《發(fā)酵工程》課程設(shè)計(jì)--年產(chǎn)90000噸啤酒的酵母泥深加工工藝

1、<p><b>　　《發(fā)酵工程》</b></p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)說明書</b></p><p>　　設(shè)計(jì)題目：年產(chǎn)90000噸啤酒的酵母泥深加工工藝</p><p>　　姓    名___ ___</p><p>　　學(xué) &#

2、160;  院 生物學(xué)院 </p><p>　　專    業(yè) 生物技術(shù) </p><p>　　學(xué)    號(hào)__ </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p><b>　　2012年7月7日</b>&l

3、t;/p><p>　　09級(jí)生物技術(shù)專業(yè)《發(fā)酵工程》課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</p><p>　　題目： 年產(chǎn)90000噸啤酒的酵母泥深加工工藝設(shè)計(jì)</p><p><b>　　基礎(chǔ)數(shù)據(jù)</b></p><p>　　生產(chǎn)規(guī)模：年產(chǎn)90000噸啤酒。</p><p>　　產(chǎn)品規(guī)格：國(guó)標(biāo)酵母提取物。</p&g

4、t;<p>　　生產(chǎn)方法：以啤酒酵母泥為原料，經(jīng)過脫苦，自溶，機(jī)械破碎,，酶解，滅酶，分離，濃縮，干燥等過程。</p><p>　　原料：酵母泥(每生產(chǎn)100噸啤酒就可得到含水分80%的酵母泥1.5噸)。</p><p>　　酶用量：木瓜蛋白酶加入量為酵母量的0.02％。</p><p>　　細(xì)胞壁的破碎率可達(dá)97.9％。</p><

5、;p>　　酵母自溶溫度40～60℃，自溶后升溫到85℃滅酶10min。</p><p>　　全年生產(chǎn)天數(shù)：300天。</p><p><b>　　一、課程設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　學(xué)生在掌握了基礎(chǔ)理論，專業(yè)理論，專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)學(xué)生具備發(fā)酵工廠工藝、工程設(shè)計(jì)的能力；其基本目的是：</p><p>

6、　　1、培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)，解決工程實(shí)際問題的能力。</p><p>　　2、培養(yǎng)學(xué)生掌握發(fā)酵工廠工藝流程和主要設(shè)備設(shè)計(jì)的方法及設(shè)計(jì)步驟。</p><p>　　3、達(dá)到對(duì)學(xué)生進(jìn)行基本技能的訓(xùn)練，例如：計(jì)算、繪圖、熟悉和運(yùn)用設(shè)計(jì)資料（手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)、圖冊(cè)和規(guī)范等）的能力。</p><p><b>　　二、 設(shè)計(jì)內(nèi)容：</b></p>

7、<p>　　1．根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)，查閱有關(guān)資料、文獻(xiàn)，搜集必要的技術(shù)資料及工藝參數(shù)，進(jìn)行生產(chǎn)方法的選擇與比較，工藝流程與工藝條件的確定和論證。</p><p>　　2.工藝計(jì)算：全廠的物料衡算；蒸汽、水用量的衡算。</p><p>　　3.生產(chǎn)設(shè)備選型計(jì)算：包括設(shè)備的選型，容量，數(shù)量及主要的外形尺寸。</p><p><b>　　三、設(shè)計(jì)要求： &l

8、t;/b></p><p>　　1.根據(jù)以上設(shè)計(jì)內(nèi)容書寫設(shè)計(jì)說明書(以《發(fā)酵工廠工藝設(shè)計(jì)概論》車間初步設(shè)計(jì)說明書的編寫要求書寫)。 </p><p>　　2.完成一張圖紙(1號(hào)圖紙)酵母深加工(酵母精生產(chǎn)) 工藝流程圖。 </p><p><b>　　四、設(shè)計(jì)時(shí)間</b></p><p>　　2011—2012學(xué)年

9、第二學(xué)期：第21、22周，共計(jì)二周</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　選題背景及方案簡(jiǎn)介1</p><p>　　工藝確定、工藝流程草圖及說明1</p><p><b>　　1.工藝確定1</b></p><p>　　2.工藝流程草圖2<

10、;/p><p><b>　　3.工藝說明3</b></p><p>　　3.1離心分離13</p><p>　　3.2離心分離23</p><p><b>　　3.3自溶3</b></p><p>　　3.4離心分離34</p><p><

11、b>　　3.5濃縮4</b></p><p><b>　　3.6包裝14</b></p><p><b>　　3.7干燥4</b></p><p><b>　　3.8包裝24</b></p><p><b>　　3.9包裝34</b&

12、gt;</p><p><b>　　工藝計(jì)算4</b></p><p><b>　　1.物料衡算4</b></p><p><b>　　1.1.加工前5</b></p><p>　　1.2.離心分離15</p><p><b>　　1.

13、3.稀釋6</b></p><p><b>　　1.4.過濾6</b></p><p>　　1.5.離心分離26</p><p><b>　　1.6.脫苦6</b></p><p><b>　　1.7.自溶7</b></p><p>

14、;　　1.8.離心分離37</p><p><b>　　1.9.濃縮7</b></p><p>　　1.10.包裝18</p><p><b>　　1.11.干燥8</b></p><p>　　1.12.包裝28</p><p>　　1.13.包裝38</p

15、><p><b>　　1.14.得率8</b></p><p><b>　　2.熱量衡算9</b></p><p>　　2.1熱量傳遞流程圖9</p><p>　　2.2熱量衡算10</p><p><b>　　設(shè)備選型19</b></p&g

16、t;<p><b>　　1.儲(chǔ)水罐19</b></p><p><b>　　2.啤酒罐20</b></p><p><b>　　3.脫苦罐21</b></p><p><b>　　4.自溶罐21</b></p><p><b&g

17、t;　　5.過濾器22</b></p><p>　　6.離心分離機(jī)23</p><p><b>　　7.泵23</b></p><p><b>　　8.濃縮器24</b></p><p><b>　　9.干燥機(jī)24</b></p><p

