年產20萬噸淺色啤酒工廠設計(任務書)(存儲版)

　　

【正文】 尺寸 采用圓底糊化鍋，其圓筒直徑與高度之比為 2： 1，即 D/H=2:1 球形鍋底高為 h=D/2，則有： =V=5則 D= 取 D=2200mm，則 H=1100mm， h=1100mm （ 2） 加熱面積的計算 加熱面 積 S= 生產用最大蒸汽壓力 （絕壓） 查得 t1=℃ ,t2=100℃ 則 Δtm= 耗熱量 Q=CMΔt/t=傳熱系數 K 取經驗值 1710Kcal/(m2h℃ ) S== 以球底夾套進行加熱 S1== （ 4）升氣管 取糊化鍋升氣管的面積為鍋柱體直徑的 1/5 設糊化鍋升氣管的直徑為 d 則 d=1/ 即 d= 糖化鍋 采用球底加熱式糖化鍋 （ 1） 糖化鍋容積 的確定 糊化鍋投麥芽粉： kg，水： 10644 kg 糊化液 :887+= 則糊化鍋的有效容積 =(+10644+)247。 108 工藝總耗冷 Qt ————— 179。 100000=12289726(Kj/d) （ 54） 式中， Gb—— 旺季成品啤酒日 產量（ t） 若白天日曬高峰耗冷為平均每小時耗冷量的 2倍，則高峰耗冷量為： Q5 =2Q5’ /24=2179。 8) =(kg/h) Qt 綜上計算，可算出發酵車間的工藝耗冷量為： Qt=Q1＋ Q2＋ Q3＋ Q4=＋ ＋ ＋ =(Kj/h) 非工藝耗冷量 Qnt 除了上述的發酵過程工藝耗冷量外，發酵罐外壁、運轉機械、維護結構及管道等均會耗用或散失冷量，構成所謂的 非工藝耗冷量，現分別介紹。 8)=(kg/h) （ 50） 式中， t1和 t2—— 冷凍酒精液熱交換前后的溫度，分別為 8℃和 0℃。冷卻前無菌水溫 30℃。 179。 6179。 K） ] 發酵耗冷量 Q2 （ 1）發酵期間發酵放熱 Q21，假定麥汁固形均為麥芽糖，而麥芽糖的厭氧發酵房熱量為。 根據發酵車間耗冷性質，可分成工藝耗冷量和非工藝耗冷量兩類，即 ： ntt Q ??6 （ 39） 工藝耗冷量 tQ 麥汁冷卻耗冷量 Q1 近幾年來普遍使用一段式串聯逆流式麥汁冷卻方法 [9]。最后若需要耗用冷凍水，則在以下“耗冷量計算”中將會介紹 最后，把上述結果列成熱量消耗綜合表，如表 3 表 3 202100t/a啤酒廠糖化車間總熱量衡算表 名稱 規格 （ 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 （表壓） 863805136 冷耗平衡計算 啤酒發酵工藝有上面發酵和下面發酵兩大類，而后者有傳統的發酵槽發酵和錐形罐發酵等之分 [8]。 10%179。 （ kg） 又 C 麥汁 =（ 179。 5%179。） =℃ Q3 Q3=G 混合 C 混合 （ 7063） =179。 ） / =（ kg178。 18+G2Cw179。 5%179。 50]/( G 米醪 C 米醪 ) （ 6） =[(179。 K) C 大米 =[（ 10012） +179。 工程流程示意圖如圖 2所示，其中的投料量為糖化一次的用料量（計算參表 2） 糖化用水耗熱量 Q1 根據工 藝，糊化鍋加水量為： 12 G1=（ +）179。 C247。 107 濕酒花糟 Kg 179。 11 表 2 啤酒廠釀造車間物料衡算表 物料名稱 單位 對 100kg 混合原料 100L 10 176。 =(L) （ 6）冷麥汁量為：（ ）179。 ()=(L) 生產 100L10176。麥汁在 20℃時的相對密度為 ，而 100℃熱麥汁比 20℃時的麥汁體積增加 ，故熱麥汁 （ 100℃）體積為： 247。淡色啤酒的物料衡算 (1)熱麥計算 根據表 1可得到原料收率分別為： 麥芽收率為： 78%179。 再傳統式發酵中，主發酵是在無罐壓或微壓下進行的。 