毕业设计说明书：年耗量32万吨啤酒工厂的初步设计.pdf

摘 要摘要本设计主要通过高浓度稀释的方法酿造10P啤酒，从而提高了糖化设备的利 用率，降低了能耗，提高了劳动生产率，降低了费用，使啤酒更加清淡，稳定性 提高。此啤酒的酿造方法采用60%的麦芽，40%的大米，经过糊化，糖化，煮沸，过滤，冷却，发酵而成。糖化工艺采用二次煮出糖化法。发酵设备采用圆筒体锥 底发酵罐，发酵周期是14天。吨酒耗粮150.83kg/T。关键词：浅色啤酒；糖化；发酵；工艺设计；酵母；麦芽东北电力大学本科毕业设计说明书Abstr actThe 10 pal e beer was br ewed by using the metho d o f high gr avity dil ute,which enhanced the avail abil ity o f sacchar if icatio n eq uipment,decr eased the co nsume o f ener gy,incr eased the l abo r pr o ductivity,r educed the ex penditur e o f investment,made the beer mil der and enhanced the stabil ity.This beer picks 60%mal t,40%r ice,the r aw mater ial pr o cessed the dex tr inize,sacchar if icatio n,f il ter s,bo il s,co o l ing,and o ne set f er mentatio n pr o cess.The f er mentatio n eq uipment is the bo tto m o f the co ne and cy l inder bo dy f er menter,the f er mentatio n cy cl e is 14 day s.This design mainl y incl udes,the cal cul atio n o f mass bal ance,ther mal co nsumptio n bal ance,co l dl y co nsumptio n bal ance,and the eq uipment sel ectio n as wel l as the key eq uipment co mputatio n.This design subject is annual o utput 23000,000 to ns,14 br ewer y.Key Wo r ds：Light-co l o r ed beer;gl y co sy l ated;f er mentatio n;pr o cess design;y east;mal t-n-目 录目录摘要.IABSTRACT.II目录.III第1章绪论.11.1 啤酒以及啤酒生产的概况.11.2 啤酒的分类.3第2章设计概论.42.1 设计指导思想.42.2 工艺流程、生产方法、工艺条件.42.2.1 工艺流程.42.2.2 工艺条件.52.3 原料来源及标准.82.3.1 原辅料的质量标准.92.3.2 水质要求.102.3.3 产品质量标准.112.4 厂址选择.122.5 三废治理.122.5.1 污水处理的原则、方法和效果.132.5.2 副产物的综合利用.14第3章工艺计算.153.1 计算依据.153.3 澄清冷却物料衡算.183.4 主发酵的计算.183.5 换算.20第4章 设备选型计算.224.1 贮箱和粉碎设备的计算与选型.224.1.1 贮箱计算.224.2 原料粉碎机生产能力的计算与选型.244.3 发酵设备的计算.24in东北电力大学本科毕业设计说明书4.3.1 结构尺寸的计算.244.3.2 锥形发酵罐耗汽量计算.264.4 硅藻土过滤机的计算.314.5 清酒罐的计算.31第5章 重点设备的选型及计算.325.1 糊化锅.325.2 糖化锅.335.3 过滤槽的计算.355.4 麦汁煮沸锅的计算.375.5 旋涡沉淀槽的计算.385.6 薄板冷却器的计算.415.7 水箱的计算.455.8 糖化用泵的选择.45第6章 耗水量计算.476.1 工艺用水.476.1.1 糖化用水.476.1.2 