《發(fā)酵工廠設計概論》課程設計年產(chǎn)30000t啤酒廠設計

1、第一章 總論第一節(jié) 設計依據(jù)和范圍1.1.1 設計的主要依據(jù)（1） 可行性研究報告以及設計計劃任務書。（2） 項目工程師或項目總負責人下達的設計工作提綱和總工程師作出的技術決定。 （3） 如采用新原料品種、新技術和新設備時，必須在技術上有切實把握并且依據(jù)了正式的試驗研究報告和技術鑒定書，經(jīng)設計單位領導核準后方可作為設計依據(jù)。1.1.2設計的主要范圍（1） 啤酒生產(chǎn)工藝流程的選擇、設計及論證。（2） 全廠物料衡算，水、汽、冷衡算。（3） 糖化工段設備及重點設備的選型及設計。（4）發(fā)酵工段設備選型及技術論證。（5） 設計的繪圖內(nèi)容。第二節(jié) 設計原則（1） 設計工作認真進行調查研究，廣泛查閱文獻，收

2、集設計必需的技術基礎資料，加強技術經(jīng)濟的分析工作，與同類型廠先進技術經(jīng)濟指標作比較。設計的技術經(jīng)濟指標以達到或超過國內(nèi)同類型發(fā)酵工廠生產(chǎn)實際平均先進水平為宜。（2） 積極合理地采用新技術，力求設計在技術上具有現(xiàn)實性和先進性，在經(jīng)濟上具有合理性。并根據(jù)設備和控制系統(tǒng)在資金和供貨可能情況下，盡可能提高勞動生產(chǎn)率，逐步實現(xiàn)機械化、自動化。 （3） 設計結合實際，因地制宜，體現(xiàn)設計的通用性和獨特性相結合的原則，不能千廠一貌。發(fā)酵工廠生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn)品品種的確定，要適應市場的需要，要考慮資金來源，建廠地點，時間，三廢綜合利用等條件，并適當留有發(fā)展余地。 （4） 酵工廠設計還考慮了采用微生物發(fā)酵的工廠的獨特要

3、求，既要注意到周圍環(huán)境(包括空氣、水源)的清潔衛(wèi)生，又要注意到發(fā)酵工廠內(nèi)車間之間對衛(wèi)生、無菌、防火等條件的相互影響。藥品、食品類發(fā)酵工廠，還應貫徹國家藥品、食品有關法律法規(guī)，充分體現(xiàn)衛(wèi)生、優(yōu)美、流暢，并能讓參觀者放心的原則。第三節(jié) 建設規(guī)模和產(chǎn)品方案1.3.1 建設規(guī)模本設計中廠區(qū)占地80 000100 000。1.3.2 產(chǎn)品方案（1） 每年生產(chǎn)280天，成品酒為12度（2） 定額指標 原料利用率：98。5% 麥芽水分：5% 大米水分：13% 無水麥芽浸出率：75% 無水大米浸出率：95%（3） 各級段損失率麥汁冷卻澄清損失：熱麥汁量的8%主發(fā)酵損失：冷麥汁的2.5%過濾和罐裝損失：啤酒量的

4、3.5%（4） 本設計中產(chǎn)品一用有三種規(guī)格250ml瓶裝、500ml瓶裝、30ml廳裝。第四節(jié) 主要原輔料供應情況巫溪鎮(zhèn)周圍有大量的農(nóng)作物種植戶，會有大量的糧食作物的耕種，加之便利的交通可隨時為工廠提供源源不斷的原料。1.4.1 廠址概述1.4.1.1 廠址選擇原則（1） 廠址符合國家下達建廠計劃任務書中所作的規(guī)定和要求。（2） 廠址符合當?shù)爻擎?zhèn)總體發(fā)展規(guī)劃的要求，與附近工業(yè)企業(yè)相配合，節(jié)約建設投資。（3） 廠址的面積和外形滿足啤酒生產(chǎn)工藝的要求，留有適當?shù)目沼嗟亍＃?） 廠址地形平坦。（5） 廠址符合國家有關衛(wèi)生、防火、人防等要求。（6） 廠址在當?shù)刈罡吆樗恢稀?.4.1.2 廠址選擇

5、結果巫溪1.4.1.3廠址選擇原因（1） 地址位于大凌河變，水質良好，水源豐富，有利于原材料的采集。（2） 運輸既可以水運又可以陸運，交通方便，便于產(chǎn)品運輸直銷。（3） 此地大米，小麥收獲豐富，原材料可以方便采集，降低成本。（4） 廠址可以稍微遠離大凌河，避免污染河流的水質。第二章 總平面布置及運輸?shù)谝还?jié) 設計原則和基本要求2.1.1設計原則（1） 總平面設計必須符合生產(chǎn)流程的要求。（2） 總平面設計應充分考慮地區(qū)主風向的影響，以次合理布置各建、構筑廠房及廠區(qū)位置（3） 總平面設計應將人流、貨流通道分開，避免交叉。（4） 總平面設計應遵從城市規(guī)劃的要求。（5） 總平面設計必須符合國家有關規(guī)范和

6、規(guī)定。（6） 總平面設計應當將占地面積較大的生產(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服務。2.1.2車間組成 啤酒廠一般由生產(chǎn)車間、輔助車間、動力設施、給水、排水設施、全場性設施等組成。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，倉庫動力設施：變電所，鍋爐房，冷凍機房給水設施：水塔，水池，冷卻塔等2.1.3占地面積估算估算該啤酒廠占地面積為48000-60000.2.1.4工廠運輸本工廠以車間連通，全部用高新設備，產(chǎn)品的生產(chǎn)到包裝，在到產(chǎn)品出廠，一步到位，全部成流水線作業(yè)，減少人員之間的擁擠，運用設備進行運輸，傳帶運輸，可以減少必要的勞動時間

