年产20万吨浅色啤酒工厂设计(任务书)

目录章1章绪论章2章设计概论21设计目的22设计依据23设计内容24设计指导思想25厂址的选择26原料、辅料等物料的选择标准第3章生产工艺的选择及论证31全厂工艺的选择及论证32糖化工艺的选择及论证33发酵工艺及设备的选择及论证第4章工艺计算41物料平衡计算42啤酒生产中蒸汽耗量的计算43冷耗平衡计算第5章啤酒生产设备的选型及设计计算51糖化设备的选型及计算52重点设备的设计选型53发酵设备的设计及计算第6章啤酒厂三废的处理和副产物的利用61废水的处理和综合利用62啤酒生产的副产物的利用第7章设计说明书第1章绪论啤酒是以麦芽为主要原料，添加酒花，经酵母发酵酿制而成的，是一种含二氧化碳、起泡、低酒精度的饮料酒。由于其含醇量低，清凉爽口，深受世界各国的喜爱，成为世界性的饮料酒。啤酒的原料是大麦。大麦是世界上种植最早的谷物之一，几乎世界上所有地区都可种植，它的产量在谷物排名上，在小麦、玉米、稻谷之下，居第四位，而且大麦不是人类主要的粮食，习惯上作饲料。酿酒后的麦糟中，蛋白质含量得到相对富集，更适宜于做饲料，于是，用大麦制啤酒得到发展。中国近代啤酒是从欧洲传入的，据考证在1900年俄罗斯技师在哈尔滨建立了第一家啤酒作坊。第一家现代化啤酒厂是1903年在青岛由德国酿造师建立的英德啤酒厂。1915年在北京由中国人出资建立了双合盛啤酒厂。从1905年到1949年的40多年中，中国只有在青岛、北京、哈尔滨、上海、烟台、广州等地建立了不到10年工厂，年产啤酒近一万吨，从1949年到1993年，我们用43年的时间，发展成为世界啤酒第二生产大国，这样的发展速度举世瞩目。我国啤酒工业的未来主要有以下几方面的变化产量的发展；规模的扩大；技术经济指标还有差距，要不断的提高；原料的发展；啤酒品种向多样化发展；高浓度酿造技术；非热消毒的纯生啤酒酿造；人才的培养等。随着世界的发展，啤酒的生产技术逐步成为重点。当今，纯生啤酒的生产技术，膜过滤技术，微生物检测和控制技术，糖浆辅料的使用逐步发展起来。相信不久的将来，中国的啤酒业将以崭新的面貌跻身于世界啤酒先进领域。第2章设计概论21设计目的通过课程设计，使本专业的学生初步掌握工厂工艺设计的程序和方法，受到一次工程设计的严格训练，使其具有一定的工程设计能力。这对于即将从事科研，生产或技术管理工作的毕业生具有十分重要的意义。22设计依据本设计以长江师范学院生命科学与技术学院“生物工程专业设计任务书”为依据。23设计内容本设计为年产20万吨浅色啤酒工厂重点工段糖化工段重点设备煮沸锅设计的主要内容如下1啤酒生产工艺流程的选择、设计及论证。2全厂物料衡算，水、汽、冷衡算。3糖化工段设备及重点设备的选型及设计。4发酵工段设备选型及技术论证。设计的绘图内容1总平面设计图2设备工艺流程图3生产车间设备布置图24设计指导思想本设计在确定工艺流程和选择设备时，在工艺上力求其合理性和先进性，在设备上尽量采用先进的生产设备，做到技术上先进，生产过程机械化、自动化，减轻繁重的体力劳动，提高劳动生产率。尽量采用已成熟的生产技术和设备，使建厂后即能顺利投产，并能达到设计能力。经济上合理，因地制宜，管理方便，合理降低能耗，保护环境。生产出能满足人们口味的优质啤酒，达到投资少，见效快的效果。25厂址的选择251厂址厂址选择的正确与否，不仅关系到建厂过程中能否以最省的投资费用按质、按量、按期完成工厂设计中所提出的各项指标，而且对投产后的长期生产、技术管理和发展远景都有着很大的影响，并同国家地区的工业布局和城市规划有着密切的关系。经过对多个地点方位及其所处的自然环境状况，进行勘测调查、对比分析，厂址选在重庆市涪陵李渡镇马鞍村。重庆市涪陵李渡镇马鞍村，位于长江畔上，有丰富的水源，为其提供了优质的水源，旁边更有铁路和高速公路，交通运输不成问题。大量的粮食作物的耕种，又为其提供了方便的原料来源。重庆是全国有名的三大火炉之一，加之重庆人都有喝夜啤的习惯，啤酒销路很广，建一个年产二万吨啤酒厂有着得天独厚的优越性。252水源长江，乌江是涪陵地区得天独厚的自然资源，可通过直接抽取并进行加工处理，使其达到发酵、糖化用水的要求。253环境保护方案工厂应远离市中心距大型的化工厂较远，尽量减少大气污染及水污染，污水先用活性污泥处理，达标后再排放。三废要符合国家标准。26原料、辅料等物料的选择标准261原料的选择酿造啤酒所需原料的质量直接影响所生产的啤酒质量、啤酒酿造所需的原料主要是大麦、酒花和酵母。1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。