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毕业设计原稿
四川理工学院毕业设计
年产1000吨浓香型大曲酒发酵工艺初步设计
学生：
学号：
专业：
生物工程
班级：
2011.5
指导教师：
杨建刚
四川理工学院生物工程学院
2015年6月
四川理工学院
毕业设计（论文）任务书
设计（论文）题目：
年产1000吨浓香型大曲酒发酵工艺初步设计
学院：
生物工程专业：
生物工程班级：
学号：
学生：
指导教师：
杨建刚
接受任务时间2014-3-23
教研室主任（签名） 二级学院院长（签名）
1．毕业设计（论文）的主要内容及基本要求
（1）.生产工艺论证；
（2）.相关物料、热量衡算；
（3）.主要设备选型及主体设备设计；（4）.图纸：
发酵车间布置图，全厂工艺流程图（方框），主体设备图,设计说明书。
2．指定查阅的主要参考文献及说明
（1）肖冬光.白酒生产技术[M].北京：
化学工业出版社.2005.
（2）梁世中.生物工程设备[M].北京：
中国轻工业出版社.2005.
（3）刁玉伟.化工设备机械基础[M].大连：
大连理工大学出版社.2003.
（4）吴思方.生物工程工厂设计概论[M].北京：
中国轻工业出社.2014.
3．进度安排
设计（论文）各阶段名称
起止日期
1
查阅资料
3.23-3.31
2
工艺设计及物料、热量衡算
4.1-4.15
3
说明书撰写
4.16-4.30
4
主体设备设计
5.1-5.30
5
图纸绘制
6.1-6.5
注：
本表在学生接受任务时下达
摘要
本次设计为年产1000吨浓香型大曲酒发酵工艺初步设计。
浓香型大曲酒主要以五粮、稻壳、水为主要原料，经窖池发酵甑桶蒸馏等酿制而成的高度白酒。
浓香型大曲酒采用传统的固态发酵法，大体上可分为几个步骤：
原料预处理、开窖起糟、续糟配料、蒸馏摘酒、出甑、打量水、摊晾、加曲入窖。
其中蒸馏摘酒、加曲入窖是生产的重要环节。
设计从实际生产出发，对酿造工艺的论证和相关物料量，热量衡算及发酵车间内的常用设备如甑桶、冷凝器、窖池、晾糟设备、酒醅出入窖运输设备等的主要尺寸、选型以及一些辅助设备、管道的选型。
本次设计主要包括：
全厂工艺论证、全厂物料衡算、全厂热量衡算、水平衡计算以及车间主要设备计算及附属设备的计算与选型、车间布置；绘制图纸共三张，分别是发酵车间布置图、全厂工艺流程图（方框）、发酵车间主体设备（甑桶）图。
关键字：
浓香型，大曲酒，固态发酵
Abstract
Thedesignfortheannualproductioncapacityof1000tonsofLuzhouflavorliquorfermentationworkshopdesign.
LuzhouflavorDaquliquortocorn,ricehusk,waterasthemainrawmaterials,highliquorthroughthecellarfermentationbarreldistillationbrewed.Thesolid-statefermentationofluzhou-flavordaquintraditionalgenerallycanbedividedintoseveralsteps:
Rawingmaterialpretreatment,openingpitworseandworsesinceingredients,continuingthevinasseandingredients,pickingouttheretort,lookingatwater,standingout,addingmusicintothecellar.Thewortpreparationisanimportantlinkinproductionofbeer,itcontainsthegelatinization,steamer,lookedatwater,airing,plusmusicintothecellarprocess.Designbasedontheactualproduction,thebrewingprocessofargumentationandrelatedmaterials,heatbalanceandfermentationworkshopofcommonlyusedequipmentsuchasretortbarrel,condenser,pits,drybadequipment,transportationequipment,suchasfermentedgrainsinthepits,maindimensions,selectionandsomeauxiliaryequipment.
Thedesignincludes:
thetechnologydemonstration,thewholeplantmaterialbalance,heatbalance,thewholeplantwaterbalancecalculationandcalculationofmainequipmentandauxiliaryequipmentofworkshopofthecalculationandselection,workshoplayoutdrawingsatotalofthree,respectivelyisfermentationworkshoplayout,plantprocessflowdiagram（box）,,themainequipment（barrel）graph.
