新式葡萄酒酿造工艺流程，以行业平均生产线率为参考，进行年产1000吨的新式葡萄酒的物料衡算。表2物料衡算的计算指标序号项目计算单位%1黑比诺出汁率葡萄汁kg/100kg葡萄782仙粉黛出汁率葡萄汁kg/100kg葡萄723雷司令出汁率葡萄汁kg/100kg葡萄744琼瑶浆出汁率葡萄汁kg/100kg葡萄755赤霞珠出汁率葡萄汁kg/100kg葡萄626樱桃出汁率樱桃汁kg/100kg樱桃657奇异果出汁率奇异果汁kg/100kg奇异果808酸橙出汁率酸橙汁kg/100kg酸橙459芒果出汁率芒果汁kg/100kg芒果6810黑莓出汁率黑莓汁kg/100kg黑莓851.3酸橙雷司令葡萄酒的物料衡算1.3.1葡萄汁的量葡萄经过除梗破碎得到葡萄汁，混合物中的葡萄籽、皮、梗占整棵葡萄的23%，低档压榨汁不能用于发酵，其含量约为3%，因此所得葡萄浆的量为：200×（1-23%）×（1-3%）=149.38t

1.3.2酸橙汁的量本设计中葡萄汁与酸橙汁的混合比例取4：1，酸橙的出汁率45%，因此所加酸橙汁的量为：149.38÷4=37.34t所需酸橙的质量为：37.345t÷45%=76.32t1.3.3发酵原酒的量葡萄汁酒精发酵之后，需要分离出酒脚，然后再进行自然发酵，之后再次分离得到的酒，即为发酵原酒。酒精发酵和自然发酵后都会产生不可利用的酒脚，分别占整个发酵醪液的5%和2%，再次发酵时有大约1%的酒损失来源于压榨、管道和操作损失[23]。因此，酒精发酵后原酒的量为：

（149.38+37.345）×（1-5%-1%）=172.53t苹果酸-乳酸发酵后得到的原酒的量为172.53×（1-2%）=172.02t

1.3.4陈酿后的原酒量在葡萄酒的陈酿过程中需要倒罐，并分离酒脚，经过此操作得到的陈酿原酒澄清度和口感较好。储存期操作损失、自然损失和酒脚约占原酒的3%，因此陈酿最后的原酒的量为;172.019×（1-3%）=166.86t

1.3.5装瓶后成品酒的量在装瓶之前进行的稳定性处理、无菌过滤和罐装系统包装都会造成一定的的机械操作损失和过滤损失。消耗的原酒的量约为总原酒的2%。因此，装瓶后的成品酒的量为：166.858×（1-2%）=163.52t1.3.6出酒率由物料衡算可知，200t葡萄和76.32t酸橙产酒163.52t则酸橙雷司令的出酒率为：163.52÷（200+76.32）×100%=59.18%则每吨成品酒消耗原料：（200+76.32）÷163.52=1.69t年产200吨酸橙雷司令葡萄酒消耗葡萄的量为：200×1.689t=337.8t

1.3.7二氧化硫添加量使用6%的亚硫酸补充酸橙雷司令的二氧化硫，时其含量为50mg/L。则年产200t酸橙雷司令葡萄酒亚硫酸的添加量为：200×50/6%=166.67L