18、>　　10.包裝機(jī)125</p><p>　　11.包裝機(jī)225</p><p>　　12.包裝機(jī)326</p><p>　　設(shè)計(jì)結(jié)果一覽表27</p><p><b>　　設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)30</b></p><p><b>　　心得體會(huì)31</b></p&

19、gt;<p><b>　　參考文獻(xiàn)32</b></p><p><b>　　選題背景及方案簡(jiǎn)介</b></p><p>　　本方案是關(guān)于利用啤酒酵母泥生產(chǎn)酵母提取物（酵母膏）的工藝方法。</p><p>　　啤酒酵母泥是啤酒工業(yè)的副產(chǎn)物，產(chǎn)量大約是啤酒的1.5%。</p><p>　

20、　啤酒酵母泥中有一半是啤酒，可直接回收作為新鮮啤酒銷售，另一半中除了少量的雜質(zhì)外絕大部分是啤酒酵母細(xì)胞。啤酒酵母營(yíng)養(yǎng)豐富，含有碳水化合物、8種人體必須氨基酸、14種礦物質(zhì)以及幾乎所有種類的維生素。將酵母制成酵母提取物不僅可以使其中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)更容易吸收還有濃郁的肉香味，可以用來培養(yǎng)微生物、加工成調(diào)味品甚至是保健品。另外，酵母提取物的副產(chǎn)物——酵母細(xì)胞壁含有β-葡聚糖、甘露寡糖、脂類、蛋白質(zhì)和少量的幾丁質(zhì)，具有增強(qiáng)免疫、抗病毒、抗氧化、促生

21、長(zhǎng)、吸附細(xì)菌及霉菌毒素等多種重要的生物學(xué)功能，是新型保健品，而且也可以制成粉末作為優(yōu)良飼料使用?？梢姡湍改鄿喩硎菍?，擁有巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。</p><p>　　中國(guó)的啤酒產(chǎn)業(yè)正以日新月異的速度增長(zhǎng)，每年的酵母泥產(chǎn)量已經(jīng)非常龐大。然而，每年得到的酵母泥中很大一部分都作為廢物直接丟棄到環(huán)境中。這樣不僅不利于環(huán)保而且會(huì)造成資源的巨大浪費(fèi)如果將這些酵母直接排放到環(huán)境中，完全不符合構(gòu)建“兩型社會(huì)”的思想。因此必須將酵母泥深

22、加工，變廢為寶，創(chuàng)造更大價(jià)值。</p><p>　　本方案先通過離心回收酵母泥中的啤酒，再通過除雜、脫苦、自溶等工藝得到酵母提取物以及酵母細(xì)胞壁，最后加工成酵母膏以及酵母胞壁粉。酵母膏可直接作為微生物培養(yǎng)基使用，也可以再加工成調(diào)味料和保健品；酵母胞壁粉既可以作為飼料使用也可以作為保健品使用。</p><p>　　工藝確定、工藝流程草圖及說明</p><p><

23、b>　　1.工藝確定</b></p><p>　　通過查找文獻(xiàn)資料，確定了酵母泥深加工的工藝為：收集酵母泥、通過離心回收啤酒上清，得到的沉淀通過祛雜、水洗分離、脫苦、自溶、滅酶、分離濃縮、包裝等得到酵母膏和酵母胞壁粉。</p><p>　　選取此工藝的原因是可以最大限度地回收利用酵母泥，將廢物產(chǎn)率降到最低，在獲取經(jīng)濟(jì)利益的同時(shí)兼顧環(huán)境保護(hù)。達(dá)到建設(shè)“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型

24、”企業(yè)的目標(biāo)。</p><p><b>　　2.工藝流程草圖</b></p><p><b>　　圖1工藝流程草圖</b></p><p><b>　　3.工藝說明</b></p><p><b>　　3.1離心分離1</b></p><

25、;p>　　此步是為了回收酵母泥中的殘余啤酒，采用蝶式離心分離機(jī)。離心分離出的上清通過離心機(jī)自帶的泵泵入啤酒罐，再經(jīng)過包裝機(jī)3包裝成啤酒出售。得到的沉淀通過離心泵1泵入稀釋罐。</p><p><b>　　包裝3</b></p><p>　　將啤酒罐中的啤酒包裝成成品，采用灌裝包裝機(jī)，可快速包裝。</p><p><b>　　稀釋

26、</b></p><p>　　根據(jù)資料，加入5倍體積的水稀釋酵母泥對(duì)之后的過濾有利。</p><p><b>　　過濾</b></p><p>　　由于酵母泥中含有麥芽殼、蛋白聚合物等，影響酵母提取物質(zhì)量，因此要對(duì)酵母泥進(jìn)行過℃濾。根據(jù)資料，本工藝采用80目振蕩篩過濾。過濾孔徑0.177mm，可有效將雜質(zhì)祛除。</p>

27、<p><b>　　3.2離心分離2</b></p><p>　　此步是為了將過濾后的酵母泥濃縮，因?yàn)檫^濾得到的酵母泥中含有大量的水，會(huì)為之后的配制酵母懸液帶來麻煩，因此需要通過離心除去酵母泥中的水，得到的沉淀含水量較低，得到的上清可作為水通過離心泵泵入儲(chǔ)水罐再次利用。</p><p><b>　　脫苦</b></p>

28、<p>　　根據(jù)資料，脫苦前應(yīng)將酵母泥稀釋為20%的酵母懸液，并加入酵母懸液質(zhì)量0.1%的碳酸氫鈉使酵母懸液呈弱堿性。造成苦味的主要物質(zhì)是苦味酸，加入堿性物質(zhì)可有效中和苦味酸的苦味。</p><p><b>　　3.3自溶</b></p><p>　　自溶就使酵母細(xì)胞自發(fā)破裂。根據(jù)資料，自溶前應(yīng)調(diào)整酵母泥濃度為9%，還要加入酵母懸液質(zhì)量0.02%的木瓜蛋白酶

29、。將溫度提高到55℃，由于此溫度超過了酵母生存的適宜溫度，酵母會(huì)發(fā)生自溶現(xiàn)象。酵母本身含有的一系列酶類可以分解酵母裂解產(chǎn)物，加入木瓜蛋白酶可以更加有效分解酵母裂解后釋放出的蛋白質(zhì)，使之更易被吸收。</p><p><b>　　3.4離心分離3</b></p><p>　　此步是為了將酵母自溶釋放的提取物與酵母細(xì)胞壁分離，采用蝶式離心分離機(jī)。上清通過泵7泵入濃縮器，沉淀