2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。3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，产孢子能力，对维生素的要求。4大米是最常用的一种麦芽辅助原料，其特点是价格较低廉，而淀粉高于麦芽，多酚物质和蛋白质含量低于麦芽。糖化麦芽汁收得率提高，成本降低，又可改善啤酒的风味和色泽，啤酒泡沫细腻，酒花香气突出，非生物稳定性比较好，特别适宜制造下面发酵的淡色啤酒。大米的用量一般是2535，质量要求如表21表21大米的质量要求项目要求色泽香味夹杂物浸出物蛋白质脂肪水分洁白，富有新鲜光泽，无黄色，棕色和青绿色不成熟粒，无霉粒有新鲜粮香，无异味不超过02，不得含有米胚芽92以上（无水物计）10以下（无水物计）1以下125以下262辅料的选择啤酒生产中使用辅料是因为辅料可提供廉价的浸出物或糖类，这样会减少麦芽的使用量，降低啤酒的生产成本。主要的辅料有大米、玉米、小麦、大麦、糖和淀粉糖浆，使用辅料应注意以下几个问题1加入辅料的品种和数量应根据麦芽的质量情况和所要酿造的啤酒类型来决定。2添加辅料量过大或麦芽力不足时应适当加入相应的酶制剂。3辅料的加入通常情况下使麦汁中蛋白质含量偏低，可通过降低蛋白质休止温度或加入中性蛋白酶等方法弥补以上不足，若仍达不到拟定的标准，应考虑降低辅料的比例。4辅料的使用不应对啤酒质量指标产生太大的影响。第3章生产工艺的选择及论证31全厂工艺的选择及论证311全厂工艺流程大米粉碎糊化浊液麦芽筛选粉碎糖化过滤煮沸回旋沉淀冷却充氧发酵过滤清酒灌装312设备流程麦芽麦芽粉碎机糖化锅过滤槽煮沸锅回旋沉淀槽大米大米粉碎机糊化锅暂存槽薄板换热器成品啤酒装酒机清酒罐硅藻土过滤机发酵罐32糖化工艺的选择及论证321工艺方法的选择1麦芽粉碎方法麦芽的粉碎方法随着时间的推移先后出现了干法粉碎，浸湿粉碎，回潮干法粉碎，连续湿法粉碎四种方法。干法粉碎可调节麦芽粉碎度，根据麦芽质量来控制，此法成本较低，可以节省浸泡这一环节，但粉尘污染较大，本设计采用干法粉碎。辅料也用同样的方法。2糖化方法糖化过程是一项非常复杂的生化反应过程，也是啤酒生产中的重要环节。糖化的目的就是要将原料（包括麦芽和辅助原料）中的可溶性物质尽可能多的萃取出来，并且创造有利于各种酶的作用条件，使很多的不溶性物质在酶的作用下变成可溶性物质而溶解出来，制成符合要求的买麦芽汁收得率。糖化方法可分为以下几大类三次浸出糖化法煮出糖化法二次浸出糖化法一次浸出糖化法升温浸出糖化法浸出糖化法糖化方法降温浸出糖化法复式一次煮出糖化法复式煮浸糖化法其他谷皮分离糖化法外加酶制剂糖化法其它特殊糖化法现今，出于节省投资成本，使用了大量的辅料代替了原有的部分麦芽，从而出现了一种新的糖化方法，复式浸出糖化法，它是由这两种方法演变而来的方法。它对于生产色泽极浅（5060EBC左右），高发酵度，残余可发酵性糖少的啤酒有较好的应用。它具有加水比大，避免添加过多的麦芽，再糊化煮沸时。处进皮壳溶解和形成焦糖、类糊精的特点。因此本设计采用复式浸出糖化法。生产过程简单，糖化时间短（一般在3小时以内），耗能少，故设计中采用的是复式浸出糖化法。3过滤方法采用过滤槽法。此法虽然古老，但槽的结构日新月异，可有效的提高过滤速度，保证分离效果。由于表面积大，过滤的也较为充分，效率较高。4煮沸设备煮沸锅的种类有夹套式，内加热式和外加热式。夹套式是比较古老的加热方式，他加热循环好，但是煮沸麦汁的量受限制，制作也比较麻烦，实用于中小型厂。外加热式在国内不是很常用。本设计采用内加热式，麦汁通过垂直安装在煮沸锅内的列管式换热器的列管而被加热向上沸腾，同时蒸汽被冷凝为液体。在加热器的上方装有伞型的分布罩，借此使上升的麦汁反射向四周，同时可避免泡沫的形成，保证麦汁在煮沸锅中较好的循环。5麦汁澄清设备采用回旋沉淀槽。热麦汁由切线方向进入回旋沉淀槽，在槽内回旋，可产生离心力。由于在槽内运动，离心力的和其反作用力的合力把颗粒推向槽底部中央，达到沉淀的目的。由于该设备占地面积小，可缩短沉淀时间，提高麦汁的澄清度，降低了损失。6麦汁暂存槽麦汁在过滤后温度为78度左右，经薄板换热器使温度升至90度左右，再进入暂存槽，提高了糖化次数，节省了投资能耗，在煮沸锅中加热时可缩短到沸腾的时间。322糖化工艺流程中工艺参数及操作规程1大米的比例为25，麦芽的比例为75。2糊化糊化锅料水比为15，投料后升温至50C，50C是蛋白酶最适温度，有利于氨基酸的产生，调PH，加入耐温淀粉酶，保温10分钟。加热至90C，然后升温至100C，保温30分钟。