Keyword：
Highlyflavoredtype，Liquor，Solid-statefermentation
绪论
白酒是我国独有的传统饮品，历史悠久，源远流长。
在中国的传统文化与中国人的心理传承中，白酒都有着独特的地位。
酒文化作为一种特殊的文化形式，在传统的中国文化中有其独特的地位。
在几千年的文明史中，酒几乎渗透到社会生活中的各个领域。
中国的白酒，大多数是以粮食酿造的。
它依附于农业，是农业经济的一部分。
人常说“酒足饭饱”，其实是饭饱酒足，人民生活先富足而后才出现酿酒业。
所以说，白酒是社会文明的标志。
品质上好的白酒馥郁芳香，醇厚甘鲜，回味无穷。
细品慢酌，便可以尝到各种滋味。
而且往往随着时间的久远会更为浓烈。
所以白酒是陈的香。
其营养物质含量高，而且易被人体消化和吸收。
酒作为一种特殊的商品，给人们的生活也增添了不少丰富的色彩。
白酒不可以用来解渴，是用来表达情感、表现品位、点缀美好生活的奢侈品。
自从我们的老祖宗从腐烂了的野果的酸香味中受到启发，发明了酿酒术，制作出人间醇厚甘香的白酒，从此人类的生活丰富多彩了许多，人类的文化也变得斑斓多姿。
无酒不成席。
上至宫廷达官贵人下至市井黎民百姓都饮酒。
不管是天子赐宴，还是邻里对酌，虽然档次不同，气派迥异，但是觥筹交错，杯光碟影，交流思想，沟通感情的实质是一样的。
文人更是多嗜酒。
酒能激发灵感，活跃思维，一部中国文学史，几乎页页都散发着酒香。
众所周知的李白和杜甫，都嗜酒成性。
李白自称“酒仙",杜甫因有一句“性豪业嗜酒”，被郭沫若称之为“酒豪”；曹操青梅煮酒论英雄，也是与白酒有关。
关于酒的故事，与酒有关的故事不胜枚举。
无论是幸福、快乐、忧愁、郁闷、沉重、轻松都可以对酒倾诉，与酒共享。
在当今社会，不论是生活休闲，还是职场上的宴会、餐饮，面对各种交际场合，饮酒也是一种生活时尚运动。
同时开启品味时尚的另一扇窗。
当然，饮酒勿伤身为宜。
近年来白酒行业在宏观经济增速放缓、行业竞争加剧的形势之下，行业进入了"挤压式增长"阶段，企业PK竞争力的时代到来，有核心竞争力的企业才能继续保持较快速度的增长。
根据中商情报网统计，白酒市场可划分为超高端（600元以上）、次高端（200元-600元）、中高端（50元-200元）、中低端（50元以下），而超高端市场主要由茅台和五粮液占据，市场容量较小；次高端和中高端白酒产品，市场容量较大，预期增速50%。
虽然从2012年至今，各白酒企业纷纷使出浑身解数进行转型调整，但事实证明，白酒企业的冬天还要持续很久，从高端、中端到低端，整体白酒企业均呈现整体业绩放缓的疲态，其中，营收同比变化从-59.15%至6.52%不等，而净利则出现-108.54%至17.81%的变化幅度。
在2014白酒行业半年报中，高端白酒系列中的茅台营收为143.22亿元，同比上涨1.37%，净利为72.3亿元，同比上涨-0.25%。
五粮液营收为116.63亿元，同比上涨-24.85%。
泸州老窖营收为36.37亿元，同比上涨-30.80%。
中端白酒水井坊营收为1.42亿元，同比下降-65.51%，净利为-1.22亿元，同比下降190.78%。
低端白酒系列中的古井贡净利为3.58亿元，同比下降4.78%。
沱牌舍得净利为1046.95万元，同比下降62.94%。
酒鬼酒净利为-4447.3万元，同比下降224.78%。