洗糟用水.476.1.3 冷却器冷却用水.476.1.4 酵母洗涤用水.486.2 非工业用水.486.2.1 糊化锅设备刷洗用水.486.2.2 糖化锅洗刷用水.496.2.3 过滤槽洗刷用水.496.2.4 沉淀槽洗刷用水.496.2.5 煮沸锅洗刷用水.496.2.6 发酵罐洗刷用水.506.2.7 清酒罐洗刷用水.506.2.8 麦汁冷却器洗刷用水.506.2.9 过滤机用水.506.2.10 罐装机清洗用水.516.2.11 洗瓶机用水.516.2.12 杀菌机耗水.516.4 发酵车间地面洗刷用水.51-IV-目 录6.5 其他用水.526.6 全年用水.52第7章 经济效益计算.547.1 设备投资额C.547.1.1 糖化车间.547.1.2 发酵车间.547.2 总投资.54第8章 总体平面设计及全厂定员.568.1 总体平面设计的原则及要求.568.2 全厂定员.57参考文献.59致谢.69v东北电力大学本科毕业设计说明书第1章绪论1.1 啤酒以及啤酒生产的概况啤酒是一种含有少量酒精与充足的二氧化碳，具有丰富的泡沫，有着酒花 香味以及爽口的苦味，营养丰富，风味独特的低度酿造酒。简单的来说，啤酒,是以大麦和其他谷物为原料，并添加少量酒花，采用制麦、糖化、发酵、后处 理等特定工序酿造而成的酒精饮料川。啤酒营养丰富，有“液体面包”的称号,再加上其独特的口味和口感，深得人们喜爱。啤酒文化跟人类文化一样，也有 着悠久的发展历史。啤酒也是人们在日常生活中偶然得知后开发酿造的，据说古人是在用麦芽 时，将喝剩下的粥放置于容器内，结果经由自然发酵，偶然得到了喝起来清 香爽口、回味无穷的液体。也许，这是啤酒的首次面世吧。最早存有啤酒记录 的，是在公元前三千年前1,在现在伊朗附近的闪米人，他们把啤酒酿造的方 法刻在粘土版上，奉献给农耕女神。这个记录啤酒酿造的方法，至今还保存着。而在罗浮宫博物馆存放着的“兰色纪念碑”上，记录着公元三世纪巴比伦居民 苏爱尔兰人在梅斯波坦因，以啤酒的方式来祭祀女神表示忠诚的历史。古时 的啤酒皆采用小麦或大麦为原料，以肉桂为香料，这种方法酿造出来的啤酒，约有20多种。在巴比伦，啤酒除了可以做饮用之外，还可以作药用。公元前六百年前的 新巴比伦时代，曾有过使用肉桂、椰子、蜂蜜加香及加入野生蛇麻草（酒花）的迹象，也有组织合作社行事大规模生产的迹象。在古埃及，啤酒也颇为盛 行。古埃及人把制作啤酒的过程以浮雕的形式留在金字塔的背面。他们一般使 用杏仁、姜等香料加香。到了十二世纪，德国正式采用了蛇麻草一一酒花。这种添加了酒花的啤酒，喝起来由着爽口的口味以及芳香。因而，蛇麻草渐渐 为世界各地的啤酒生产所需要，成为了啤酒的“灵魂”。使啤酒生产渐渐走上工业化道路，必不可少的，是路易巴斯德发明的灭菌 技术，甚至直至今日，还在啤酒的生产中起到不可替代的作用。1880年，汉逊 以及耶尔逊，成功研制出将酵母纯粹培养之后，对于啤酒生产的质量保证和工 业化大规模生产奠定了基础。十八世纪后叶，受到欧洲产业革命影响，科学-1-东北电力大学本科毕业设计说明书技术迅猛发展，进一步地为啤酒酿造的生产工艺添加了新的活力。啤酒酿造工 业在我国，迄今只有八十余年的历史。1903年，英国资本家在山东青岛开设了 英德啤酒公司青岛啤酒前身网。而后，沙皇俄国资本家，在哈尔冰开设了 了啤酒厂，1921年，英德资本家，又在上海开设了啤酒厂。由此看出，啤酒行 业在我国的发源来自于外国资本主义的入侵。因而，在解放前，啤酒行业的 运作主要靠进口，麦芽、酒花等原辅料都需要外国资本家提供，所以，在时代 动荡的条件下，啤酒行业日趋衰弱，产量不高，品种不多，几乎陷入停顿状态。解放后，由于党和政府给予啤酒行业极大的重视，培养了一大批技术人才,引进先进技术，大力拓展啤酒行业，因而啤酒工业发展极快，从解放前只有几 家啤酒厂，到现在差不多700多家，产量也有了很大程度上的提升。啤酒目 前很受广大市场的喜爱，啤酒生产的工艺条件也已经也已经颇为成熟，目前，啤酒生产已趋向自动化，机械化。工艺条件细节上的改革，可以为啤酒行业注 入新的活力。啤酒分会每年都对我国啤酒行业的发展概况进行两次评价，其分析基础 是啤酒行业的国家统计局数据和行业统计数据。本次主要根据国家统计局数据 对2007年的啤酒工业概况进行分析。由于在国家统计局的统计中，啤酒行业的 范围包括麦芽加工及啤酒工厂的其他产业，因此其主营业务收入（销售收入）、利润、税收等经济指标数据偏大，绝对数可信度较差，但和上年同期对比，所 反映的趋势是比较可信的口叫2007年开始，国家统计局公布的工业指标除产量 外，以工业总产值、销售产值和出口交货值为主。