年產(chǎn)30萬噸啤酒廠工廠設(shè)計

1、第一章 總論第一節(jié) 啤酒的概況啤酒含有17種氨基酸，多種維生素及碳水化合物、礦物鹽等物質(zhì)、每升啤酒的熱量可達430卡，相當于6-7枚雞蛋，075升牛奶或50克奶油，被世界營養(yǎng)協(xié)會組織列為營養(yǎng)食品，素有“液體面包之譽?，F(xiàn)代科學研究說明，啤酒中所含各種成份、既有較高的營養(yǎng)價值又具良好的藥療效果，啤酒中酒精含量較低，10度黃啤酒含酒精3左右，非但對胃和肝臟無損害，而且可平緩地促進人體血液循環(huán)；維生素B1、B6已能維持心臟正?；顒?，而煙酸那么能擴張血管，故它們對心血管系統(tǒng)有益，可加速新陳代謝。啤酒中的礦物鹽，對人體組織細胞的代謝起著調(diào)節(jié)作用。有利于人體必需水分的攝取吸收，啤酒所含酒花素、既能促進唾液、

2、胃液和膽汁分泌、健胃益脾，又可治療肺和淋巴結(jié)核，還能促進傷口愈合和燒傷者痊愈。貧血患者常飲啤酒，能促進紅細胞的生長，增強造血功能。神經(jīng)衰弱者采用“啤酒療法即飯后半小時和睡前各飲啤酒半瓶約320毫升，30日為一療程，效果顯著。特別是冬季飲用溫啤酒，會使人周身發(fā)熱，祛寒解乏，中、老年人最為適宜。 啤酒品種很多，一般可根據(jù)生產(chǎn)方式，按產(chǎn)品濃度、啤酒的色澤、啤酒的消費對象、啤酒的包裝容器、啤酒發(fā)酵所用的酵母菌等種類來分類。根據(jù)原麥汁濃度分類啤酒酒標上的度數(shù)與白酒上的度數(shù)不同，它并非指酒精度，它的含義為原麥汁濃度，即啤酒發(fā)酵進罐時麥汁的濃度。主要的度數(shù)有18、16、14、12、11、10、8度啤酒。日常

3、生活中我們飲用的啤酒多為11、12度啤酒。根據(jù)啤酒色澤分類淡色啤酒色度在5-14EBC之間。淡色啤酒為啤酒產(chǎn)量最大的一種。淺色啤酒又分為淺黃色啤酒、金黃色啤酒。淺黃色啤酒口味淡爽，酒花香味突出。金黃色啤酒口味清爽而醇和，酒花香味也突出。濃色啤酒色澤呈紅棕色或紅褐色，色度在14-40EBC之間。濃色啤酒麥芽香味突出、口味醇厚、酒花苦味較清。黑色啤酒色澤呈深紅褐色乃至黑褐色，產(chǎn)量較低。黑色啤酒麥芽香味突出、口味濃醇、泡沫細膩，苦味根據(jù)產(chǎn)品類型而有較大差異。根據(jù)殺菌方法分類鮮啤酒啤酒包裝后，不經(jīng)巴氏滅菌的啤酒。這種啤酒味道鮮美，但容易變質(zhì)，保質(zhì)期7天左右。熟啤酒經(jīng)過巴氏滅菌的啤酒?？梢源娣泡^長時間，

4、可用于外地銷售，優(yōu)級啤酒保質(zhì)期為120天。根據(jù)包裝容器分類瓶裝啤酒國內(nèi)主要為640ml和355ml兩種包裝。國際上還有500ml和330ml等其他規(guī)格。易拉罐裝啤酒采用鋁合金為材料，規(guī)格多為355ml。便于攜帶，但本錢高。桶裝啤酒材料一般為不銹鋼或塑料，容量為30升。啤酒經(jīng)瞬間高溫滅菌，溫度為72C，滅菌時間為30秒。多在賓館、飯店出現(xiàn)，并專門配有售酒機。由于酒桶內(nèi)的壓力，可以保持啤酒的衛(wèi)生。第二節(jié) 啤酒釀造原料以大麥芽和大米包括特種麥芽為主要原料，加酒花，經(jīng)酵母發(fā)酵釀制而成。第二章 工廠總平面設(shè)計第一節(jié) 總平面設(shè)計設(shè)計原那么和根本要求1總平面設(shè)計必須符合生產(chǎn)流程的要求。2總平面設(shè)計應當將占地

5、面積較大的生產(chǎn)主廠房布置在廠區(qū)的中心地帶，以便其他部門為其配合效勞。3總平面設(shè)計應充分考慮地區(qū)主風向的影響，以次合理布置各建、構(gòu)筑廠房及廠區(qū)位置。4總平面設(shè)計應將人流、貨流通道分開，防止交叉。5總平面設(shè)計應遵從城市規(guī)劃的要求。6總平面設(shè)計必須符合國家有關(guān)標準和規(guī)定。第二節(jié) 工廠的組成啤酒廠是由生產(chǎn)車間、輔助車間、動力設(shè)施、給水、排水設(shè)施，全廠性設(shè)施等組成。生產(chǎn)車間：制麥車間，糖化車間，發(fā)酵車間 。輔助車間：原料預處理車間，過濾車間，灌裝車間，倉庫。動力設(shè)施：變電所，鍋爐房，冷凍機房。給水設(shè)施：水塔，水池，冷卻塔等。全廠性設(shè)施：辦公室，食堂，醫(yī)務室，浴室，廁所，車棚，圍墻，大門，傳達室。第三章

