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年产10万吨啤酒厂设计

摘 要

本文主要是简要的介绍年产10万吨10度淡色啤酒厂的工厂设计。它主要包括啤酒发展，啤酒原料，啤酒厂建设的目的，啤酒厂的规划，啤酒工艺计算、啤酒厂设备的计算和重点设备的计算，啤酒厂的发展状况，啤酒厂资金的估算等方面的内容主要是糖化车间的工艺。本设计一共画二张图：全厂平面布置图、工艺流程图。
本文设计的工厂采用3班倒的工作制，每天工作时间24小时，除去设备清洗和升温时间4小时，实际生产时间按20小时计，本设计设计了一个年产量10万吨啤酒厂主车间平面图及项目工艺方案的设计原则、方法、程序、设备、等等。
关键词：啤酒厂 工厂设计 工艺流程

Annual production capacity of 100,000 tons Brewery Design

Abstract
This paper is a brief introduction to an annual output of 100,000 tons of 10 degrees pallens brewery plant design. It is mainly the development of beer, beer raw materials, the purpose of building a brewery, breweries planning process of beer, the brewery equipment of computing and Calculation of key equipment, the development of breweries, brewery funding estimates, and so focused on the process of saccharification workshop. The design plans were drawn 2: Layout of the entire plant, Process Flow Diagram.
In this paper, the use of 3 factories in the working shifts, working 24 hours a day, except for equipment cleaning and heating time 4 hours, the actual production time by 20 hours, the design tells the story of a 100,000 tons annual output of the main workshop Brewery project plan and process design principles, methods, procedures, equipment, and so on.
Key words: brewery pallens saccharifying pot

目 录
摘 要 I
ABSTRACT II
第1章 绪论 1
1.1 啤酒简介 1
1.2 啤酒原料 1
1.3 设计基本要求 1
1.4 产品方案 2
1.4.1 生产规模及建设时间 2
1.4.2 主要原料规格 2
1.4.3 生产品种及数量 2
1.4.4 产品质量及标准 2
1.5 设计指导思想 3
1.6 感官评价 3
第2章 厂区的平面设计 5
2.1 厂址的选择 5
2.1.1 厂址选择的原则 5
2.1.2 自然条件及能源 5
2.1.3 政治经济和交通 5
2.2 总平面设计 5
2.2.1 总平面设计原则 5
2.2.2 总平面设计 5
2.3 车间布置 5
2.3.1 车间布置原则 5
2.3.2 车间布置 5
第3章 工艺流程 6
3.1 工艺流程图 6
3.2 工艺要点 6
3.2.1 粉碎 6
3.2.2 糖化 6
3.2.3 过滤 6
3.2.4 煮沸 6
3.2.5 冷却 6
3.2.6 发酵 6
第4章 物料衡算 8
4.1 糖化车间工艺流程示意图 8
4.2 工艺技术指标及基础数据 8
4.3 100 kg原料（70%麦芽，30%大米）生产10°淡色啤酒的物料衡算 9
4.4 生产100L10°淡色啤酒的物料衡算 9
4.5 100000t/a 10°淡色啤酒酿造车间物料衡算表 10
第5章 能量衡算 12
5.1 糖化用水耗热量Q1 12
5.2 第一次米醪煮沸耗热量Q2 12
5.3 水耗热量 12
5.4 糖化一次蒸汽耗量 12
5.5 糖化过程每小时最大蒸汽耗量Qmax 12
5.6 蒸汽单耗 12
第6章 公共系统及辅助部门 13
6.1 公共系统 13
6.1.1 锅炉房 13
6.1.2 配电室 13
6.2 辅助部门 13
6.2.1 原料库 13
6.2.2 检验中心 13
6.2.3 冷库 13
6.2.4 给排水系统 13
6.3 设计原则 13
6.3.1 给水系统 13
6.3.2 排水系统 13
6.3.3 消防用水系统 14
6.4 供电 14
第7章 主要设备计算及设备选型 15
7.1 麦芽仓 15
7.2 麦芽粉仓 15
7.3 大米仓 15
7.4 大米粉仓 15
7.5 糊化锅 15
7.6 糖化锅 16
7.7 煮沸锅 16
7.8 麦汁冷却器 17
7.9 发酵罐 17
7.10 啤酒过滤器 17
7.11 瓶装包装线 18
第8章 环境保护 20
8.1 主要设计依据 20
8.2 环境现状 22
8.3 主要污染源与污染物 20
8.4 对策和措施 20
8.4.1 废水处理 20
8.4.2 废渣 20
8.4.3 烟尘治理 20
8.4.4 噪声控制 20
8.4.5 绿化 20
8.5 环境管理 20
第9章 劳动定员 21
9.1 工作制度 21
9.2 劳动定员 21
第10章 产品成本核算 22
10.1 建设年限、达产能力 22
10.2 设备投资估算 22
10.3 总投资概算 22
10.4 固定资产投资估算依据 22
10.5 成本估算 22
10.6 投资回收期 24
10.7 经济分析 24
第11章 综合评价 25
11.1 社会效益分析 25
11.2 生态效益分析 25
11.3 综合评价 25
结 论 26
参考文献 27
致 谢 28