7、，并且可以出現(xiàn)少量的人為事故.工廠布置，地面用水泥，避免打滑，生產(chǎn)的廢物有效利用，廢水經(jīng)過處理后排放。第三章 勞動定員 公司總體員工1500人，臨時人員400. 生產(chǎn)車間，輔助車間、動力設施車間、給水車間、排水清理車間，人員按情況分配.第四章 車間工藝第一節(jié) 工藝流程及相關工藝參數(shù)4.1.1 發(fā)酵工藝（1） 麥汁進罐溫度，第一鍋8.5，第二鍋是8，第三鍋是8，滿鍋溫度8。（2） 冷卻的麥汁用酵母計量泵定量添加酵母，直接泵入c.c.t發(fā)酵，接種量為0.60.8%，接種后細胞濃度為（153）106個/l。（3） 麥汁（五鍋）在20小時必須滿罐。（4） 滿罐8，開始敞口自然發(fā)酵，維持8 24小時，排

8、冷凝物及死酵母。（5）進冷控制升溫，使溫度在24小時升至9.59，恒溫發(fā)酵24小時，然后生溫，在24小時升至11。（6）當糖度降至5.55.8bx時封罐保壓，11恒溫35天，進行雙乙酰還原。（7） 當雙乙酰降至0.15mg/l以下時，以0.33/h速度在12h降至6，然后0.25/h速度在12h降至5，恒溫發(fā)酵24h，排第一次酵母35min.（8） 以0.33/h速度降溫至-1(24h)，恒溫24h，排第二次酵母35min .（9） 罐壓保持在0.150.2mpa，如果壓力不夠，可通入其它罐旺盛時排出的co2，使其達到要求，出酒前排第三次酵母。4.1.2 發(fā)酵工藝參數(shù)的確定（1） 進罐方法以前

9、采用冷卻麥汁混合酵母后分批進入繁殖罐，使酵母克服滯緩期，進入對數(shù)生長期再泵入c.c.t。而現(xiàn)在采用直接進罐法。即冷卻通風后的麥汁用酵母計量泵定量添加酵母，直接泵入c.c.t發(fā)酵。操作方便，控制容易。（2）接種量和起酵溫度麥汁直接進罐法，為了縮短發(fā)酵時間，大多采用較高接種量，0.60.8，接種后細胞濃度為（153）106個/ ml,麥汁是分批進入c.c.t，為了減少vdk前驅位置，乙酰乳酸的生成量，要求滿罐時間在1218h之內(nèi)。麥汁接種溫度是控制發(fā)酵前期酵母繁殖階段溫度的，一般低于主發(fā)酵溫度23，目的是使酵母繁殖在較低溫度下進行，減少酵母代謝副產(chǎn)物過多積累。（3） 主發(fā)酵溫度 大罐發(fā)酵就國內(nèi)采用

10、的酵母菌株而言，多采用低溫發(fā)酵（8-9）和中溫發(fā)酵（10-12），低溫發(fā)酵適用于11度麥汁濃度。中溫發(fā)酵適用于新菌株，釀造淡爽啤酒，而本設計恰好為12度淡爽啤酒，故選用中溫發(fā)酵。（4）vdk還原大罐發(fā)酵中，后發(fā)酵一般稱做”vdk”還原階段。vdk還原初期一般均不排放酵母，就是發(fā)酵全部酵母參與vdk還原，這樣可縮短還原時間。（5） 冷卻、降溫vdk還原階段的終點，是根據(jù)成品啤酒應控制的含量而定，現(xiàn)代優(yōu)質啤酒要求vdk0.1mg/l才稱還原階段結束，可降溫。再降溫、排酵母、貯酒中，vdk有少量下降，則可達到要求。本設計采用c.c.t冷卻夾套對啤酒降溫，有效的起到了還原，使酵母凝聚和絮凝沉淀的效果。

11、（6）罐壓控制再傳統(tǒng)式發(fā)酵中，主發(fā)酵是在無罐壓或微壓下進行的。發(fā)酵中是酵母的毒物，會抑制酵母繁殖和發(fā)酵速率。本設計選用的c.c.t發(fā)酵，主發(fā)酵階段均采用微壓（0.01mp0.02mp），主發(fā)酵后期才封罐逐步升高，還原階段才12d才升至最高制，這樣一來有效的提高了酵母繁殖和發(fā)酵速率。綜上所述，本設計選用的圓筒錐底發(fā)酵罐大大優(yōu)越于傳統(tǒng)發(fā)酵罐。 第二節(jié) 工藝流程4.2.1 糖化車間工藝流程示意圖大米 粉碎 糊化 麥芽 粉碎 糖化 過濾 麥汁煮沸鍋 麥糟酒花分離器 回旋沉淀槽 薄板冷卻器 酒花糟 熱凝固物 冷凝固物4.2.2 設備流程麥芽 麥芽粉碎機 糖化鍋 過濾槽煮沸鍋回旋沉淀槽 大米大米粉碎機糊化