1.3.8蔗糖添加量生产200t酸橙雷司令，葡萄出汁率74%，含糖量196g/L，生产12%vol葡萄酒需要补加蔗糖：（12×18-196）×200=4000kg=4t表3年产200吨酸橙雷司令物料衡算物料质量（t）、体积（L）雷司令337.8酸橙76.326%亚硫酸166.67蔗糖4（年产各200吨的樱桃黑比诺、奇异果甜红、芒果琼瑶浆、黑莓赤霞珠的物料衡算方式与年产200吨的酸橙雷司令相似）根据樱桃黑比诺生产工艺的配料比、樱桃出汁率和黑比诺出汁率可知：年产200吨樱桃黑比诺出酒率：（200×78%+200×78%/4）×（1-5%-1%）×（1-2%）×（1-3%）×（1-2%）/（200×78%+200×78%/4/65%）=79.09%则每吨成品酒消耗原料：（200×78%+200×78%/4/65%）/（200×78%+200×78%/4）×（1-5%-1%）×（1-2%）×（1-3%）×（1-2%）=1.26t年产200吨樱桃黑比诺所需黑比诺：200×1.264=252.8吨，樱桃的质量为60吨;根据奇异果甜红生产工艺的配料比、奇异果出汁率和仙粉黛出汁率可知：年产200吨奇异果甜红所需要的晚收仙粉黛的质量为296.06吨，奇异果的质量为45吨；根据芒果琼瑶浆生产工艺的配料比、芒果出汁率比和琼瑶浆出汁率可知：年产200吨芒果琼瑶浆所需要的琼瑶浆310.79吨，芒果质量为52.15吨；根据黑莓赤霞珠生产工艺的配料比、黑莓出汁率和琼瑶浆出汁率可知：年产200吨黑莓赤霞珠所需要的赤霞珠的质量为348.44吨，黑莓的质量为36.47吨。1.4五种新式葡萄酒的总物料衡算五种产品原料需求总量如下表：表4年产1000吨新式葡萄酒总物料衡算物料质量（t）黑比诺252.8仙粉黛296.06雷司令337.8琼瑶浆310.79赤霞珠348.44樱桃60奇异果45酸橙76.32芒果52.15黑莓36.47果胶酶0.523蔗糖206%亚硫酸833.35(L)选取500mL的玻璃瓶进行新式葡萄酒的灌装，所以，年产1000吨的新式葡萄酒所需玻璃瓶数量为（1×109/500）=2×108个。2设备选型2.1设备选择的依据和原则（1）设备结构：结构应相对紧凑、占地面积小，能够有效地控制温度、压强等参数，选用符合当地环境（如温度、湿度），耐腐蚀的材料，尽可能地进行自动化控制，降低劳动力成本，实现从操作到管理的进一步跨越。（2）生产效率：所选设备应质量优越，效率高，尽可能地降低劳动强度。（3）节能环保：拆装、清洗方便，且耗能低、安全可靠。（4）富余量：对于主要设备和易出现故障的设备，应提前做好富余量的准备，以免对生产进度和产品质量造成不利影响。2.2发酵设备的选择2.2.1发酵罐的数量酿造1000吨新式葡萄酒总共需要混合水果原料：252.8+296.06+337.8+310.79+348.44+60+45+76.32+52.15+36.47=1819.01吨酿造周期36d，主发酵6d，后发酵30d，发酵罐填充系数按0.8计（防外溢）。本酒厂年工作时间按200天计，则每日需要发酵混合果汁原料1819.01÷200=9.10吨，混合果汁密度按1000kg/m3计，则每日发酵混合果汁所需体积9.10÷1÷0.8=11.38m3，故选用12吨发酵罐。由于采用连续生产发酵，发酵周期36d，同时加料生产需要36个发酵罐，其中主发酵罐6个，后发酵罐30个，同时预留2个发酵罐进行倒酒，所以共需要38个发酵罐。2.2.2发酵罐的参数本设计选用“瘦高型”发酵罐，发酵罐的径高比为1:2.5，可近似用圆柱体积计算发酵罐的容积，其中H=2.5D。

V=(π/4)D2H

12=0.785D2×2.5D

罐直径:D=[12/(0.785×2.5)]1/3=2.04m；

罐高H0=2.5D=2.1m；

封头高:ha=0.30D=0.612m=612mm；

由于罐直径D＞2m，hb=20mm；

h=ha+hb＝406+20=426mm；

罐总高:

H=Ho+2h=2.1+2×0.426=2.95m；

搅拌器分上下两层，原理地面层采用箭叶式涡轮搅拌器，靠近地面层为平叶涡轮搅拌器直径为

D1=D/3=2.04÷3=0.68m

挡板宽度

B=0.1D=0.1×2.04=0.21m

2.3其他主要设备的选型（1）原料清洗机：根据物料衡算可知，每日需要发酵混合果汁原料9.10吨，则每日需处理水果约12吨。按每天两班，各8小时工作时间，则清洗机每小时清洗12÷2÷8=0.75吨水果，可选择两台型号为SQDJ-3的清洗机。（2）水果破碎机：本设计将红葡萄和白葡萄和水果原料分开破碎，根据物料衡算结果选择两台型号为FXS230的水果破碎机，其网径400mm，刮板转速500r/min。（3）膜过滤系统：本设计选用硅藻土过滤机，过滤精度好，主要用于新式葡萄酒陈酿后的过滤，选用型号为DH250的过滤机，其膜孔径0.4微米，滤片20片过滤面积2.2m2,工作压力＜0.3MPa。（4）CIP清洗系统：本设计选用了单套型号KL-CIP1500的CIP清洗设备，清洗流程：40℃清水洗、2%碱洗、40℃清水洗、0.8%酸洗、90℃以上热水的循环清洗。工厂选用主要设备及相关参数如下：表5主要设备及参数表序号设备名称单位数量说明1发酵罐只3812t/只，控温2原料清洗机台2生产效率0.55-0.7t/h3水果破碎机台2生产效率0.5t/h4膜过滤系