第一章 绪论
1.1 啤酒简介
1.1.1 啤酒概述：
（1）定义：
啤酒以大麦芽﹑酒花﹑水为主要原料﹐经酵母发酵作用酿制而成的饱含二氧化碳的低酒精度酒。现在国际上的啤酒大部分均添加辅助原料。有的国家规定辅助原料的用量总计不超过麦芽用量的50％。但在德国﹐除制造出口啤酒外﹐国内销售啤酒一概不使用辅助原料。国际上常用的辅助原料为﹕玉米﹑大米﹑大麦﹑小麦﹑淀粉﹑糖浆和糖类物质等。
（2）基本分类：
根据所采用的酵母和工艺﹐国际上啤酒分下面发酵啤酒和上面发酵啤酒两大类。啤酒具有独特的苦味和香味﹐营养成分丰富﹐含有各种人体所需的氨基酸及多量维生素如维生素B﹐菸酸﹐泛酸以及矿物质等。
啤酒花，使啤酒具有独特的苦味和香气并有防腐和澄清麦芽汁的能力。酒花始用于德国﹐学名为蛇麻﹐为大麻科葎草属多年生蔓性草本植物[1]。
1.2 啤酒原料
啤酒的原料为大麦﹑酿造用水﹑酒花﹑酵母以及淀粉质辅助原料(玉米﹑大米﹑大麦﹑小麦等)和糖类辅助原料[2]等。主要原料：麦芽、大米。
（1）大麦：适于啤酒酿造用的大麦为二棱或六棱大麦。二棱大麦的浸出率高﹐溶解度较好﹔六棱大麦的农业单产较高﹐活力强﹐但浸出率较低﹐麦芽溶解度不太稳定。啤酒用大麦的品质要求为﹕壳皮成分少﹐淀粉含量高﹐蛋白质含量适中(9～12％)﹔淡黄色﹐有光泽﹔水分含量低于13％﹔发芽率在95％以上。
（2）酿造用水：通常﹐软水适于酿造淡色啤酒﹐碳酸盐含量高的硬水适于酿制浓色啤酒。淡色啤酒用水要求为﹕无色﹐无臭﹐透明﹐无浮游物﹐味纯正﹐无生物污染﹔硬度低﹔铁﹑锰含量低(含量高对啤酒的色﹑味有害﹐而且能引起喷涌现象)﹔不含亚硝酸盐。
（3）酒花：雌雄异株﹐酿造所用均为雌花。中国人工栽培酒花的历史已有半个世纪﹐始于东北﹐目前在新疆﹑甘肃﹑内蒙﹑黑龙江﹑辽宁等地都建立了较大的酒花原料基地。成熟的新鲜酒花经干燥压榨﹐以整酒花使用﹐或粉碎压制颗粒后密封包装﹐也可制成酒花浸膏﹐然后在低温仓库中保存。其有效成分为酒花树脂和酒花油。每kg啤酒的酒花用量约为1.4～2.4kg。
（4）酵母：酵母是用以进行啤酒发酵的微生物。啤酒酵母又分上面发酵酵母和下面发酵酵母。啤酒工厂为了确保酵母的纯度﹐进行以单细胞培养法为起点的纯粹培养。为了避免野生酵母和细菌的污染﹐必须严格啤酒工厂的清洗灭菌工作。
（5）大米：淀粉含量高﹐浸出率也高﹐含油质较少。但大米淀粉的糊化温度比玉米高。以大米为辅助原料酿造的啤酒色泽浅﹐口味清爽。大米是中国用量最多的辅助原料。
（6）糖类：大都在产糖地区应用﹐一般使用量为原料的10～20％。添加的种类主要有蔗糖﹑葡萄糖﹑转化糖﹑糖浆等。
（7）小麦：德国的白啤酒以小麦芽为主原料﹐比利时的兰比克啤酒是用大麦芽配以小麦为辅料酿造具有地方特色的上面发酵啤酒。小麦品种有硬质小麦和软质小麦﹐啤酒工业宜采用软质小麦。
1.3 设计基本要求
设计项目：年产10万吨啤酒厂设计
设计规模：淡季日产100t,旺季日产：300t
成品：淡色啤酒