3糖化糖化锅料水比为135，加入39C的水使其混合后温度为37C，保持30分钟，升温至51C，保持75分钟，进行蛋白休止，将换热后的88C糊化醪打入糖化锅，保持在63C，保温30分钟，升温至70C以碘液检查为主，直至变色，表示糖化彻底，升温至78C，保温5分钟，将醪液泵入过滤槽。由于采用了高辅糖化，所以投料糖化前应加入耐高温的淀粉酶。4PH值的调整淀粉酶最适PH值是5658，葡聚糖酶最适PH值是4670，则加入磷酸调节PH值控制在56。5甲醛的加入在糖化时加入0025的甲醛来降低麦汁中花色苷的含量。6过滤过滤时醪液的温度保持不变，（控制在7376C），PH值保持在5575之间，洗糟水温度为80C。当洗糟残液浓度达到工艺规定值，过滤结束。7酒花的添加煮沸90分钟，酒花分三次加入第一次煮沸515分钟，添加总量的510，主要是消除煮沸时的泡沫第二次煮沸3040分钟后，添加总量的5560，主要是萃取酸，促其异构第三次煮沸完成前15分钟，加入35，萃取酒花油，提高酒花香323糖化工艺的控制原理糖化曲线1酸休止，利用麦芽中磷酸酯酶对麦芽中菲订的水解，产生酸性磷酸盐，此工艺条件是温度为3537C，PH在5254，时间为3090分钟2蛋白质休止，利用麦芽中羧基肽酶分解多肽形成氨基酸（氨基酸）和利用内切肽酶分解蛋白质形成多肽和氨基酸为4550C，形成可溶性多肽为5055C，作用时间为1020分钟。3糖化分解，淀粉分解成可溶性糊精和可发酵性糖，对麦芽中淀粉酶催化形成可发酵性糖，最适温度为6065C，淀粉酶最适活性温度为70C，这个酶共同作用，最适PH为5556，作用时间为30120分钟。4糖化终了，糖化终了必须使醪中除了淀粉酶以外，其它水解酶会失活（钝化），此温度为7080C，再此温度范围内主要依据需保留淀粉酶的量及考虑到过滤的要求。采用上限温度，醪黏度小，过滤加快，有害物质溶解多，淀粉酶残留少。5酶制剂和添加剂的应用，淀粉酶，淀粉酶，糖化酶，R酶等酶制剂再卫生规范下，根据工艺要求，适时适量的使用，对改善工艺和麦汁组分有一定的作用。324流程论证本设计引用了的辅料，而辅料都为不发芽谷物，谷物中淀粉是包含在胚乳细胞壁中的生淀粉，只有经过破除淀粉细胞壁，使淀粉溶出，再经糊化和液化，使之形成稀薄的淀粉浆，才能受到麦芽中淀粉酶的充分利用，形成可发酵性糖和可溶性低聚糊精。此未发芽谷物的预处理，一般在糊化加水加麦芽后，生温生至煮沸。而本设计选用的复式浸出糖化法，能很好的完成辅料的酶和煮沸处理。此法对辅料糊化有两大特点一是大加水比，二是尽可能利用外加淀粉酶，协助糊化、液化，避免添加过多的麦芽，再糊化煮沸时，促进皮壳溶解和形成焦糖，类黑精。并且此法采用两段式糖化温度，提高了可发酵性糖的含量。33发酵工艺及设备的选择及论证331工艺流程的说明1麦汁的冷却过程采用薄板冷却器。冷却介质为2C的冷水，经换热后麦汁的温度为8C，热麦汁进口温度为8C，水出口温度为80C，冷却时间为1小时。此流程的优点如下（1）有效解决啤酒生产中生产用水的问题。经过一段冷却后的本身被加热到80C左右（2）可以做为糖化和洗涤用水（3）冷却面积大（4）降低能耗。操作简单。2麦汁充氧麦汁冷却到发酵接种温度后，接触氧，此时氧反应微弱，氧在麦汁中成溶解状态，它是酵母前期发酵繁殖所必须的。它可使酵母自身的数量增殖（560）107个/ML，保证发酵顺利进行。通入无菌空气，使麦汁含氧量达到8MG/L麦汁3麦汁的发酵采用圆筒锥底发酵罐，它同传统发酵罐比有以下优点（1）加速发酵由于发酵基质（麦汁）和酵母对流获得强化，可加速发酵（2）厂房投资节省发酵和贮酒可以大部分或全部分在户外，而且罐数、罐总容积减少，厂房投资节省（3）冷耗节省冷却是直接冷却发酵罐和酒液，而且冷却介质再强制循环下，传热系数高，比传统发酵节省4050的冷耗（4）发酵罐清洗、消毒依赖CIP自动化清洗消毒，工艺卫生易得到保证4麦汁的过滤采用硅藻土过滤机。通过不断的添加助滤剂，使过滤性能得到更新，补充，具有过滤性强，对过滤很浑浊的酒比棉饼过滤省气、省水、省工的特点。332发酵工艺1麦汁进罐温度，第一锅85C，第二锅是8C，第三锅是8C，满锅温度8C。2冷却的麦汁用酵母计量泵定量添加酵母，直接泵入CCT发酵，接种量为0608，接种后细胞浓度为（153）106个/L。3麦汁（五锅）在20小时必须满罐。4满罐8C，开始敞口自然发酵，维持8C24小时，排冷凝物及死酵母。5进冷控制升温，使温度在24小时升至959C，恒温发酵24小时，然后生温，在24小时升至11C。6当糖度降至5558BX时封罐保压，11C恒温35天，进行双乙酰还原。