从中不难看出，无论是高端、中端还是低端最终都未能抵住行业风暴的洗礼，不仅不再是成倍增长，甚至还出现了大量的负增长。
不过浓香型白酒仍然占据着很大的市场份额，可见浓香型白酒深受消费者的喜爱。
本次设计为传统白酒中的典范，浓香大曲酒。
浓香型又称泸香型、窖香型，以四川泸州老窖特曲酒为典型代表。
这种香型的白酒是以高梁、大米等谷物为原料，以大麦和豌豆或小麦制成的中、高温大曲为糖化发酵剂（有的用麸曲和产酯酵母为糖化发酵剂），采用的酿造工艺：
混蒸续渣、酒糟配料、老窖发酵、缓火蒸馏、贮存、勾兑等酿造工艺酿造而成的、其主体香味成份己酸乙酯。
酒质的特点为无色或微黄色，清亮透明．窖香浓郁．甜绵爽净，纯正协调，余味悠长。
本次设计将原料到制成成品白酒中的各环节涉及的工艺、设备、控制条件等有关情况作一简单的阐述，希望能和各位共同讨论，不足之处请多多指正。
第一章全厂工艺论证
1.1原料及辅料
1.1.1高粱
用于酿造浓香型大曲酒的原料主要是高粱。
其内容物多为淀粉颗粒，外包一层由蛋白质及脂肪等组成的胶粒层，易受热分解。
高粱分糯高粱和粳高粱，因为糯高粱的支链淀粉含量高，易于糊化，磷含量也高，所以出酒率高且酒质佳，因此糯高粱是最理想的酿酒原料。
高粱的半纤维含量约为2.8%。
高粱壳中的单宁含量在2%以上，但籽粒仅含0.2%～0.3%。
微量的单宁及花青素等色素成分，经蒸煮和发酵后，其衍生物为香兰酸等酚元化合物，能赋予白酒特殊的芳香；但若单宁过多，则能抑制酵母发酵，并在开大汽蒸馏时会被带入酒中，使酒带苦涩味。
高粱蒸煮后一般疏松适度，粘而不糊。
对原料高粱的质量要求是，颗粒饱满，新鲜，无虫蛀霉烂，无异杂味，夹杂物甚少，干燥，其含水量应低于13%，淀粉含量应在62%以上。
1.1.2小麦
小麦是制曲的主要原料，同时又是酿酒的原料之一。
小麦的品质优劣对麦曲质量有较大的影响，一般要求麦粒完整，颗粒饱满，无虫蛀，不霉烂，不发芽，干燥适宜。
见表1-1
表1-1
Table1-1unit（%）
水分
淀粉
粗蛋白
粗脂肪
12.8%
71.8%
10.5%
2.2%
1.1.3玉米
玉米也称玉蜀黎、包谷、苞米等。
玉米有黄玉米和白玉米、糯玉米和粳玉米之分。
玉米的半纤维素含量高于高粱，因而常规分析是淀粉含量与高粱相当，但出酒率不及高粱。
1.1.4大米、糯米
大米是稻谷的籽实，淀粉含量较高，蛋白质及脂肪含量较少。
故有利于低温缓慢发酵，成品酒也较纯净。
大米有粳米和糯米之分，一般粳米的蛋白质、纤维素及灰分含量较高。
而糯米的淀粉和脂肪含量较高，是酿酒的优质原料。
其淀粉几乎全是支链淀粉。
表1-2玉米、大米、糯米的成分（%）
Table1-2Themixtureofmaterial（%）
种类
水
淀粉
粗蛋白
粗脂肪
粗纤维
灰分
大米
12～13.5
72～74
7～9
0.1～0.3
1.5～1.8
0.4～1.2
糯米
13.1～13.5
68～73
5～8
1.4～2.5
0.4～0.6
0.8～0.9
玉米
11～19
62～70
8～16
2.7～5.3
1.5～3.5
1.5～2.6
1.1.5糠壳
糠壳是酿制大曲酒的主要辅料，是一种优良的填充剂。
它可以调整入窖淀粉浓度，冲淡酸度，吸收水分。
在蒸酒蒸粮时，糠壳可减少原料相互粘结，避免塌气，在酒醅中起疏松作用，保持粮糟柔熟部腻。
要求：
糠壳新鲜洁净，干燥无霉变，清新无异味，壳瓣适度，当然粗细度以4、6瓣为最好，通过20目筛孔的不超过8%，1m3糠壳的质量不大于133kg。
