年產5萬8度啤酒發酵車間設計課程設計報告-資料下載頁

【導讀】生產工藝流程的選擇和設計；物料衡算；發酵主車間布置設計以及專業設備選型。大米，經過糊化，糖化，煮沸，過濾，冷卻，發酵而成。罐，發酵周期是14天。本設計內容主要包括物料衡算，熱量衡算，冷耗衡算和設備選型。本次設計還進行了“三廢”處理和副產物綜合利用的設計。糖化方法采用雙醪浸出糖化法，發酵方法采用下面發酵法。本論文對啤酒生產線工藝設計中的關鍵部分—原料的糊化、糖化、麥汁。在核心設備上選用國際先進裝置，在提高啤。酒質量、降低生產成本方面相對現實的生產工藝具有較大優勢。

　　

【正文】 無菌水用量： 2=則冷卻無菌水耗冷量 Q4=(201)=21237kJ/罐，又無菌水冷卻操作在兩小時內完成，故每小時耗冷： 21237/2=10619kJ/h 發酵車間工藝耗冷量 Qt 綜上計算，可算出發酵車間的工藝耗冷量為： Qt=Q1+Q2+Q3+Q4+Q1? =9472807+168591+10619+70000+1095494=10817511kJ/h 非工藝耗冷量 Qnt 錐形罐啤酒發酵工廠幾乎都把發酵罐置天露天，由于太陽輻射，對流傳熱和熱傳導等造成冷量散失。通常，這部分的冷量由經驗數據選取。根據經驗，年產 5 萬噸啤酒廠露天錐形罐的冷量在 1300030000kJ/t 啤酒之間，本設計選 18000kJ/t 啤酒。則旺季每天耗冷量 Q5ˊ=Gb18000=27845618000/10000=3103492(kJ/d) 若白天日曬高峰耗冷為平均每小時耗冷量的 倍，則高峰耗冷量為： Q4=(kJ/h) 25 第 六 章 耗水衡算 糖化用水 根據熱量衡算可知，糖化用水量為 12941kg，糖化用水時間設為 小時，則每小時最大用水量為 ： 12941/=25881kg/h。 洗槽用水 據前面有關計算結果，洗糟用水為 14742kg，用水時間為 ，則每小時最大用水量為： 14742/=9828（ kg/h） 糖化室洗刷用水 糖化室及糖化設備洗刷用水：每糖化一鍋用水 1t，用水 2h，則每小時糖化洗刷最大用水量為： 1/2= 回旋沉淀槽洗刷用水 每次洗刷用水 2t，沖洗時間設為 。則每小時最大用水量 ： 20xx/=4000kg/h 酵母洗滌用水 每天需酵母泥約 ，洗水量為酵母泥 6 倍，設備用水時間 1h，則每小時最大用無菌水量： 6=9t/h=9000kg/h 發酵罐洗刷用水 每罐洗水 4t，洗滌 ，每小時最大洗刷發酵罐用水量 ： 4/=8t/h=8000kg/h 26 第 七 章 主要設備選型與論證 麥芽暫貯箱 （ 1） .所需容量計算 每次投料量 G=2457kg,麥芽容重 r=500 3/mkg ,有效容積系數 ?? 所需容積 GV ?????? （ 2）結構 采用方形斜錐底 ,金屬結構。 定箱內尺寸為： A=1500mm， a=350mm, B=1500mm， b=350mm, H=2500mm， h=1000mm 總容積為 : )()22(6mabaBAbABhA B HV???????????????????總 麥芽粉貯箱 （ 1） .所需容量計算 每次投料量 G=2457kg 麥芽粉比容 t/ 3? 有效容積系數 ?? 所需容積 ?????? （ 2）結構 采用方形錐底 ,金屬結構。 定箱內尺寸為： A=1500mm， a=400mm B=1500mm， b=300mm H=3500mm， h=20xxmm 總容積為 : 27 )()ab2aBAbAB2(6hA B HV???????????????????總 大米貯箱 （ 1）所需容量計算 每次投料量 G=819kg 大米容重 3m/kg800?? 有效容積系數 所需容積 819GV ?????? （ 2）結構 采用方形錐底 ,金屬結構。 定箱內尺寸為： A=1000mm， a=300mm B=1000mm， b=400mm H=1000mm， h=1000mm 總容積為 : )(61111)ab2aBAbAB2(6hA B HV???????????????????