30、由于量少可直接人工裝入干燥器。</p><p><b>　　3.5濃縮</b></p><p>　　此步是為了將離心得到的上清濃縮，得到含水33%左右的酵母膏。采用三效降膜蒸發(fā)器，可在低溫下將水分蒸發(fā)，有效保護(hù)酵母膏中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。</p><p><b>　　3.6包裝1</b></p><p>　

31、　將濃縮器中的酵母膏包裝成成品。使用膏體灌裝機(jī)，可快速包裝成成品。</p><p><b>　　3.7干燥</b></p><p>　　此步是為了將離心分離3中得到的沉淀干燥。沉淀中絕大部分是酵母細(xì)胞壁，也有少量的未自溶的酵母細(xì)胞。采用噴霧干燥器。</p><p><b>　　3.8包裝2</b></p>&

32、lt;p>　　將干燥器中的酵母胞壁粉包裝成成品。采用粉劑包裝機(jī)，可快速精確包裝。</p><p><b>　　3.9包裝3</b></p><p>　　將啤酒罐中的回收就包裝成成品啤酒出售。</p><p><b>　　工藝計(jì)算</b></p><p><b>　　1.物料衡算<

33、;/b></p><p>　　年產(chǎn)90000噸啤酒的酵母泥深加工，已知每生產(chǎn)100噸啤酒可得1.5噸酵母泥（含啤酒50%，酵母細(xì)胞含水80%）。</p><p>　　全年深加工酵母泥90000÷100×1.5=1350噸。</p><p><b>　　全年生產(chǎn)300天。</b></p><p>

34、　　每天可處理啤酒90000÷300=300噸。</p><p>　　每天深加工酵母泥1350÷300=4.5噸。</p><p>　　綜上，每天處理一批次共4.5噸酵母泥。</p><p>　　加工過程中各步的損耗如下表。</p><p><b>　　表1物料耗損表</b></p>&

35、lt;p><b>　　1.1.加工前</b></p><p>　　酵母泥質(zhì)量=4.5噸，</p><p>　　可回收啤酒質(zhì)量=4.5×50%=2.25噸</p><p>　　固形物質(zhì)量=4.5×50%=2.25噸</p><p>　　含有酵母干物質(zhì)質(zhì)量=2.25×（1-80%）=0.4

36、5噸</p><p><b>　　1.2.離心分離1</b></p><p>　　上清質(zhì)量=4.5×50%=2.25噸</p><p>　　固形物質(zhì)量=4.5×50%=2.25噸</p><p>　　上清進(jìn)入啤酒罐，經(jīng)包裝3成為啤酒成品</p><p>　　上清經(jīng)過啤酒罐有1.

37、5%損耗，出啤酒罐時(shí)上清質(zhì)量=2.25×（1-1.5%）=2.216噸</p><p>　　經(jīng)包裝機(jī)損耗2%，可得成品啤酒質(zhì)量=2.216×（1-2%）=2.172噸</p><p><b>　　1.3.稀釋</b></p><p>　　根據(jù)資料，加5被體積水稀釋效果較好</p><p>　　由于固形

38、物中絕大部分是酵母細(xì)胞，而酵母細(xì)胞含水80%，因此固形物的密度可以近似等于水</p><p>　　加水質(zhì)量=固形物質(zhì)量×5=2.25×5=11.25噸</p><p>　　酵母懸液質(zhì)量=2.25+11.25=13.5噸</p><p>　　經(jīng)過稀釋罐損耗，固形物質(zhì)量=2.25×（1-1.5%）=2.21625噸，水質(zhì)量=11.25

39、15;（1-1.5%）=11.08125噸，酵母懸液質(zhì)量=13.2975噸</p><p><b>　　1.4.過濾</b></p><p>　　80目篩過濾后，可以將固形物看作純酵母</p><p>　　酵母質(zhì)量=2.21625×（1-1.5%）=2.183噸</p><p>　　水質(zhì)量=11.08125&#

40、215;（1-1.5%）=10.915噸</p><p>　　酵母懸液質(zhì)量=2.183+10.915=13.098噸</p><p>　　濾出物質(zhì)量=13.2975-13.098=0.1995噸</p><p>　　其中含有固形物質(zhì)量=2.21625×1.5%=0.0332噸</p><p><b>　　1.5.離心分離2

41、</b></p><p>　　離心后，濾出水質(zhì)量=10.915噸（進(jìn)入儲(chǔ)水罐）</p><p>　　酵母質(zhì)量=2.183噸</p><p><b>　　1.6.脫苦</b></p><p>　　根據(jù)資料，脫苦前將酵母懸液濃度稀釋為20%</p><p>　　稀釋后酵母懸液質(zhì)量=2.18

42、3÷20%=10.915噸</p><p>　　加水量=10.915-2.183=8.732噸（此部分水由上步離心分離出的水提供）</p><p>　　脫苦前酵母懸液質(zhì)量0.1%的碳酸氫鈉，加入量=10.915×0.1%=0.0109噸</p><p>　　加入碳酸氫鈉后酵母懸液總質(zhì)量=10.915+0.0109=10.9259噸</p&g

43、t;<p>　　經(jīng)過脫苦罐損耗后，固形物質(zhì)量=2.183×（1-1.5%）=2.1503噸，水+碳酸氫鈉=（8.732+0.0109）×（1-1.5%）=8.7429噸，酵母懸液總質(zhì)量=2.1503+8.7429=10.8932噸</p><p><b>　　1.7.自溶</b></p><p>　　根據(jù)資料，自溶前將酵母泥濃度調(diào)整為

44、9%的酵母懸液</p><p>　　已知固形物質(zhì)量2.1503噸，9%酵母懸液總質(zhì)量=2.1503÷9%=23.8922噸，加水量=23.8922-10.9832=12.909噸</p><p>　　根據(jù)資料，自溶前加入酵母懸液質(zhì)量0.02%的木瓜蛋白酶，加酶量=23.8922×0.02%=0.004778噸，酵母懸液總質(zhì)量=23.8922+0.004778=23.89