6、啤酒工廠設(shè)計第一節(jié) 設(shè)計原那么1、必須符合方案任務書的規(guī)定和要求。6 ) k7 # N; uS2、設(shè)備選用時，應滿足生產(chǎn)工藝要求，同時平安可靠，盡量選用成套設(shè)備，通用設(shè)備， 以利于提高機械化程度，方便生產(chǎn)，節(jié)約投資。- h8 X8 3 H1 p4 S3、本設(shè)計盡量少或不占耕地，選擇流程盡量減少，防止污染物排放。盡量減少三廢處理量，同時注意節(jié)能和充分利用余熱。p6 B9 P, r6 P6 ; B4、結(jié)合實際，根據(jù)國家的所需而合理決定工廠的產(chǎn)品品種及合理安排工廠的產(chǎn)品方案，兼顧經(jīng)濟效益和社會效益，以最小投資，換回最大的經(jīng)濟效益第二節(jié) 設(shè)計特點 1、本設(shè)計從實際出發(fā)，講究效益，生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)中力圖以

7、較少的人力、物力、財力取得較大的經(jīng)濟效益。此為本設(shè)計的指導思想，亦是本設(shè)計最主要的特點。: V. V* |; c/ h 2、本設(shè)計從國內(nèi)市場的銷售來確定產(chǎn)品，使產(chǎn)品在市場上具有較強的競爭力。3、本設(shè)計的廠址在城市近郊，在勞動力，動力、水的供給，排水工程及生! + g2 XB( w6 M# b活設(shè)施等方面能利用城市原有的設(shè)施，減少投資。 9 a0 2 / r) t7 q+ a6 a 4、本設(shè)計從節(jié)約用地出發(fā)，充分利用廠房設(shè)備來安排產(chǎn)品，對于那些類型不相同，生產(chǎn)設(shè)備，生產(chǎn)條件十分相同，甚至是用同一廠房，設(shè)備來生產(chǎn)不同產(chǎn)品，這對于廠房用地，設(shè)備投資都很有利。 , H9 VOC) R1 Ea+ e/

8、|5、本設(shè)計是產(chǎn)品衛(wèi)生達食品衛(wèi)生法規(guī)，遵守有關(guān)條款的規(guī)定。 第三節(jié) 設(shè)計可行性在中國建立最早的啤酒廠是俄國人在哈爾濱八王子建立的烏盧布列夫斯基啤酒廠, 此后五年時間里, 俄國、德國、捷克分別在哈爾濱建立另外三家啤酒廠。然而, 我們啤酒業(yè)大力開展真正發(fā)生在1979年后十年, 我國的啤酒工業(yè)每年以30%以上的高速度持續(xù)增長。80年代, 我國的啤酒廠如雨后春筍般不斷涌現(xiàn), 普及神州大地。 到1988年我國大陸啤酒廠家開展到813個, 總產(chǎn)量達656.4 萬噸, 僅次于美國、德國, 名列第三, (到1993 年躍居第二 ) 短短十年, 我國啤酒廠家增長9 倍, 產(chǎn)量增長17.6 倍, 從而我國成了名符

9、其實的啤酒大國。隨著經(jīng)濟的增長，人們對啤酒的消費會越來越大。目前，我國人均啤酒消費量雖然已接近22升，但中西部地區(qū)僅在10升左右，8億多人口的農(nóng)村人均連5升不到。因此，我國啤酒市場還擁有很大的挖掘潛力，消費量仍將保持增長。所以也看到了啤酒工業(yè)的開展前景。這時候建立一個啤酒工廠的話，產(chǎn)品的廣闊市場為工廠的生存和開展提供了良好的保證。第四節(jié) 產(chǎn)品方案及規(guī)模確實定 占地10001500平方千米，總投資2.8億元人民幣。麥芽汁發(fā)酵生產(chǎn)，產(chǎn)品品種：12度淡色啤酒產(chǎn)品包裝：500ml瓶裝產(chǎn)品產(chǎn)量：年產(chǎn)20萬噸5 W$ b1產(chǎn)品產(chǎn)期：11，12月為生產(chǎn)淡季 。其它月份為旺季。淡季每天糖化5次，旺季每天糖化8

10、次。第五節(jié) 廠址選擇的重要性及原那么廠址選擇是根本建設(shè)前期工作的重要環(huán)節(jié)，在工廠設(shè)計中有明顯的政治經(jīng)濟技術(shù)的意義。廠址選擇正確與否，不僅關(guān)系到建廠過程中能否以最省的投資費用，按質(zhì)按量按期完成工廠設(shè)計中所提出的各項指標，而且對投產(chǎn)后的長期生產(chǎn)，技術(shù)管理和開展遠景，都有著很大的影響，并同國家地區(qū)的工業(yè)布局和城市規(guī)劃有著密切的關(guān)系廠址的選擇應該作到深思熟慮和嚴謹從事。廠址選擇的原那么1、要有可靠的水源，在滿足啤酒廠生產(chǎn)用水的水質(zhì)、水量及水溫的條件之下，應盡可能靠近水似，以縮短管路及動力電纜的鋪設(shè)工程.如用山泉水、地下水、水庫水，自來水或江河水等水源，可單獨采取一種水源，也可取二種或三種水源以分別用于

11、生產(chǎn)。 - ce: o M6 % L+ t2、根據(jù)交通運輸方式的不同而考慮廠址的位置.如原材料、成品以水運為主，那么應盡可能靠近河流，并考慮碼頭的適當位置:如以陸運為主，那么須靠近鐵路或公路，并盡量減少沿途修建橋、隧洞的工程。 # L9 M4 k# f3、廠址應盡可能靠近一些已有的熱，電源，以充分取得企業(yè)協(xié)作的條件。 2 G D/ |: 8 n4 E+ b4、廠址地質(zhì)要符合啤酒廠設(shè)計的要求，一般地耐力宜在20噸/平方米以上為好，可節(jié)約根底工程投資，但應防止在地表過淺或已露頭巖石的地區(qū)及喀斯特、土崩、滑坡、流砂地區(qū)或是古河道，古墓之上選擇廠區(qū)。 6 U) a) _$ j- j6 t: 2 p5、