7当双乙酰降至015MG/L以下时，以033C/H速度在12H降至6C，然后025C/H速度在12H降至5C，恒温发酵24H，排第一次酵母35MIN8以033C/H速度降温至1C24H，恒温24H，排第二次酵母35MIN9罐压保持在01502MPA，如果压力不够，可通入其它罐旺盛时排出的CO2，使其达到要求，出酒前排第三次酵母。333发酵工艺参数的确定1进罐方法以前采用冷却麦汁混合酵母后分批进入繁殖罐，使酵母克服滞缓期，进入对数生长期再泵入CCT。而现在采用直接进罐法。即冷却通风后的麦汁用酵母计量泵定量添加酵母，直接泵入CCT发酵。操作方便，控制容易。2接种量和起酵温度麦汁直接进罐法，为了缩短发酵时间，大多采用较高接种量，0608，接种后细胞浓度为（153）106个/ML,麦汁是分批进入CCT，为了减少VDK前驱位置，乙酰乳酸的生成量，要求满罐时间在1218H之内。麦汁接种温度是控制发酵前期酵母繁殖阶段温度的，一般低于主发酵温度23，目的是使酵母繁殖在较低温度下进行，减少酵母代谢副产物过多积累。3主发酵温度大罐发酵就国内采用的酵母菌株而言，多采用低温发酵（89）和中温发酵（1012），低温发酵适用于11度麦汁浓度。中温发酵适用于新菌株，酿造淡爽啤酒，4VDK还原大罐发酵中，后发酵一般称做”VDK”还原阶段。VDK还原初期一般均不排放酵母，就是发酵全部酵母参与VDK还原，这样可缩短还原时间。5冷却、降温VDK还原阶段的终点，是根据成品啤酒应控制的含量而定，现代优质啤酒要求VDKFAB264M252222校核两个煮沸阶段的传热系数KAB1）、加热阶段的总传热系数KAB的校核在麦汁煮沸过程中内加热器壳程的饱和蒸汽是通过冷凝放热对麦汁加热的，所以在计算凝结气向壁面放热系数时用公式QABQ1/F来计算1/KAB1/11/2D0/DMB/R0RIQABQ1/F2380667/272060735REQH/R73516/211329122018106338因RE100，所以必须用混流下的公式计算放热系数PRCP/4329018103/06841141G/22/3016PR1/3RE/RE100632PR1/38356W/M2K不锈钢的导热系数17W/（MK）RED/0056051014/0615103461659PRCP/39680615103/055404420023/DRE08PR0422176WM2K1/KAB1/11/2D0/DMB/R0RI1/83561/2217660/5660/580002/1700001000090000912KAB10965W/M2K算得K值与开始计算中选用的KAB值相差为（120010965）/120010087上述误差在工程上是允许的。可以认为该内加热器的设计可以满足加热段的传热要求。2）、加压煮沸阶段的总传热系数KAB的校核凝结蒸汽向壁面放热系数的确定可以借鉴加热阶段凝结放热系数的计算QABQ2/F27839166/（356027）491KW/M2则REQH/R49116/（211329122018）1062264RE100，则用混流下的公式计算换热系数PRCP/4329018103/06841141G/22/3016PR1/3RE/RE100632PR1/39037W/M2K不锈钢的导热系数17W/（MK）RED/0056051009/0548103515544PRCP/397850548103/056103920023/DRE08PR0423375WM2K相对应的无相变时的总传热系数KAB1/KAB1/11/2D0/DMB/R0RI1/90371/2337560/5660/580002/1700001000009000088KAB1136W/M2K算得K值与开始计算中选用的KAB值相差为（12001136）/120010053上述误差在工程上是允许的。可以认为该内加热器的设计可以满足加热段的传热要求。523锅底开孔补强计算设计数据设计压力PC015MPA；设计温度为200，标准球形封头DI3500MM，封头的厚度N6MM，封头中心设置1505的内平齐接管，开孔未通过封头焊接，腐蚀余量C215MM，封头材料为Q235A，T105MPA，接管材料Q235A，NT105MPA（1）计算壁厚封头NPCDI/4TPC（0153600）/（41051015012）13MM接管TPCDI/2NTPC015140/210501501MM（2）需要补强的面积ADC2CNTC1FR1442513187525MM2式中，C1是接管壁厚负偏差，查表179得，C10625MMCC1C21506252125MM开孔直径DDI2C1402212514425MMFRNT/T101/1050963已有的加强面积封头上多余金属面积A（BD）EC2ETEC1FR288514425431343275MM2式中，C1是封头壁厚负偏差，查表179得，C102MMCC1C217MMENC61743ETNTC51733FRNT/T105/1051B2D2885因为已有的封头多余金属面积43275MM2大于需要补强的面积187525MM2，所以可以不另行补强。