1、黑龍江東方學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）PAGE III- PAGE II -黑龍江東方學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）- PAGE I - 年產(chǎn)50000噸11o啤酒廠生產(chǎn)(shngchn)車間工藝設(shè)計(shj)摘 要本設(shè)計(shj)是對年產(chǎn)5萬噸11淡色啤酒廠生產(chǎn)車間設(shè)計。在設(shè)計過程中，完成了啤酒生產(chǎn)工藝流程的確定，根據(jù)產(chǎn)量進(jìn)行糖化和發(fā)酵車間的物料衡算及熱量衡算，車間的設(shè)備計算和設(shè)備選型，糖化車間平面布置及工廠總平面設(shè)計，而且對啤酒廠的投資及經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行評估并進(jìn)行可行性分析。關(guān)鍵詞：設(shè)計；工藝流程；發(fā)酵；糖化Annual output of 50,000 tons of 11o Brewery Pr

2、ocess Design WorkshopAbstractThis design is about an annual output of 50,000 tons pale beer production plant design. In the design process, the completion of the determination of the beer production process, according to production for saccharification and fermentation plant material balance and hea

3、t balance, workshop equipment and computing equipment selection, plant layout and plant glycosylation total graphic design, and on the brewerys investment and economic benefits and feasibility analysis.Key word：Design；process；fermentation；saccharification目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc260741061

4、 摘 要 PAGEREF _Toc260741061 h I HYPERLINK l _Toc260741062 Abstract PAGEREF _Toc260741062 h II HYPERLINK l _Toc260741063 第1章 緒 論 PAGEREF _Toc260741063 h 1 HYPERLINK l _Toc260741064 1.1 啤酒行業(yè)(hngy)簡介 PAGEREF _Toc260741064 h 1 HYPERLINK l _Toc260741065 1.2 生產(chǎn)(shngchn)規(guī)模 PAGEREF _Toc260741065 h 1 HYPERLIN

5、K l _Toc260741066 1.3 設(shè)計(shj)范圍 PAGEREF _Toc260741066 h 1 HYPERLINK l _Toc260741067 1.4 廠址的選擇1 HYPERLINK l _Toc260741068 1.5 項目實(shí)施的意義 PAGEREF _Toc260741068 h 2 HYPERLINK l _Toc260741069 第2章 設(shè)計說明書 PAGEREF _Toc260741069 h 3 HYPERLINK l _Toc260741070 2.1 規(guī)模及生產(chǎn)方案 PAGEREF _Toc260741070 h 3 HYPERLINK l _To

6、c260741071 2.2 產(chǎn)品質(zhì)量及標(biāo)準(zhǔn) PAGEREF _Toc260741071 h 3 HYPERLINK l _Toc260741072 第3章 工藝流程 PAGEREF _Toc260741072 h 5 HYPERLINK l _Toc260741073 3.1 啤酒釀造工藝流程圖 PAGEREF _Toc260741073 h 5 HYPERLINK l _Toc260741074 3.2 工藝要點(diǎn) PAGEREF _Toc260741074 h 5 HYPERLINK l _Toc260741075 3.2.1 粉碎 PAGEREF _Toc260741075 h 5 HY

7、PERLINK l _Toc260741076 3.2.2 糖化、糊化 PAGEREF _Toc260741076 h 5 HYPERLINK l _Toc260741077 3.2.3 麥汁過濾 PAGEREF _Toc260741077 h 6 HYPERLINK l _Toc260741078 3.2.4 高溫煮沸 PAGEREF _Toc260741078 h 6 HYPERLINK l _Toc260741079 3.2.5 澄清冷卻 PAGEREF _Toc260741079 h 6 HYPERLINK l _Toc260741080 3.2.6 加入酵母發(fā)酵6 HYPERLINK

8、 l _Toc260741081 3.2.7 硅藻過濾 PAGEREF _Toc260741081 h 7 HYPERLINK l _Toc260741082 3.2.8 包裝成品 PAGEREF _Toc260741082 h 7 HYPERLINK l _Toc260741083 第4章 工藝計算 PAGEREF _Toc260741083 h 8 HYPERLINK l _Toc260741084 4.1 工藝技術(shù)指標(biāo)及基礎(chǔ)數(shù)據(jù) PAGEREF _Toc260741084 h 8 HYPERLINK l _Toc260741085 4.1.1 100kg原料的物料衡算 PAGEREF _

9、Toc260741085 h 8 HYPERLINK l _Toc260741086 4.1.2 100L啤酒的物料衡算 PAGEREF _Toc260741086 h 9 HYPERLINK l _Toc260741087 4.1.3 每次糖化的物料衡算 PAGEREF _Toc260741087 h 10 HYPERLINK l _Toc260741088 4.2 糖化車間的耗熱量計算 PAGEREF _Toc260741088 h 11 HYPERLINK l _Toc260741089 4.2.1 糖化和糊化用水耗熱量Q1 PAGEREF _Toc260741089 h 11 HYPE

10、RLINK l _Toc260741090 4.2.2 糊化鍋中米醪煮沸耗熱量Q2 PAGEREF _Toc260741090 h 12 HYPERLINK l _Toc260741091 4.2.3 第二次煮沸前混合(hnh)醪升溫至70的好熱量(rling)Q3 PAGEREF _Toc260741091 h 14 HYPERLINK l _Toc260741092 4.2.4 第二次煮沸混合(hnh)醪的耗熱量Q4 PAGEREF _Toc260741092 h 14 HYPERLINK l _Toc260741093 4.2.5 洗槽水耗熱量Q5 PAGEREF _Toc2607410

11、93 h 15 HYPERLINK l _Toc260741094 4.2.6 麥汁煮沸過程好熱量Q6 PAGEREF _Toc260741094 h 15 HYPERLINK l _Toc260741095 4.2.7 糖化一次總耗熱量Q總 PAGEREF _Toc260741095 h 16 HYPERLINK l _Toc260741096 4.2.8 糖化一次耗用蒸汽量D PAGEREF _Toc260741096 h 16 HYPERLINK l _Toc260741097 4.2.9 糖化過程每小時最大蒸汽耗熱量Qmax PAGEREF _Toc260741097 h 16 HYP