12、一般啤酒廠廠址應防止選在地震根本烈度在七度或七度以上地區(qū):當?shù)卣垢玖叶葹榫哦然虺^九度的地區(qū)不宜建大型啤酒廠.3 6、廠址不宜選在有礦產(chǎn)地區(qū)、有古跡文物地區(qū)。風景游覽區(qū)、有化學廢料，有機廢料堆放的地區(qū)等。 7 9 U% W; i. Q: p. x+ H4 7、廠址應盡量靠近城鎮(zhèn)或啤酒銷售區(qū)域，以減少大量的瓶箱運輸。$ Y0 U7 ( n3 # Q( X4 h/ X 8、選廠時應考慮職工生活區(qū)的位置，并盡可能靠近城鎮(zhèn)，以減少集體事業(yè)設(shè)施的投資，改善職工生活福利的條件。 9 U5 L) 2 w: p Q- Z# k5 J& N/ X+ ?9、選廠中還應盡量了解施工期間水電供給，勞動力來源，施工工

13、人居住生活，施工機械、預制場地、建材的運輸、堆放等條件的利便情況。 # z8 j3 C7 M , R A10、要考慮啤酒廠的綜合利用以及啤酒廠廢料的處理及堆放場地。第六節(jié) 廠址確實定及說明廠址選擇結(jié)果：, 4 n! e; D0 D: g3 Q% z) T1 T綜合以各種因素，初步選擇涪陵江東烏江近郊作為啤酒廠的廠址。這樣原料購置運輸不成問題，產(chǎn)品又能及時的銷往各中心城市，交通較為方便，是較為理想的選擇。第四章 啤酒生產(chǎn)工藝流程說明第一節(jié) 原料加工處理麥芽制造工藝流程： 原料大麥浸漬發(fā)芽枯燥除根啤酒釀造工藝流程： 糖化用水洗糖用水 酒花 原料麥芽，大米粉碎糖化麥汁過濾麥汁煮沸裝瓶滅菌噴碼貼標包裝

14、入庫 酵母 沖氧啤酒釀造需要四種原料：大麥、酒花、水和酵母。這些原料的質(zhì)量決定著所生產(chǎn)啤酒的質(zhì)量。了解這四種原料的特性及其對工藝的影響，是對起進行加工處理的前提，只有這樣才能有針對性地進行工藝控制。第二節(jié) 啤酒的生產(chǎn)啤酒的生產(chǎn)過程大體可以分為四大工序：麥芽制造；麥汁制備；啤酒發(fā)酵；啤酒包裝與成品啤酒。麥芽制造大麥是釀制啤酒的主要原料，是先將其制成麥芽，再用于釀酒。大麥在人工控制的外界條件下進行發(fā)芽和枯燥的過程，即為麥芽制造，簡稱“制麥。發(fā)芽后的新鮮麥芽稱綠麥芽。綠麥芽經(jīng)枯燥后稱干麥芽。麥芽制造過程如下： 大麥預處理浸麥發(fā)芽枯燥除根成品麥芽傳統(tǒng)的制麥過程分為三個階段：1精選后的大麥，浸漬水中，使

15、到達發(fā)芽所需要的水分，此階段為大麥浸漬。2浸漬后的大麥，在人工控制的條件下進行發(fā)芽，利用發(fā)芽過程形成的酶系,使大麥的內(nèi)容物質(zhì)進行分解，變?yōu)辂溠浚穗A段為人工發(fā)芽。3發(fā)芽完畢的綠麥芽，利用熱空氣進行枯燥和焙焦此階段為麥芽焙燥。新型的制麥方法，常運用浸漬時充分供氧的理論，使大麥在浸漬吸水過程中，即開始萌芽。邊浸漬，邊發(fā)芽，使浸漬和發(fā)芽合為一個生產(chǎn)階段，大大縮短了生產(chǎn)時間。大麥發(fā)芽的目的是使麥粒內(nèi)部產(chǎn)生一定數(shù)量的水解酶，并利用這些水解酶，分解胚乳的貯藏物質(zhì)，使其進行合理的降解。1胚乳細胞壁的局部或全部降解，使焙燥后的麥粒變得疏松，更易粉碎，內(nèi)容物質(zhì)更易溶出。2麥粒的膠質(zhì)聚糖物質(zhì)充分降解，使麥芽浸出物

16、的粘度大大降低。3胚乳的局部淀粉和蛋白質(zhì)進行合理降解，形成一局部低分子水溶性物質(zhì)，這些物質(zhì)是組成麥汁的主要成分。 麥芽焙燥的作用是使綠麥芽的水分降低，發(fā)芽停止，便于去根和貯藏。但麥芽焙燥并不只是一個簡單的水分蒸發(fā)過程，它還同時進行了復雜的生化變化，使焙燥后的麥芽具有獨特的香味和色澤。麥芽焙燥系根據(jù)制造不同的麥芽類型，采取不同的焙燥方法，以適應釀制不同類型的啤酒。麥汁制備麥汁制備通常在工廠又稱為糖化。麥芽及輔料必須經(jīng)過這個過程，制成各種成分含量適宜的麥汁，才能由酵母發(fā)酵釀成啤酒。麥汁制造的全過程，可分為麥芽及輔料的粉碎、醪的糖化、過濾，以及麥汁煮沸、冷卻五道工序。將粉碎的谷粒/麥芽于水在糊化鍋/