随着经济的不断发展，人们生活水平的不断提高3。啤酒作为一种时尚消 费品，已成为人们生活众不可或缺的商品，其市场需求日益渐增。在我国啤酒 生产的基础上，提高啤酒的生产工艺技术，提高生产过程中的自动化水平，提 高产品的技术含量口旬，积极参与国际市场竞争。随着居民消费水平和消费层次 的日渐提高，消费需求日益趋于个性化、多样化，现有的较为单一的产品不再 能能够满足消费者的消费需求，新的市场需求在不断出现，为企业提供了市场 机会口4。同时随着市场竞争程度的加剧，企业越来越把竞争的焦点集中到终端 消费者身上，“以消费者为中心”、“顾客至上”从口号逐渐变成行动，企业越来 越关注消费者的需求变化，并通过生产符合消费者需求的个性化产品，以最大 限度地满足消费者的消费需求争取更多的消费者，获得消费者的持久忠诚。-2-东北电力大学本科毕业设计说明书1.2 啤酒的分类啤酒种类繁多，可以按照酵母品种、生产方式、产品浓度、啤酒色泽、消 费对象、包装容器分为以下几类。按酵母品种：按酵母品种，可分为上面发酵啤酒和下面发酵酵母。上面发酵啤酒是指发酵所用酵母是上面酵母的啤酒，相对的，下面发酵啤酒是 指发酵所使用的啤酒是下面酵母的啤酒。按生产方式：分为生啤酒和熟啤酒。生啤酒是指包装后不经巴氏灭菌就 直接销售的啤酒；熟啤酒是指在包装后，经过巴氏灭菌的啤酒。按产品浓度，可分为中、高、低浓度型三种。高浓度：原麦汁浓度16%以上；中浓度：原麦汁浓816%；低浓度：原麦汁浓度低于8%。(4)按啤酒色泽深浅：可分为浅色啤酒、浓色啤酒。浅色啤酒：色泽浅，呈 淡绿色或淡黄带绿色，酒精含量为3.33.8%,原麦汁浓度812%；浓色啤酒：色泽较深，一般呈深红褐色，黑褐色，酒精含量45%,原麦汁浓度1214%。按消费对象：可分为无酒精啤酒，无糖或低糖啤酒，酸啤酒等。(6)按包装容器：可分为瓶装，罐装、桶装三种。-3-东北电力大学本科毕业设计说明书第2章设计概论2.1 设计指导思想本次设计的设计指导思想有以下几点：树立正确的设计思想，选择合理的工艺流程及工艺条件，并加以论证。在 工艺上的选择和设备的选用上为确保工艺稳定、可靠和产品质量，部分采用了 传统式，同时进行了革新改造，引进了一部分国外较先进的技术和设备。尽量采用啤酒生产新技术和成熟的科技成果，经济上合理。设计中考虑尽 量降低操作费用及啤酒的单耗量，使其具有上马快、收效大的特点。设计考虑到啤酒厂今后的发展趋势（如增加品种、扩大产量等），在建筑和 平面布置上及设备选取上，都留有适当的余地，同时又不致于造成现有设备、场地的太大浪费。设计考虑到工人劳动条件的改善及劳动强度的降低，采用了一些新工艺、新设备，同时又确保啤酒质量。考虑到啤酒厂的环境，进行了污水处理、C02 回收等综合利用，不但改善了环境污染，同时增加工厂的收入。设计采用部分自动化仪表控制，使本厂在机械化、自动化水平上与国外先 进水平差距缩短了。培养综合计算和资料查阅能力，分析和解决实际问题的能力，理论知识的 实际应用能力，培养使用CAD绘图的能力，编写技术文件及语言表达能力，独立设计能力。2.2 工艺流程、生产方法、工艺条件2.2.1 工艺流程啤酒生产的总工艺流程图，如图2-1。-4-东北电力大学本科毕业设计说明书漩涡沉淀I冷去IJ辅料(大米)1麦1芽粉碎粉碎糊化-糖化过1滤酒花添力口-煮沸酵母-发酵I过滤包装成品图2-1啤酒发酵的工艺流程2.2.2 工艺条件辅料糊化预置水启动，50(52)下料，保温59min,升温至73,保温50min,升温至93,煮沸l Omin。打料时先加入乳酸，调节pH至6.06.5,并加入 CaCl2,打料后加入a-淀粉酶。糊化醪分两次打入糖化锅。糖化44下料,下麦芽粉，侧管进水，料水比1:3032,进料时加CaCl2,H3PO4.-5-东北电力大学本科毕业设计说明书糖化总时间：从进料到结束，80mino具体流程图：44 下料，保温40min第一次兑醪I兑醪后48（蛋白休止）、保温20min第二次兑醪I兑醪后72、保温30min（20min时测碘反应）、pH5.45.6I升温至78（升温速度11.5/min）I 打入过滤槽图2-2糖化工段具体流程图过滤77.5C打醪，打醪前，先加预置水，预置水刚没过筛板即可，在46h内 打完醪。预置水来源：a、热水：7678；b、残糖水：剩余洗糟水。关闭排 糟孔，回流，到麦汁澄清为止。