糖化车间重点设备一览表名称尺寸容积个数材料糊化锅2200110071不锈钢糖化锅34001700241不锈钢煮沸锅36001800301不锈钢过滤槽42002100301不锈钢麦汁暂存锈钢回旋沉淀槽42002100301不锈钢53发酵设备的设计及计算531发酵罐1发酵罐数目的确定将发酵滤酒确定为300天产品分配旺季每天生产六锅，规定每5锅进一罐由物料衡算可知糖化一次混合原料冷麦汁量35482205088由于3锅进一罐，即糖化三次得冷麦汁量V120508851025M3酵母接种量为1（V/V），则V2185221103M3则每个发酵罐的有效容积为V有V1V2102510310353M3取发酵罐的填充系数为080则V总V有/10353/080125M3由NTNA31865325个T发酵时间（周）A每罐可装的麦汁批量（批）N每周糖化次数（次）3备用情况2发酵罐尺寸的确定取径高比为DH14,锥角为70。TG35。D/2HV342D3求得，D3500MMH14000MM532清酒罐考虑到清酒罐须保压，一发酵罐酒入五个清酒罐，一天出12罐酒进六个清酒罐，另用3个清酒罐备用，清酒罐共9个。糖化一次过滤酒定额量为199999L，由于糖化五锅进一罐，一发酵罐装五清酒罐，既有清酒罐的有效容积为V有20M3取容积系数09，所以，清酒罐体积V20/0922,3M3,圆整为23M3。清酒罐选用圆柱形锅体，设径高比DH12，由VD2H/4得D2500MM,H5000MM533麦汁缓冲罐在麦汁冷却充氧进入发酵罐前，须进入缓冲罐进行缓冲。根据实际需要选用。选用设备尺寸为1500MM3000MM534酵母扩培体系设计1麦汁杀菌罐取DH12D1020MMH1990MM选用材质Q235A2一级扩培罐取DH115D2130MM所以H3195MM材质Q235A3二级扩培罐取DH115D4000MMH6000MM材质Q235A545洗涤罐设计1洗涤方式采用CIP自动洗涤装置，其过程如下（1）清水喷淋15MIN（2）热水喷淋洗涤15MIN（3）酸淋洗15MIN2（4）杀菌剂10MIN（5）无菌水洗10MIN2洗涤水贮罐的选择选5个洗涤罐，分别为清水罐（1个），酸液罐（1个），热水罐（2个），杀菌剂罐（1个），无菌水罐（1个）对于每种洗涤液来说流量750L/MIN所以750L/MIN10MIN7500L75M3取为95M3第6章啤酒厂三废的处理和副产物的利用近几十年来，人口的迅速增长和集中化，工业、交通的大规模的发展，伴随了“公害”日趋严重。公害危及了人类健康生存的环境及地球的生态。人类对公害从认识到管理、控制和治理。特别是在近20年来取得了很大的进步，但公害还在曼延，问题依旧十分严峻。啤酒生产，虽然不产生有毒害的废水、废气、废渣，但由于啤酒工业生产规模大，废水、废渣又特别多，严重污染了生态环境。因此，减少、治理和利用三废，日益受到社会和企业的重视。61废水的处理和综合利用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，废商标纸等。由于这些污染物形成的废水含有易消化的有机物，偏碱性（PH56）。611废水处理的一般方法废水处理的单元操作，按原理来分为物理处理法，化学处理法和生物处理法三大类。但生物处理法是最常用和有效的方法。具体方法如下1厌氧法沼气发酵法2好氧法氧化糖法3活性污泥法4生物滤池法5生物转盘法6接触氧化法7气腹浮法62啤酒生产的副产物的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的有效利用，必须把生产中的废气、废渣、废水回收利用，进一步加工制成有价值的产品，特别是注意“新蛋白资源”的开放。621麦糟的利用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及高，特别适合作牛马饲料。国内啤酒厂的麦糟绝大多数以湿态出售，由于富含营养，水分高，极易变质，故不能储存。本厂由于生产能力大，产生的麦糟量大，为了运输和储存，常通过脱水烘干制成干麦糟。622CO2的回收与利用1CO2的回收CO2是啤酒生产的重要副产物，根据理论计算，每1麦芽糖发酵后可以产生0514的CO2，每1葡萄糖发酵后可以产生0489的CO2，实际发酵时前12天的CO2不纯，不能回收，CO2的实际回收率仅为理论值的4570。