（1）产品质量标准
感官指标：
透明度 清凉透明，无明显悬浮物和沉淀物
浊度（保质期）/EBC单位 ≤1.0
形态 泡沫洁白细腻，持久挂杯
泡持性/s ≥300s
色度/EBC单位 5.0～9.5
香气和口味 明显有酒花香气，口味纯正，爽口，酒体协调，无异香、异味
理化指标：
酒精含量/% ≥3.7
原麦汁浓度/% 12±0.2
总酸含量/0.1mL·L-1 ≤2.6
二氧化碳含量/% ≥0.4
双乙酰含量/mg·L-1 ≤0.13
（2）产品卫生标准：卫生指标按GB2758执行
产品用途：广泛用于食品及餐饮行业
1.4 产品方案
1.4.1 生产规模及建设时间
啤酒厂年产量为1.0×105t
厂建设采取统一的规划布局，规范化建设，科学化管理，规模化生产，一体化经营，完全采用现代化企业管理模式将逐渐形成规模。本项目从立项到施工达产验收， 共需2年。
1.4.2 主要原料规格
本工艺采用符合我国啤酒麦芽标准QB1686的优质麦芽。
1.4.3 生产品种及数量
表1-1生产品种为10°P淡色啤酒
产品名称
年 产 量
班 产 量
时 间
瓶装啤酒
100000t
34×3
1～12月（300天计）

1.4.4 产品质量及标准
GB191 包装储运图示标志
GB2758 发酵酒卫生标准
GB4544 啤酒瓶
GB4789.1～4789.28 食品卫生检验方法 微生物学部分
GB4928 啤酒实验方法
GB5739 啤酒塑料周转箱
GB6543 瓦楞纸箱
GB10344 饮料酒标签标准
GB4927-91 啤酒质量标准
1.5 设计指导思想
(1)精心设计。(2)投资省、技术新。(3)质量好。(4)收效快。(5)回收期短。(6)设计工作必须认真进行调查研究。(7)学会查阅文献。(8)收集技术基础资料。（9）善于从实际出发去分析研究问题。(10)积极采用新技术。(11)力求设计在技术上具有现实行和先进性。(12)在经济上具有合理性。(13)设计必须结合实际。(14)因地制宜。(15)体现设计的通用性和独特性相结合的原则。(16)食品工厂设计还应注意到周围环境的清洁卫生。(17)及工厂内车间之间对卫生、无菌、防火等条件的相互影响。
1.6 感官评价
质量特征：富有洁白、细腻又持久的泡沫，悦目明快的色泽，酒液清凉，饮后有爽口和醇厚感。
感观要求:
浓、黑色啤酒的感观指标应符合表1-2规定
外 观
无明显悬浮物和沉淀物
无明显沉淀物
沉淀物
泡沫 形 态
泡沫细腻，挂杯
泡沫较细腻，挂杯
泡沫较粗
泡持性，Ｓ
≥２１０
≥１８０
≥１２０
色 度ＥＢＣ 浓 色
１５．０＿４０．０
黑 色
〉４０．０
香气和口味
具有明显的麦芽香气，口味纯正，爽
有较明显的麦芽香气，口味纯正
有麦芽香气，口味较纯正，较爽

淡色啤酒的感观指标应符合表1-3的规定
表1-3淡色啤酒的感官指标
项目
优级
一级
二级
外观 透明度
清亮透明，无明显悬浮物和沉淀物
尚清，较透明

较透明
浊度，ＥＢＣ
≤１．０
≤１．５
≤２．０
泡沫瓶装Ｓ
≥２１０
≥１８０
≥１２０
色度ＥＢＣ １０°P １１°P
１２°P
５．０-９．５
５．０-１１．０
５．０-１４．０