调整耕刀高度14%。头号麦汁过滤时间，不超 过l h。洗糟3次，水温7678C,不要太低，pH5.4563次洗糟水及头号麦汁,送入麦汁暂存罐，罐满后过量剩余洗糟水为残糖水。洗糟水用量（HL）：一次 80、二次150、三次80.残糖浓度：一般酒1 Be,高档酒：1.5 Be.耕刀转速：过滤：34min/圈（过滤及洗糟）。排糟：l min/34圈（4）煮沸麦汁l Omin打完料，进料加入乳酸，pH4.95.0.煮沸时，从98.5C开始计 时，煮沸7080min,常压煮沸。加酒花：一次：煮沸l Omin,二次：煮沸20min,三次：煮沸结束前l Omin。加入单宁酸、卡拉胶。-6-东北电力大学本科毕业设计说明书煮沸时测3次浓度：满锅、煮沸30min、结束时。麦汁浓度：9.810.8。麦汁浓度通过控制煮沸时间，洗糟水量控制。回旋沉淀添加酒花油，麦汁切线进入沉淀槽。进料位置为液面高的1/3,进料速度7 l l m/s,回旋20min,静置20min,总40min。出料，三个管线：上排（为主）：液面2/3,中排：液面1/10,下排。出料时，顺次打开，打料中加酒花油，热凝固物，酒花糟排放方法：麦汁放完后，由槽上部圆球喷入8085c水,将其打散，由下排排麦汁孔放入残渣罐内，下批麦汁第一次洗糟时加入。（6）冷却以2.5水或-5-8C,酒精做冷媒，使麦汁降至89。五批麦汁满一个 发酵罐，前4批麦汁冷却后充入氧气。静置酒加脯氨酸内切酶：2Kgo发酵满罐时间15h,第一批冷却后直接进罐，第二批加佳偶混合后进罐。满罐 温度：8.30.2,保持7天。自然升温到12,进行主发酵，双乙酰还原（4 5天）档双乙酰降至0.09mg/L以下时，先以0,25/h,降至34,再以0.1C/h,降至-10.5,此时，糖度至20。（糖度计）自然升压至0.070.08Mpa,开始保压。罐压0.06Mpa,每开排一次冷凝固 物。酒龄1635d（麦汁满罐开始计）排冷凝固物，满罐后12h、24h、36h、72h,酵母回收和双乙酰还原期间每天排一次冷凝固物和废酵母，贮酒时每天排一次 凝固物。糖度测定，满罐时测一次，第1、2、3d,每8h测一次，第4d,每2 4h测一次，第5h,2h测一次，直到糖度降至20。P,保证降糖速度每天不超 过 3。Po酵母回收发酵糖度降至最低，糖度不变化时，24h内回收酵母。每罐开始18%酵母 排掉（1.2L6KL不作为主酵母）代数不能超过4代，第五代干燥后作饲料。原则：鲜收鲜用。-7-东北电力大学本科毕业设计说明书2.3 原料来源及标准2.3.1 原料来源及标准本设计的啤酒酿造酿造所需原料主要是大麦、酒花和酵母，原料的质量直 接影响所生产的啤酒质量。大麦大麦是啤酒生产中最重要的原料，他发芽不仅含有较高的淀粉，同时也为 糖化生产提供了各种丰富的酶系和含氮物质。对于其选用要经过质量判断，达 标后才能选用，质量判断包括：感官判断，物理分析，化学分析，生理检验。大麦的质量要求：a.色泽：良好大麦有光泽、淡黄、不成熟大麦呈微绿色，受潮大麦发暗，胚部呈深褐色，受霉菌侵蚀的大麦呈灰色或微蓝色。b.气味：良好大麦具有新鲜稻草香味，受潮发霉则有霉臭味。c.谷皮：优良大麦皮薄，有细密纹路，厚皮大麦则纹路粗糙。d.麦粒形态：麦粒以短胖者比瘦长者为佳，前者浸出物，蛋白质低、发芽 快。e.夹杂物：杂谷粒和砂土等应在2%以下。物理检验：f.干粒重：以无水物计干粒重应在3040g,二棱大麦较六棱大麦重，干粒 重高，浸出物相对应亦高。g.麦粒均匀度：按国际通用标准，麦粒腹径可分为2.8、2.5、2.2mm三级，2.5mm以上大麦粒占85%者为二级大麦，2.52.2者为二级大麦，2.2以下为次 大麦，用作饲料。h.胚乳性质：胚乳断面可分为粉状，玻璃质和半玻璃质三种状态。优质大 麦粉状粒喂80%以上。化学检验：i.水分：测定水分是计量干物质的基础，原谅大麦水分水分不能高于13%,否则不能贮存，易发生霉变，呼吸损失大。j.蛋白质：蛋白质含量一般要求为912%,蛋白质含量高，麦芽不易管理,易生成玻璃质，溶解差，浸出物相应的低，成品啤酒易浑浊。-8-东北电力大学本科毕业设计说明书k.浸出物：间接衡量淀粉含量的方法，一般为7280%（干物质计）我国啤酒大麦的质量标准感官指标（一、二、三级相同）：淡黄色、具光泽、无病斑粒、无霉粒和其 他异味。