经验数据为，啤酒生产过程中每百升麦芽汁实际可以回收CO2为222。其回收的步骤为（1）收集CO2发酵1天后，检查排出CO2的纯度为99995以上，CO2的压力为100150KPA，经过泡沫捕集器和水洗塔除去泡沫和微量酒精及发酵副产物，不断送入橡皮气囊，使CO2回收设备连续均衡运转。（2）洗涤CO2进入水洗塔逆流而上，水则由上喷淋而下。有些还配备高锰酸钾洗涤器，能除去气体中的有机杂质。（3）压缩水洗后的CO2气体被无油润滑CO2压缩机2级压缩。第1级压缩到03MPA（表压），冷凝到45；第2级压缩到1518MPA（表压），冷凝到45。（4）干燥经过2级压缩后的CO2气体（约18MPA），进入1台干燥器，器内装有活性硅胶或分子筛，可以去除CO2中的水蒸气，防止结冻。也有把干燥放在净化操作之后。（5）净化经过干燥的CO2，再经过1台活性炭过滤器净化。器内装有活性炭，清除CO2气体中的微细杂质和异味。要求2台并联，其中1台再生备用，内有电热装置，有的用蒸汽再生，要求应在37H内再生1次。（6）液化和贮存CO2气体被干燥和净化后，通过列管式CO2净化器。列管内流动的CO2气体冷凝到15以下时，转变成27、15MPA的液体CO2，进入贮罐，列管外流动的冷媒R22蒸发后吸入制冷机。（7）气化液态CO2的贮罐压力为145MPA（1415MPA），通过蒸汽加热蒸汽装置，使液体CO2转变为气体CO2，输送到各个用气点。回收的CO2纯度要大于998（体积分数），其中水的最高含量为005，油的最高含量为5MG/L，硫的最高含量为05MG/L，残余气体的最高含量为02，将CO2溶于不能出现不愉快的味道和气味。2CO2的利用二氧化碳在啤酒生产上的应用如下（1）利用二氧化碳充气法过滤过程中在管道上连续自动饱充二氧化碳，达到要求的二氧化碳含量。（2）用二氧化碳对酒精罐背压，控制酒精的氧含量03MG/L。（3）用二氧化碳对酒精机背压，降低瓶颈空气含量。（4）改进过滤操作，以二氧化碳顶水或顶酒，减少酒头、酒尾。（5）罐装前先以二氧化碳顶出管道内余留水。（6）发酵用二氧化碳洗涤，出去生酒气味，后期补充二氧化碳。（7）在高浓度酿造稀释啤酒的工艺中，利用二氧化碳置换稀释用水中的氧，并使二氧化碳饱和，制成稀释用碳酸水。啤酒生产中二氧化碳的回收方法啤酒厂二氧化碳的回收方法较多，大体上分三种（1）低压法；（2）高压法；（3）低温中压法。这三种生产工艺的特点的优越性及生产规模的大小各不同。现代二氧化碳的回收法包括以下单元操作收集贮气水洗KMNO4洗油水分离压缩干燥冷却贮存或装瓶623啤酒酵母的回收和利用酵母可直接回收，经干燥后得到酵母粉。再用酵母自身蛋白酶和外酶配合酶解，可制备各种水解程度的多肽和氨基酸的复合物。它在调料中、高能酿造酒中有广泛的应用前途。第7章设计说明书绪论啤酒是以麦芽为主要原料，添加酒花，经酵母发酵酿制而成的，是一种含二氧化碳、起泡、低酒精度的饮料酒。由于其含醇量低，清凉爽口，深受世界各国的喜爱，成为世界性的饮料酒。啤酒的原料是大麦。大麦是世界上种植最早的谷物之一，几乎世界上所有地区都可种植，它的产量在谷物排名上，在小麦、玉米、稻谷之下，居第四位，而且大麦不是人类主要的粮食，习惯上作饲料。酿酒后的麦糟中，蛋白质含量得到相对富集，更适宜于做饲料，于是，用大麦制啤酒得到发展。中国近代啤酒是从欧洲传入的，据考证在1900年俄罗斯技师在哈尔滨建立了第一家啤酒作坊。第一家现代化啤酒厂是1903年在青岛由德国酿造师建立的英德啤酒厂。1915年在北京由中国人出资建立了双合盛啤酒厂。从1905年到1949年的40多年中，中国只有在青岛、北京、哈尔滨、上海、烟台、广州等地建立了不到10年工厂，年产啤酒近一万吨，从1949年到1993年，我们用43年的时间，发展成为世界啤酒第二生产大国，这样的发展速度举世瞩目。我国啤酒工业的未来主要有以下几方面的变化产量的发展；规模的扩大；技术经济指标还有差距，要不断的提高；原料的发展；啤酒品种向多样化发展；高浓度酿造技术；非热消毒的纯生啤酒酿造；人才的培养等。随着世界的发展，啤酒的生产技术逐步成为重点。当今，纯生啤酒的生产技术，膜过滤技术，微生物检测和控制技术，糖浆辅料的使用逐步发展起来。相信不久的将来，中国的啤酒业将以崭新的面貌跻身于世界啤酒先进领域。71设计依据和范围本设计依据“生物工程工厂设计概论”和其他相关资料设计范围如下1啤酒生产工艺流程的选择、设计及论证。2全厂物料衡算，水、汽、冷衡算。3糖化工段设备及重点设备的选型及设计。