理化要求应符合表1-4的规定

表1-4理化要求【10】
项目
优级
一级
二级
酒精度
１２°P
≥３．７
≥３．５

１１°P
≥３．４
≥３．２

１０°P
≥３．１
≥２．９
原麦汁浓度
１２°P
１２ ± ０．３

１１°P
１１ ± ０．３

１０°P
１０ ± ０．３
总酸
10°P 11°P 12P°
≤２．６
二氧化碳％
≥０．４
≥０．３８
≥０．３５
双乙酰淡色 mg/L
≤０．１３
≤０．１５
≤０．２０
啤酒的保质期:
瓶装、听装熟啤酒扣质期不少于１２０天（优、一级），６０天（二级）。瓶装鲜啤酒保质期不少于７天。罐装、桶装鲜啤酒保质期不少于３天。

第2章 厂区的平面设计
2.1 厂址的选择
根据我国的具体情况，食品工厂一般建于距原产地附近大中城市的郊区。由于啤酒属于消费性强的休闲饮品，为了有利于销售，所以选择建于市区比较合适。这样不但可以获得足够的原料，而且利于产品的销售，同时还可以减少运输费用。
2.1.1 厂址选择的原则[4]
（1）厂址的位置要符合城市规划（供气、供电、给排水、交通运输等）和工厂对环境的要求。
（2）厂址地区要接近原料基地和产品销售市场，还要接近水源和能源。
（3）具有良好的交通运输条件。
（4）场地有效利用系数高，并有远景规划的最终总体布局。
（5）有一定的施工条件和投产后的协作条件。
（6）厂址选择要有利于三废处理，保证环境卫生。
2.1.2 自然条件及能源
根据食品工厂厂址选择的要求，将啤酒厂建于哈尔滨市郊区内。厂址地势平坦，周围无污染源，符合标准。场地面积有利于合理布置，符合工厂发展需要，并有一定扩建余地。该地自来水使用方便，且水质良好，可不用地下水，减少处理费用。接近排水系统，有利废水排放。供电系统也配备良好，可以满足生产需要。附近有居民区和学校，方便销售。
2.1.3 政治经济和交通
该地区在城市规划区内，经规划部门批准，符合规划布局。并且接近销售渠道，有良好的经济开发前景。附近有发达的交通运输条件，接近高速公路与铁路，使原料入厂和啤酒出厂顺利进行。
2.2 总平面设计
2.2.1 总平面设计原则
（1）符合生产工艺要求。
（2）布置紧凑合理，节约用地，同时为长期发展留有余地。
（3）必须满足食品工厂卫生要求和食品卫生要求。
（4）优化建筑物间距，按有关规划进行设计。
（5）适应运输要求。
2.2.2 总平面设计
（1）厂区主要建筑物：办公楼、原料库、生产车间、冷库、配电室、锅炉房等。
（2）全建筑物朝向有利于通风采光。
（3）配电室靠近生产车间，减少能源消耗，锅炉房位于下风向。
（4）在厂房四周种植草坪，保证绿化。
（5）通盘考虑全厂布置，力求经济合理，充分考虑扩大生产。
（6）方便生产，符合生产程序。
2.3 车间布置
2.3.1 车间布置原则
生产车间工艺布置很重要，不仅对生产产品有很大关系，而且影响到工厂整体。在进行车间布置时，应遵循以下原则：
（1）生产车间是工厂的中心，其他部门均围绕其展开，它们应是一个协调统一的整体。因此，必须考虑与其他部门的相互关系，以及工厂的发展前景，满足总体设计要求。
（2）在工艺流程确定后，其设备的布置要尽量按工艺流水线安排，使占地面积最少，操作最方便。
（3）保证车间卫生，同时注意车间的采光、通风、降温等设施。
2.3.2 车间布置
（1）生产工序的安排要做到冷、热分开，生、熟分开，干、湿分开，成品、半成品分开。
（2）按生产流水线安排设备，防止交叉，浪费资源。