12、鍋 暫存槽 薄板換熱器 成品啤酒 裝酒機 清酒罐 硅藻土過濾機 發(fā)酵罐 4.2.3 工藝方法的選擇 （1）麥芽粉碎方法麥芽的粉碎方法隨著時間的推移先后出現(xiàn)了干法粉碎，浸濕粉碎，回潮干法粉碎，連續(xù)濕法粉碎四種方法。干法粉碎可調節(jié)麥芽粉碎度，根據(jù)麥芽質量來控制，此法成本較低，可以節(jié)省浸泡這一環(huán)節(jié)，但粉塵污染較大，本設計采用干法粉碎。輔料也用同樣的方法。（2）糖化方法糖化過程是一項非常復雜的生化反應過程，也是啤酒生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)。糖化的目的就是要將原料（包括麥芽和輔助原料）中的可溶性物質盡可能多的萃取出來，并且創(chuàng)造有利于各種酶的作用條件，使很多的不溶性物質在酶的作用下變成可溶性物質而溶解出來，制成符

13、合要求的買麥芽汁收得率。（3）過濾方法采用過濾槽法。此法雖然古老，但槽的結構日新月異，可有效的提高過濾速度，保證分離效果。由于表面積大，過濾的也較為充分，效率較高。（4） 煮沸設備煮沸鍋的種類有夾套式，內(nèi)加熱式和外加熱式。夾套式是比較古老的加熱方式，他加熱循環(huán)好，但是煮沸麥汁的量受限制，制作也比較麻煩，實用于中小型廠。外加熱式在國內(nèi)不是很常用。本設計采用內(nèi)加熱式，麥汁通過垂直安裝在煮沸鍋內(nèi)的列管式換熱器的列管而被加熱向上沸騰，同時蒸汽被冷凝為液體。在加熱器的上方裝有傘型的分布罩，借此使上升的麥汁反射向四周，同時可避免泡沫的形成，保證麥汁在煮沸鍋中較好的循環(huán)。（5）麥汁澄清設備采用回旋沉淀槽。熱

14、麥汁由切線方向進入回旋沉淀槽，在槽內(nèi)回旋，可產(chǎn)生離心力。由于在槽內(nèi)運動，離心力的和其反作用力的合力把顆粒推向槽底部中央，達到沉淀的目的。由于該設備占地面積小，可縮短沉淀時間，提高麥汁的澄清度，降低了損失。（6）麥汁暫存槽 麥汁在過濾后溫度為78度左右，經(jīng)薄板換熱器使溫度升至90度左右，再進入暫存槽，提高了糖化次數(shù)，節(jié)省了投資能耗，在煮沸鍋中加熱時可縮短到沸騰的時間。4.2.4 糖化工藝流程中工藝參數(shù)及操作規(guī)程（1） 大米的比例為25%，麥芽的比例為75%。 （2） 糊化：糊化鍋料水比為1：5，投料后升溫至50，50是蛋白酶最適溫度，有利于氨基酸的產(chǎn)生，調ph，加入耐溫淀粉酶，保溫10分鐘。加熱

15、至90，然后升溫至100，保溫30分鐘。（3）糖化：糖化鍋料水比為1：3.5，加入39的水使其混合后溫度為37，保持30分鐘，升溫至51，保持75分鐘，進行蛋白休止，將換熱后的88糊化醪打入糖化鍋，保持在63，保溫30分鐘，升溫至70以碘液檢查為主，直至變色，表示糖化徹底，升溫至78，保溫5分鐘，將醪液泵入過濾槽。由于采用了高輔糖化，所以投料糖化前應加入耐高溫的淀粉酶。（4） ph值的調整：淀粉酶最適ph值是5.65.8，葡聚糖酶最適ph值是4.67.0，則加入磷酸調節(jié)ph值控制在5.6。（5）甲醛的加入：在糖化時加入0.025%的甲醛來降低麥汁中花色苷的含量。（6）過濾：過濾時醪液的溫度保持

16、不變，（控制在73-76），ph值保持在5.57.5之間，洗糟水溫度為80。當洗糟殘液濃度達到工藝規(guī)定值，過濾結束。（7）酒花的添加：煮沸90分鐘，酒花分三次加入第一次：煮沸5-15分鐘，添加總量的5-10%，主要是消除煮沸時的泡沫;第二次：煮沸30-40分鐘后，添加總量的55-60%，主要是萃取酸，促其異構;第三次：煮沸完成前15分鐘，加入35%，萃取酒花油，提高酒花香.4.2.5 糖化工藝的控制原理糖化曲線（1）酸休止，利用麥芽中磷酸酯酶對麥芽中菲訂的水解，產(chǎn)生酸性磷酸鹽，此工藝條件是：溫度為35-37，ph在5.25.4，時間為3090分鐘（2）蛋白質休止，利用麥芽中羧基肽酶分解多肽形成

17、氨基酸（氨基酸）和利用內(nèi)切肽酶分解蛋白質形成多肽和氨基酸為45-50，形成可溶性多肽為50-55，作用時間為1020分鐘。（3）糖化分解，淀粉分解成可溶性糊精和可發(fā)酵性糖，對麥芽中-淀粉酶催化形成可發(fā)酵性糖，最適溫度為60-65，淀粉酶最適活性溫度為70，這個酶共同作用，最適ph為5.55.6，作用時間為30120分鐘。4.糖化終了，糖化終了必須使醪中除了淀粉酶以外，其它水解酶會失活（鈍化），此溫度為70-80，再此溫度范圍內(nèi)主要依據(jù)需保留淀粉酶的量及考慮到過濾的要求。采用上限溫度，醪黏度小，過濾加快，有害物質溶解多，淀粉酶殘留少。 （4）酶制劑和添加劑的應用，淀粉酶，-淀粉酶，糖化酶，r-酶