3）179。C 恒溫 3— 5 天，進行雙乙酰還原。 106 個 /L。通入無菌空氣，使麥汁含氧量達到 8mg/L 麥汁 ：采用圓筒錐底發酵罐，它同傳統發酵罐比有以下優點： （ 1）加速發酵 由于發酵基質（麥汁）和酵母對流獲得強化，可加速發酵 （ 2）廠房投資節省 發酵和貯酒可以大部分或全部分在戶外，而且罐數、罐總容積減少，廠房投資節省 （ 3）冷耗節省 冷卻是直接冷卻發酵罐和酒液，而且冷卻介質再強制循環下，傳熱系數高，比傳 統發酵節省 4050%的冷耗 （ 4）發酵罐清洗、消毒 依賴 CIP 自動化清洗消毒，工藝衛生易得到保證 ： 采用硅藻土過濾機。C 左右 。 3． 3 發酵工藝及設備的選擇及論證 工藝流程的說明 ：采用薄板冷卻器。C，再此溫度范圍內主要依據需保留α— 淀粉酶的量及考慮到過濾的要求。 第三次：煮沸完成前 15 分鐘，加入 35%，萃取酒花油，提高酒花香 . 糖化工藝的控制原理糖化曲線 ，利用麥芽中磷酸酯酶對麥芽中菲訂的水解，產生酸性磷酸鹽，此工藝條件是：溫度為 3537186。 值的調整：α — 淀粉酶最適 PH值是 ～ ，β — 葡聚糖酶最適 PH 值是 ～ ，則加入磷酸調節 PH 值控制在 。C 的水使其混合后溫度為 37186。 糖化工藝流程中工藝參數及操作規程 25%，麥芽的比例為 75%。 外加熱式在國內不是很常用。處進皮殼溶解和形成焦糖、類糊精的特點。 第 3 章 生產工藝的選擇及論證 全廠工藝的選擇及論證 全廠工藝流程 大米→粉碎→糊化 濁液 麥芽→篩選→粉碎→糖化→過濾→煮沸→回旋 沉淀→冷卻→充氧→發酵→過濾→清酒→灌裝 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 ←發酵罐 3. 2 糖化工藝的選擇及論證 工藝方法的選擇 ：麥芽的粉 碎方法隨著時間的推移先后出現了干法粉碎，浸濕粉碎，回潮干法粉碎，連續濕法粉碎四種方法。如：凝聚性和沉淀能力，發酵度，發酵速度，抗熱能力，產孢 5 子能力，對維生素的要求。 原料、輔料等物料的選擇標準 原料的選擇 釀造啤酒所需原料的質量直接影響所生產的啤酒質量、啤酒釀造所需的原料主要是大麥 、酒花和酵母。 廠 址的選擇 廠址 廠址選擇的正確與否，不僅關系到建廠過程中能否以最省的投資費用按質、按量、按期完成工廠設計中所提出的各項指標，而且對投產后的長期生產、技術管理和發展遠景都有著很大的影響，并同國家地區的工業布局和城市規劃有著密切的關系。 設計內容 本設計為年產 20 萬噸淺色啤酒工廠 重點工段：糖化工段 重點設備：煮沸鍋 設計的主要內容如下： 1. 啤酒生產工藝流程的選擇、設計及論證。從 1905 年到 1949 年的 40 多年中，中國只有在青島、北京、哈爾濱、上海、煙臺、廣州等地建立了不到 10年工廠，年產啤酒近一萬噸，從 1949年到 1993年，我們用 43年的時間，發展成為世界啤酒 第二生產大國，這樣的發展速度舉世矚目。 1 目錄 第 1章 緒論 第 2章 設計概論 設計目的 設計依據 設計內容 設計指導思想 廠址的選擇 原料、輔料等物料的選擇標準 第 3 章 生產工藝的選擇及論證 全廠工藝的選擇及論證 糖化工藝的選擇及論證 發酵工藝及設備的選擇及論證 第 4 章 工藝計算 物料平衡計算 啤酒生產中蒸汽耗量的計算 冷耗平衡計算 第 5 章 啤酒生產設備的選型及設計計算 糖化設備的選型及計算 重點設備的設計選型 發酵 設備的設計及計算 2 第 6 章 啤酒廠三廢的處理和副產物的利用 廢水的處理和綜合利用 啤酒生產的副產物的利用 第 7 章 設計說明書 3 第 1 章 緒論 啤酒是以麥芽為主要原料，添加酒花，經酵母發酵釀制而成的，是一種含二氧化碳、起泡、低酒精度的飲料酒。 