45、7噸</p><p>　　根據(jù)資料，自溶時(shí)，有2.1%的細(xì)胞不能自溶，不能自溶的酵母質(zhì)量=2.1503×2.1%=0.04516噸，可以自溶的酵母質(zhì)量=2.1503×（1-2.1%）=2.118噸，又已知酵母細(xì)胞含水80%，則溶出的酵母干物質(zhì)質(zhì)量=2.118×（1-80%）=0.4236噸</p><p>　　自溶完成后，進(jìn)入離心機(jī)，經(jīng)過自溶罐的損耗1.5%&

46、lt;/p><p>　　因此出罐時(shí)酵母懸液質(zhì)量=23.897×（1-1.5%）=23.5385噸</p><p>　　其中自溶出的酵母干物質(zhì)質(zhì)量=0.4236×（1-1.5%）=0.4172噸，不能自溶的酵母質(zhì)量=0.04516×（1-1.5%）=0.04448噸</p><p><b>　　1.8.離心分離3</b>

47、</p><p>　　已知酵母細(xì)胞壁占酵母干物質(zhì)質(zhì)量的20%，因此上步?jīng)]有自溶的酵母細(xì)胞以及自溶后破裂的細(xì)胞壁將沉淀下來</p><p>　　上清液中酵母提取物質(zhì)量=0.4172×（1-20%）=0.3338噸</p><p>　　沉淀質(zhì)量=0.4172×20%+0.04448=0.1279噸</p><p>　　上清液總

48、質(zhì)量=23.5385-0.1279=23.4106噸</p><p>　　上清液中水的質(zhì)量=23.4106-0.3338=23.0768噸，酵母提取物濃度=1.45%</p><p><b>　　1.9.濃縮</b></p><p>　　將上清液濃縮為含水33%的酵母膏，已知酵母提取物質(zhì)量0.3338噸，酵母膏質(zhì)量=0.3338÷（1

49、-33%）=0.4982噸，蒸發(fā)掉的水量=23.4106-0.4982=22.9124噸</p><p>　　經(jīng)過濃縮器如同經(jīng)過罐體，損耗1.5%</p><p>　　出濃縮器的酵母提取物質(zhì)量=0.3338×（1-1.5%）=0.3288噸，酵母膏質(zhì)量=0.4982×（1-1.5%）=0.4907噸</p><p><b>　　1.10

50、.包裝1</b></p><p>　　因?yàn)榻湍父嘤幸欢ㄕ承?，所以包裝時(shí)會(huì)損失2%，則得到成品酵母膏質(zhì)量=0.4907×（1-2%）=0.4809噸，其中酵母提取物質(zhì)量=0.3288×（1-2%）=0.3222噸。</p><p><b>　　1.11.干燥</b></p><p>　　將離心分離3中得到沉淀加入干

51、燥器干燥，</p><p>　　沉淀中酵母細(xì)胞壁質(zhì)量0.08344噸，酵母細(xì)胞質(zhì)量0.04448噸（含水80%）</p><p>　　需要蒸發(fā)的水=0.035584噸</p><p>　　根據(jù)資料干燥損耗5%，得到酵母細(xì)胞壁粉質(zhì)量=0.08344×（1-5%）+0.04448×（1-80%）（1-5%）=0.07927+0.00845=0.087

52、72噸</p><p><b>　　1.12.包裝2</b></p><p>　　由于產(chǎn)物是粉狀物質(zhì)，包裝時(shí)會(huì)損失一部分，根據(jù)資料包裝損耗率2%</p><p>　　得到成品酵母細(xì)胞壁粉質(zhì)量=0.08772×（1-2%）=0.086噸</p><p><b>　　1.13.包裝3</b>&

53、lt;/p><p>　　出啤酒罐時(shí)，存在1.5%的損耗，進(jìn)入包裝機(jī)的啤酒質(zhì)量=2.25×（1-1.5%）=2.216噸</p><p>　　包裝時(shí)存在2%的損耗，成品啤酒質(zhì)量=2.172噸</p><p><b>　　1.14.得率</b></p><p>　　啤酒得率=得到成品啤酒質(zhì)量÷處理前酵母泥質(zhì)量

54、×100%=2.172÷4.5×100%=48.3%</p><p>　　酵母膏得率=成品酵母膏質(zhì)量÷首次離心固形物質(zhì)量×100%=0.4809÷2.25×100%=21.4%</p><p>　　酵母提取物得率=成品酵母提取物質(zhì)量÷酵母干物質(zhì)質(zhì)量=0.3222÷0.45×100%=71.6

55、%</p><p>　　酵母細(xì)胞壁粉得率=成品酵母細(xì)胞壁粉質(zhì)量÷酵母干物質(zhì)質(zhì)量=0.086÷0.45=19.1%</p><p>　　酵母干物質(zhì)總得率=酵母提取物得率+酵母細(xì)胞壁粉得率=71.6%+19.1%=90.7%</p><p>　　酵母泥深加工總得率=（回收得到啤酒質(zhì)量+成品酵母膏質(zhì)量+成品酵母細(xì)胞壁粉質(zhì)量）÷加工前酵母泥質(zhì)量

56、=（2.172+0.4809+0.086）÷4.5×100%=60.8%</p><p>　　廢物得率=振蕩篩濾出固形物質(zhì)量÷加工前酵母泥質(zhì)量×100%=0.0332÷4.5×100%=0.74%</p><p><b>　　2.熱量衡算</b></p><p>　　2.1熱量傳遞流程

57、圖</p><p><b>　　圖2熱量傳遞流程圖</b></p><p><b>　　2.2熱量衡算</b></p><p>　　由于長(zhǎng)沙全年氣溫變化大，根據(jù)資料，可將長(zhǎng)沙全年分為兩個(gè)時(shí)期：炎熱季（平均氣溫26℃）和寒冷季（平均氣溫13℃），兩季各占全年生產(chǎn)天數(shù)一半。</p><p>　　將熱量衡