4发酵工段设备选型及技术论证。5附属设备的选型。设计绘图内容1总平面设计图1张2设备工艺流程图一张3生产车间设备布置图一张72设计原则本设计在确定工艺流程和选择设备时，在工艺上力求其合理性和先进性，在设备上尽量采用先进的生产设备，做到技术上先进，生产过程机械化、自动化，减轻繁重的体力劳动，提高劳动生产率。尽量采用已成熟的生产技术和设备，使建厂后即能顺利投产，并能达到设计能力。经济上合理，因地制宜，管理方便，合理降低能耗，保护环境。生产出能满足人们口味的优质啤酒，达到投资少，见效快的效果。73建设规模和产品方案1建设规模工厂根据重庆及周边地区已存在的品牌啤酒和城市的消费能力及群体的消费嗜好。把年产量定为20万吨淡啤是合理的。2产品方案产品品种10度淡色啤酒产品产量年产二十万吨产品产期11，12月为生产淡季。其它月份为旺季。淡季每天糖化8次，旺季每天糖化16次。3工艺选择保证产品符合国家标准；尽量采用成熟的，先进的技术和设备；选择生产方法主要依据原料来源，种类和性质。A项目进度建议74主要原辅料供应情况酿造啤酒的主要原料是大麦，水，酵母，酒花及辅料。大麦是啤酒生产的重要原料，先将起制成麦芽，再用于酿酒。它不仅淀粉含量高而且还为糖化时提供了各种丰富的酶系和含氮物质，这为后发酵过程提供了良好的物质基础。水是啤酒含量最多的成分，在酿造的过程中，水中的各种离子的作用是不可低估的，在一定程度上影响酵母的生产和啤酒的质量。酒花对啤酒的质量非常重要，它不仅赋予啤酒特殊的苦味，同时也影响啤酒的苦味与香气。对啤酒发酵而言酵母的作用是至关重要的，它直接影响着啤酒的口味和特点。使用辅料是为了提供廉价的浸出物或糖类，这样会减少麦芽的使用量，降低啤酒生产的成本。主要的辅料有大米、玉米、小麦、大麦、糖和淀粉糖浆。75厂址概述厂址选择的正确与否，不仅关系到建厂过程中能否以最省的投资费用按质、按量、按期完成工厂设计中所提出的各项指标，而且对投产后的长期生产、技术管理和发展远景都有着很大的影响，并同国家地区的工业布局和城市规划有着密切的关系。经过对多个地点方位及其所处的自然环境状况，进行勘测调查、对比分析，厂址选在重庆市涪陵李渡镇马鞍村。重庆市涪陵李渡镇马鞍村，位于长江畔上，有丰富的水源，为其提供了优质的水源，旁边更有铁路和高速公路，交通运输不成问题。大量的粮食作物的耕种，又为其提供了方便的原料来源。重庆是全国有名的三大火炉之一，加之重庆人都有喝夜啤的习惯，啤酒销路很广，建一个年产二万吨啤酒厂有着得天独厚的优越性。76公用工程和辅助工程一给排水工程给水工程一般包括下列三部分取水水源选择，取水泵房设备选择与布置设计。水处理根据水质处理的质量要求，涉及水处理工艺流程，选择设备和主要构筑物，并合理布置。输配水包括调节构筑物，泵房，室外管网。二排水工程包括水管网，污水处理和利用两部分。第六节公用工程和辅助工程给排水工程设计依据1、工厂年生产啤酒20万吨，以生产每吨啤酒消耗7吨水量计算，工厂每年消耗水量140万吨。给排水工程都必须至少大于处理140万吨水的能力。2、啤酒生产用水必须达到饮用水标准。发酵所用水要经过灭菌处理为无菌水。排水符合国家污水排放标准GB38381988地面水环境标准；GB87031988地面水环境标准。3、工厂生产区和其他区域建筑卫生设施达到卫生防疫标准同时防火等级为工业建筑一级。给水工程1给水范围与质量标准（1）生产用水质量标准A、工艺用水达到饮用水标准，硬度较低，偏酸性，微生物含量少。B、冷去用水水温15，硬度低。水中无有机物和其他固体杂质。C、洗涤用水达到饮用水标准，微生物含量少。D、消防用水河水。（2）生活用水及质量标准达到饮用水标准（3）、消防用水河水。2给水量的确定（1）生产用水的确定根据啤酒工厂设计工艺生产啤酒每吨用水量至少为7吨。（2）生活用水标准A、车间职工糖化车间，糊化车间每人每班饮用水量为35L，其他车间为25L。B、淋浴用水每人每次用水为40LC、盥洗用水每人5L。（3）消防用水量消防用水流量40L/S。3生产用水水压进车间水压为025MPA。4水源采用深层地下水和自来水。5给水处理生活用水处理澄清、过滤、消毒；糖化锅用水澄清、过滤、软化、灭菌；糊化锅用水澄清、过滤、软化、灭菌；发酵罐用水澄清、过滤、灭菌。6配水工程二级水泵房，水泵流量40L/S。7排水工程各生产车间排出的生产污水，冷却废水，卫生间污水和生活区污水由排水管网汇集于污水处理站，处理达到排放标准后排放。雨水由厂区明暗沟排出。三供电工程供电工程符合国家一级负荷要求。采用区域供电和厂区独立供电系统，区域供电电压35KV。