第3章 工艺流程
3.1 工艺流程图[6]
大麦原料→粗选→精选→浸麦→发芽→干燥→除根→成品麦芽
原料（大米）→粉碎→糊化
↘
→过滤→煮沸→酒花分离→沉渣→冷却→前发酵
↗ ↓
原料（麦芽）→粉碎→糖化 CO2
→后发酵（贮酒）→过冷却→过滤→滤过酒暂贮→装酒→压盖→杀菌→贴标→成品啤酒
3.2 工艺要点
3.2.1 粉碎
粉碎使原料表面积增加，与水接触面积增加，糖化时间减少，收得率增加。
麦芽可粉碎成麦皮、粗粒、细粒、粗粉、细粉五个组分。
要求麦芽皮壳破而不碎，胚乳部分尽可能细一些。
3.2.2 糖化
制备麦芽汁的主要过程是糖化。将粉碎后的麦芽在底部搅拌的糖化锅中与45℃的水混合，利用麦芽自身的酶，使麦芽和辅料中的淀粉和蛋白质等的不溶性高分子物质水解成为可溶性低分子物质，如糊精、糖类、胨、肽、氨基酸等，这就是糖化过程。
本项目采用的糖化方法是国内常用的糖化方法——二次煮出糖化法。
该方法简单来说，首先将辅料与部分麦芽在糊化锅中与45℃温水混合，保温20min，然后用10min时间升温到70℃，再保温20min，其后再用15min时间升温煮沸，让其沸腾40min，称第一次煮沸，得到糊化醪。与此同时，麦芽和水在糖化锅内混合，45～55℃保温30～90min，使麦芽所含蛋白质分解，称为蛋白质休止。将煮沸纸糊化醪泵入糖化锅中，使混合醪温达到65～68℃，保温搅拌进行糖化。待糖化醪无碘色反应后，从糖化锅中取出部分醪也进入糊化锅进行第二次煮沸，而后再次泵入糖化锅混合，使糖化锅中醪液升温至75～78℃（液化温度），静置10min即可送去过滤。
3.2.3 过滤
糖化工序结束后，意味着麦芽汁已经形成。采用过滤方法尽快将麦汁和麦糟分离。过滤的好坏，对麦汁的产量和质量有重要的影响。
麦汁过滤分为过滤和洗槽两个操作过程。
过滤的目的是获得清凉的麦汁和较高的麦汁收得率。
要求麦汁过滤速度正常，过滤应在规定时间内完成，麦汁低吸氧，具有正常的色、香、味。
3.2.4 煮沸
煮沸在煮沸锅中进行。使多余的水分蒸发，使麦芽汁浓缩到规定浓度；使酒花有效成分溶入麦汁中；赋予麦汁独特的酒气香气和爽口的苦味；使麦汁中可凝固蛋白质凝固析出，以提高啤酒的非生物稳定性；破坏全部的酶活性，麦汁进行灭菌，以获得定型的麦汁。
煮沸要求适当的煮沸温度，分批添加酒花，在预定煮沸时间内，使麦汁达到规定浓度，保持有明显酒花香味和柔和的苦味，以保证成品啤酒有光泽、风味好、稳定性高。
煮沸时间70～90min，麦汁的煮沸强度应达到8%～10%，凝固性氮应达到1.5～20mg/L。
3.2.5 冷却
麦汁煮沸定型后，必须立即进行冷却，使温度适合酵母发酵的需要。
要求冷却时间短，麦汁无细菌，并且不混浊，沉淀损失少，操作简单，可减少人力。
3.2.6 发酵
本工艺采用“前锥后卧”发酵方式[7]。先在锥形发酵罐中进行啤酒发酵和双乙酰还原，然后送入卧式储酒罐中进行后发酵。
在主发酵结束，外观发酵达60%左右，酒温降至5～6℃时，现回收酵母，在将嫩啤酒送入储酒罐内。此时双乙酰还原需在贮酒罐内继续进行，贮酒罐兼有后发酵、成熟和贮酒三重作用。倒罐之后，进行后发酵和双乙酰还原，气压缓慢上升至0.08Mpa左右，待双乙酰下降达到要求后，急剧降温至0～1℃，进行贮酒。贮酒时间7～14d。

第4章 物料衡算
4.1 糖化车间工艺流程示意图
根据我国啤酒生产现况，有关生产原料配比、工艺指标及生产过程的损失等数据如表4-1所示：
麦芽，大米
粉碎
糊化（大米）
糖化(麦芽)
过滤
麦汁煮沸锅
酒花渣分离器
回旋沉淀槽
麦汁薄板冷却器
水，蒸汽
酒花槽
热凝固物
冷凝固物
进入下一工段