58、算也分為兩部分，第一部分是炎熱季的計(jì)算，第二部分是寒冷季的計(jì)算。</p><p>　　選取每天一批次物料作為計(jì)算基準(zhǔn)。</p><p>　　各步加水時(shí)的水溫近似等于當(dāng)季的平均氣溫。</p><p>　　酵母泥以及酵母泥懸液的比熱容近似等于水的比熱容。</p><p>　　罐體傳熱時(shí)損失5%。</p><p><b

59、>　　2.2.1炎熱季</b></p><p>　　以室溫26℃為基準(zhǔn)，水比熱容=4.1805kJ/（Kg?℃）,酵母懸液比熱容近似等于水比熱容。</p><p>　　0.1MPa,100℃水的汽化潛熱=2257.6 KJ/ kg。</p><p>　　0.001MPa,26℃水的汽化潛熱=2443.6 KJ/ kg。</p><

60、;p>　　攪拌器功率15kW/h。</p><p><b>　　罐體熱損耗5%。</b></p><p>　　脫苦前，物料以及設(shè)備均在常溫下，無(wú)熱量進(jìn)出。</p><p>　　2.2.1.1.脫苦</p><p><b>　　需要攪拌</b></p><p>　　每小時(shí)

61、攪拌熱Q=P×3600×η</p><p>　　=15×3600×92%</p><p>　　=4.97×104kJ</p><p>　　脫苦期間攪拌0.5小時(shí)</p><p>　　攪拌熱Q攪=Q/2=2.49×104kJ</p><p>　　2.2.1.2.

62、自溶</p><p><b>　　自溶時(shí)需要加熱攪拌</b></p><p><b>　　攪拌20h</b></p><p>　　攪拌熱Q，攪=15×20×3600×92%</p><p>　　=9.94×105kJ</p><p>　

63、　物料升溫所需熱量Q溶=G×C×△t1</p><p>　　=23.897×103×4.1805×（55-26）</p><p>　　=2.897×106kJ</p><p><b>　　由于罐體存在熱損耗</b></p><p>　　因此加熱物料實(shí)際所需熱量Q

64、需=（Q溶-Q，攪）/95%</p><p>　　=(2.897×106-9.94×105) /95%</p><p><b>　　=2×106kJ</b></p><p>　　加熱罐體所需熱量Q罐=G罐×C罐×△t1</p><p>　　=20700×0.50

65、24×（55-26）</p><p>　　=3.02×105kJ</p><p>　　自溶過程罐體放熱Q散=F×αT×（tW-tα）τ</p><p>　　=74.91×（8+0.05×55）×（55-26）×20×3600</p><p>　　=1.6

66、8×106kJ</p><p>　　自溶過程總需熱量Q1=Q需+ Q罐+ Q散</p><p>　　=(2+0.302+1.68) ×106</p><p>　　=3.982×106kJ</p><p>　　2.2.1.3.滅酶</p><p><b>　　需要加熱攪拌</

67、b></p><p>　　攪拌熱Q，，攪=15×600×92%</p><p>　　=8.28×103kJ</p><p>　　物料升溫所需熱量Q滅= G×C×△t2</p><p>　　=23.897×103×4.1805×（85-55）</p>

68、;<p><b>　　=3×106kJ</b></p><p><b>　　由于罐體熱損耗</b></p><p>　　加熱物料實(shí)際所需熱量Q，需=（Q滅-Q，，攪）/95%</p><p>　　=（3×106-8.28×103）/95%</p><p>

69、　　=3.15×106 kJ</p><p>　　加熱罐體所需熱量Q,罐=G罐×C罐×△t2</p><p>　　=20700×0.5024×（85-55）</p><p>　　=3.12×105kJ</p><p>　　滅酶過程罐體放熱Q,散=F×αT×（tW-

70、tα）τ</p><p>　　=74.91×（8+0.05×85）×（85-26）×600</p><p>　　=3.25×104kJ</p><p>　　滅酶過程總需熱量Q2=Q，需+ Q,罐+ Q,散</p><p>　　=(3.15+0.312+0.0325) ×106<

71、/p><p>　　=3.495×106kJ</p><p>　　2.2.1.4.冷卻</p><p><b>　　需要放熱</b></p><p>　　物料放熱Q放= G×C×△t3</p><p>　　=23.897×103×4.1805×

72、（85-26）</p><p>　　=5.9×106kJ</p><p>　　罐體放熱Q,放= G罐×C罐×△t3</p><p>　　=20700×0.5024×(85-26)</p><p>　　=6.14×105kJ</p><p>　　總放熱Q5= Q

73、放+ Q,放</p><p>　　=（5.9+0.614）×106</p><p>　　=6.514×106kJ</p><p>　　2.2.1.5.濃縮</p><p>　　真空濃縮帶走的熱量Q縮=G氣×（ct＋r）</p><p>　　=22.9124×103×（4

74、.1805×26+2437.9）</p><p>　　=5.83×107kJ</p><p>　　2.2.1.6.干燥</p><p><b>　　帶走熱量</b></p><p>　　干燥器進(jìn)風(fēng)溫度300℃，出風(fēng)溫度95℃，平均溫度197.5℃，水從26℃升至100℃平均比熱容4.1830 kJ/（

75、Kg?℃）</p><p>　　Q干=G氣×（ct＋r）</p><p>　　=35.6×（4.1830×197.5+2257.6）</p><p>　　=1.098×105kJ</p><p>　　2.2.1.7.耗蒸汽量</p><p>　　2.2.1.7.1自溶</p

76、><p><b>　　D1=</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　=1.936×103kg</p><p>　　2.2.1.7.2滅酶</p><p><b>　　D2=</b></p><p&g

77、t;<b>　　=</b></p><p>　　=1.670×103kg</p><p>　　2.2.1.7.3濃縮</p><p>　　根據(jù)所選設(shè)備，水蒸發(fā)量24t/h,耗蒸汽量7.2t/h</p><p>　　根據(jù)計(jì)算，濃縮每批次物料需要蒸發(fā)水22.9126t</p><p>　　消