17、糖化鍋中混合。糊化鍋/糖化鍋是一個巨大的金屬容器：匹配CIP清洗系統(tǒng)與加熱系統(tǒng)、攪拌裝置以及大量自控裝置。在糊化鍋/糖化鍋中，將難溶性的淀粉和蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)變成為可溶性麥芽汁。麥芽汁在被泵入煮沸鍋之前需要先在過濾槽中去除其中的麥糟。過濾后的麥汁進入煮沸鍋后，混合物被煮沸以吸取酒花的味道，并起色和消毒。在煮沸后，參加酒花的麥芽汁被泵入盤旋沉淀槽，除去不需要的酒花剩余物和不溶性的蛋白質(zhì)。潔凈的麥芽汁從盤旋沉淀槽中泵出后，被送入熱交換器冷卻。隨后，麥芽汁中被參加酵母，開始進入發(fā)酵工序。啤酒發(fā)酵冷麥芽汁添加酵母后，開始發(fā)酵作用。啤酒發(fā)酵是一項非常復雜的生化變化過程，在啤酒酵母所含酶系的作用下，其主要變化產(chǎn)物

18、是酒精和二氧化碳，另外還有一系列的發(fā)酵副產(chǎn)物，如醇類、醛類、酸類、酯類、酮類和硫化物等。這些發(fā)酵產(chǎn)物決定了啤酒的風味、泡沫、色澤和穩(wěn)定性等各項理化性能，使啤酒具有其獨特的典型性。 不同的釀造者，由于采用了不同的酵母菌株，從而衍生出不同的發(fā)酵工藝和生產(chǎn)出不同類型的啤酒。傳統(tǒng)的啤酒發(fā)酵方法，可分為上面發(fā)酵和下面發(fā)酵兩種類型。前者采用上面酵母和較高的發(fā)酵溫度；后者采用下面酵母和較低的發(fā)酵溫度。這兩種啤酒風味不同，各具特點。 啤酒發(fā)酵過程分主發(fā)酵又名前發(fā)酵和后發(fā)酵兩個階段。酵母繁殖和大局部可發(fā)酵性糖類的分解以及酵母的一些主要代謝產(chǎn)物，均在主發(fā)酵階段完成。后發(fā)酵是前發(fā)酵的延續(xù)，必須在密閉容器中進行，使殘

19、留糖分分解所形成的二氧化碳溶于酒內(nèi)，到達飽和；并使啤酒在低溫下陳釀，促進酒的成熟和澄清。 由于科學技術(shù)的不斷開展，啤酒發(fā)酵過程中的一些變化機制，正逐步為人們所掌握。為了縮短發(fā)酵周期，提高發(fā)酵設(shè)備利用率，人們在傳統(tǒng)的發(fā)酵技術(shù)上，又創(chuàng)造了許多新型發(fā)酵方法，如攪拌發(fā)酵、高溫發(fā)酵、加壓發(fā)酵、連續(xù)發(fā)酵等，并且創(chuàng)造了多種新型發(fā)酵容器。啤酒包裝與成品啤酒 啤酒經(jīng)過后發(fā)酵或后處理，口味已經(jīng)到達成熟，二氧化碳已經(jīng)飽和酒內(nèi)，酒液也已逐漸澄清，此時再經(jīng)過機械處理，使酒內(nèi)懸浮的輕微粒子最后別離，到達酒液澄清透明的的程度，即可包裝出售。啤酒的包裝方式系根據(jù)銷售的需要而為，有瓶裝啤酒，罐裝啤酒和桶裝啤酒。 在包裝啤酒之前

20、，必須將啤酒澄清，啤酒的澄清系指啤酒與其所含的固體粒子別離的過程。啤酒在貯藏期間，因酵母逐漸沉降和局部不穩(wěn)定的蛋白質(zhì)-單寧復合物的析出、凝集、沉淀而逐步變得澄清。這種自然澄清的現(xiàn)象，主要由于固液相的不同相對密度而產(chǎn)生的，沉降速度較慢，只能使啤酒到達一定的澄清程度，對其中極輕微的粒子那么很難在較短時間內(nèi)完全沉淀下來。要使成品啤酒到達澄清透明，富有光澤的程度，那么必須通過機械方法進行處理。這些機械澄清方法可以除去啤酒中的酵母和細菌以及微小的混濁物質(zhì)粒子，不僅使啤酒外觀富有吸引力，而且大大改善了啤酒的生物穩(wěn)定性和非生物穩(wěn)定性。啤酒的包裝它對啤酒的質(zhì)量和外觀有直接的影響。在包裝過程中應做到以下要求：1

21、嚴格的無菌要求，包裝后的啤酒應符合衛(wèi)生標準；2在包裝過程中應減少二氧化碳損失，以保證啤酒口味和泡沫性能；3在包裝過程中應盡量防止與空氣接觸，防止因氧化作用而影響啤酒的風味穩(wěn)定性和非生物穩(wěn)定性。第五章 物料衡算第一節(jié) 根底數(shù)據(jù)表1表1啤酒生產(chǎn)根底數(shù)據(jù)項 目名 稱百分比%項 目名 稱百分比%定 額 指 標原料利用率原料配比麥芽60麥芽水分6大米40大米水分13啤酒損失率(對熱麥汁)冷卻損失無水麥芽浸出率75發(fā)酵損失無水大米浸出率92過濾損失麥芽清凈和磨碎損失裝瓶損失總損失一 100KG 原料生產(chǎn)12度淡色啤酒物料衡算1熱麥汁量 根據(jù)表5-1可得原料收率分別為： 麥芽收率為： 0.751006100