理化指标：表2-2大麦的理化指标项目优级二棱多棱一级二级优级一级二级水分/%w131313131313千粒重/g（无水物）N424036403530发芽力/%，959085969285发芽率/%979590979590大麦浸出物量（无水）/%807674767270蛋白质含量（无水）/%1212.513.512.513.514选粒试验（2,5mm以上）/%858076757065夹杂物含量/%0.51.52.00.51.52.0破损粒含量/%0.51.02.00.51.02.0酒花酒花是啤酒生产重要的原料，它赋予啤酒以纯正的苦味和啤酒香气，同时 它还具有一定的防腐和澄清麦汁的能力。对其选用需要通过质量评价，达标后 才能选用。质量包括：酒花的感官，酒花的化学鉴定，压缩酒花技术要求。酵母酵母是单细胞微生物，在麦汁中起着物质转化作用。再有氧情况下将发酵 糖转化为水和二氧化碳，再无氧情况下将发酵糖转化为乙醇和二氧化碳，酵母 的选用要根据实际情况，从以下几点出发选用优质酵母。如：凝聚性和沉淀能 力，发酵度，发酵速度，抗热能力，产胞子能力，对维生素的要求。2.3.1 原辅料的质量标准本设计采用的辅料为：大米。-9-东北电力大学本科毕业设计说明书大米为稻属禾木科属，普通栽种稻可分为釉稻和粳稻两个亚种，釉稻粒形 长而扁平，稻壳较薄，腹白较薄，加工成果，易折断，米质胀性较大而颗粒弱，粳稻粒形短而宽，壳厚，耐压性好，胀性较小而粘性大。大米的相对密度为1.40容重为790830kg/cm3、干粒重喂2027g由于大米淀粉含量高（7582%）,无水浸出率高达9093%,无花色素，含脂肪低（0.21.0%）并含有较多的泡沫蛋白（糖蛋白用它做辅料酿造啤 酒，啤酒色泽浅，口味纯净，泡沫洁白细腻，泡持性好。它是优良的啤酒辅料。美国只有高级啤酒才用大米辅料，我国稻米产量为世界第一，稻谷产量占 全国粮食总产量的1/2,因此，啤酒辅料至今习惯用大米。由于大米淀粉颗粒小，结构紧密，糊化困难，在糊化时需要大的加水比（1:6 以上），而釉稻更难糊化，完全糊化温度高达82c以上，因此，必须有较多的 麦芽或淀粉酶参与下，大米才能在常压下糊化、液化。经过落谷、辗米后的精米，极不耐贮藏，在贮藏中由于呼吸作用，氧化作 用，酶促分解，使米质恶化，特别是脂肪分解后形成的脂肪酸，渗透进入胚乳。充塞于直链淀粉的螺旋圈内，导致阻碍淀粉吸水膨胀，使糊化困难，另形成难 闻的“陈米臭”，影响使用口感，同样影响啤酒的风味。未脱壳的稻谷或辗后的糙米，由于米糠中含有丰富的菲汀及维生素E,它 们是天然抗氧化剂，所以耐贮藏，因此，用大米做辅料，应贮藏稻谷，在使用 前加工成果，即只采用“新米”或“陈谷新米”用于酿造。精米在214c下可贮藏46月，在1015c可贮藏23月，在30下 贮藏10天就变质。2.3.2 水质要求啤酒酿造水是指糖化用水和洗涤麦糟用水，这两部分水直接参与工艺反应，它是啤酒啤酒的主要主要成分，在制造麦芽汁和发酵过程中，许多物理变化，酶反应，生物化学和生物的变化都直接与水质相关，所以酿造用水，是决定啤 酒质量的重要因素之一。一般来讲，优良的水不应含有对糖化、发酵有不良影响成分，而应能提高 酒的质量并赋予啤酒以独特的风格。一般来讲，优良的水不应含有对糖化、发酵有不良影响成分，而应能提高-10-东北电力大学本科毕业设计说明书酒的质量并赋予啤酒以独特的风格。水质是大自然决定的，但我们绝不能被被大自然所束缚，可经过适当的改 良处理，较差质的水同样可以满足酿造用水的需求，由于的渗透，流经土壤的 无机物质和化学性质不同，故各地水所含盐的种类和数量也是不同的。水质的质量要求：色与透明度：无色透明，无悬浮物及沉淀物。味：将水加热到2050,用口尝应有清爽的味道，不能有咸味，苦味，涩味。细菌总数：大肠菌群：在 37培养24小时，1ml水中的细菌总数不得超过100个，并不得有大肠杆菌和 八联球菌存在。pH中性或偏酸性。镂盐：水中不应有钱盐存在，不得超过0.05mg/L为限。铁盐：0.5mg/以下。硝酸盐：不得超过5mg/L。NaCl：不得超过40300mg/L。Ca盐：每升含硫酸 钙11.5g。硬度：生产浅色啤酒，总硬度以8以下为宜。有机物：3mg/L以 下。硅酸盐：30mg/L以下。其他重金属离子：微量。233产品质量标准(1)感官要求：啤酒的色泽、香味、风味与酒体，泡沫、透明度和稳定性是构成啤酒质量 典型的因素。啤酒的色泽：色度在0.5(0.1N毫升数)左右，为浅色和淡绿色。啤酒的香气：啤酒的香味包括原料麦芽、酒花带来，麦芽的香味主要在高 温烘焙过程中产生，酒花香气会在麦汁煮沸过程中挥发相当一部分，但仍有些 残留在啤酒中。