同时要求用粗糠。
表1-3糠壳成分表（%）
Table1-3Themixtureofbranshell（%）
种类
水分（%）
果胶（%）
多缩戊糖（%）
吸水量（g/100g）
松紧度（g/100mL）
糠壳
10.3
1.07
12.3
230
14.8
各种原辅料按照一定的百分比混合见表1-4。
表1-4原辅料混合表（%）
Table1-4Themixtureofmaterial（%）
品名
高粱
大米
糯米
小麦
玉米
配方
36%
22%
18%
16%
8%
1.1.6水
水在曲酒生产过程中为制曲，酿酒，洗涤工具和原度酒加浆等必需的原料。
因此要求水中不含有对发酵，酒质有影响的成分。
曲酒的生产一般选用河水自来水，这些水常含有的盐类是Ca、Mg、Na、Cl及有机物质。
一般感官指标:
无色透明，无臭味，具有清爽，微甜的味道，化学成分应达到国家规定的生活用水标准。
1.2浓香型大曲酒生产工艺
1.2.1工艺流程
根据川南地区亚热带湿润季风气候，以及各种香型白酒在业内及消费者的认可，本设计选用浓香型白酒。
并采用原窖分层堆糟法，混蒸续粮固态发酵法,续糟配料，人工老窖。
原窖分层堆法，其具体操作工艺流程，如图1—1所示。
图1—1工艺流程图
Figure1-1Thechartofprocess
1.2.2原窖法工艺的优缺点
（1）入窖糟醅的质量基本一致，甑与甑之间产酒质量比较稳定。
（2）糠壳、水分等配料，甑与甑间的使用量有规律性，易于掌握入窖糟醅的酸度、淀粉含量，糟醅含水量基本一致。
（3）有利于微生物的驯养和发酵。
因为微生物长期生活在一个基本相同的环境里。
糟醅经过滴窖、分层堆糟后，能保持入窖糟醅的一致，并装入在同一个窖池里，这样糟醅中和窖池中的微生物的营养成分、环境条件变化不大，使生长繁殖顺利地进行，从而提高其作用能力，克服了微生物不适应或重新适应新环境的困难。
（4）有利于“丢面留底”措施。
即每一排均把窖上少许质量较差的粮食糟醅堆放在堆糟坝的一角，蒸成面糟（红糟），窖中、下层的糟醅继续蒸成粮糟入窖，这对提高糟醅质量、提高酒质均有积极作用。
（5）有利于总结经验与教训。
开窖后与入窖前可以对糟醅、黄水等情况进行充分讨论与分析，找出上排配料、操作、入窖条件中影响产量质量的各种因素，再来确定本排操作应该采取的措施，摸索出每一个窖池的性质和规律。
这样为扩大生产、搞好科学管理打下了良好的基础。
（6）操作上劳动强度大，糟醅酒精挥发损失量大，不利于分层蒸馏。
1.2.3原料预处理
酿造浓香型大曲酒的原料必须粉碎。
其目的是使颗粒淀粉暴露出来，扩大蒸煮糊化时淀粉的受热面积，容易煮熟煮透;同时也扩大了与微生物的接触面，为糖化发酵创造良好条件。
由于浓香型大曲酒生产发酵周期长，以及采用续糟配料，糟醅反复经过多次发酵，因此，高粱无须粉碎较细。
粉碎后高粱的粒度要求均匀一些，粒度相差不宜太大。
其粉碎程度以通过20目筛孔的占70%左右为宜。
粮食粉碎的程度，对酿酒生产影响较大，粮食粉碎过粗，不容易糊化，造成糖化不完全，出酒率低；粮食粉碎过细，糊化后容易粘结，糟醅通透性差，糟醅升温猛，影响酒质。
大曲是大曲生产的糖化发酵剂。
大曲在用于生产前要经过粉碎。
曲粉的粉碎程度以未通过20目筛的占70%为宜。
如果粉碎过细，曲中各种微生物和酶与糊化后的淀粉接触面扩大，糖化发酵速度加快，但持续能力减小，没有后劲;如若过粗，接触面减小，微生物和酶没有充分利用，糖化发酵缓慢，影响出酒率。