22、=70.5% 大米收率為： 0.9210013100=80.04% 混合原料收得率為： 0.6070.5%10.1+0.4080.04%98.5%=73.16%由上述可得100kg混合原料可制得的12熱麥汁量為：73.1612100=609.66kg又知12汁在20時的相對密度為1.084，而100熱麥汁比20時的麥汁體積增加1.04倍，故熱麥汁100體積為：609.661.0841.04=2 添加酒花量： 609.660.2%=3 冷麥汁量為： 584.9210.075=4 發(fā)酵成品液量： 541.0510.016=5 清酒量過濾為：532.3910.015=6 成品啤酒量為： 524.41

23、10.02=二 生產(chǎn)100L12P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)12成品啤酒，故可得出下述結(jié)果：（1） 生產(chǎn)100L12淡色啤酒需耗混合原料量為：100513.92100=（2） 麥芽耗用量： 19.4660%=（3） 大米耗用量： 19.4611.68=（4） 酒花用量為 對淡色啤酒，熱麥汁中參加的酒花量為0.2%，故酒花耗用量為： 584.92/513.921000.2%=5 熱麥汁量為： 584.92/513.92100=6 冷麥汁量為： 541.05/513.92100=7 濕糖化糟量： 設(shè)排出的濕麥糟水分含量為80%，那么濕度糟量為：10.061007

24、5/1008011.68= 濕大米糟量為：10.1310092/100807.78=故濕糖化糟量為： 13.72+2.71=（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%，那么酒花糟量為：10040/100800.2276=（9） 發(fā)酵成品液量：532.39/513.92100=10清酒量： 524.41/513.92100=三 200000t/a 12P淡色啤酒糖化車間物料衡算全年生產(chǎn)天數(shù)為300天，設(shè)旺季生產(chǎn)240天，淡季生產(chǎn)60天。旺季每天糖化數(shù)為7次，淡季每天生產(chǎn)次數(shù)為5次，那么全年糖化次數(shù)為：2407+605=1980次計算的根底數(shù)據(jù)可算出每次投料量及

25、其他工程的物料平衡。1年實際生產(chǎn)啤酒：2000001.012=L2清酒產(chǎn)量：10.02=L3發(fā)酵液總量：10.015=L4冷麥汁量：10.016=L5煮沸后熱麥汁量：10.075=L 20麥汁體積：1.04=2L 12P麥汁質(zhì)量為20：1.084=106Kg 6混合原料量：106Kg 12%73.16%=106Kg7麥芽耗用量：106Kg 0.60=106Kg 大米耗用量：106=106Kg8酒花耗用量：0.2%=Kg根據(jù)經(jīng)驗估算，混合原料量定為106Kg，實際產(chǎn)量才大于200000t啤酒。 把前述的有關(guān)啤酒糖化間的三項物料衡算計算結(jié)果，整理成物料衡算表：第二節(jié) 啤酒廠糖化車間物料衡算一覽表表

26、2 表2啤酒廠糖化車間物料衡算表物料名稱單位對100kg混合原料100L 12P淡色啤酒糖化一次定額量200000t/a啤酒生產(chǎn)混合原料Kg10038450000麥芽Kg6023070000大米Kg4015380000酒花Kg熱麥汁L冷麥汁L濕糖化糟Kg16293060濕酒花糟Kg發(fā)酵成品液L清酒液L102.04成品啤酒L100備注：12P淡色啤酒的密度為1012kg/m3，實際年生產(chǎn)啤酒為228906t。第六章 熱量衡算本設(shè)計采用國內(nèi)常用的雙醪一次煮出糖化法，下面就工藝為基準進行糖化車間的熱量衡算。數(shù)據(jù)根據(jù)表2表3啤酒廠糖化工藝流程示意圖去發(fā)酵煮沸強度10%冷凝固物冷麥汁酒花糟熱凝固物薄板冷

27、卻器盤旋沉淀槽90min酒花煮沸鍋麥汁麥糟過濾70糖化結(jié)束7820min10min7min13min12min糖化鍋熱水，5070，25min5min自來水18糊化鍋大米粉 kg麥芽粉 t0，20min麥芽粉 kg， 60mint100，10min90 20min100，40min63，60min第一節(jié) 熱量衡算 糖化用水耗熱量Q1根據(jù)工藝，糊化鍋加水量為：G1=(7226.311445.26)4.5=39022.02 (kg)式中,7226.3為糖化一次大米粉量, 1445.26為糊化鍋參加的麥芽粉量(為大米量的20%).而糖化鍋加水量為:G23.5=70817.04(kg)式中, 2023

28、3.44為糖化一次糖化鍋投入的麥芽粉量,即21678.71445.26=20233.44(kg).而21678.7為糖化一次麥芽定額量.故糖化總用水量為:39022.0270817.04=109839.02(kg)自來水平均溫度取t1=18,而糖化配料用水溫度t2=50,故耗熱量為:Q1=(G1+G2)Cw(t2t1)= 32=14692072.67 (kJ)Cw 水的比熱等于1calg-1-1(即4.1868103Jkj-1K-1)第一次米醪煮沸耗熱量Q2由糖化工藝流程可知,Q2= Q2Q2Q2100耗熱Q2Q2G米醪C米醪(100t0)計算米醪的比熱容C米醪根據(jù)經(jīng)驗公式C谷物100W進行計

29、算 。式中W為含水百分率;co為絕對谷物比熱容,取co=1.55kJ/(kg.K)C麥芽10066kJ/(kg.K)C大米1001313kJ/(kg.K) G大米C大米+G麥芽C麥芽+G1CW C米醪= G大米+G麥芽+G1 1.89+1445.267226.7+ 1445.26+39022.02 kJ/(kg.K)米醪的初溫t0，原料的初溫為18 ，而熱水為50G米醪G17226.31445.2647693.6(kg) (G大米C大米+G麥芽C麥芽) 18+ G1CW50那么t0 G米醪C米醪 8445922 47 179328把上述結(jié)果代回,得Q3.76 (10047)= 9504380.