78、耗蒸汽D6=22.9126÷24×7.2=6.874t</p><p>　　2.2.1.8.冷卻水耗量</p><p>　　2.2.1.8.1脫苦時(shí)冷卻</p><p><b>　　M4=</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　

79、　=2.482×102kg</p><p>　　2.2.1.8.2滅酶后冷卻</p><p><b>　　M2=</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　=6.493×104kg</p><p><b>　　2.2.2

80、寒冷季</b></p><p>　　以室溫13℃為基準(zhǔn)，水比熱容=4.1870kJ/（Kg?℃）,酵母懸液比熱容近似等于水比熱容。</p><p>　　0.1MPa,100℃水的汽化潛熱=2257.6 KJ/ kg</p><p>　　0.002 Mpa,13℃水的汽化潛熱=2459.1 KJ/ kg</p><p>　　脫苦前，

81、物料以及設(shè)備均在常溫下，無(wú)熱量進(jìn)出</p><p>　　2.2.2.1.脫苦</p><p><b>　　需要攪拌</b></p><p>　　攪拌熱Q=P×3600×η</p><p>　　=15×3600×92%</p><p>　　=4.97×

82、;104kJ</p><p>　　攪拌0.5小時(shí)Q攪=2.49×104 kJ</p><p>　　2.2.2.2.自溶</p><p><b>　　需要加熱</b></p><p>　　攪拌熱Q，攪=15×20×3600×92%</p><p>　　=9.9

83、4×105kJ</p><p>　　加熱物料所需熱量Q，溶=G×C×△t1</p><p>　　=23.897×103×4.187×（55-13）</p><p>　　=4.20×106kJ</p><p><b>　　由于罐體存在熱損耗</b><

84、;/p><p>　　實(shí)際所需熱量Q，需=（Q，溶-Q，攪）/95%</p><p>　　=（4.20×106-9.94×105）/95%</p><p>　　=3.37×106kJ</p><p>　　加熱罐體所需熱量Q罐=G罐×C罐×△t1</p><p>　　=2070

85、0×0.5024×（55-13）</p><p>　　=4.37×105kJ</p><p>　　自溶過程罐體放熱Q散=F×αT×（tW-tα）τ</p><p>　　=74.91×（8+0.05×55）×（55-13）×20×3600</p><

86、p>　　=2.43×106kJ</p><p>　　自溶過程總需熱量Q3=Q，需+ Q罐+ Q散</p><p>　　=（3.37+0.437+2.43）×106</p><p>　　=6.237×106 kJ</p><p>　　2.2.2.3.滅酶</p><p><b&g

87、t;　　需要加熱</b></p><p>　　攪拌熱Q，，攪=15×600×92%</p><p>　　=8.28×103kJ</p><p>　　加熱物料所需熱量Q滅= G×C×△t2</p><p>　　=23.897×103×4.187×（85-

88、55）</p><p><b>　　=3×106Kj</b></p><p><b>　　由于罐體存在熱損耗</b></p><p>　　實(shí)際加熱物料所需熱量Q,,需=（Q滅-Q，，攪）/95%</p><p>　　=(3×106-8.28×103)/95%</p

89、><p>　　=3.15×106kJ</p><p>　　加熱罐體所需熱量Q,罐=G罐×C罐×△t2</p><p>　　=20700×0.5024×（85-55）</p><p>　　=3.12×105kJ</p><p>　　滅酶過程罐體放熱Q,散=F

90、5;αT×（tW-tα）τ</p><p>　　=74.91×（8+0.05×85）×（85-13）×600</p><p>　　=3.97×104kJ</p><p>　　滅酶過程總需熱Q4=Q,,需+ Q,罐+ Q,散</p><p>　　=(3.15+0.312+0.0397)

91、×106</p><p>　　=3.502×106kJ</p><p>　　2.2.2.4.冷卻</p><p><b>　　需要放熱</b></p><p>　　為了節(jié)省冷卻時(shí)間，當(dāng)物料和罐體降溫到25℃時(shí)泵入離心機(jī)</p><p>　　物料放熱Q，，放= G×C&

92、#215;△t3</p><p>　　=23.897×103×4.18×（85-25）</p><p>　　=5.993×106kJ</p><p>　　罐體放熱Q,，，放= G罐×C罐×△t3</p><p>　　=20700×0.5024×(85-25)<

93、;/p><p>　　=6.240×105kJ</p><p>　　總放熱Q7= Q，，放+ Q,，，放</p><p>　　=（7.2+0.749）×106</p><p>　　=6.617×106kJ</p><p>　　2.2.2.5.濃縮</p><p>　　帶走

94、的熱量Q縮=G氣×（ct＋r）</p><p>　　=22.9124×103×（4.187×13+2459.1）</p><p>　　=5.76×107kJ</p><p>　　2.2.2.6.干燥</p><p><b>　　帶走熱量</b></p>&l

95、t;p>　　干燥器進(jìn)風(fēng)溫度300℃，出風(fēng)溫度95℃，平均溫度197.5℃，水從13℃升至100℃平均比熱容4.1805 kJ/（Kg?℃）</p><p>　　Q干=G氣×（ct＋r）</p><p>　　=35.6×（4.1805×197.5+2257.6）</p><p>　　=1.098×105kJ</p&g

96、t;<p>　　2.2.2.7.耗蒸汽量</p><p>　　2.2.27.1自溶</p><p><b>　　D3=</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　=3.034×103kg</p><p>　　2.2.27.2滅

97、酶</p><p><b>　　D4=</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　=1.703×103kg</p><p>　　2.2.2.7.3濃縮</p><p>　　根據(jù)所選設(shè)備，水蒸發(fā)量24t/h,耗蒸汽量7.2t/h</p&

98、gt;<p>　　根據(jù)計(jì)算，濃縮每批次物料需要蒸發(fā)水22.9126t</p><p>　　消耗蒸汽D5=22.9126÷24×7.2=6.874t</p><p>　　2.2.2.8冷卻水耗量</p><p>　　2.2.28.1脫苦時(shí)冷卻</p><p><b>　　M3=</b>&l

99、t;/p><p><b>　　=</b></p><p>　　=5.406×102kg</p><p>　　2.2.2.8.2滅酶后冷卻</p><p><b>　　M2=</b></p><p><b>　　=</b></p>&l