12、ERLINK l _Toc260741098 4.2.10 蒸汽單耗 PAGEREF _Toc260741098 h 17 HYPERLINK l _Toc260741099 4.3 發(fā)酵車間耗冷量計算 PAGEREF _Toc260741099 h 17 HYPERLINK l _Toc260741100 4.3.1 工藝耗冷量 PAGEREF _Toc260741100 h 18 HYPERLINK l _Toc260741101 4.3.2 非工藝耗冷量Qnt PAGEREF _Toc260741101 h 20 HYPERLINK l _Toc260741102 第5章 主要設(shè)備選型及

13、計算 PAGEREF _Toc260741102 h 22 HYPERLINK l _Toc260741103 5.1 主要設(shè)備計算 PAGEREF _Toc260741103 h 22 HYPERLINK l _Toc260741104 5.1.1 糖化鍋 PAGEREF _Toc260741104 h 22 HYPERLINK l _Toc260741105 5.1.2 糊化鍋 PAGEREF _Toc260741105 h 22 HYPERLINK l _Toc260741106 5.1.3 煮沸鍋 PAGEREF _Toc260741106 h 22 HYPERLINK l _Toc2

14、60741107 5.1.4 過濾槽 PAGEREF _Toc260741107 h 23 HYPERLINK l _Toc260741108 5.1.5 回旋沉淀槽 PAGEREF _Toc260741108 h 23 HYPERLINK l _Toc260741109 5.1.6 發(fā)酵罐 PAGEREF _Toc260741109 h 23 HYPERLINK l _Toc260741110 5.1.7 清酒罐 PAGEREF _Toc260741110 h 24 HYPERLINK l _Toc260741111 5.1.8 CIP系統(tǒng)設(shè)計思路 PAGEREF _Toc260741111

15、 h 24 HYPERLINK l _Toc260741112 5.2 設(shè)備一覽表(見附錄A) PAGEREF _Toc260741112 h 24 HYPERLINK l _Toc260741113 第6章 車間平面布置設(shè)計 PAGEREF _Toc260741113 h 25 HYPERLINK l _Toc260741114 6.1 發(fā)酵工廠車間布置的原則 PAGEREF _Toc260741114 h 25 HYPERLINK l _Toc260741115 6.1.1 車間布置應(yīng)符合生產(chǎn)工藝的要求 PAGEREF _Toc260741115 h 25 HYPERLINK l _Toc

16、260741116 6.1.2 車間布置應(yīng)符合生產(chǎn)操作的要求 PAGEREF _Toc260741116 h 25 HYPERLINK l _Toc260741117 6.1.3 車間布置應(yīng)符合設(shè)備安裝及檢修的要求 PAGEREF _Toc260741117 h 25 HYPERLINK l _Toc260741118 6.2 發(fā)酵車間布置設(shè)計的內(nèi)容 PAGEREF _Toc260741118 h 26 HYPERLINK l _Toc260741119 6.2.1 廠房的整體布置和輪廓設(shè)計 PAGEREF _Toc260741119 h 26 HYPERLINK l _Toc26074112

17、0 6.2.2 設(shè)備(shbi)的排列和布置 PAGEREF _Toc260741120 h 26 HYPERLINK l _Toc260741121 6.2.3 車間(chjin)附屬工程設(shè)計 PAGEREF _Toc260741121 h 26 HYPERLINK l _Toc260741122 6.3 車間的主要(zhyo)設(shè)備布置 PAGEREF _Toc260741122 h 26 HYPERLINK l _Toc260741123 第7章 環(huán)境保護(hù) PAGEREF _Toc260741123 h 28 HYPERLINK l _Toc260741124 7.1 主要設(shè)計依據(jù) PAG

18、EREF _Toc260741124 h 28 HYPERLINK l _Toc260741125 7.2 啤酒生產(chǎn)中的大氣污染 PAGEREF _Toc260741125 h 28 HYPERLINK l _Toc260741126 7.3 啤酒生產(chǎn)中的廢水 PAGEREF _Toc260741126 h 28 HYPERLINK l _Toc260741127 7.3.1 啤酒廠工業(yè)廢水的污染來源 PAGEREF _Toc260741127 h 28 HYPERLINK l _Toc260741128 7.3.2 廢水處理方法29 HYPERLINK l _Toc260741129 7.4

19、 綠化29 HYPERLINK l _Toc260741130 第8章 節(jié)能及綜合利用 PAGEREF _Toc260741130 h 30 HYPERLINK l _Toc260741131 8.1 概述 PAGEREF _Toc260741131 h 30 HYPERLINK l _Toc260741132 8.2 節(jié)能 PAGEREF _Toc260741132 h 30 HYPERLINK l _Toc260741133 8.2.1 工藝 PAGEREF _Toc260741133 h 30 HYPERLINK l _Toc260741134 8.2.2 建筑 PAGEREF _Toc

20、260741134 h 30 HYPERLINK l _Toc260741135 8.2.3 電氣 PAGEREF _Toc260741135 h 30 HYPERLINK l _Toc260741136 8.2.4 給排水 PAGEREF _Toc260741136 h 30 HYPERLINK l _Toc260741137 8.3 計量 PAGEREF _Toc260741137 h 30 HYPERLINK l _Toc260741138 8.4 副產(chǎn)品的綜合利用 PAGEREF _Toc260741138 h 30 HYPERLINK l _Toc260741139 結(jié) 論 PAGE

21、REF _Toc260741139 h 32 HYPERLINK l _Toc260741140 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc260741140 h 33 HYPERLINK l _Toc260741141 附 錄 PAGEREF _Toc260741141 h 34 HYPERLINK l _Toc260741142 致 謝 PAGEREF _Toc260741142 h 36黑龍江東方學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）- PAGE 30 -第1章 緒 論1.1 啤酒行業(yè)(hngy)簡介啤酒是以大麥和其它谷物為原料，并加少量酒花，采用制麥芽、糖化、發(fā)酵等其它工藝釀制而成的。是一種(y zhn)