因此，必须严格要求大曲的粉碎度。
粉碎后用于生产的曲粉要妥善保管，防止日晒雨淋，也要防潮，否则会霉烂变质，酶的活力减弱甚至消失，这都会严重影响酿酒生产。
大曲在使用时才粉碎，不要过早地粉碎后搁置。
大曲的贮存期也不宜太久。
大曲的粉碎以细为好。
但各种大曲酒的大曲的粉碎度也有差异。
糠壳含有多量的多缩戊糖及果胶质，在生产过程中会形成糠醛和甲醇，故需要在使用前清蒸30min。
清蒸透了的糠壳，应摊晾在清洁干净的地面上使其水分、杂味尽量排除。
生产上必须使用熟糠，严禁使用生糠。
1.2.4开窖起糟
酒厂把酒醅及酒糟统称为糟。
浓香型酒厂均采用经多次循环发酵的酒醅（母糟、老糟）进行配料，人们把这种糟称为“万年糟”。
“千年老窖万年糟”这句话，充分说明浓香型白酒的质量与窖、糟有着密切关系。
剥窖皮：
将盖窖的塑料薄膜及四周的泥揭去，把泥倒入泥坑。
若窖池是用全泥封窖，则用刀具将封窖泥划成约20cm2的小方块，用手一块一块揭起，擦掉泥上粘住的糟子，然后将泥迅速倒入泥窖，待下次封窖时再用。
起丢糟：
将丢糟起运到靠近甑桶附近的堆糟坝堆放，尽量堆高一点，要拍紧拍光，用塑料薄膜覆盖，以免酒精挥发。
在起丢糟时要注意将丢糟与发酵母糟严格分开，丢糟与母糟之间用竹篾隔开，操作时不要伤及母糟。
丢糟起完后，应迅速清扫丢糟残渣，使窖四周及路面洁净。
最后用塑料薄膜将全窖覆盖严密。
起上层母糟：
在起母糟之前，堆糟坝要彻底清扫干净，以免母糟受到污染。
揭去塑料薄膜，依据该窖红糟甑口量，将窖帽部分的母糟起至堆糟一角，尽量堆积高一点（不低于1.5m），踩紧，拍光，撒上糠壳，并作记号以便于分辨。
紧接着起窖内母糟，进行分层堆放，待起至见黄水时，即停止起窖。
要将窖池周围掉有糟子的地面及堆糟的卫生工作搞好。
上半层的糟子分层堆放，要求踩紧拍光，撒上糠壳覆盖。
打黄水坑、滴窖：
在窖内母糟的一端或一角打挖一个黄水坑，用于滴窖。
打在一角的坑子长宽不少于1m，打在一端的宽度不少于0.5m，深度为直至窖底。
至于每个窖池内的黄水坑，该打多大才合适，还得视窖池的体积大小而定。
打黄水坑时，坑内的糟醅要先远后近，含水量极大的湿糟醅尽量近一点，要注意不要把窖内的糟醅过多踩压和翻动。
整个黄水坑打完毕后，下层糟子也要用塑料薄膜覆盖。
黄水滴出来后，要做到勤舀，有一桶舀一桶（每一桶约25kg），节假日也要派人勤舀黄水。
滴窖时间不得少于10h，使母糟含水量保持在60%左右。
若滴窖时间过长或过短，均会影响母糟含水量。
起下层母糟：
滴窖10h左右后，即可起下层母糟。
起糟时要注意不触伤窖池，不使窖壁、窖底的老窖泥脱落。
下层母糟起到堆糟坝后，要注意分层堆放，这样全窖的水分、酸度、淀粉的含量就较为均衡。
母糟起完后，窖内窖外操作场地要清扫干净，堆糟坝的糟子要踩紧、拍光，清洁干净，覆盖严密。
开窖鉴定：
在滴窖期间，组长和管窖人员要选定适当的时间，召集全组人员，对该窖的母糟、黄水进行技术鉴定。
会上，大家可充分发表意见，进行技术鉴定，分析发酵情况，配料情况，及应采取的措施等。
待统一意见后，才确定本排配料及采取的措施。
意见一致后，就不能随意更改。
这种开窖鉴定法，充分发扬了技术民主，集思广益，既有利于总结生产上的经验教训，也有助于工人们技术水平的提高。
1.2.5续糟配料
浓香型大曲酒的配料，采用的是续糟配料法。
即在发酵好的糟醅中投入原料、辅料进行混合蒸煮，出甑后，摊晾下曲，入窖发酵。