啤酒的泡沫：泡沫称为“啤酒之花”，起泡性，泡沫性，挂杯性要良好。外 观要洁白、细腻。保质期瓶装、罐装熟啤酒保质期优级、一级不少于120天，二级不少于60天，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30天。理化要求：-11-东北电力大学本科毕业设计说明书表2-3淡色啤酒理化要求项目级别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局部清亮，较透明。浊度/EBC单位至1.0W 1.5皂2.0泡沫形态泡沫洁白细腻，持久泡沫洁白较细腻，泡沫尚洁白，较持久泡沫性 瓶装三210三180叁120罐装180色度145.011.05.0 14.0/EBC12、12、105.0 9.55.011.05.0 12.0单位8无5.012.0有明显的酒花香气，有教明显的酒花香有酒花香气，口味教口味纯正，爽口，酒气，口味纯正，爽纯正，无异味。香味和口味体协调，柔和，无异口，酒体协调，柔香，异味。和，无异香，异味。2.4 厂址选择啤酒厂是全年连续生产的企业，特点是用水量大，且水质要求高，用电时 间连续不间断，原材料与成品运输量大且销量多。根据工艺要求和以上特点，本次设计啤酒厂址位于吉林省四平市，伊通河岸边。那里地势平坦、地表广阔，而且周围无农田用地，靠近公路、铁路，对原料运输、成品均十分便利。初设 厂占地面积为io万平方米。附近有电源，对长期供电十分方便。厂址濒临伊通 河，沿途无工厂干扰，污染轻，水质硬度低，经处理后符合饮用水标准，颇适 合淡色啤酒的生产。-12-东北电力大学本科毕业设计说明书2.5 三废治理2.5.1 污水处理的原则、方法和效果啤酒厂的废水情况：废水来源：设备、容器、管道清洗水。设备、容器、管道内残留麦汁、啤酒。糖化过 滤槽出糟排放带出的水。糖化回旋沉淀槽热凝固物。发酵池、灌残留废弃酵母。烛式硅藻土过滤机硅藻土排放。洗瓶机碱性废水、啤酒巴氏消毒机热废水。车 间地板、墙壁、设备外表清洗水。麦汁、啤酒冷却器冷却水。冷冻机、空压机 冷却水。锅炉排渣、烟道除尘废水。啤酒工厂非工艺生活污水。啤酒生产废水主要污染物来自于设备、管道中残留的麦汁、啤酒、废酒花 糟、废麦糟、废冷和热凝固物、废酵母、废硅藻土、废纸板、洗瓶碱性水等。污染物形成的废水含有易消化的有机物，偏酸性。虽然啤酒生产的废水属有害而无毒性废水，但由于每生产l o o t啤酒，排放 废水中BOD量相当于1.4万人的生活污水，每瓶啤酒的BOD相当于1个人每 天生活的污水。因此，由于啤酒废水污染环境的严重状况，随着啤酒生产地日 益集中化、大规模化、污染环境的问题愈来愈不能忽视。啤酒工厂减少废水污染的途径：减少生产用水：糖化车间洗锅、洗管道水作投料水分批式糖化中，每批次结束后将用锅 容积510%水冲洗设备及管道，这部分水完全可以作投料水回收利用。干式排麦糟法：将过滤槽麦糟排出口增加到24个，耕糟机装速可调节,用脉冲式气流输送，可干式快速排麦糟。过滤棉洗涤水的减少传统啤酒过滤采用滤棉饼过滤法，每吨啤酒过滤棉洗 涤用水为0.20.5t。实际上滤棉饼被啤酒酵母、酒花树脂、蛋白质污染仅仅为 滤饼一侧表面，如果洗涤滤饼时，撕下被污染表面的薄薄一层，单独洗涤，则 滤棉洗涤用水可节约50%以上，洗滤时间也可缩短一半。水啤酒回收：在啤酒过滤、清酒罐、装瓶机等形成的水和啤酒混合物，可 通过适当处理全部回收，以减少污水量。啤酒工厂废水处理通常采用的方法如下：初级沉淀池、活性污泥法、滴滤 池法、生物氧化塘法、厌氧处理法、啤酒工厂高浓废水处-13-东北电力大学本科毕业设计说明书国内废水排放标准：我国1974年颁布GBJ4-73,工业废水排放标准的第三章第12条规定：麦 芽与啤酒厂的废水属二类废水，其长远影响小于第一类有害物质，工厂排放水 质应符合14项细则，其中，对啤酒工业有限制性的仅前面四项：最高允许排放浓度 pH：69、SS：500mg/L、BOD(20,5d)：60mg/L COD 法)：100mg/Lu2.5.2 副产物的综合利用现代农副产品加工工业为了避免和减少环境污染、为了使宝贵的资源得到 最大限度地有效利用，必须把生产中的废气、废渣、废水回收和利用，进一步 开发加工制成有价值的产品。麦糟的利用：麦糟是由麦芽和不发芽谷物原料在啤酒糖化中不溶解物质构成的，主要是 由麦芽的皮壳、叶芽、不溶性蛋白质、半纤维素、脂肪、灰分及少量的未分解 淀粉和未洗出的可溶性浸出物等组成。