22、含有少量酒精和充足二氧化碳、具有酒花香和爽口的苦味、營養(yǎng)豐富、風(fēng)味獨(dú)特的低度釀造酒1。我國啤酒的正規(guī)化生產(chǎn)，起源于十九世紀(jì)末。五六十年代，隨著國家的經(jīng)濟(jì)的復(fù)蘇和人民生活的改善，政府斥資興建了一批啤酒廠，使我國的啤酒生產(chǎn)業(yè)初具規(guī)模。至八十年代，我國經(jīng)濟(jì)快速增長，啤酒產(chǎn)業(yè)也得了空前的發(fā)展，并迅速成為了一個(y )啤酒大國，啤酒的銷量潛力巨大。啤酒品種不斷增多，質(zhì)量不斷提高，滿足了消費(fèi)需求不斷增長的需要。特別值得提出的是，隨著人們生活水平的不斷提高，近幾年來，人們對中高檔啤酒的需求量逐漸增大。冬天啤酒的銷售量也逐年上升，啤酒銷售的淡旺季逐漸縮小2。當(dāng)前，雖然啤酒產(chǎn)量增長速度減緩，但發(fā)展前景依然十分廣

23、闊。在2002年，中國成為世界第一啤酒大國，中國啤酒工業(yè)對國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)將發(fā)揮更加重要的作用，并對世界啤酒工業(yè)產(chǎn)生越來越大的影響。1.2 生產(chǎn)規(guī)模 啤酒廠年產(chǎn)量為5萬噸廠建設(shè)采取統(tǒng)一的規(guī)劃布局，規(guī)范化建設(shè)，科學(xué)化管理，規(guī)?；a(chǎn)，一體化經(jīng)營，完全采用現(xiàn)代化企業(yè)管理模式將逐漸形成規(guī)模。本項目從立項到施工達(dá)產(chǎn)驗收，共需2年。1.3 設(shè)計范圍本設(shè)計包括設(shè)計說明書、圖紙設(shè)計和車間平面布置說明。說明書主要由工藝流程、配方、物料和熱量的衡算、設(shè)備計算、選型和設(shè)計圖紙等。1.4 廠址的選擇本廠根據(jù)工農(nóng)結(jié)合、城鄉(xiāng)結(jié)合、有利生產(chǎn)、方便生活的原則，選定廠址位于通河縣鎮(zhèn)北經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)。于該地建廠有以下好處：（1）該

24、地為農(nóng)作物高產(chǎn)區(qū)，原料及輔料供應(yīng)充足。（2）該地交通十分便利，對于產(chǎn)品的內(nèi)銷和出口運(yùn)輸都十分有利。（3）選廠址地形平坦、地形簡單、整齊。（4）該廠靠近水源、電源，附近有熱電廠。（5）該廠房建設(shè)在城市中心風(fēng)向的下游以免污染城市空氣。（6）工廠所排除的廢物能夠得到及時處理，有較大的排污空間3。1.5 項目實(shí)施的意義本設(shè)計采用合理的加工技術(shù)，大力的挖掘當(dāng)?shù)仄【粕a(chǎn)的潛力，有效促進(jìn)了當(dāng)?shù)仄【粕a(chǎn)工業(yè)的興起。同時合理地選擇廠址，并根據(jù)銷售狀況，靈活調(diào)整生產(chǎn)能力，嚴(yán)格質(zhì)量管理。開拓城市市場和農(nóng)村市場，可以避免工廠的一些虧損情況，把該項目做好4。從總體(zngt)上看，本啤酒廠項目(xingm)的實(shí)施具備(

25、jbi)有良好的政策環(huán)境，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)符合國家的工業(yè)化調(diào)整政策，有利于加速地方的工業(yè)化進(jìn)程。本項目有利地利用當(dāng)?shù)刭Y源及能源，推動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，并采用先進(jìn)的加工技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)，面向廣大農(nóng)村和城市市場，從而達(dá)到農(nóng)業(yè)增收、企業(yè)增值、國家增稅，促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的多重效益。本文主要設(shè)計小型啤酒廠糖化及發(fā)酵車間。第2章 設(shè)計說明書本項目的設(shè)計按照國家要求投資小、產(chǎn)出大、見效快的原則，盡可能使建筑設(shè)施、能源（水、電、汽）在設(shè)計時與治理三廢、環(huán)保、消防同步進(jìn)行。2.1 規(guī)模及生產(chǎn)方案設(shè)計項目：年產(chǎn)50000t11啤酒廠生產(chǎn)車間工藝設(shè)計設(shè)計規(guī)模：淡季日產(chǎn)100t,旺季日產(chǎn)：166t成品：11淡色啤酒2.2 產(chǎn)品質(zhì)量及

26、標(biāo)準(zhǔn)（1）產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)感官指標(biāo)： 透明度 清涼透明，無明顯懸浮物和沉淀物 濁度（保質(zhì)期）/EBC單位 1.0 形態(tài) 泡沫潔白細(xì)膩，持久掛杯 泡持性/s 210s 色度/EBC單位 5.09.5 香氣和口味 明顯有酒花香氣，口味純正，爽口，酒體協(xié)調(diào)，無異香、異味理化指標(biāo)： 酒精(jijng)含量/% 3.7 原麥汁濃度(nngd)/% 140.2 總酸含量(hnling)/0.1mLL-1 2.6 二氧化碳含量/% 0.4 雙乙酰含量/mgL-1 0.13（2）產(chǎn)品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)：衛(wèi)生指標(biāo)按GB2758執(zhí)行產(chǎn)品用途：廣泛用于食品及餐飲行業(yè)5。GB191 包裝儲運(yùn)圖示標(biāo)志GB2758 發(fā)酵酒衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GB

27、4544 啤酒瓶GB4789.14789.28 食品衛(wèi)生檢驗方法 微生物學(xué)部分GB4928 啤酒實(shí)驗方法GB5739 啤酒塑料周轉(zhuǎn)箱GB6543 瓦楞紙箱GB10344 飲料酒標(biāo)簽標(biāo)準(zhǔn)GB4927-91 啤酒質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量特征：富有潔白、細(xì)膩又持久的泡沫，悅目明快的色澤，酒液清涼，飲后有爽口和醇厚感6。第3章 工藝(gngy)流程(lichng)3.1 啤酒(pji)釀造工藝流程圖圖3-1 啤酒釀造工藝流程圖3.2 工藝要點(diǎn)3.2.1 粉碎大米、麥芽在進(jìn)行糊化和糖化前首先經(jīng)過粉碎機(jī)粉碎，粉碎雖是簡單的機(jī)械過程，但粉碎程度對糖化的生化變化，對麥汁的組成成分，對麥汁的過濾速度及原料的利用率都是非常重