四、供热工程根据物料衡算糖化一次总耗热量Q总Q总Q1Q2Q3Q4Q5Q6547823290KJQ273911645KJ/H选取WNS030407YQWNS型长城牌燃油燃气蒸汽、热水锅炉4台。五、供冷工程200000T/A啤酒厂发酵车间的耗冷量衡算得总耗冷Q496440856KJ/H选取离心式制冷机1151600USRT，404KW5626KW77总平面布置及运输771总平面布置本设计贯彻了国家的各项方针，政策，在符合防火，卫生规范的前提下，尽可能节约用地，不占，少占农田；减少劳动强度，节约建筑材料等。1平面紧凑按照设计任务书和选择厂址报告进行设计，按不同的规模和类别结合周围环境，布置紧凑，节约用地。2布置合理建筑物、构筑物的布置符合工艺流程要求，生产线略短，避免交错；叉和往返运输，合理组织人流物流；动力设施接近负荷中心，缩短管线，减少损耗；根据生产性质不同，动力供应，货运周转，卫生防火等分区布置；车间与食品卫生有影响的综合车间，废品仓库、煤堆、大量烟尘或有害气体排出车间间隔一定的距离，主车间应设在锅炉房的风位；并把有大量烟尘排出的车间布置在厂区边缘及常年主导风向的下侧；772工厂运输1厂内运输任务通过各种运输机械工具，完成场内仓库与车间，堆物与车间，车间与车间之间的货物分流。2道路布置的形式本设计采用道路不兜环，各有分散终点的终端式布置。这种道路布置的特点是在终点端设置回车厂，以便车辆掉头。3道路规格路面采用沙石沥青浇注铺设，采用明沟排水，保持环境卫生。道路纵横贯通，其宽度以主干道，次干道，人行道和消防车道而异。主干道宽69米，其他主干道为46米宽。78劳动定员本场面向全国招收员工，周边优先，有工作经验的优先，大概招收8001000人。79车间工艺791工艺流程及相关工艺参数1工艺流程酒花酵母原料粉碎糖化过滤煮沸冷却发酵滤酒验瓶杀菌贴标喷码装箱入库2工艺参数原料配比麦芽大米7525原料利用率985麦芽水分6；大米水分13无水麦芽浸出率75；无水大米浸出率92啤酒损失率对热麦汁冷却损失75；发酵损失16；过滤损失15装瓶损失2；总损失126792物料衡算100KG混合原料可生产10淡色成品啤酒62422L，故可得以下结果（1）生产100L10淡色啤酒需耗混合原料量为（100/62422）1001602KG（2）麦芽耗用量为1602701121KG（3）大米耗用量为16021121481KG（4）酒花耗用量对浅色啤酒，热麦汁中加入的酒花量为02，故为100/62422735802024KG（5）热麦汁量为（1602/100）7059311309L（6）冷麦汁量为（1602/100）6565210518L（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（1006）（10078）/（10080）11211159KG而湿大米糟量为（1012）（10090）/（10080）481212KG故湿糖化糟量为11592121371KG（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（10040）/（10080）024072KG表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100L10度淡色啤酒糖化一次定额量100000T/A啤酒生产混合原料KG1001602879446430166107大麦KG701121615393120216107大米KG3048126405360950107酒花KG15002413175240744105热麦汁L7059311309620827842235107冷麦汁L65652105185773888920786107湿糖化糟KG723511596362538229107湿酒花糟KG4500723952571423105发酵液L6433910307565821262037107过滤酒L63695102045601668920166107成品啤酒L62422100005489679419762107备注10度淡色啤酒的密度为1012KG/M3710车间设备选型配套明细1斗式提升机2台，大米1台、麦芽1台。每次投料量G大米8872自衡振动筛大米筛选处理能力300/H麦芽筛选处理能力850/H3GNE120计量称每次称重能力G大米6T/H4贮槽大米暂存槽1所需容量的计算每次投料量G887大米容量R865/M3有效容积系数08所需容积VG/R887/（86508）13M32结构方形锥底钢制结构A1200B1000H1000A200B200H1100总容积VABHH/62ABABAB2AB174M3麦芽暂