1915年在北京由中國人出資建立了雙合盛啤酒廠。 設計依據 本設計以 長江師范學院生命科學與技術學院 “生物工程專業設計任務書 ”為依據。生產出能滿足人們口味的優質啤酒，達到投資少，見效快的效果。三廢要符合國家標準。再有氧情況 下將發酵糖轉化為水和二氧化碳，再無氧情況下將發酵糖轉化為乙醇和二氧化碳，酵母的選用要根據實際情況，從以下幾點出發選用優質酵母。 。它具有加水比大，避免添加過多的麥芽，再糊化煮沸時。 夾套式是比較古老的加熱方式，他加熱循環好，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。 麥汁在過濾后溫度為 78 度左右，經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，節省了投資能耗，在煮沸鍋中加熱時可縮短到沸騰的時間。 ：糖化鍋料水比為 1： ，加入 39186。由于采用了高輔糖化，所以投料糖化前應加入耐高溫的α — 淀粉酶。 第二次：煮沸 3040 分鐘后，添加總量的 5560%，主要是萃取α — 酸，促其異構 。 ，糖化終了必須使醪中除了α — 淀粉酶以外，其它水解酶會失活（鈍化），此溫度為 7080186。并且此法采用兩段式糖化溫度，提高了可發酵性糖的含量 。經過一段冷卻后的本身被加熱到 80186。 107 個 /ml，保證發酵順利進行。 3）179。 — 時封罐保壓， 11186。 麥汁直接進罐法，為了縮短發酵時間，大多采用較高接種量， — ﹪，接種后細胞濃度為（ 15177。再降溫、排酵母、貯酒中， VDK 有少量下降，則可達到要求。 表 1 啤酒生產基礎數據 項 目 名 稱 百分比（ %） 項 目 名 稱 百分比（ %） 定 額 指 標 無水麥芽 浸出率 78 原料配比 麥 芽 70 大 米 30 無水大米 浸出率 90 啤酒損失率（對熱麥汁） 冷卻損失 7 發酵損失 2 原料利用率 98 過濾損失 1 麥芽水分 6 裝瓶損失 2 大米水分 12 總 損 失 12 10 100kg原料（ 70%麥芽， 30%大米）生 產 10176。10%=(kg) 又知 10176。 ()=(L) (5)成品啤酒量為： 179。 %=(kg) （ 5）熱麥汁量為：（ ） 179。把述的有關啤酒廠釀造車間的三項物料衡算計算結果，整理成物料衡算表，如表 2所示。 107 濕糖化糟 Kg 179。 = G=Q247。 =7(噸 /時 ) 啤酒生產中蒸汽耗量的計算 二次煮出糖化法是啤酒常用的糖化工藝，下面就以為基準進行糖化車間的勢量衡算。 6]=(Kg178。 18+ G1cw179。 （ ） = KJ Q22 設煮沸時間為 40min，蒸發量為每小時 5%，則蒸發水量為： V1=G 米醪 179。 ） / （ + ） （ 12） =() t 麥醪 =（ G 麥芽 C 麥芽 179。 +179。 ） /（ 179。 K） （ 4 ） 故 Q41=%G 混合 c 混合 （ 10070 ） = （ kJ ） （ 25） 二次煮沸過程蒸汽帶走的熱量 Q42 煮沸時間為 10min，蒸發強度 5%，則蒸發水分量為： V2=G 混合 179。 (8018)=797405486(kJ) （ 29） 麥汁煮沸過程耗熱量 Q6 6362616 ??? （ 30） 麥汁升溫至沸點耗熱量 Q61 由表 2 啤酒廠釀造車間物料衡算表可知， 100kg 混合原料可得到 ，并設過濾完畢麥汁溫度為 70℃，則進入煮沸鍋的麥汁量為： G麥汁 =179。 30= (kJ) (31） 煮沸強度 10%，時間 ，則蒸發水分為 ： V3=179。 8=(kg/d) 至于糖化過程的冷卻，如熱麥汁被冷卻成熱麥汁后才送井發酵車間，必須盡量回