18、等酶制劑再衛(wèi)生規(guī)范下，根據(jù)工藝要求，適時適量的使用，對改善工藝和麥汁組分有一定的作用。4.2.6 糖化工藝的選擇及論證本設計引用了的輔料，而輔料都為不發(fā)芽谷物，谷物中淀粉是包含在胚乳細胞壁中的生淀粉，只有經(jīng)過破除淀粉細胞壁，使淀粉溶出，再經(jīng)糊化和液化，使之形成稀薄的淀粉漿，才能受到麥芽中淀粉酶的充分利用，形成可發(fā)酵性糖和可溶性低聚糊精。此未發(fā)芽谷物的預處理，一般在糊化加水加麥芽后，生溫生至煮沸。而本設計選用的復式浸出糖化法，能很好的完成輔料的酶和煮沸處理。此法對輔料糊化有兩大特點：一是大加水比，二是盡可能利用外加淀粉酶，協(xié)助糊化、液化，避免添加過多的麥芽，再糊化煮沸時，促進皮殼溶解和形成焦糖，

19、類黑精。并且此法采用兩段式糖化溫度，提高了可發(fā)酵性糖的含量。綜上所述，復式浸出糖化法對本設計是非常實用的。 第三節(jié) 物料衡算4.3.1 糖化物料計算（1）100kg混合原料中含浸出物的重量（e）麥芽：gm=m(1-wm) em=75(1-5%)75%=53.44kg大米：gn=n(1-wn) en=25(1-13%)95%=20.66kg則e=gm+gn=53.44+20.66=74.10kg混合原料的收得率=74.1*98.5%/100=72.43%100kg原料產(chǎn)12度熱麥汁量為:72.43*100/12=603.6kg12度麥汁在20時的比重為1.048100麥汁比20麥汁體積增加1.0

20、4倍 熱麥汁體積=603.58*1.04/1.048=598.97l冷麥汁量=598.97*(1-0.035)=578l發(fā)酵液量=578*(1-0.015)=569.33l濾過酒量=569.33*(1-0.01)=563.64l成品酒量=563.4*(1-0.01)=558l（2） 生產(chǎn)100l12度淡色啤酒的物料計算100kg原料生產(chǎn)成品酒558l生產(chǎn)100l12度啤酒需用混合原料為100*100/558=17.92kg麥芽耗用量=17.92*75%=13.44kg大米耗用量=17.92*25%=4.48kg酒花耗用量 100l熱麥汁加入酒花為0.2kg100598.975580.2%=0.

21、215kg熱麥汁量=100598.97558=107.34l 冷麥汁量=100578558=103.58l發(fā)酵液量=100569.33558=102.03l濾過酒量=100563.64558=101.01l成品酒量=100l（3）年產(chǎn)200000噸12度淡色啤酒的物料計算每年生產(chǎn)300天，旺季180天，每天糖化39次，淡季120天，每天糖化26次。每年糖化次數(shù)=18039+12026=21159次糖化一次出成品啤酒量=1310421159=312t糖化一次糧耗量=177.4312=554.637kg即糖化一次：大米耗量=3548.225%=2661.1kg麥芽耗量=3548.275%=887k

22、g酒花耗用量 100l熱麥汁加入酒花為0.2kg 則為42.57kg熱麥汁量=21253.3l 冷麥汁量=20508.8l發(fā)酵液量=20201.9l濾過酒量=19999.9l成品酒量=19800l4.3.2 其它計算（g水）（1）設：釀造12淡色啤酒的啤酒頭號麥汁的濃度一般為14%18%，現(xiàn)取16%，糖化時原料利用率=98.5%，原料含水量和糖化時水分蒸發(fā)量忽略不計。100kg混合原料大約需要用水量400kg糖化用水量=3548.2400100=14192.8kg糖化用水時間設為0.5h 每小時最大用水量=14192.80.5=28385.6kg（2）麥糟的計算原料非浸出物=原料重量（1-原料

23、水分）（1-原料浸出率）原料利用率麥芽中非浸出物重量：（g1m）g1m=m(1-wm)(1-em)= 75(1-6%)(1-75%)98.5%=17.4kg大米中非浸出物重量：（g1n）g1n=n(1-wn)(1-en) = 25(1-13%)(1-95%)98.5%=1.07kg因此，100kg混合原料中非浸出物g為：g= g1m+ g1n=17.4+1.07=18.47kg設：由過濾槽排出的非浸出物即為麥糟，其含水80-85%，現(xiàn)取82%。則濕麥糟重量=18.47(1-82%)=102.6 kg（3）麥糟吸麥汁量當頭號麥汁濾出后，殘留在麥糟內(nèi)的液體是被原料中非浸出物吸收的頭號麥汁，其吸收率

24、為麥糟的含水率（82%）麥糟吸收頭號麥汁量=102.6182%(1-16%)=100.2kg （4）頭號麥汁收量由100kg混合原料可得16%的麥汁量為：（原料浸出物含量原料利用率）+糖化用水量即：（e）+ g水=(74.1098.5%)+400=473kg由于原料中非浸出物吸收部分麥汁，所以實際頭號麥汁收量為：（5）水量計算 100kg原料約用水450kg,則需用水量 3548.2450100=15966.9kg用水時間為1.5h,則每小時洗糟最大用水量為15966.91.5=10644.6kg/h（6）沉淀槽冷卻用水 g=qc(t2-t1) (冷卻時間為1h) 其中:熱麥汁放出熱量 q=g