图4-1啤酒厂糖化车间工程流程示意图

4.2 工艺技术指标及基础数据
根据表4-1的基础数据，首先进行100kg原料生产10°P淡色啤酒的物料计算，然后进行100L 10°P淡色啤酒的物料衡算，最后进行年产10万吨啤酒厂糖化车间的物料平衡计算[3]。

表 4-1 啤酒生产基础数据
项 目
名 称
百分比/%
定 额
原料利用率
98
麦芽水分
6
大米水分
12
无水麦芽浸出率
78
原料配比
无水大米浸出率
90
麦芽
70
大米
30
冷却损失
7
啤酒损失率（对麦汁）
发酵损失
2
过滤损失
1
瓶装损失
2
总损失
12

4.3 100kg原料（70%麦芽，30%大米）生产10°P淡色啤酒的物料衡算
(1)热麦计算,根据表4-1可得到原料收率分别为：
麦芽收率为：78%×(100-6) %=73.32%
大米收率为：90%×(100-12) %=79.2%
混合原料收得率为：（0.70×73.32%+0.30×79.2%）98%=73.58%
由上述可得100kg混合料原料可制得的10°P热麦汁量为：（73.58%×100）÷10%=735.8(kg)
又知10°P麦汁在20℃时的相对密度为1.084，而100℃热麦汁比20℃时的麦汁体积增加1.04倍，故热麦汁（100℃）体积为：735.8÷(1.084×1000)×1000×1.04=705.93(L)
(2)冷麦汁量为：705.93×(1-0.07)=656.52(L)
(3)发酵液量为：656.52×(1-0.02)=643.39(L)
(4)过滤酒量为：643.39×(1-0.01)=636.95(L)
(5)成品啤酒量为：636.95×(1-0.02)=624.22(L)
4.4 生产100L10°P淡色啤酒的物料衡算
根据上述衡算结果知，100kg混合原料可生产10°P淡色成品啤酒624.22L，故可得以下结果：
(1)生产100L10°P淡色啤酒需耗混合原料量为：
(100/624.22)×100=16.02 (kg)
（2）麦芽耗用量为：16.02×70%=11.21(kg)
（3）大米耗用量为：16.02-11.21=4.81(kg)
（4）酒花耗用量：对浅色啤酒，热麦汁中加入的酒花量为0.2%，故为：
(100/624.22) ×735.8×0.2%=0.24(kg)
（5）热麦汁量为：（16.02/100）×705.93=113.09(L)
（6）冷麦汁量为：（16.02/100）×656.52=105.18(L)
（7）湿糖化糟量：设热电厂出的湿麦芽糟水分含量为80%，则湿麦芽糟量为：
[（1-0.06）（100-78）/（100-80）]×11.21=11.59(kg)
而湿大米糟量为：[（1-0.12）（100-90）/（100-80）]×4.81=2.12(kg)
故湿糖化糟量为：11.59+2.12=13.71(kg)
（8）酒花糟量 设麦汁煮沸过程干酒花浸出率为40%，且酒花糟水分含量为80%，则酒花糟量为：[（100-40）/（100-80）]×0.24=0.72(kg)
4.5 年产10万吨10°P淡色啤酒酿造车间物料衡算表
设生产旺季每天糖化8次，而淡季则糖化4次，淡季150天，旺季150天，则每年总糖化次数为1800次。由此可计算出每次投料量及其他项目的物料平衡。把述的有关啤酒厂酿造车间的三项物料衡算计算结果，整理成物料衡算表，如表4-2所示。
糖化一次定额：
成品啤酒：100000吨÷1800次=55.556吨／次
55555.556 kg÷1.012kg∕Ｌ=54896.794Ｌ
过滤酒：102.04Ｌ×54896.794Ｌ÷100Ｌ=56016.689Ｌ
发酵液：103.07Ｌ×54896.794Ｌ÷100Ｌ=56582.126Ｌ
湿酒花槽：0.72 kg×54896.794Ｌ÷100Ｌ=395.257 kg
湿糖化槽：11.59 kg×54896.794Ｌ÷100Ｌ=6362.538 kg
冷麦汁：105.18 L×54896.794Ｌ÷100Ｌ=57738.889 L
热麦汁：113.09 L×54896.794Ｌ÷100Ｌ=62082.784 L
酒花：0.24 kg×54896.794Ｌ÷100Ｌ=131.752 kg
大米：4.81 kg×54896.794Ｌ÷100Ｌ=2640.536 kg
大麦：11.21 kg×54896.794Ｌ÷100Ｌ=6153.931 kg
混合原料16.02 kg×54896.794Ｌ÷100Ｌ=8794.464 kg
旺季一天生产：54896.794Ｌ×8=439174.352Ｌ
淡季一天生产：54896.794Ｌ×4=219587.176Ｌ
年生产量：54896.794Ｌ×1800=98814229.2Ｌ
其他的年产量的计算都乘以1800可得到表4-2