28、要的。（1）粉碎使原料表面積增加，與水接觸面積增加，糖化時間減少，收得率增加。（2）麥芽可粉碎成麥皮、粗粒、細(xì)粒、粗粉、細(xì)粉五個組分。（3）要求麥芽皮殼破而不碎，胚乳部分盡可能細(xì)一些。3.2.2 糖化、糊化糊化：大米粉碎后，加到糊化鍋中，加入溫水，在一定的溫度下(45 )，淀粉在水中溶漲、分裂，形成均勻糊狀溶液，制成液化完全的醪液，再加入糖化鍋中與麥芽一起糖化。糖化：麥芽經(jīng)過適當(dāng)?shù)姆鬯楹?，加到糖化鍋?nèi)，加入溫水，在一定的溫度下(50），利用麥芽本身的酶，將麥芽及大米中的淀粉水解成麥芽糖等糖類，將蛋白質(zhì)分解成酵母易于發(fā)酵利用的氨基酸等營養(yǎng)物質(zhì)，這一過程就是糖化過程。3.2.3 麥汁過濾(gul)

29、糖化結(jié)束(jish)后，將糖化醪液泵送到過濾機(jī)，把麥芽汁與麥糖分離出來，得到澄清的麥芽汁。（1）糖化(tnghu)工序結(jié)束后，意味著麥芽汁已經(jīng)形成。采用過濾方法盡快將麥汁和麥糟分離。過濾的好壞，對麥汁的產(chǎn)量和質(zhì)量有重要的影響。（2）麥汁過濾分為過濾和洗槽兩個操作過程。（3）過濾的目的是獲得清涼的麥汁和較高的麥汁收得率。（4）要求麥汁過濾速度正常，過濾應(yīng)在規(guī)定時間內(nèi)完成，麥汁低吸氧，具有正常的色、香、味。3.2.4 高溫煮沸煮沸在煮沸鍋中進(jìn)行。使多余的水分蒸發(fā)，使麥芽汁濃縮到規(guī)定濃度；使酒花有效成分溶入麥汁中；賦予麥汁獨(dú)特的酒氣香氣和爽口的苦味；使麥汁中可凝固蛋白質(zhì)凝固析出，以提高啤酒的非生物穩(wěn)

30、定性；破壞全部的酶活性，麥汁進(jìn)行滅菌，以獲得定型的麥汁。煮沸要求適當(dāng)?shù)闹蠓袦囟?，分批添加酒花，在預(yù)定煮沸時間內(nèi)，使麥汁達(dá)到規(guī)定濃度，保持有明顯酒花香味和柔和的苦味，以保證成品啤酒有光澤、風(fēng)味好、穩(wěn)定性高。煮沸時間7090min，麥汁的煮沸強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到8%10%。3.2.5 澄清冷卻麥汁進(jìn)入冷卻器中冷卻，冷卻至10左右便接種啤酒酵母進(jìn)行發(fā)酵。（1）麥汁煮沸定型后，必須立即進(jìn)行冷卻，使溫度適合酵母發(fā)酵的需要。（2）要求冷卻時間短，麥汁無細(xì)菌，并且不混濁，沉淀損失少，操作簡單，可減少人力。（3）本工藝采用“下面”酵母發(fā)酵，因此麥汁溫度應(yīng)冷卻至48。3.2.6 加入酵母發(fā)酵麥芽汁經(jīng)過冷卻后，加入啤酒酵母

31、和無菌空氣，輸送到發(fā)酵罐中，開始發(fā)酵。發(fā)酵主要是利用啤酒酵母將買芽汁中的買芽糖轉(zhuǎn)化成酒精和二氧化碳，并產(chǎn)生各種風(fēng)味物質(zhì)，經(jīng)過一定的發(fā)酵周期后，成為成熟的發(fā)酵液，也稱“嫩啤酒”。用上面酵母的發(fā)酵溫度1025，需時57天7-10。3.2.7 硅藻過濾發(fā)酵液成熟后，經(jīng)過離心及多重過濾，去掉發(fā)酵液中的酵母、大分子的蛋白質(zhì)，成為晶瑩、清澈的酒精，再經(jīng)巴氏滅菌制成熟啤酒，才可以進(jìn)行罐裝。3.2.8 包裝成品啤酒包裝是啤酒生產(chǎn)的最后過程，啤酒包裝過程對啤酒質(zhì)量和外觀有直接影響，包裝過程應(yīng)盡量減少二氧化碳的損失和氧氣的攝入。啤酒包裝可根據(jù)市場需要選擇各種包裝形式，常見的有玻璃瓶裝、易拉罐裝及桶裝11。第4章

32、工藝(gngy)計算4.1 工藝(gngy)技術(shù)指標(biāo)及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)年產(chǎn)5萬噸11淡色啤酒生產(chǎn)(shngchn)車間工藝設(shè)計表4-1 啤酒生產(chǎn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)項目名稱百分比（%）定額指標(biāo)無水麥芽浸出率75無水大米浸出率95原料利用率98.5麥芽水分5大米水分10原料配比麥芽70大米30啤酒損失率（對熱麥汁）冷卻損失4發(fā)酵損失1裝瓶損失2過濾損失0.5總損失7.5根據(jù)(gnj)表4-1的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，首先進(jìn)行100kg原料(yunlio)生產(chǎn)11淡色啤酒的物料計算(j sun)，然后進(jìn)行100L 11淡色啤酒的物料衡算，最后進(jìn)行5萬噸/年啤酒廠糖化車間的物料平衡計算12。4.1.1 100kg原料的物料衡算100