因是连续、循环使用，故工艺上称之为续糟配料。
每甑投入多少原料，要视甑桶的容积而定。
即要按一定粮、糟（醅）比例，投入的原料淀粉不宜太多，也不宜太少。
比较科学的粮糟比例，一般是1∶（3.5～5），即以1∶4.5之间为宜。
如果蒸馏甑桶容积在1.25～1.4m3之间，则可装入糟醅1200～1300kg，可投入原料淀粉260kg左右。
辅料的用多用少，应根据原料的多少来定。
正常的辅料糠壳用量为原料淀粉量的18%～24%。
当然，糠壳的粗细与用糠量也有关系。
量水的用量，也是以原料量来确定。
正常的量水用量为原料量的80%～100%。
这样可保证糟醅含水量在53%～55%之间，才能使糟醅正常发酵。
续糟配料的作用如下：
（1）可以调节糟醅酸度，使入窖粮糟的酸度降到适宜范围，此法为1.5～2.0之间。
这样既适合发酵所需的酸度，又可抑制杂菌的繁殖，促进“酸”的正常循环。
（2）可以调节入窖粮糟的淀粉含量，从而也调节了窖内温度，使酵母菌在一定的酒精浓度和适宜的温度条件下生长繁殖。
为了更好地达到上述目的，可以根据不同季节，在规定范围内调节配料比例。
（3）降低了粮糟水分，再添入新鲜水分，以增强糟醅的活力。
（4）“酸”有利于淀粉的糊化和糖化。
1.2.6蒸馏摘酒
润粮、拌和：
在蒸馏之前，要将发酵糟醅、原料、糠壳三者进行充分均匀的拌和。
其拌和步骤如下：
首先，依据甑桶容积量切开一定数量的发酵糟，按比例加入原料高粱粉，充分拌和。
工艺上称第1次拌和为润粮。
润粮的目的是使淀粉能充分吸收糟醅中的水分，以利于淀粉糊化。
其工艺操作要求是：
润粮要在离上甑前50～60min进行。
润粮拌和时要均匀，疏松，无灰包疙瘩。
要求拌和两遍，才能达到上述标准。
润粮完毕，要收拢成锥形，四周收紧，清扫干净，并在上面放入应加量的糠壳，严密覆盖。
其次，在离上甑时10～15min进行第2次拌和。
拌和时要矮铲低翻，糠壳拌和后要分布均匀，不能起疙瘩。
拌和操作要迅速，尽量减少酒精挥发。
最后将拌和后的糟醅堆好拍光，撒上一点糠壳，将场地彻底清扫干净后，准备上甑。
上甑时，装入甑桶内的糟醅量要准确，上下不能超出±25kg，这样才能保证配料准确。
过多、过少均会影响糊化、发酵、产品质量。
因此在拌和前要求操作者能准确挖糟，这也是一项认真细致的工作。
除拌和粮糟外，还要拌和红糟（下排是丢糟）。
红糟不加原料，在上甑10min前加糠壳拌匀。
红糟中加入的糠壳量，要看红糟水分大小来定。
拌和时也要拌2次，要求充分拌匀。
拌和完毕，立即收拢拍光，清扫场地。
固态法白酒生产，是通过人工操作将发酵物料一下一下地装入甑桶内进行蒸馏取酒的。
因此，人工操作技术的熟练程度，直接影响到糟醅中成分的分离浓缩和酒的质量。
在即将上甑前，要检查底锅水是否加够，水是否清洁卫生;蒸馏器具，包括甑桶、甑篦是否清洁干净，通常都要用干净水彻底清洗两次，甚至数次;在甑篦上撒上一些经清蒸后的糠壳。
然后调节好火力，待水沸腾后开始上甑。
上了二三撮后，倒入酒尾，塞紧水眼，再继续上甑。
上甑操作的基本方法：
将糟醅轻松地装入端撮，人体下身贴紧甑桶，将料轻轻地、均匀地铺撒于甑内，先外边后里边，使物料逐步形成外高内低的“锅底”形。
上甑到一定部位，要试探穿汽的深度，如汽穿透尚有一定距离，则要停止上甑，否则会造成穿汽
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