25、pcp(t1-t2) 熱麥汁比重 c麥汁=1.043 熱麥汁量 gp=21253.31.043=22167.2kg/h熱麥汁比熱 cp=0.98kcal/(kg.)熱麥汁溫度 t1=100 t2=55冷卻水溫度 t1=18 t2=45冷卻水比熱 c=1q=21723.80.98(100-55)=977573.5 kcal/hg=977573.51(45-18)=26420.9kg/h（7）沉淀槽洗刷用水每次洗刷用水3.5噸,沖洗時間為0.5h,則每小時最大用水量=3.50.5=7(噸/時)4.3.3 啤酒生產(chǎn)中蒸汽耗量的計算4.3.3.1 計算依據(jù)（1）以每鍋糖化時投混合原料3548.2kg，

26、按物料平衡計算依據(jù)。（2）糖化工藝采用復式浸出糖化法。其操作曲線如下糊化鍋 糖化鍋大米粉887kg 麥芽2661.1kg水 4335 kg 水10644kg加水比 1：5 加水比 1：4 50(10min) 37（30min）(40min) (15min) 90(30min) 51(75min)15min 10min100(30min) 63(30min) 88.5 70（碘液反應完全）15min78(5min)麥汁過濾4.3.3.2 糖化工段熱量衡算設：糖化投料時原水溫度為20，需加熱至39才能做投料用水，需加熱至80才能用做洗糟水，加熱蒸汽壓力為2.5（kg/cm2）4.3.3.2.1加熱

27、糖化用水耗熱量（q1）q1=c1g1 (t2-t1)式中：g1糖化用水量，為10644kg；c1水的比熱，為1.0kcal/(kg)；t1糖化用水溫度，為20； t2糖化投料水溫度，為39；q1=106441(39-20)=849391.2kj加熱糊化用水耗熱量（q1）q1=g1 (t2-t1)式中：g糊化用水量，為4335kg；c1水的比熱，為1.0kcal/(kg)；t1糖化用水溫度，為20； t2糖化投料水溫度，為39；q1=43351(52-20)=582624kj4.3.3.2.2糊化醪加熱時耗熱量（q2）(1) 糊化鍋醪的比熱c麥芽或大米=c0(1-w%)+c水w%c0-谷物干物質

28、的比熱為0.37 kcal/(kg)w-谷物的含水量%所以，c麥芽=0.37(1-6%)+16%=0.415 kcal/(kg)c大米=0.37(1-13%)+113%=0.452 kcal/(kg)糊化醪的比熱(c糊)c糊= =0.91 kcal/(kg)(2) 糊化鍋投料后混合醪的溫度（t混）t米醪=(8870.45220+433552) (887+4335) 0.91)=49.7(3) 糊化鍋加熱至100耗熱量（q21）q21=(887+4335)0.908（100-50）=296348.5kcal(4) 煮沸30min時，水分蒸發(fā)耗熱量（q211）設：再敞口容器中煮沸時每小時蒸發(fā)量為5

29、%則 煮沸30min水分蒸發(fā)量為（w蒸）: (887+4335)0.053060=130.55kgq211=539.4w蒸=539.4130.55=70418.7kcal(5) 糊化鍋總耗熱量（q2）：設：熱損失為總耗熱量的10%則 q2=( q21 +q211) 1.15=(296348.5+70418.7) 1.15=1771486kj4.3.3.2.3 糖化鍋耗熱量(q3)(1) 麥芽醪的比熱（c麥醪）c麥醪= (2661.10.408+106441)/(2661.1+10644)=0.88kcal/(kg)加熱醪液所需熱量q3q3= c麥醪* g麥醪（51-37.5）=0.88*25.

30、5*(10644+2661.1)=663866.3kj麥醪的溫度（t麥醪）t麥醪=(2661.10.45120+1064439)/( 2661.1+10644) 0.857)=37.5(2) 經(jīng)混合后，對醪得到醪液溫度t對麥醪與米醪混合后的比熱（c混）c混合= =0.889 kcal/(kg)t對=1330551+（5222130.55）71.6 (13305+5222-130.55) 0.9=63 71.6比100低28.4,管壁損失2,需要加冷卻器將溫度降到71.6后,與糖化液對醪后溫度為63換熱器換熱溫度為水 1839醪液 9871.6 (此過程在10分鐘內(nèi)完成) 熱量=gct=5091

31、.450.91(98-71.6) 6=733902kcalg水=5825kg(3) 混合醪由63升至過濾溫度78，所需要的熱量q31為 q31=g混合c混合(78-63)=18396.450.88915=1030330kj(4) 糖化總損失q3為q3= q31 =1030330kj4.3.3.2.4 洗糟水耗熱量 q4設洗槽水平均溫度為80，每100kg原料用水450kg，則用水量為g洗=3548.2450/100=15966.9kg故q4=g洗c水(80-18)= 15966.9162=415778kj4.3.3.2.5 麥汁煮沸濃縮時耗熱量q5(1) 麥汁升溫至沸點耗熱量q51由糖化物料橫