33、kg原料（70%麥芽，30%大米）生產(chǎn)11淡色啤酒的物料衡算（1）熱麥計算 根據(jù)表1可得到原料收得率分別為：麥芽收率為：0.75(100-5)100=71.25%大米收率為：0.95(100-10)100=85.5%混合原料收得率為：（0.771.25%+0.385.5%）98.5%=74.39%由上述可得100kg混合料原料可制得的11熱麥汁量為：74.3911%=676.27(kg)查資料知11麥汁在20時的相對密度為1.044，而100的麥汁比20的麥汁體積增加1.04倍，故熱麥汁（100）體積為： 676.271.0441.04=673.68(L) （2）冷麥汁量為：673.68(1-

34、0.04)=646.73(L)（3）發(fā)酵液量為：646.73(1-0.01)=640.26 (L)（4）過濾酒量為：640.26(1-0.005)=637.06 (L)（5）成品啤酒量為：637.06(1-0.02)=624.32(L)4.1.2 100L啤酒的物料衡算生產(chǎn)100L11淡色啤酒的物料衡算，根據(jù)上述衡算結(jié)果知，100kg混合原料可生產(chǎn)11淡色成品啤酒624.32L，故可得以下結(jié)果：（1）生產(chǎn)100L11淡色啤酒需耗混合原料量為：（100/624.32）100=16.02(kg)（2）麥芽耗用量為：16.0270%=11.21(kg)（3）大米耗用量為：16.02-11.21=4.

35、81(kg)（4）酒花耗用量：對淺色啤酒熱麥汁中加入的酒花量為0.2 % 即每100升熱麥汁添加0.2kg，故為：（673.68/624.32）1000.2%=0.22(kg)（5）熱麥汁量為：（673.68/624.32）100=107.91 (L)（6）冷麥汁量為：（646.73/624.32）100=103.59(L)（7）濕糖化糟量 設(shè)濕麥芽糟水分含量為80%，則濕麥芽糟量為： 11.21(1-0.05)(1-0.75)/(1-0.8)=13.31(kg)0.05是麥芽水分含量，0.75是無水麥芽浸出率。濕大米糟量為：4.81(1-0.1)(1-0.95)/(1-0.8)=1.08(k

36、g)0.1為大米水分，0.95是大米無水浸出率。故濕糖化糟量為：13.31+1.08=14.39(kg)（8）酒花糟量 設(shè)麥汁煮沸過程干酒花浸出率為40%，且酒花糟水分含量為80%，則酒花糟量為：0.22(1-0.4)/(1-0.8)=0.66(kg)（9）發(fā)酵液量為： 100640.26/624.32=102.55(L)（10）過濾酒量為：100637.06/624.32=102.04(L)（11）成品啤酒量為: 102.04(1-0.02)=100 (L)（12）二氧化碳(r yng hu tn)量：11P的冷麥汁量103.59中浸出物：11%103.59=11.39 本設(shè)計中麥汁真正(z

37、hnzhng)發(fā)酵度為55%，則可發(fā)酵的浸出物量為11.3955%=6.26(L)4.1.3 每次糖化(tnghu)的物料衡算 50000t/a 11淡色啤酒每次糖化的物料衡算，生產(chǎn)的時間定為：4月至9月為生產(chǎn)的旺季，每天糖化8次，每個月生產(chǎn)28天，10月至次年3月為生產(chǎn)的淡季，每天糖化6次，每個月生產(chǎn)22天，則全年的總糖化次數(shù)為： 8286+6226=1344+924=2136次由以上設(shè)計中可得出100kg原料可得成品啤酒624.32（L），而11啤酒的密度為=1012kg/m3。則624.32L啤酒質(zhì)量M=624.321.012=631.81kg 由此可得：年產(chǎn)5萬噸啤酒所需的原料量為51

38、07100/631.81=7.92106kg（1）每次糖化的原料量為: 混合原料: 7.92106/2136=3707.9(kg) 麥芽: 3707.90.7=2595.53(kg) 大米: 3707.9-2595.53=1112.37(kg)（2）熱麥汁量: (673.68/100)3707.9=24979.38(L)（3）冷麥汁量: (1-0.04)24979.38=23980.2(L)（4）濕麥糟量: (1-0.05)（1-0.75）/(1-0.8)2595.53=3082.19(kg)（5）濕米糟量: (1-0.1)(1-0.95)/(1-0.8)1112.37=250.28(kg)（

39、6）總麥糟量: 3082.19+250.28=3332.47(kg)（7）酒花用量: 0.2%24979.38=49.96(kg)（8）濕酒花糟量: (1-40%)/(1-80%）49.96=149.88(kg)（9）發(fā)酵液量： 23980.2（1-0.01）=23740.4（L）（10）過濾酒量： 23740.4（1-0.005）=23621.7（L）（11）成品酒量： 23621.7（1-0.02）=23149.27（L）把述的有關(guān)啤酒廠釀造車間的三項物料衡算計算結(jié)果，整理成物料衡算表4-2表4-2 啤酒釀造車間物料衡算表物料名稱單位對100kg混合原料100L11度淡色啤酒糖化一次定額量

40、5萬噸/年啤酒生產(chǎn)量混合原料Kg10016.023707.97.92106麥芽Kg7011.212595.535.544106大米Kg304.811112.372.38106酒花Kg1.40.2249.961.067105熱麥汁L676.27107.9124979.385335107冷麥汁L646.73103.5923980.25122107濕糖化糟Kg89.8814.393332.477.12106濕酒花糟Kg4.20.66149.883.2105發(fā)酵液量Kg640.26102.5523740.45.071107過濾酒量L637.06102.0423621.75.046107成品酒量L624

41、.3210023149.274.945107備注：11淡色啤酒的密度為1012kg/m3，實(shí)際年產(chǎn)啤酒50043t。4.2 糖化(tnghu)車間的耗熱量計算4.2.1 糖化(tnghu)和糊化用水耗熱量Q1糊化鍋加水量(shu lin)為： 式中，1112.37為糊化一次大米粉量，記為。1112.370.2為糊化鍋加入的麥芽粉量（為大米量的20%），而糖化鍋加水量為：式中，2373.06kg為糖化一次糖化鍋投入的麥芽粉量，即)而2595.53為糖化一次麥芽定額量，記為。故糖化總用水量為： 自來水的平均溫度取T1=18,而糖化配料用水溫度T2=50,故耗熱量為：4.2.2 糊化鍋中米醪煮沸耗熱