30、6(kJ)2煮沸的時間是30min,蒸發(fā)強度每小時5%,那么蒸發(fā)水分量為:V1= G米醪5% 3060=1192.34(kg)故Q2= V12257.2= 2691349.85 (kJ)式中,I為煮沸溫度(約為100)下水的汽化潛熱(kJ/kg)2米醪升溫和第一次煮沸過程的熱損失約為前二次耗熱量的15%,即Q2=15%(Q2Q2)4由上述結(jié)果得:Q2= 1.15(Q2Q2)=14025090.02(kJ)第二次煮沸前混合醪升溫至70的耗熱量Q3按糖化工藝,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為63,故混合前米醪先從100冷卻到中間溫度t1糖化鍋中麥糟的初溫t麥醪麥芽粉這溫為18，

31、用50的熱水配料，G麥醪=20233.44+70817.04=91050.48 (kg)麥醪的比比熱容G麥芽c麥芽+G2cW c麥醪 = =3.63kJ/(kg.K)G麥芽+G2 那么麥醪溫度為: G麥芽c麥芽 18+ G2CW50t麥醪 G麥醪c麥醪46.67()2.根據(jù)熱量衡算,且忽略熱損失,米醪與麥醪并合前后的焓不變, G混合= G麥醪+ G米醪=91050.48+47693.6=138744.08(kg)混合醪的比熱容 G麥醪c麥醪+ G米醪c米醪c混合kJ/(kg.K) G麥醪+G米醪t混合=63那么米醪的中間溫度為:G混合c混合t混合G麥醪c麥醪t麥醪 t G米醪C米醪=93因此溫

32、度比煮沸溫度只低7，考慮到米醪由糊化鍋到糖化鍋輸送過程的熱損失，可不必加中間冷卻器。3Q3= G混合c混合7=3564335.4 (kJ)(四)第二次煮沸混合醪的耗熱量Q4由糖化工藝流程可知：Q4=Q 4+ Q 4+ Q 4 4經(jīng)第一次煮沸后米醪量為:G米醪= G米醪V1=47693.61192.34=46501.26 (kg)糖化鍋的麥芽醪量為:G麥醪=G麥+ G2=20233.44+70817.04=91050.48(kg)故進入第二次煮沸的混合醪量為:G混合= G米醪+ G麥醪=46501.26+91050.48=137551.74(kg)據(jù)工藝,糖化結(jié)束醪溫為78,抽取混合醪的溫度為7

33、0,那么送到第二次煮沸的混合醪量為: G混合(7870) G混合100%=26.7% 10070麥醪的比熱容: C麥醪kJ/(kg.K)(計算公式如上式) 混合醪的比熱容:C混合kJ/(kg.K)(計算公式如上式)故Q 426.7%G混合c混合1007026.7%304043567(kJ)2二次煮沸過程蒸汽帶走的熱量Q4煮沸時間為10min,蒸發(fā)強度為5%,那么蒸發(fā)水分量為:V226.7%G混合5%106026.7%5%1060306.05(kg)故Q 4=I V2306.05690822 (kJ)式中,I為煮沸溫度下飽和蒸汽的焓(kJ/kg) 4根據(jù)經(jīng)驗有: Q 415%( Q 4+ Q 4

34、)15%(4043567690822)46533894.把上述結(jié)果代回式中,得Q4=1.15(Q 4Q 4)5351397(kJ)(五)洗糟用水耗熱量Q 5洗糟水平均溫度為80,以每100kg原料用水450kg計算,那么G洗G混合原料450100289054.5130072.7(kg)Q 5G洗6233709589(kJ)(六)麥汁煮沸過程耗熱量Q 6Q 6= Q 6+ Q 6+ Q 6 6由生產(chǎn)物料平衡表可知,100kg混合原料可得到607kg熱麥汁,且設(shè)過濾完畢麥汁溫度為70.那么進入煮沸鍋的麥汁量為：G麥汁=28905607100175453.35(kg)1.8928905又C麥汁 28

35、905kJ/(kg.K)故Q 6= G麥汁c麥汁3020264862(kJ) 6煮沸強度10%,采用新型麥芽汁煮沸系統(tǒng),合計時間1.5h,那么蒸發(fā)水分為:V310%1.526318(kg)故Q 62631859404995(kJ)3.熱損失為 Q 615%( Q 6Q 6)4.把上述結(jié)果帶回式中,可得麥汁煮沸總耗熱Q 6115%( Q 6Q 6)115%(20264862+59404995)79669957(kJ)(七)糖化一次總耗熱量Q總Q總 14692072.67 +14025090.02+3564335.4 +5351397+33709589+79669957151012441(kJ)第

36、二節(jié) 蒸汽耗量計算一 糖化一次耗用蒸汽量D使用表壓為0.4MPa的飽和蒸汽,I=2725.3kJ/kg,那么:Q總 151012441D 73464(kg)(Ii) (2725.3561.47)95%式中，i為相應冷凝水的焓(561.47 kJ/kg); 為蒸汽的熱效率,取95%.二 糖化過程每小時的最大蒸汽耗量Qmax在糖化過程各步驟中,麥汁煮沸耗熱量Q6為最大,且知煮沸時間為90min,熱效率95%,故: Q 6 79669957Qmax 55908741.75(kJ/kg)95%相應的最大蒸汽耗量為:Dmax 25837.86(kg/h) 三 蒸汽單耗據(jù)設(shè)計，每年糖化次數(shù)為1980次，共