100、t;p>　　=6.883×104kg</p><p>　　2.2.2.9熱量衡算表</p><p>　　車間每天和全年的熱量衡算表如下。</p><p><b>　　表4熱量衡算表</b></p><p><b>　　設(shè)備選型</b></p><p><

101、b>　　1.儲(chǔ)水罐</b></p><p>　　根據(jù)表2，每批次需水21.976噸。因此采用了淄博搪泰化工設(shè)備有限公司的25t搪玻璃臥式儲(chǔ)罐。參數(shù)如圖，容積27.73噸，裝料系數(shù)79%。</p><p><b>　　圖3儲(chǔ)水罐參數(shù)圖</b></p><p><b>　　2.啤酒罐</b></p>

102、;<p>　　根據(jù)表2，每天回收啤酒2.25噸，因此采用了淄博搪泰化工設(shè)備有限公司的3t搪玻璃臥式儲(chǔ)罐。參數(shù)如下圖，容積3.337噸，裝料系數(shù)67%。</p><p><b>　　圖4啤酒罐參數(shù)圖</b></p><p><b>　　3.脫苦罐</b></p><p>　　根據(jù)表2，脫苦的懸液質(zhì)量10.926

103、噸，因此采用了淄博搪泰化工設(shè)備有限公司的F15000型不銹鋼反應(yīng)罐。參數(shù)如下圖，可裝料16.45噸，裝料系數(shù)66%。</p><p><b>　　圖5脫苦罐設(shè)計(jì)圖</b></p><p><b>　　圖6脫苦罐參數(shù)圖</b></p><p><b>　　4.自溶罐</b></p><

104、;p>　　根據(jù)表2，自溶罐中裝料23.897噸，因此采用了淄博搪泰化工設(shè)備有限公司的F30000型不銹鋼反應(yīng)罐。容量32.61噸，裝料系數(shù)73%。參數(shù)如下圖。</p><p><b>　　圖7自溶罐參數(shù)圖</b></p><p><b>　　5.過濾器</b></p><p>　　根據(jù)工藝要求，采用了禹州市化工機(jī)械制

105、造廠的01#型單袋式過濾機(jī)。參數(shù)如下圖。最大過濾能力20t/h。</p><p><b>　　圖8過濾器參數(shù)圖</b></p><p><b>　　6.離心分離機(jī)</b></p><p>　　根據(jù)工藝要求，離心機(jī)1、離心機(jī)2、離心機(jī)3均采用了遼寧祥隆制藥機(jī)械有限公司的DHC500全自動(dòng)排渣液固碟片式分離機(jī)。</p&g

106、t;<p><b>　　圖9分離機(jī)實(shí)物圖</b></p><p><b>　　表6離心機(jī)參數(shù)圖</b></p><p><b>　　7.泵</b></p><p>　　本工藝中采用的泵均來自上海博禹泵業(yè)有限公司。如圖10.</p><p><b>　　圖

107、10離心泵示意圖</b></p><p>　　泵1泵2泵4泵6均使用同一型號(hào)的離心泵，參數(shù)如下表。</p><p><b>　　表7</b></p><p>　　泵3泵5泵7均使用同一型號(hào)的離心泵，參數(shù)如下表。</p><p><b>　　表8</b></p><p&

108、gt;　　泵8泵9均采用了同一型號(hào)的離心泵，參數(shù)如下表。</p><p><b>　　表9</b></p><p><b>　　8.濃縮器</b></p><p>　　根據(jù)工藝要求，采用了安徽奧森機(jī)械設(shè)備有限公司的三效降膜蒸發(fā)器。參數(shù)如下表。</p><p><b>　　表10</b

109、></p><p><b>　　9.干燥機(jī)</b></p><p>　　根據(jù)工藝要求，采用了北京霍爾斯生物科技有限公司的PRODUCTION MINOR?型噴霧干燥器。如下圖。</p><p><b>　　圖11干燥機(jī)實(shí)物圖</b></p><p><b>　　表11干燥機(jī)參數(shù)表&l

110、t;/b></p><p><b>　　10.包裝機(jī)1</b></p><p>　　根據(jù)工藝要求，采用了河南鄭州星火包裝機(jī)械有限公司的膏體灌裝機(jī)。如下圖所示。</p><p><b>　　圖12包裝機(jī)實(shí)物圖</b></p><p><b>　　表12包裝機(jī)參數(shù)圖</b>&

111、lt;/p><p><b>　　11.包裝機(jī)2</b></p><p>　　根據(jù)工藝要求，采用了河南鄭州星火包裝機(jī)械有限公司的自動(dòng)粉劑包裝機(jī)。如下圖所示。</p><p><b>　　圖13包裝機(jī)示意圖</b></p><p><b>　　表13包裝機(jī)參數(shù)表</b></p&g

112、t;<p><b>　　12.包裝機(jī)3</b></p><p>　　根據(jù)工藝要求，采用了上海佳禾包裝機(jī)械有限公司的GF-100定量灌裝機(jī)。如下圖所示。</p><p><b>　　圖14包裝機(jī)實(shí)物圖</b></p><p><b>　　表14包裝機(jī)參數(shù)表</b></p>&

113、lt;p><b>　　設(shè)計(jì)結(jié)果一覽表</b></p><p>　　車間物料衡算表如下。</p><p>　　表2酵母泥深加工車間物料衡算表</p><p>　　車間每天和全年的蒸汽和冷卻水用量表如下。</p><p>　　表5蒸汽、冷卻水衡算表</p><p>　　車間所有設(shè)備統(tǒng)計(jì)如下。&l

114、t;/p><p>　　表15車間設(shè)備統(tǒng)計(jì)表</p><p>　　每批次深加工時(shí)間表如下。</p><p>　　表3每批次深加工時(shí)間流程表</p><p><b>　　設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)</b></p><p>　　在物料投入上，每年可處理廢酵母泥1350噸，投入碳酸氫鈉3.27噸，木瓜蛋白酶1.4323噸，水6