42、量Q220min70自來水18熱水50t()大米粉1112.37kg麥芽粉222.47kg 20min麥芽2373.06kg 46.7 40min6360min7025min90 20min麥糟過濾糖化結(jié)束78 10010min麥汁煮沸鍋回旋沉淀槽薄板換熱器冷麥汁酒花酒花糟熱凝固物冷凝固物 100 40min13min12min10min5min冷卻90min煮沸強(qiáng)度10%料水比1:3.5料水比1:5發(fā)酵罐糊化鍋糖化鍋圖4-1 糖化(tnghu)工藝流程簡圖由糖化(tnghu)工藝流程簡圖（圖4-1）可知， 為米醪由初溫即室溫(sh wn)加熱到煮沸100的耗熱，為煮沸過程中蒸汽帶走的熱量，為

43、升溫過程中的熱損失。（1） 糊化鍋內(nèi)米醪由初溫TO加熱(ji r)至煮沸的耗熱量 計算(j sun)米醪的比熱容根據(jù)經(jīng)驗(jngyn)公式進(jìn)行計算。式中 為含水百分率；為絕對谷物比熱容，取。 米醪的初溫設(shè)原料的初溫為18，而熱水為50，則 把上述結(jié)果代入中，得： （2） 煮沸過程蒸汽帶出的熱量Q22 設(shè)煮沸時間為40min，蒸發(fā)量為每小時5%，則蒸發(fā)水量為： 式中，I為100飽和氣壓下水的汽化潛熱2257.2（3） 熱損失Q23 米醪升溫和第一次煮沸過程的熱損失約為前兩次的耗熱量的15%，即： （4） 由上述結(jié)果得： 4.2.3 第二次煮沸前混合醪升溫至70的好熱量Q3（1）糖化鍋中混合醪中的

44、麥醪已知麥芽初溫為18，用50的熱水配料，則麥醪溫度為： （2）米醪的中間(zhngjin)溫度根據(jù)熱量衡算，按照(nzho)糖化工藝，來自糊化鍋的煮沸的米醪與糖化鍋中的麥醪混合后溫度應(yīng)為63，記為，故混合(hnh)前米醪先從100冷卻到中間溫度。且忽略熱損失，米醪與麥醪混合前后的焓不變，則米醪的中間溫度為：經(jīng)第一次煮沸后米醪量為： 糖化鍋的麥芽醪量為： 溫度比煮沸溫度降了18，自然冷卻不能達(dá)到，故需添加一個薄板換熱器。（3） 由上述結(jié)果得：4.2.4 第二次煮沸混合醪的耗熱量Q4由糖化工藝流程可知： 為混合醪升溫至沸騰所耗熱量，為第二次煮沸過程蒸汽帶走的熱量，為熱損失（1） 混合醪升溫至沸騰

45、所耗熱量Q41 根據(jù)工藝，糖化結(jié)束醪溫為78，抽取混合醪的溫度為70，則送到第二次煮沸的混合醪量為： 故 （2） 二次煮出過程蒸汽帶走的熱量煮沸時間為10min，蒸發(fā)強(qiáng)度5%，則蒸發(fā)水分量為： 式中，為煮沸溫度下飽和蒸汽的焓（kJ/kg） 熱損失Q43根據(jù)經(jīng)驗有：Q43=15%（Q41+Q42） 把上述(shngsh)結(jié)果代入公式得4.2.5 洗槽水耗熱量Q5設(shè)洗槽水平均溫度為80，每100kg原料(yunlio)用水450kg，則用水量為 4.2.6 麥汁煮沸過程(guchng)好熱量Q6 為麥汁升溫至沸點(diǎn)耗熱量，為煮沸過程蒸發(fā)耗熱量，為熱損失。（1）麥汁升溫至沸點(diǎn)耗熱量由表2啤酒廠釀造車間

46、物料衡算表可知，100kg混合原料可得到676.27kg熱麥汁，并設(shè)過濾完畢麥汁溫度為70，則進(jìn)入煮沸鍋的麥汁量為： （2） 煮沸過程蒸發(fā)耗熱量煮沸強(qiáng)度10%，時間1.5h，則蒸發(fā)水分為：故（3）熱損失為 （4）把上述結(jié)果代入得出麥汁煮沸總耗熱4.2.7 糖化一次總耗熱量Q總 4.2.8 糖化一次耗用蒸汽量D使用表壓0.3MPa的飽和蒸汽，,則：式中，為相應(yīng)(xingyng)冷凝水的焓（561.47kJ/kg）；為蒸汽(zhn q)的熱效率，取=95%。4.2.9 糖化(tnghu)過程每小時最大蒸汽耗熱量Qmax在糖化過程各步驟中，麥汁煮沸耗熱量為最大，且已知煮沸時間為90min熱效率為95

47、%，故： 相應(yīng)的最大蒸汽耗量為： 4.2.10 蒸汽單耗據(jù)設(shè)計，每年糖化次數(shù)為2136次，共生產(chǎn)啤酒50043t.年耗蒸汽總量為：每噸啤酒成品耗蒸汽（對糖化）：每晝夜耗蒸汽量（生產(chǎn)旺季算）為：最后，把上述結(jié)果列成熱量消耗綜合表，如表4-3所示表4-3 50000t/a啤酒糖化車間總熱量衡算表名稱規(guī)格（MPa）每噸消耗定額（kg）每小時最大用量（kg/h）每晝夜消耗量（kg/d）每年消耗量（kg/a）蒸汽0.3（表壓）477419989480238911604.3 發(fā)酵車間耗冷量計算年產(chǎn)50000噸啤酒廠發(fā)酵車間耗冷量計算下面是應(yīng)用普遍的錐形罐發(fā)酵工藝進(jìn)行50000t/a啤酒廠發(fā)酵車間的耗冷量計