37、生產(chǎn)啤酒20萬噸。年耗蒸汽總量為：DT734641980145458720 (kg)年20萬噸啤酒成品耗蒸汽(對糖化):Ds145458720200000kg/KL啤酒每晝夜耗蒸汽量(生產(chǎn)旺季算)為:Dd734645367320 (kg/d)至于糖化過程的冷卻,如熱麥汁被冷卻成冷麥汁后才送到發(fā)酵車間,必須盡量回收其中的熱量。最后，把上述計算結(jié)果列成熱量消耗綜合表表4 20萬噸/年啤酒廠糖化車間總熱量衡算表名稱規(guī)格(MPa)每KL產(chǎn)品消耗定額(kg)每小時最大用量(kg/h)每晝夜消耗量(kg/d)年消耗量(kg/a)備注蒸汽0.4(表壓)36732088156800第三節(jié) 發(fā)酵車間耗冷量計算啤

38、酒發(fā)酵工藝有上面發(fā)酵和下面發(fā)酵兩大類,而后者又有傳統(tǒng)的發(fā)酵槽發(fā)酵和錐形罐發(fā)酵等之分。不同的發(fā)酵工藝，其耗冷量也隨之改變。下面以本廠采用的錐形罐發(fā)酵工藝進行20萬噸啤酒廠發(fā)酵車間的耗冷量計算。工藝技術(shù)指標及根底數(shù)據(jù)年產(chǎn)12淡色啤酒20萬噸;旺季每天糖化5次,淡季3次,每年共糖化1980次;主發(fā)酵時間6天;12Bx麥汁比熱容C1kJ/(kg.K)；冷煤用15%酒精溶液，比熱容可視作C2kJ/(kg.K)麥芽糖厭氧發(fā)酵熱q=613.6 (kJ/kg)麥汁發(fā)酵度65%.根據(jù)發(fā)酵車間耗冷性質(zhì)，可分為工藝耗冷量和非工藝耗冷量量類，即：QQt+Qnt工藝耗冷量Qt麥汁冷耗冷量Q1冷卻方法是采用一段式冷卻。使

39、用的冷卻介質(zhì)為2的冷凍水，出口溫度為85。糖化車間送來的熱麥汁溫度為93，冷卻至發(fā)酵起始溫度10。根據(jù)啤酒生產(chǎn)物料衡算表，可知每糖化一次得熱麥汁227631L，而相應的麥汁密度為1048kg/m3，227631L約為故麥汁量為: G1048227.631238557.3(kg) 又知12麥汁的比熱容為4.0 kJ/(kg.K),工藝要求在1h內(nèi)完成冷卻過程,那么所耗冷量為:Q1Gc(t1t)/(9310)/179202123.6(kJ/h)式中, t1 和t分別為麥汁冷卻前后溫度() 冷卻操作過程時間(h)根據(jù)設(shè)計結(jié)果,每個錐形發(fā)灌裝4鍋麥汁,那么麥汁冷卻每罐耗冷量為:Qf4Q1 479202

40、123.6316804094.4(kJ)相應的冷凍介質(zhì)(2的冷水)耗量為:Q1M1 228284.5(kg/h)cm(tt1(852)式中，t1和t 分別是冷凍水的初溫和終溫()cm 水的比熱容kJ/(kg.K)發(fā)酵耗冷量Q發(fā)酵期間發(fā)酵放熱Q麥芽糖發(fā)酵反響總反響方程如下： C12H22O11+H2O+4ATP+4Pi4C2H5OH+4CO2+4ATP+熱量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613.6 kJ/kg。由于所選菌種的原因，發(fā)酵度超過65%，現(xiàn)假定發(fā)酵度為65%，那么1L麥汁放熱量為：q012%65%47.86(kJ)根據(jù)物料衡算，每鍋麥汁的冷麥汁量為210558L,

41、那么每錐形罐發(fā)酵放熱量為：Q0210558440309223.5(kJ)由于工藝規(guī)定主發(fā)酵時間為6天，每天糖化6鍋麥汁，并考慮到發(fā)酵放熱的不平衡，取系數(shù)1.5，忽略主發(fā)酵期的麥汁溫升，那么發(fā)酵頂峰期耗冷量為： Q066Q2 = 629831.6(kJ/h) 2464 2464發(fā)酵后期發(fā)酵液降溫耗冷Q” 主發(fā)酵后期,發(fā)酵液溫度從10降至1,每天單罐降溫耗冷量為:Q0”4Gc1101= 411=41986084.8(kJ)工藝要求此過冷過程在2天內(nèi)完成,那么耗冷量為(麥汁每天裝1.5各錐形罐):Q”1.5 Q0 /(242)發(fā)酵總耗熱量QQQ+ Q” 629831.6+=(kJ/h)每罐發(fā)酵耗冷量

42、Q0Q0Q0+ Q0” 40309223.5 +41986084.8=(kJ)發(fā)酵用冷媒耗量(循環(huán)量) M2 發(fā)酵過程冷卻用稀酒精液作冷卻介質(zhì),進出口溫度為8和0,故耗冷媒量為:M2Q/( Cm8)8=58071.1(kJ/h)酵母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)束時要排放局部酵母,經(jīng)洗滌活化后重復用于新麥汁的發(fā)酵,一般可重復使用57次，現(xiàn)設(shè)6次。設(shè)濕酵母添加量為麥汁量的1.0%，且使用1的無菌水洗滌，洗滌無菌水量為酵母量的3倍。冷卻前無菌水溫為30，用8酒精液作冷卻介質(zhì)。由上述條件，可得無菌水用量為：Gw21055861.0%3=(kJ/d)式中210558糖化