表4-2 啤酒厂酿造车间物料衡算表
物料名称
单位
对100kg混合原料
100L 10°p淡色啤酒
糖化一次定额量
年产10万吨啤酒生产
混合原料
kg
100
16.02
8794.464
1.583×107
大麦
kg
70
11.21
6153.931
1.108×107
大米
kg
30
4.81
2640.536
0.475×107
酒花
kg
1.50
0.24
131.752
2.372×105
热麦汁
L
705.93
113.09
62082.784
11.175×107
冷麦汁
L
656.52
105.18
57738.889
10.393×107
湿糖化糟
kg
72.35
11.59
6362.538
1.145×107
湿酒花糟
kg
4.50
0.72
395.257
7.115×105
发酵液
L
643.39
103.07
56582.126
10.185×107
过滤酒
L
636.95
102.04
56016.689
10.083×107
成品啤酒
L
624.22
100.00
54896.794
9.881×107
备注：10度淡色啤酒的密度为1012kg/m3

第5章 能量衡算
5.1 糖化用水耗热量Q1
设料水之比为1：4水与混合原料由20度升到50度
则混合原料糖化一次用水为GW=8794.464 Kg×4=35177.856 Kg
Q1=GWCW(T1-T0)=35177.856×4.18(50-20)=4411303.142(KJ)
5.2 第一次米醪煮沸耗热量Q2
有经验可得C米醪=3.76 KJ/(kg·k)，温度从50度升到100度
Q2=G米醪C米醪(T1-T0)= 8794.464×（1+4）×3.76×（100-50）=8266796.16 (KJ)
5.3 水耗热量
设洗槽水平均温度为80℃，每100kg原料用水450kg，则用水量为:
G洗=8794.464×450/100=3957508.8(kg)其中8794.464为混合原料一次糖化量
故Q3=GCw(80-20)= 3957508.8×4.18×(80-20)=797405486(kJ)
Q总=Q1+Q2+Q3=4411303.142+8266796.16+79740586=810083585.3(kJ)
5.4 糖化一次蒸汽耗量
使用表压0.3MPa的饱和蒸汽，I=2725.3Kj/kg,i为相应的冷凝水的焓(561.47kj/kg), η为蒸汽的热效率则： D=Q总/[（I-i）η]
=810083585.3/[(2725.3-561.47)×95%〕(36)
=479891.742(kg/h)
式中，i为相应冷凝水的焓（561.47kJ/kg）；η为蒸汽的热效率，取η=95%。
5.5 糖化过程每小时最大蒸汽耗量Qmax
在糖化过程各步骤中，麦汁煮沸耗热量Q6为最大，且已知煮沸时间为90min热效率为95%，故：
Qmax=Q6/(1.5×95%)=176567118.196/(1.5×95%)=123906749.611(KJ/h)
相应的最大蒸汽耗量为：
Dmax=Qmax/（I-i）=123906749.611/(2725.3-561.47)=57262.701(kg/h)
5.6 蒸汽单耗
据设计，每年糖化次数为1800次，总共生产啤酒100000t.年耗蒸汽总量为：
Dr=479891.742×1800=863805136(Kg)
每吨啤酒成品耗蒸汽（对糖化）：
D5=863805136/100000=8638.051(kg/t啤酒)
每昼夜耗蒸汽量（生产旺季算）为：
Dd=479891.742 ×8=3839133.94(kg/d)
至于糖化过程的冷却，如热麦汁被冷却成冷麦汁后才送进发酵车间，必须尽量回收其中的量。最后，把上述结果列成热量消耗综合表，如表5-1
表5-1 年产10万吨啤酒厂糖化车间总热量衡算表
名称
规格
（MPa）
每吨消耗定额（kg）
每小时最大用量（kg/h）
每昼夜消耗量（kg/d）
每年消耗量（kg/a）
蒸汽
0.3（表压）
8638.051
57262.701
3839133.94
863805136