麦糟历来是有价值的饲料，它含有较高 的蛋白质，并受到适度分解，作为饲料它的消化率极高，特别适合作牛、马饲 料。二氧化碳的回收：二氧化碳是啤酒发酵中最主要的副产物，近代啤酒酿造技术中二氧化碳又 是必不可少的重要原料。二氧化碳合理应用对改进酿造工艺、提高啤酒的质量 起着重要的作用。在过滤后的清啤酒中，直接冲入二氧化碳，使之在短时间内溶解和过饱和，简单和有效地控制成品啤酒中二氧化碳的含量。在近代啤酒转罐、过滤、清酒 罐及装瓶、装桶等操作中，为了避免啤酒接触空气中氧，减少啤酒中溶解氧、均需要二氧化碳作背压、备压、以提高啤酒的非生物稳定性和风味稳定性。啤酒生产中二氧化碳的回收方法：现代回收二氧化碳，包括如下单元操作：收集一洗涤一压缩一净化一干燥一冷却一液化一贮存或装瓶在液化回收二氧化碳时，常采用如下方法：高压回收、低压回收。-14-东北电力大学本科毕业设计说明书第3章工艺计算3.1 计算依据工艺采用传统的四器组合糖化，锥型发酵罐一罐法；以100Kg混合原料计算，麦芽：大米=60：40,酿造10浅色啤酒；工艺损耗以国家颁布的一级企业先进指标为计算依据。基础数据：选澳大利亚麦芽，年耗粮3.2万吨10浅色啤酒，麦芽：大米=60：35,重点工段为糖化工段。表31啤酒生产基础数据项目名称代号%说明定额指标原料利用率99无麦芽水分Wm6无大米水分wn13无无水麦芽浸出率Em澳大利亚麦芽无无水大米浸出率En80.81无原料配比麦芽m60无大米N40无损失率澄清冷却损失35对热麦汁发酵损失1.0对冷麦汁过滤损失2.0对发酵后啤酒量包装损失2.5对过滤后啤酒量啤酒总损失率2.0无7.5年生产320天，每天糖化6次，每顿酒耗粮158公斤/吨以下-15-东北电力大学本科毕业设计说明书3.2 啤酒生产物料衡算3.2.1 100 kg混合原料生产10。淡色啤酒的物料衡算糖化物料衡算：谷物清净磨碎损失重量(g)麦芽清净磨碎损失：gin=mx pm=60 x0.66%=0.40 kg玉米清净磨碎损失：gn=nx pn=40 x0.6%=0.24 kgg-gm+gn(2)100 kg混合原料含浸出物的重量(G)麦芽 Gm=(m gm)(IWm)Em=m(1-Wm)Em=(58-0.43)x(1-6%)x 78%=43.99 kg大米(n-gn)(1-Wn)En=n(lWn)En=42x(l 12%)x 95%=33.06 kgG=Gm+Gn=43.99+33.06=77.05 kg糖化用水量设头号麦汁浓度为1418%,现取B=15%,糖化时原料利用率(p=99%,原 料含水和糖化时水分蒸发量忽略不计 x Gx(l OO-B)99%x77.05x(100-15)G 糖水=-=-=432.25 kgD 1J湿麦糟重量(Wg)设麦糟(过滤槽排出的非浸出物)含水量8085%,现取85%原料非浸出物量=原料重量(1原料水分)(1 原料浸出率)原料利用率 麦芽非浸出物量=mx(l-Wm)(1-稣)展 60 x(1-6%)x(l-80%)x 99%=12.28 kg玉米非浸出物量g：=mx(l-Wn)(1-En=40 x(1-12%)x(1-90.5%)x 99%=1.72 kg100 kg混合原料非浸出物量 g，=g：+g：=12.28+1.72=14.00kg-16-东北电力大学本科毕业设计说明书湿麦糟重量一=10=93.33kg8 1-85%1-85%麦糟吸头号麦汁量(W)W=Wgx 85%=93.33x 85%=79.33 kg头号麦汁收量原料浸出物量x原料利用率+糖化用水量=Gx 0+W水=77.05 x 99%+432.25=508.53kg实际头号麦汁收量=Q-q=508.53-79.33=429.20 kg洗糟用水量(W2)W2=W4+W5-W1-W3麦汁带走的水量W4：亚4=煮沸前麦汁量-原料浸出物量 煮沸前麦汁量=煮沸后麦汁量+蒸发水分量=W+Wx煮沸后麦汁量=G(p 煮沸后麦汁浓度10。啤酒最终麦汁浓度为10%,麦汁煮沸后经漩涡沉淀糙和板式换热器由于水分自然蒸发浓度提高了 0.2%,因此煮沸后麦汁浓度为9.8%。则煮沸后麦汁量=G(p 煮沸后麦汁浓度_ 77,05x99%11.8%=646.44 kg蒸发水分量Wx=煮沸前麦汁量X蒸发强度X蒸发时间即 Wx=(646.44+WX)X1O%X1.5Wx=l 14.08 kg煮沸前麦汁量=W+Wx=646.44+114.08=760.52 kg贝ij W4=760.52-77.05x99%=684.24 kg煮沸前麦汁浓度*(%)=、%五100%=2?”