43、一次的冷麥汁量(kg)每班無菌水用量：GwGw3=/3=(kg/班)假定無菌水冷卻操作在2h內(nèi)完成,那么無菌水冷卻耗冷量為: Q3GwCm(twtw)/=(30-1)/2=765715(kJ/h)所耗冷凍介質(zhì)量為：M3= Q3/CWt2t1= 7657158)= 22898(kJ/h)式中t1 、t2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為:Q3GwCm(twtw)/1.5=(30-1)/1.5=(kJ)酵母培養(yǎng)耗冷量Q4根據(jù)工藝設(shè)計，每月需進行一次酵母純培養(yǎng)，培養(yǎng)時間為12d，即288h。根據(jù)工廠實踐，年產(chǎn)15000t啤酒工廠酵母培養(yǎng)耗冷量為：41800(kJ/h)

44、，現(xiàn)年產(chǎn)為20萬噸，為10.12倍,即Q441800 10.12=423016(kJ/h)對應的年耗冷量為:Q4 Q42881042301628810=1218286080(kg/h)相應的頂峰冷凍介質(zhì)循環(huán)量為:M4Q4/Cmt2t1812591(kg/h)發(fā)酵車間工藝耗冷量Qt綜上計算,可求算出發(fā)酵車間的工藝耗冷量為:Qt79202123.6+423016 = (kJ/h)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、運轉(zhuǎn)機械、圍護結(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露天錐形罐冷量散失Q5根據(jù)經(jīng)驗，年產(chǎn)20萬噸啤酒廠露天錐形罐的冷量散失在6500015000

45、0kJ/t啤酒之間，假設(shè)在南方熱帶地區(qū)設(shè)廠，可取高值。故旺季每天耗冷量為：Q5= Gb150000=2006150000= 182160000 (kJ/d)式中 Gb旺季成品啤酒日產(chǎn)量(t)假設(shè)白天日曬頂峰耗冷為平均每小時耗冷量的2倍，那么頂峰耗冷量為：Q5=2Q5/24= 30360000 (kJ/h)冷媒(8稀酒精)用量：M5= Q5/Cmt2t1= (kJ/h)清酒罐、過濾機及管道等散失冷量Q6按經(jīng)驗值，取Q6=12% Qt，所以：Q6=12% Qt=12% = (kJ/h)冷媒(8稀酒精)用量:M6= Q6/Cmt2t1=591211 (kJ/h)20萬噸啤酒廠發(fā)酵車間冷量衡算表將上述

46、計算結(jié)果,整理后可得200000t/a啤酒廠發(fā)酵車間冷量衡算表,表5耗冷分類耗冷工程每小時耗冷量(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Q1228284.5 (2)1011發(fā)酵耗冷Q258071.1109無菌水冷卻Q376571522898108酵母培養(yǎng)Q44230161259114558472109工藝總耗冷Qt41467882811011非工藝耗冷量錐形罐冷損Q53036000024591600001.031011管道等冷損Q65912113969719281.591011非工藝總耗冷Qnt1011合計總耗冷Q單耗第四節(jié) 水消耗計算由于麥芽是外購，

47、所以不用麥芽制造用水，所以水的消耗從糖化用水開始。糖化用水量計算糖化、糊化投料水 g1=2洗麥糟用水 g2=1.52M洗酒花糟用水 g3=糖化設(shè)備洗滌水 g4=糖化車間總用水 G1=4.3式中 M混合原料投料量噸M=28905kg G1=4.3=4.3528905=124291.5144525kg冷卻、發(fā)酵、貯酒的用水量計算麥汁冷卻耗水 g1=1V式中 V每次投料得麥汁的體積m3g1=1210558=210558kg發(fā)酵液的冷卻，車間槽、罐的洗滌等可按本車間槽和罐的總?cè)莘em3的5%/每晝夜計。發(fā)酵車間的地板洗滌，按車間的每m2耗水3L/晝夜計。啤酒灌裝用水量計算洗瓶用水量以每百升瓶容積耗水20

48、30m3計清酒罐洗滌用水以清酒罐容積5%/每晝夜計灌裝車間地板洗滌以每m2面積耗水3L/每晝夜計啤酒生產(chǎn)總耗水量每噸啤酒從糖化到灌裝總耗水約50100噸每噸啤酒從麥芽到灌裝，并包括冷凍、鍋爐及生活用水約100噸。第七章 設(shè)備選型第一節(jié) 設(shè)備選擇原那么食品工廠設(shè)備大體分四個類型：計量和貯存設(shè)備、定型專用設(shè)備，通風機械設(shè)備，在選擇設(shè)備時，要按以下原那么進行：1滿足工藝要求，保證產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量2一般大型食品廠應選用較先進的機械化程度高的設(shè)備，中型廠那么看具體備件，一些產(chǎn)品可以選用機械化、連續(xù)化程度高的設(shè)備，小型廠那么選用較簡單的設(shè)備。3能設(shè)備能充分利用原料，能耗少效率高、體積小、維修方便、勞動強度底，并能一機多用。 4所選設(shè)備應符合食品衛(wèi)生要求，易清洗裝拆，與食品接觸的材料不易腐蝕不致對食品造成污染。5設(shè)備結(jié)果構(gòu)合理，材料性能可適應各種工作條件如溫度、濕度、酸堿度6在溫度、壓力、真空、濃度、時間、速度、流量、液位、計數(shù)和程序等方面有合理的控制系統(tǒng)，盡量采用自動控制方式。第二節(jié) 設(shè)備的選擇啤酒廠一般分為七個車間，分別為：預處理車間，制麥車間，糖化車間，發(fā)酵車間，過濾車間，灌裝車間，熱量供給車間。一 預處理車間設(shè)備（1） 篩選設(shè)備1. 磁鐵別離器磁鐵別離器可由磁鐵和電磁鐵組成?？紤]到電磁鐵需耗電能且結(jié)構(gòu)復雜，維修困難。該設(shè)計中選擇了永久磁鐵的平板式磁鐵別離器。