總 大米粉貯箱 （ 1.）所需容量計算 每次投料量 G=819kg 大米容重 t/ 3? 有效容積系數 所需容積 1 9GCV ????? （ 2）結構 采用方形錐底 ,金屬結構。 定箱內尺寸為： 28 A=1000mm， a=300mm B=1000mm， b=400mm H=20xxmm， h=1000mm 總容積為 : )(61211)ab2aBAbAB2(6hA B HV???????????????????總 糊化鍋 （ 1）容積的確定，投料：大米粉 819kg，麥芽粉 164kg 用水為 4915kg，則米醪量G=4915+819+164=5898kg 糊化鍋中干物質百分數： ? ? ? ? % %61164%131819 ?????? 查表得醪液密度 ? =1059kg/m3， V=G/? =5898/1059= 有效容積系數為 ，則 V 總 =（ 2）基本尺寸 采用圓柱形鍋身，直徑 D 是柱高 H 的 2 倍，鍋底為半球形，鍋底高位 D/4,則： ?V 214D34H4D 32 ?????????? 得 D=， H=， h=，取 D=2800mm， H=1500mm， h=800mm。 (3)升氣管 取糊化鍋升氣管面積為料液面積的 1/40,設升氣管直徑為 d，則 22 D4401d4 ????? ，得 d=，取 d=500mm 麥汁暫存槽 糖化一次得熱麥汁 29889L，相應體積為 ， 采用容積為 30m3 麥汁暫存槽，其直徑與高度之比為 2:1， D/H=2:1 V= 2DD4 2??? ,得 D=，取 D=4300mm，則 H=2150mm 29 煮沸鍋 （ 1）容積的確定 V 有效 =29889/1000=，取充滿系數為 ， V 總 =（ 2）基本尺寸 采用圓柱形鍋身，球形鍋底，且直徑 D 是 柱高 H 的 2 倍， 鍋底高位 D/4,則： ?V 214D34H4D 32 ?????????? 得 D=， H=， h=，取 D=4100mm， H=2050mm， h=1013mm。 （ 3）升氣管 取升氣管面積為料液面積的 1/40,設升氣管直徑為 d，則 22 D4401d4 ????? ，得 d=，取 d=650mm 酵母擴培系統 采用三級擴培。在逐級擴大培養過程中，正確選擇擴大比，會影響到起始細胞濃度、擴大培養時間、酵母菌齡一致性以及在擴大培養中抵抗雜菌污染的能力。擴大比遵循的原則如下：在漢生罐以前各級，由于采用較高培養溫度（ 25—27℃ ），酵母倍增時間短，無菌操作條件好，可采用 1： 10—20；反之，漢生罐以后務級，采用低溫培養（不大于13℃ ），酵母倍增時間長，雜菌污染機會多，擴大比宜小，一般比宜 1： 4—5。 由于每罐麥汁量為 ??? L，相應體積為 87m3 若發酵接種后 細胞濃度為 ml/1020xx 6?? ，則漢生罐以后各級擴大比定為 1： 5，高每一級細胞培養后濃度為 ml/1075 6個? 。 則第三級罐有效容積為大罐容積。 所以： 31 0 675 1 0 mV ??? ?? 32 mV ?? 33 mV ?? 30 第 八 章 啤酒的三廢處理 啤酒生產過程中會產生一系列的副產品和廢棄物，主要有以下幾種： (1)廢水及其攜帶物（ 2）麥芽及酒花糟（ 3）凝固物（ 4）廢酵母（ 5）廢棄 硅藻土（ 6）殘余商標（ 7）碎瓶（ 8）原料的灰塵（ 9）殘余包裝材料（ 10）糖化氣味（ 11）蒸汽房設備的廢氣（ 12）發酵產生的二氧化碳。本章重點介紹具有代表性的廢水，廢渣，廢氣的處理。 廢水的處理 廢水中含有許多能被微生物分解的物質，但微生物分解時需要氧氣，因此，我們可以往水中通入空氣來處理和凈化廢水。如果不通風，廢水則被腐爛細菌慢慢分解，這時同福哦水解作用首先會產生有機酸，然后通過甲烷化產生沼氣，沼氣能夠燃燒，因而我們又可通過厭氧方式處理廢水。 在實際生產中，有氧處理比厭氧處理要簡單，成本低，因而得 到廣泛應用，本設計采用有氧處理方式。 