115、592.8噸，蒸汽3314噸，冷卻水20180噸，其中蒸汽冷凝下來的水（3314噸）以及濃縮時(shí)酵母液蒸發(fā)的水（約6600噸）都可回收利用，達(dá)到節(jié)約資源、降低成本的目的。</p><p>　　在生產(chǎn)能力上，每年得到啤酒675噸，酵母膏144.3噸，酵母胞壁粉25.8噸。</p><p>　　在工藝上，通過一系列的離心、過濾、脫苦、自溶、濃縮和干燥等手段將啤酒生產(chǎn)中的廢酵母泥深加工，得到新鮮啤

116、酒、酵母膏和酵母胞壁粉等產(chǎn)品，最大限度地提取了酵母泥中的有用物質(zhì)，只得到很少的廢物，使酵母泥的利用率達(dá)到最高，危害率降到最低。得到的產(chǎn)品價(jià)值高，用途廣，其中啤酒可以直接銷售，也可以不超過5%的比例兌到發(fā)酵液中；得到的酵母膏總蛋白質(zhì)含量不低于43.75%，最大限度地保存了酵母提取物中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)可直接作為微生物培養(yǎng)基使用，也可以加工成調(diào)味品；得到的酵母胞壁粉可直接作為優(yōu)良飼料使用，也可以經(jīng)過除雜和提純制成保健品。</p>&l

117、t;p>　　本方案的美中不足之處是每批次的處理時(shí)間過長(zhǎng)，超過24小時(shí)，需要兩臺(tái)自溶罐交替工作，而且車間在生產(chǎn)期間需全天運(yùn)轉(zhuǎn)，要求工人在夜間輪流值班，提高了人力成本。本方案單批次處理時(shí)間長(zhǎng)的主要原因是自溶的時(shí)間長(zhǎng)（20小時(shí)），但查閱了大量文獻(xiàn)資料后沒有找到更快捷的自溶方法。因此，本方案的缺點(diǎn)無(wú)法避免。</p><p>　　總之，本方案的優(yōu)點(diǎn)是酵母泥利用率高，原料投入小，產(chǎn)品多樣；缺點(diǎn)是需要晝夜生產(chǎn)。</

118、p><p><b>　　心得體會(huì)</b></p><p>　　在課程設(shè)計(jì)前，我對(duì)生產(chǎn)車間的了解很少很少。我以為生產(chǎn)車間和實(shí)驗(yàn)室差不多，只要一間不大不小的房子和幾臺(tái)儀器設(shè)備得到想要的結(jié)果就萬(wàn)事大吉了。但通過閱讀先關(guān)資料后我才發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)車間和實(shí)驗(yàn)室有本質(zhì)的區(qū)別。</p><p>　　首先，生產(chǎn)車間是為了盈利而實(shí)驗(yàn)室只求實(shí)驗(yàn)結(jié)果，生產(chǎn)需要考慮投入和產(chǎn)出，需

119、要考慮成本和利潤(rùn)，而實(shí)驗(yàn)室考慮的是能不能得到漂亮的結(jié)果，能不能發(fā)好的文章；實(shí)驗(yàn)室研究出來的方法工藝不一定適用于生產(chǎn)，因此在選取生產(chǎn)工藝時(shí)就要有取舍，在不明顯影響產(chǎn)量的情況下盡量選取成本低的工藝。</p><p>　　其次，在實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)從不用進(jìn)行復(fù)雜又繁瑣的物料和熱量衡算，而在設(shè)計(jì)生產(chǎn)工藝時(shí)，這些都是必須的，其目的還是為了估計(jì)工藝的成本和產(chǎn)出，是最終決定選取某工藝的重要指標(biāo)。</p><p&g

120、t;　　再次，車間設(shè)備的選取需要考慮更多的因素，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)室進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)都是小劑量的，實(shí)驗(yàn)設(shè)備也大多是小型的，而車間設(shè)備從小型到中型再到大型可謂琳瑯滿目、應(yīng)有盡有，這就需要設(shè)計(jì)人員根據(jù)各自的生產(chǎn)工藝謹(jǐn)慎選取，除了規(guī)格的問題外，選取生產(chǎn)設(shè)備時(shí)還要考慮設(shè)備的價(jià)格、產(chǎn)地、損耗、使用年限、能耗等等問題，因?yàn)檫@些都會(huì)對(duì)生產(chǎn)成本造成影響。</p><p>　　最后，所謂生產(chǎn)就是以賺錢為首要目的，其余一切都可妥協(xié)，只有利潤(rùn)不能讓步

121、！</p><p>　　在為期一周的課程設(shè)計(jì)中，我學(xué)會(huì)了很多書本中和實(shí)驗(yàn)室里學(xué)不到的知識(shí)，我了解到一個(gè)企業(yè)或一個(gè)工廠在生產(chǎn)時(shí)要考慮的方方面面的問題。即使我將來或許不會(huì)進(jìn)入企業(yè)，這些知識(shí)以及經(jīng)歷會(huì)讓我在以后的研究中考慮更多的因素，也會(huì)使我在以后的生活中考慮更多的實(shí)際問題。</p><p>　　總之，此次課程設(shè)計(jì)讓我獲益匪淺。雖然在設(shè)計(jì)時(shí)有疑惑、有迷茫甚至有絕望，但我都成功地戰(zhàn)勝了它們，圓滿地

122、完成了任務(wù)。這會(huì)讓我在以后的人生道路中走得更加堅(jiān)定更加踏實(shí)！</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1.肖可見等.一種利用啤酒酵母生產(chǎn)酵母提取物的方法.中國(guó)，201010551367.4[P].</p><p><b>　　2011-5-11</b></p><p>　　

123、2.林慧珍.高質(zhì)量啤酒酵母粉的生產(chǎn)方法.中國(guó)，87106205.4[P].1989-3-22</p><p>　　3. 劉博群等.廢棄啤酒酵母泥除雜、脫苦工藝條件的篩選與其RNA提取技術(shù)的優(yōu)化 [J].食品科學(xué)，2008（10）：404-407</p><p>　　4.阮有杰等.啤酒釀造后廢酵母泥的脫苦研究[J].河北輕化工學(xué)院學(xué)報(bào)，1991（1）：26-29</p><