48、算。啤酒發(fā)酵工藝有上面發(fā)酵和下面發(fā)酵兩大類，本設(shè)計采用目前我國應(yīng)用最普遍的錐形罐發(fā)酵工藝進(jìn)行5萬t/a啤酒廠發(fā)酵車間的耗冷量計算13。冷卻冷卻至-1錐形灌發(fā)酵冷麥汁694熱麥汁清酒灌過濾貯酒 圖4-2 發(fā)酵工藝流程示意圖工藝技術(shù)指標(biāo)及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)年產(chǎn)11淡色啤酒5萬噸旺季每天糖化8次，每個月生產(chǎn)28天，淡季每天糖化6次，每個月生產(chǎn)22天，則全年的總糖化次數(shù)為：8286+6226=1344+924=2136次。主發(fā)酵時間6天；4鍋麥汁裝1個錐形罐；11Bx麥汁比熱容=4.0KJ/（kgK）；冷媒用15%酒精溶液，其比熱容可視為=4.18 KJ/（kgK）； 麥芽糖化厭氧發(fā)酵熱q=613.6kJ/kg

49、；麥汁發(fā)酵度55%。根據(jù)發(fā)酵車間耗冷性質(zhì)，可分成工藝耗冷量和非工藝耗冷量兩類，即：,-工業(yè)耗冷,-非工業(yè)耗冷。4.3.1 工藝(gngy)耗冷量（1） 麥汁冷卻(lngqu)耗冷量Q1 采用一段式串聯(lián)逆流式麥汁冷卻方法(fngf)，使用的冷卻介質(zhì)為2的冷凍水，出口的溫度為85。糖化車間送來的熱麥汁溫度為94，冷卻至發(fā)酵起始溫度6。根據(jù)表4-2啤酒生產(chǎn)物料衡算表，可知每糖化一次熱麥汁24979.38L，而相應(yīng)的麥汁密度為1044kg/m3,故麥汁量為：又知110 Bx麥汁比熱容=4.0KJ/(Kgk),工藝要求在1h小時內(nèi)完成冷卻過程，則所耗冷量為：式中分別表示麥汁冷卻前后溫度（），冷卻操作過程

50、時間（h）。根據(jù)設(shè)計結(jié)果，每個錐形發(fā)酵罐裝4鍋麥汁，則麥汁冷卻每罐耗冷量為： 相應(yīng)地冷凍介質(zhì)（2的冷凍水）耗量為：式中，分別表示冷凍水的初溫和終溫（）,水的比熱容KJ/（kgK）（2） 發(fā)酵耗冷量Q2 發(fā)酵期間發(fā)酵放熱，假定麥汁固形物均為麥芽糖，而麥芽糖的厭氧發(fā)酵放熱量為613.6kJ/kg。設(shè)發(fā)酵度為55%，則1L麥汁放熱量為：根據(jù)物料衡算，每鍋麥汁的冷麥汁量為23980.2L,則每個錐形罐發(fā)酵放熱量為：由于工藝規(guī)定主發(fā)酵時間為6天，每天糖化8鍋麥汁，并考慮到發(fā)酵放熱不平衡，取系數(shù)1.5,忽略主發(fā)酵的升溫，則發(fā)酵高溫時期耗冷量為： 發(fā)酵后期發(fā)酵液降溫耗冷主發(fā)酵后期，發(fā)酵后期，發(fā)酵液溫度從6緩

51、降到-1。每天單罐降溫耗冷量為：工藝要求此過程在2天內(nèi)完成，則耗冷量為（麥汁每天裝2個錐形罐）： 發(fā)酵總耗冷量 每罐發(fā)酵耗冷量 發(fā)酵(f jio)用冷媒耗（循環(huán)量）發(fā)酵(f jio)全過程冷卻用稀酒精液作冷卻介質(zhì)，進(jìn)出口溫度為-8和0，故耗冷媒量為：（3） 酵母(jiom)洗滌用冷無菌水冷卻的耗冷量Q3在錐形罐啤酒發(fā)酵過程，主發(fā)酵結(jié)束時要排放部分酵母，經(jīng)洗滌活化后重復(fù)用于新麥汁的發(fā)酵，一般可重復(fù)使用57次。設(shè)濕酵母添加量為麥汁量的1%，且使用1的無菌水洗滌，洗滌無菌水量為酵母量的3倍。冷卻前無菌水溫30。用-8的酒精液作冷地介質(zhì)。由上述條件，可得無菌水用量為： 每班無菌水用量：假設(shè)無菌水冷卻操

52、作在2h小時內(nèi)完成，則無菌水冷卻耗量為：耗冷凍介質(zhì)量為：式中，冷凍酒精液熱交換前后的溫度，分別為-8和0。每罐用于酵母洗滌的耗冷量：式中2-每班裝罐2罐（4） 酵母培養(yǎng)耗冷量Q4根據(jù)工藝設(shè)計，每月需進(jìn)行一次酵母純培養(yǎng)，培養(yǎng)時間為12d，即288h。根據(jù)工廠實(shí)踐，年產(chǎn)50000t啤酒酵母培養(yǎng)耗冷量為，則對應(yīng)的年冷耗量為： 相應(yīng)的高峰冷凍介質(zhì)循環(huán)量為：（5） 發(fā)酵車間工藝耗冷量Qt綜上計算，可算出發(fā)酵車間的工藝耗冷量為：4.3.2 非工藝耗冷量Qnt除了上述的發(fā)酵過程工藝耗冷量外，發(fā)酵罐外壁、運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)械、維護(hù)結(jié)構(gòu)及管道等均會耗用或散失冷量，構(gòu)成所謂的非工藝耗冷量，現(xiàn)分別介紹14-16。（1）露天錐形

53、罐冷量散失Q5錐形罐啤酒發(fā)酵工廠幾乎都把發(fā)酵罐置天露天，由于太陽輻射，對流傳熱和熱傳導(dǎo)等造成冷量散失。通常，這部分的冷量由經(jīng)驗數(shù)據(jù)求取。根據(jù)經(jīng)驗，年產(chǎn)5萬噸啤酒廠露天錐形罐的冷量散失在22000-50000kJ/t啤酒之間。故旺季每天耗冷量為：-旺季成品啤酒日產(chǎn)量(t)若白天日曬高峰(gofng)耗冷為平均每小時耗冷量的2倍，則高峰耗冷量為： 冷媒（-8稀酒精(jijng)）用量：（2）清酒罐、過濾機(jī)及管道(gundo)等散失冷量Q6因涉及的設(shè)備、管路很多，若按前面介紹的公式計算，十分繁雜，故啤酒廠設(shè)計時往往根據(jù)實(shí)驗經(jīng)驗選取。通常，取。所以：冷媒（-8稀酒精）用量：將上述結(jié)果，整理后可得500