具體來說本設計采用帶有固定生物淤泥的反應器，在這種反應器中生物淤泥又不斷同廢水接觸，同時有氧氣通入。其典型代表是旋轉葉片式發酵器 [15]。這時一個水平軸上裝有間隔廢水，表面粗糙，直徑為 23m的大型塑料葉片。它的 40%浸在廢水中，同時進行緩慢的機械運動，這些葉片上滿是需氧微生物，慢慢分解廢水。 廢渣處理 在啤酒廠的生產中會產生下列廢渣：（ 1）麥芽和酒花糟，（ 2）廢酵母，（ 3）熱凝固物，（ 4）硅藻土（ 5）冷凝固物，（ 6）標簽紙等，本設計在此論述具有代表性的廢酵母 和硅藻土泥及麥糟的處理。 廢酵母的處理 大量使用的酵母成為廢酵母，屬于耗氧量大的生物，因此，酵母絕對不能進入廢水，否則很快會變成腐爛物。最好的處理辦法是將蛋白質和維生素含量豐富的酵母作為飼料出售。但為了能夠保存，必須立即蒸一下，否則它會在動物的胃里發酵，造成胃絞疼。此外，這些酵母很快會自溶，并產生不舒服的氣體。作為飼料使用時，這酵母須進行干燥處理，并作為混合飼料添加。 31 硅藻土泥的處理 考慮到使用后的硅藻土含有較高量的酵母，因而富含氮源，是極具有價值的土壤和植物營養素。故可先將硅藻 土泥進行壓榨，使其含水降至 50%以下，達到疏松狀態，然后與其它農業肥料一起撒到田間。 麥糟的處理 麥糟又稱酒糟，是啤酒廠最主要的副產物，約占啤酒生產量的四分之一，隨著人們對環境保護的日益重視，麥糟的綜合利用領域也不斷擴大。本設計從節約能源，保護環境的角度出發，將酒糟加工成燃料進行綜合利用。方法是將含水量約 80%的酒糟打入連續帶式壓濾機進行預脫水處理，脫水后的麥糟含水量低于 60%，然后送至中間緩沖罐，預脫水后的麥糟具有很強的生物穩定性，可以貯存較長的時間，能為鍋爐水后的麥糟具有很強的生物穩定性， 可以貯存較長時間，能為鍋爐提供足夠的燃料。過濾出的水可以利用厭氧方式處理，達到環保要求后排放或回收利用，一般情況下，鍋爐通過燃燒麥糟產生的蒸汽量是啤酒廠所需蒸汽量的 60%，從而可以節約很大一部分能源，麥糟燃燒后產生灰燼可以作為肥料，通常燃燒產生的廢氣不經過凈化處理即可以滿足排放標準 [16]。 廢氣處理 在糖化過程中，麥汁煮沸時會帶出大量蒸汽，蒸汽帶出的水中含有揮發性的麥汁和酒花成分，因此打出買知識人們能夠在周圍聞到氣味，這點可看作氣味污染，使用煮沸鍋蒸汽冷凝器，可以在很大程度上降低這一危害，使用二 次蒸汽壓縮機則可以完全避免這一種氣味污染。 在發酵過程中會產生大量的二氧化碳，若將二氧化碳直接排到大氣中會污染環境，尤其是在溫室效應日益明顯的今天，回收二氧化碳顯得尤為重要。二氧化碳的回收可采用液態法回收工藝，預提要經過洗滌、凈化、壓縮、干燥、冷卻、液化等過程。回收的二氧化碳可進行綜合利用，主要有以下幾個方面：（ 1）制備稀釋用水。利用二氧化碳置換作用，制備脫氧水，作為高濃度釀造稀釋用水。（ 2）二氧化碳洗滌。在啤酒發酵后期，在發酵罐的底部通入二氧化碳，洗滌啤酒，借以驅除酒液中的雙乙酰，硫化物，醛類揮發物雜質， 可以加速啤酒的成熟，縮短貯酒期。（ 3）二氧化碳背壓。在貯酒、濾酒、灌裝時，用二氧化碳背壓，驅除設備、容器空間存留的空氣，減少啤酒與氧氣的接觸。可以提高啤酒的風味穩定性和啤酒質量。 32 結 論 緊張而又充實的畢業設計工作結束了。在本次設計中，我們以專業理論知識基礎，以生產實習為依據，查閱了大量相關資料，并在指導教師的悉心指導下順利的完成了此次設計。 通過對設計重點的把握和難點的解決，使我們的專業知識得以進一步提高。采用一罐法高溫發酵是本設計的一大亮點；此外，采用雙醪浸出糖化法制備麥汁，符合本廠設計的實際情況， 經濟效益較好，也是本設計的突出特點。 通過親自動手設計，不僅使我們對專業知識的理解更加深入、系統，也使自己的專業水平有了大幅提高。更重要的是，讓我們更加深刻地認識到理論聯系實際的重要性，并為以后的學習和工作奠定了堅實的基礎。 33 參考文獻 [1] 顧國賢，釀造酒工藝學 .北京：中國輕工業出版社， 20xx， 1517. 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