32、算表可知，100kg混合原料可得到613kg熱麥汁，并設過濾完畢后麥汁溫度為70，由前面計算可知:g麥汁=21253.3c麥汁=0.889 kcal/(kg)故q51= g麥汁 c麥汁(100-70) =2380667kj (2) 煮沸過程蒸發(fā)耗熱量q511煮沸強度10，時間1.5h，則蒸發(fā)水分為:g3=21253.3101.5=3188kg故q511=31885404.2=7230384kj(3) 熱損失為q5111= 10(q51+q511)=10572156kj4.3.3.2.6糖化一次總耗熱量q總 q總=q1+q2+q3+q洗+q煮沸 =4673246kcal 4.3.3.2.7糖化一

33、次耗用蒸汽量d使用表壓為0.3mpa的飽和蒸汽。i=652kcal/kg,則：d= 式中，i為相應冷凝水的焓,561.47kj/kg;為蒸汽的熱效率，取=95%。d= 9548.24.3.3.2.8 糖化過程每小時最大蒸汽耗量 qmax 在糖化過程各步驟中，麥汁煮沸耗熱量為最大，且知煮沸時間為90分，熱效率95%，故：qmax=q5/（1.595%）=10572156/(1.50.95)= 7419056kj/h相應的最大蒸汽耗量為dmax=qmax/(i-i)=3429kg/h4.3.3.3蒸汽單耗據(jù)設計，每年糖化次數(shù)為1560次，共生產(chǎn)啤酒30056噸。年耗蒸汽總量為：dt=9548.21

34、560=14704228kg/a每噸啤酒成品耗蒸汽（對糖化）：ds=14704228/30056=490kg/t啤酒每晝夜耗蒸汽量（生產(chǎn)旺季算）為：dd=9548.26=57289kg/d4.3.3.4 冷耗平衡計算（1） 近幾年來普遍使用一段式串聯(lián)逆流式麥汁冷卻方法。使用的冷卻介質為2冷凍水，出口溫度為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3-2啤酒生產(chǎn)物料衡算表可知每糖化一次得熱麥汁21253.3l，而相應的麥汁密度為1048/m3,故麥汁量為g=104821.253=22273.1（）又知12麥汁的比熱容為40 kj/(.k)，工藝要求在1小時內(nèi)完成冷卻過程，

35、則所耗冷量為q1=gc（t1-t2）/ =22273.14.0(94-6)/1 =7840146.7(kj/h)式中 -t1和t2 分別為麥汁冷卻前后溫度（） - 冷卻操作過程時間（h）根據(jù)設計結果，每個錐形發(fā)酵罐裝5鍋麥汁，則麥汁冷卻每罐耗冷量為 qf =5q1=57840146.7 =39200733(kj/h)相應的冷凍介質（2的冷水）耗量為： m1 = q1/cm(t2-t1) =7840146.7/4.18(85-2) =22598(/h)式中-t1和t2 分別為冷凍水的初溫和終溫（）- cm是水的比熱容 kj/(.k)（2） 冷量消耗綜合表，如表4-3-1所示表4-3 -1 冷量消

36、耗綜合表耗冷項目每小時耗冷量（kj/h）冷媒用量（kgh）每罐耗冷量（kj）年耗冷量（kj）麥汁冷卻7840146.722598392007331.21010表4-3冷量消耗綜合表 耗冷項目 每小時耗冷量(kj/h) 冷媒用量（/h） 每罐耗冷量(kj) 年耗冷量（kj） 麥汁冷卻 7840146.7 22598 39200733 1.21010 年產(chǎn)20w噸啤酒原料消耗表原材料消耗量（噸/年）麥芽22000大米9400酒花100硅藻土300消毒水、堿、過濾紙板、酶制劑、硫酸鈣、磷酸需用量見下表 啤酒年產(chǎn)量需要量10萬噸/年20萬噸/年30萬噸/年備注消 毒 水（噸/年）204060國內(nèi)采購

37、堿 （噸/年）120240360國內(nèi)采購過濾紙板（塊/年)110022003300德國進口酶 制 劑（噸/年）204060國內(nèi)采購硫 酸 鈣（噸/年）255075國內(nèi)采購 磷 酸 （噸/年）61218國內(nèi)采購4.3.3.5 各種產(chǎn)量包裝材料 （1）玻璃瓶 質量符合國家標準gb4544-91啤酒瓶，需用量見下表 啤酒年產(chǎn)量 需要量10萬噸/年20萬噸/年30萬噸/年 啤酒瓶 (萬只/年)160003200048000啤酒瓶70用新瓶，30用舊瓶；新瓶由桂林玻璃廠和南寧玻璃廠供應，舊瓶（生產(chǎn)期2年內(nèi)）從區(qū)內(nèi)和區(qū)外采購。 （2） 瓶蓋 瓶蓋由廣東和區(qū)內(nèi)瓶蓋廠供應，瓶蓋需用量見下表 啤酒年產(chǎn)量需要量1

38、0萬噸/年20萬噸/年30萬噸/年 瓶 蓋 (萬只/年)160003200048000（3） 商標 商標由廣東和區(qū)內(nèi)商標廠供應，商標需用量見下表 啤酒年產(chǎn)量需要量10萬噸/年20萬噸/年30萬噸/年 商 標 （萬套/年）160003200048000（4） 紙箱 紙箱由廣東、福建和區(qū)內(nèi)紙箱廠供應，紙箱需用量見下表 啤酒年產(chǎn)量需要量10萬噸/年20萬噸/年30萬噸/年 紙 箱 （萬只/年）100020003000（5）輔助材料（膠水、洗瓶劑、潤滑劑、洗瓶劑、熱溶膠、周轉箱） 輔助材料均在國內(nèi)采購，需要量見下表 啤酒年產(chǎn)量需要量10萬噸/年20萬噸/年30萬噸/年膠 水 （噸/年）11022033