型%、100%=11.15%麦汁总量 684.24麦糟吸水量(W5)亚5=湿麦糟量-湿麦糟中干物质量=93.333-14=79.33 kg原料带进水量(W3)W3=(m-gm)叱“+(一 g=(60-0.38)x 6%+(40-0.25)x 12%=8.80 kg则洗糟用水量 W2=79.33+684.24-432.25-8.80=322.52 kg-17-东北电力大学本科毕业设计说明书热麦汁体积(V)煮沸后麦汁量为646.44 kg,查生物工程工业分析附表4-3得，11.8%汁的比重为y=1.0484 kg/L,100时热麦汁比20时其体积膨胀系数为1.04,+X.-.1 7.1.-ti-t T,646.44 x 1.04.T热麦汁体积V=-=641.26 L1.0484酒花用量设酒花用量为每百升麦汁添加0.12 kg则酒花用量 VXL2=6 4 1.2 6 x1.02=0 77 kg100 100湿酒花糟重W=W(1 4 0%)=S77x(1 4 0%)=2.31(40%-煮沸时酒花浸1-80%1-80%出率；80%-湿酒花糟含水率)3.3澄清冷却物料衡算设澄清冷却损失为热麦汁的1%,包括：酒花糟带走麦汁0.3%输送管路损失麦汁0.3%水分蒸发、体积热凝固物0.4%澄清冷却总损失为1%,包括：酒花糟带走麦汁：641.26x03%=1.92 L输送管路损失：641.26*0.3%=1.92 L自然蒸发体积减少量为：1 1 Q(61.26-1.92x 2)-(641.26-1.92x 2)x-=10.62L冷麦汁体积收缩，设100热麦汁冷却至6体积收缩为1.045,则冷麦汁 体积收缩为：(641.26-1.92x 2-10.62)-(6 4 12 6-1.92 x2-10.6 2)=26 99)1.045冷麦汁产量为:641.26X(1-1%)=634.85 L3.4主发酵的计算发酵度-18-东北电力大学本科毕业设计说明书原麦汁浓度：p=2-0665A+zl x io o%(A-啤酒乙醇含量，A=4%)100+1.0665A12=2,0665x 3,9%+n x 100%,解得 n=4.24100+1.0665x3.9%真正发酵度=&Nx io o%=3二当 x l 00%=64.67%10P(p-最终麦汁浓度p=12%,二氧化碳量：。2H22。11342n-啤酒真实浸出物量)一 4c2H50H+4CO24x 44WcO252.56设10。啤酒中二氧化碳含量为0.4%,则溶解在啤酒中的二氧化碳为:634.85x 1.0484x 0.4%=2.66 kg所以发酵排出的二氧化碳量为：26.58266=23.92 kg设二氧化碳在20C常压下的比重为1.832 kg/n?,则游离二氧化碳为：“23.92 3Vco 2=-=13.06 m31.832酵母产量设每百升麦汁在发酵时形成L52.5 kg酵母泥，现取2.0 kg,则酵母产量皿=6 34.85义2.0二僵,。kg,其中50%利用与接种，50%做商品酵母(干酵母 100粉)，湿酵母含水85%,干酵母含水7%,商品酵母I2：0-85%)=IQ kg 2x(l-7%)(4)发酵液量634.85X(1-2%)=622.15 L成品啤酒物料衡算滤过后啤酒量:622.15X(1-2.5%)=606.60 L成品啤酒产量：606.60X(1-2%)=594.47 L成品啤酒总收率=既既=59447=9270%热麦汁量 641.26总损失率=1一92.70%=7.30%设瓶装啤酒容量为0.58升/瓶694 47瓶装数=空卫=1042.95个 取1042瓶0.58 10。啤酒吨酒耗粮-19-东北电力大学本科毕业设计说明书设10。啤酒每升重1.012 kg,则吨酒耗粮为100 x 1000594.47x 1.012=166.22 kg/t年产 18 万吨啤酒耗粮：180000 x 166.22=29919600 kg3.5换算换算成100L成瓶啤酒的各项数据生产100L成瓶啤酒相当于100 kg混合原料生产啤酒的倍数=U-=0.17倍（所有数据乘以n）594.47换算成18万吨成瓶啤酒量每年生产18万吨啤酒相当于100 kg混合原料生产啤酒的倍数”180000 x1。一倍594.47x 1.012换算成每日产量设每年生产320天，则每天生产啤酒相当于100 kg混合原料生产啤酒量