54、00t/a啤酒廠發(fā)酵車間冷量衡算表，如表4-4所示。表4-4 啤酒發(fā)酵車間冷量衡算表耗冷分類耗冷項目每小時耗冷量（kJ/h）冷媒用量（kg/h）每罐耗冷（kJ）年耗冷量（KJ）工藝耗冷量麥汁冷卻917945626458367178241.961010發(fā)酵耗冷202625605968052983.63109無菌水冷卻948552837948555.07107酵母培養(yǎng)6966720832006402.0108工藝總耗冷9546603438186172.3491010非工藝耗冷量錐形罐冷損7808932335246853582.502109管道等冷損11455923425852582342.8081

55、09非工藝總耗冷161412899435925.31109合計總耗冷11160731537622092.881010單耗575555kJ/t第5章 主要設(shè)備(shbi)選型及計算5.1 主要(zhyo)設(shè)備計算5.1.1 糖化(tnghu)鍋糊化鍋投料量=1112.37+222.47=1334.84（kg）糊化醪量=1334.845+1334.84=8009（kg）設(shè)糊化鍋煮沸時，每小時蒸發(fā)5%的水分，操作時第一次煮沸40min，則蒸發(fā)量=80090.05（40/60）=267（kg）第一次煮沸的糊化醪量=8009-267=7742（kg）糖化醪量=2373.06+8305.71=10679（

56、kg）混合醪的量=10679+7742=18421（kg）糖化醪的密度為1065/m3則糖化鍋有效容積設(shè)糖化鍋充滿系數(shù)為0.7則糖化鍋的總?cè)莘e其圓筒直徑D與高度H之比為2：1即H=0.5D故取直徑D=4m,H=2m5.1.2 糊化鍋一般糊化鍋的輪廓比例為取糊化鍋的有效容積為糖化鍋的1/2到2/3，因此取其體積為15m3。故取直徑D=3.4m,H=1.7m5.1.3 煮沸鍋按物料衡算，每次糖化物料總量糖化醪的密度為1065kg/m3，生產(chǎn)需要1.4的空余系數(shù)故所需容積：, D:H=2:1, ,故取直徑D=4m,H=2m5.1.4 過濾(gul)槽由經(jīng)驗(jngyn)得,底面為1m2能容納(rng

57、n)的麥芽量約為125250kg，一般計算取200kg。則 G200F,F=2595.53/200=12.98（m2）式中 G每次糖化所用的麥芽量，kg；F所需槽底的面積，m2。由經(jīng)驗得,底面為1m2能容納麥芽200公斤,采用一個過濾槽,過濾槽將容納糖化原料加一次洗糟水。 經(jīng)計算,底面積13m2,底面半徑1.8米，高2米，添充系數(shù)0.7。設(shè)計體積35 m3此設(shè)計為由底部進(jìn)醪和麥汁集中中心排放的過濾槽。麥糟厚度0.3-0.4米。過濾槽底與篩板間距1.5cm,至少大于槽底管口直徑的1/4。耕糟器器臂橫梁距鍋壁15cm,采用四臂式,臂間距15cm,共20個耕刀,刀長50cm。 底部有20個濾管和濾孔

58、,內(nèi)徑50mm。 半徑1.8m,底厚0.01m,側(cè)體厚0.008m,高1m。升氣筒截面積為底面截面積1/50高5m ,直徑0.56 m。升氣筒體積1.3m3,鍋體體積10m3，圓臺體積2.5m3。底體積0.5 m3 (圓臺與鍋體夾角30)。5.1.5 回旋沉淀槽半徑2.5 m，底厚0.01m，側(cè)體厚0.008m，高4m，麥汁高2.7m，進(jìn)口在0.9m處，出口有三：上1.8m 處，1.6m處，底一個。升氣筒截面積為底面截面積1/47，高11m ，直徑0.8 m。升氣筒體積0.22 m3，鍋體體積0.54 m3，圓臺體積0.20 m3。球形底體積0.23 m3，(圓臺與鍋體夾角30)。5.1.6

59、發(fā)酵罐（1）罐大小的計算 每天糖化8次，每個發(fā)酵罐裝4鍋糖化液，故一次投入冷麥汁量為23980.24=95920.8L徑高比，空余系數(shù)1.2。最后圓整取115m3的發(fā)酵罐體。故取直徑D=4.2m,H=8.4m。（2）罐子個數(shù)的確定 設(shè)錐形發(fā)酵罐的發(fā)酵周期為17天。所以對罐體個數(shù)的最底要求： N=nt1=217+1=35（個），其中：n-每天裝罐數(shù),t-發(fā)酵周期,1-備用罐個數(shù)。發(fā)酵罐材料的選擇本設(shè)備采用不銹鋼制作。因為發(fā)酵罐里面所裝的溶液是酸性的，而CIP清洗液中僅有堿性溶液，因此,選用材料必須耐酸耐堿耐腐蝕,所以選用不銹鋼17-20。 5.1.7 清酒罐 年產(chǎn)50000t啤酒，由前物料衡算可

60、知，每鍋麥汁過濾后得過濾酒23621.7L，則每天過濾酒的產(chǎn)量為23621.78=188973.6L 由于工藝要求，設(shè)有6個清酒罐，則每罐容積為：設(shè)裝料系數(shù) =0.8，則：188973.6/(0.86)=39369.5L。取徑高比D：H=1：2，則有，D=2.9m。取D=3m,H=6m。5.1.8 CIP系統(tǒng)(xtng)設(shè)計思路CIP工藝的有效執(zhí)行是發(fā)酵過程實(shí)現(xiàn)無菌釀造的前提和保證，為此CIP系統(tǒng)設(shè)計就顯得尤為重要。CIP系統(tǒng)應(yīng)在發(fā)酵車間生產(chǎn)設(shè)備確定之后，按照各種容器及管路的清洗要求、生產(chǎn)工藝及CIP制度。洗液罐是CIP系統(tǒng)配置的基礎(chǔ)，其設(shè)計主要包括洗液罐的數(shù)量(shling)、容量。清洗液的