39、0洗瓶劑 （噸/年）220440660潤滑劑 （噸/年）224466熱溶膠 （噸/年）4590135周轉箱 （萬只/年）153045 燃料 重油選用250號以下，從國內(nèi)采購，需要量見下表 啤酒年產(chǎn)量需要量10萬噸/年20萬噸/年30萬噸/年 重 油 (噸/年)800016000240004.3.3.5 車間設備選型配套明細表4.3.3.5.1 糊化鍋、糖化鍋的選型（1） 糊化鍋容積的計算糊化鍋投料量=9415+1829=11244kg糊化醪量=11244*（4.5+1）=61842kg查表得100熱糊化醪的相對密度為1.0712g/l則，糊化鍋的有效容積=61842/（1.0712*1000）

40、=57.73（m）設糖化鍋的充滿系數(shù)為0.8則；糊化鍋的總容積為57.73/0.8=72.2（m）故糊化鍋的設備容積應選50m，所需數(shù)量為2個。(2)糊化鍋基本尺寸計算取d/h=2/1（糊化鍋直徑與圓筒高之比），升氣管面積為料液面積1/40，采用球形底，則d=4.24m取d=5m h=2.5m升氣管直徑d=0.80mh=1.5m(3) 加熱面積計算在一次糖化法中，糖化鍋的最大傳熱是糊化醪從45加熱至70這一過程，則最大熱負荷q=1.93106kcalh0.25mpa壓力下蒸汽溫度為126.9tm=56.44按經(jīng)驗k取1500kcal/m3hf=22.78鍋實際加熱面積：f=dh=3.1451.

41、5=23.5522.78煮沸鍋加熱面積的計算加熱面積f=q/kt糖化醪量=25607（3.51）=115231.5（kg）查表得糖化醪的相對密度為1.065kg/l，則糖化鍋有效容積=115231.5（1.0651000）=108.2（）設糖化鍋充滿系數(shù)為0.8糖化鍋的總容積=108.2/0.8=135.25（）故糖化鍋設備的容積應選100m3，所以需要2個。4.3.3.5.2 磁鐵分離器選型 是由磁鐵和電磁鐵組成,考慮到電磁鐵需耗電能且結構復雜，維修困難，該設計選擇永久磁鐵的平板式磁鐵分離器，它具有機構簡單，維護簡便，不耗電能等優(yōu)點，磁性退化后更換磁鐵即可。4.3.3.5.3 篩選機選型 發(fā)

42、酵工廠常用的是振動篩和轉筒篩，該設備的大麥初選機由篩選與風選結合的篩選機，還配套一圓筒分級篩，用于大麥分選后的分級，其生產(chǎn)能力大于10t/h。4.3.3.5.4 風選機選型 啤酒原料大米，麥芽等原料中含有雜草等雜質，所以必須用以風選機進行篩選。糊化糖化設備：采用不銹鋼的糊化鍋和糖化鍋，而且是球形鍋底，便于清洗和料液排盡，鍋內(nèi)裝備螺旋槳攪拌器，及擋板。4.3.3.5.5 過濾設備選型過濾槽是最古老的也是應用最廣泛的麥汁過濾設備，過濾槽配置濕法粉碎較完善，該設備采用的是過濾槽對麥汁過濾，將麥槽跟麥汁分開，與傳統(tǒng)的壓濾機法，快速滲出法，膜式壓濾機法相比麥汁相對濁度較好，節(jié)省原料消耗的優(yōu)點。酒花添加設

43、備添加系統(tǒng)可采用2個或兩個以上的自動添加罐，避免事故發(fā)生，麥汁煮沸時能回收。序號設備名稱單位數(shù)量規(guī)范型號1麥芽粉碎機臺2要求能力2000kg/hmf650型2糖化煮沸鍋個2有效容量50m3糖化過濾槽個2有效容量30 m4酒花分離器個2直徑7.2m，高3m,攪拌器轉速5r/min5沉淀槽個有效容積25 m6麥汁冷卻器臺冷卻面積32 m列管式7發(fā)酵罐個30500噸/只a3內(nèi)涂8灌裝設備套2日工作量50萬瓶9cip設備套5100噸/只10硅藻土過濾機臺5100噸/臺j-bs2011清酒罐只550噸/只a3內(nèi)涂12殺菌機套yjl96a啤酒車間主要設備規(guī)范表第五章管道管徑及主要泵的計算在本設計中，根據(jù)實

44、際生產(chǎn)經(jīng)驗，糊化鍋、糖化鍋、過濾槽、煮沸鍋、回旋沉淀槽等主要設備的進水進料管均選用公稱直徑為150mm的yb23170鋼管，外徑158mm，壁厚8mm。倒醪泵選型：選擇is150125250型離心泵。麥汁泵選型：選擇is150125250型離心泵。生產(chǎn)車間設備布置圖（略）第六章：工廠車間衛(wèi)生問題第一節(jié) 衛(wèi)生設施的要求（1） 車間備有通風設備吸入空氣必須清潔新鮮，沒有通風設備要有氣窗，風帽自然通風.（2） 車間有充足照明，照明器不應安裝在半成品，原料，或無蓋設備上。（3） 車間內(nèi)有為設備，管道，工具器進行消毒的必要設備，工具。第二節(jié) 衛(wèi)生設施（1） 設置沒有與車間相連的更衣室，廁所，工作休息室。