第6章 公共系统及辅助部门
6.1 公共系统
6.1.1 锅炉房
锅炉排出的气体中，含有大量的灰尘和煤屑，这些煤屑排入大气后，由于速度减慢而散落下来，造成环境污染。所以从工厂卫生的角度来看，锅炉房应建在对生产车间影响最小的位置，满足以下要求：
(1)在该地区全年主导风向的下风向；
(2)靠近用气负荷中心；
(3)有足够的煤和灰渣堆场。
锅炉房的具体建设方面，采取钢筋混凝土结构，门向外开；与相邻建筑物的间距应符合防火和卫生标准；必须在通风、采光、防潮等方面也要满足要求。
6.1.2 配电室
食品工厂对电的要求较高，所以必须有独立的供电系统。所以在工厂设计时必须建设配电室。土建部分的设计应为企业的生产发展留有适当的空间，并且要求设备和管线进出方便，符合防火安全要求，保证阴凉通风。一般食品工厂的车间水气较大、湿度高，应对供电管线采取必要的防潮设施，防止发生事故。
6.2 辅助部门
6.2.1 原料库
原料库是食品工厂生产的第一个环节，这一环节的生产质量如何，将直接影响后面的生产工序。原料库需要有一个适宜的卸货、验收、计量和堆放场地，并配有相应的计量装置、容器等配套设施。
6.2.2 检验中心
检验中心的职能是对产品和有关原材料进行卫生监督和质量检查，确保其符合国家食品卫生法律、法规和有关部门颁发的质量标准和质量要求。
检验中心一般设有：感官检验室、理化检验室、精密仪器室、微生物检验室等。检查的项目根据需要而定。
6.2.3 冷库
冷库是担负厂内所有成品储藏任务的重要部门，使商品流通的重要环节。啤酒生产后，要进行低温储藏，所以冷库的建设必不可少。冷库要求结构坚固，并且有较大承载力，设置合理的保温隔热层和隔汽防潮层。，所用建筑材料和构件有足够的强度和抗冻能力。储藏条件要保证食品的卫生，防蝇、防鼠、防尘，而且还要保证低温（-18℃以下）。
6.2.4 给排水系统
给排水设计一般包括：取水及净化工程、厂区及生活区的给排水管网、冷却用水系统、消防系统等。
6.3 设计原则
(1)所在地有自来水供应的，应优先考虑采用自来水。
(2)消防、生产、生活给水网应尽可能使用统一管路系统。
(3)生活、生产废水应达到国家标准后排放。
(4)设计给排水管网时，应满足生产工艺和生活安排的需要。
6.3.1 给水系统
本厂位于市区内，有足够的自来水供应，故使用自来水给水系统。通常自来水符合生产与生活需要，只需进行一般处理即可。但锅炉用水必须进行软化处理，且一般用离子交换法进行软化。
6.3.2 排水系统
食品工厂的排水量较大，主要为生产废水、生活污水和雨水。良好的排水设施和排水效果是食品工厂卫生面貌、产品安全的有力保障，直接影响到企业的社会效益和经济效益。生产车间应设有明沟，将污水排到室外，室外排水管必须采用埋地暗管。由于冰淇淋工厂的废水基本符合环境保护要求，所以排水管网汇集了排出的生产废水、生活污水和雨水后，可借助重力作用通过排水管直接排入厂外公共下水道。
6.3.3 消防用水系统
食品工厂的生产性质决定其发生火灾的危险性较低，建筑物的防火系数较高，但防患于未然，必须考虑消防用水系统。食品厂的消防给水一般与生产生活给水管合并，发生火警时可调用生产、生活用水加以解决。
6.4 供电
食品工厂的供电系统一般包括：全厂的变配电工程，厂区的供电工程，使内外的照明工程。供电电压一般低压采用380/220V三相四线制，高压采用10KV。符合国家有关规定，安全可靠，运行方便，经济节约。本厂生产冷冻类食品，由于停电可导致产品变质，所以对供电要求较高，
生产车间环境湿度大，所以电器设备和器材应按湿热带的条件选择，要能防水汽，防腐蚀，尽可能集中放置。厂区外线一般采用低压架空线，或者是