45、（2） 車間內(nèi)有洗手消毒間。（3） 車間地面有一定坡度，便于排水，清洗，消毒。第三節(jié) 防蟲措施（1） 常溫自然通風車間應用一層紗窗。（2） 門的防蠅防蟲，采取有效的，增設暗道，水幕塑料門簾誘蟲燈等。第七章 三廢處理方案第一節(jié) 廢水和節(jié)水技術6.1.1 啤酒廢水的產(chǎn)生與特點啤酒生產(chǎn)工藝流程包括制麥和釀造兩部分.二者均有冷卻水產(chǎn)生，約占啤酒廠總排水量的65% ，水質較好，可循環(huán)用于浸洗麥工序.中、高污染負荷的廢水主要來自制麥中的浸麥工序和釀造中的糖化、發(fā)酵、過濾、包裝工序，其化學需氧量在50040000 mg.l-1之間，除了包裝工序的廢水連續(xù)排放以外，其它廢水均以間歇方式排放。啤酒廠總排水屬于中

46、、高濃度的有機廢水，呈酸性，ph值為4.56.57,其中 的主要污染因子是化學需氧量（codcr）、生化需氧量（bod5）和懸浮物（ss），濃度分別為10001500，5001000和220440mg.l-13.啤酒廢水的可生化性（bod5/codcr）較大，為0.40.67，因此很多治理技術的主體部分是生化處理.6.1.2 廢水處理技術目前，國內(nèi)外普遍采用生化法處理啤酒廢水.根據(jù)處理過程中是否需要曝氣，可把生物處理 法分為好氧生物處理和厭氧生物處理兩大類. 1。好氧生物處理 好氧生物處理是在氧氣充足的條件下，利用好氧微生物的生命活動氧化啤酒廢水中的有機物，其產(chǎn)物是二氧化碳、水及能量（釋放于水

47、中）.這類方法沒有考慮到廢水中有機物的利用問題，因此處理成本較高.2?；钚晕勰喾?、是較有代表性的好氧生物處理方法.活性污泥法是中、低濃度有機廢水處理中使用最多 、運行最可靠的方 法，具有投資省、處理效果好等優(yōu)點.該處理工藝的主要部分是曝氣池和沉淀池.廢水進入曝氣池后，與活性污泥（含大量的好氧微生物）混合，在人工充氧的條件下，活性污泥吸附并氧化分解廢水中的有機物，而污泥和水的分離則由沉淀池來完成.6.1.3 節(jié)水技術（1） 加強管理：對廠用水進行調整、調查、在資金允許范圍內(nèi)，可在各工段安裝水表，對操作用水系統(tǒng)進行統(tǒng)計，獎罰分明。（2） 減少清洗對象：這個原則只適用于清洗。（3） 關閉不需的水：清

48、洗管的前端安裝手動控制閥；隨時開關（4） 引進原位清洗系統(tǒng)（cip）由于自動系統(tǒng)控制，使水用量達最低限度。（5） 循環(huán)利用單一用途的排水 回收凝結水作鍋爐供水，蒸發(fā)器殼層內(nèi)蒸汽冷凝水及噴霧干燥空氣加熱器的冷凝水較純凈，可作鍋爐用水。省去軟化步驟，還節(jié)約用水及能源。 循環(huán)的利用冷凝水，在啤酒工廠里，冷凝的二次蒸汽的冷卻水和冷凍間冷藏器的冷卻水用量較大。這些都是單一用途的水，可再循環(huán)利用。第二節(jié) 廢氣處理6.2.1 由鍋爐排出這煙氣經(jīng)旋風除塵器凈化后，每小時除煙塵不高于150kg/h，由45m高煙囪排出，低于工業(yè)三廢的排放標準（170kg/h以下）6.2.2 熱管技術在干燥塔余熱回收的利用熱管是一

49、種新型傳熱卡件，它具較好的導熱性，可以在溫差很小的條件下，高效的傳熱。第三節(jié) 垃圾處理工廠的各種垃圾中，如破損玻璃瓶等特殊廢物一般為個別處理，其它一般垃圾根據(jù)情況變化委托公共衛(wèi)生機構運出，燒掉處理。在這樣的情況下，工人有垃圾堆入外。從衛(wèi)生角度講，垃圾堆防蟲手段要完備。沒特定的垃圾貯存場，應密閉，并經(jīng)常撒殺蟲劑以防止蟲害的發(fā)生，但因近年因使用化學合成樹脂容器處理關系到空氣污染，或給清掃、處理廢棄物的社會機構帶來困難，又產(chǎn)生了新合成樹脂容器處理方法，參照廢棄物處理條例。工廠爐渣，堆積到與產(chǎn)品區(qū)較遠的隱蔽地方，與附近磚廠合作，定時運走。鍋爐排污系統(tǒng)：鍋爐連續(xù)排污水經(jīng)連續(xù)排污膨脹器，其二次蒸汽供除氧氣加熱用。鍋爐定期排水直接排入排污降溫池，其中廢水排廠區(qū)下水道。運煤出渣系統(tǒng)：運煤系統(tǒng)沒有磁造、破碎、刮板輸送機，出渣系統(tǒng)采用田盤出渣，配以翻斗膠輪推車送至渣場。第八章 設計成果（1）總平面設計圖 1張（2）設備工藝流程圖 1張（3）生產(chǎn)車間設備布置圖 1張第九章 設計說明書第一節(jié) 設計依據(jù)和范圍9.1.1 設計的主要依據(jù)（1） 可行性研究報告以及設計計劃任務書。（2）