年产五万吨12°啤酒工厂设计.doc

齐齐哈尔大学毕业设计（论文）第1章 绪 论1.1 设计依据 我国啤酒质量标准GB 49271991等国家啤酒生产的相关规定； 齐齐哈尔大学食品与生物工程学院下达的毕业设计任务书； 我国普遍使用的相关设计和设备的技术规范。1.2 设计指导思想 采用成熟、先进的工艺技术，合理设计，产品符合我国啤酒质量标准GB 49271991，在保证产品质量的同时，争取效益最大化。 提高生产机械化、自动化的水平，提高资源的综合利用率，降低能耗，回收啤酒的副产物，特别是对环境造成污染的副产物的回收和净化。 适应消费者的需求，采用瓶装、罐装、桶装等包装规格。1.3 设计范围 完成设计说明书一份，图纸三份。 设计说明书内容：总论；工艺流程选择论证，生产方法，工艺条件说明；物料衡算，热量衡算；主要设备设计及选型；水、汽、制冷量估算及有关设备选型。绘图内容：发酵车间工艺流程图；发酵车间设备平面布置图； 发酵罐装配图。1.4 厂址选择本设计的厂址选在齐齐哈尔市龙江县。改地城市发展速度较慢，城市的污染特别小，满足微生物发酵对环境的要求。另外龙江县有铁路，原料和产品的运输都特别方便。龙江县靠近河流，所以可以提供工厂的用水，而且这种水源没有什么成本。靠近河流还有利于三废的处理。1.5 主要工艺参数1、生产规模年产5万吨12啤酒，全年生产300天。2、发酵周期锥行发酵罐低温发酵24天。 3、原料配比 麦芽70，大米30 4、啤酒质量指标 理化要求按我国啤酒质量标准GB 49271991执行，卫生指标按GB 4789.14789.28执行。 12啤酒理化指标 外观 透明度：清亮透明，无明显悬浮物和沉淀物 浊度，EBC1.0 泡沫 形态：洁白细腻，持久挂杯 泡持性S180 色度 5.09.5 香气和口味 明显的酒花香气，口味纯正、爽口，酒体柔和，无异香、异味 酒精度（m/m） 3.7 原麦汁浓度（m/m） 120.3 总酸 mL/100mL 2.6 二氧化碳（m/m） 0.40 双乙酰 mg/L 0.131.6 生产管理制度 1、生产计划 本厂位于北方地区，产品也主要面向东北地区，一年四季啤酒的销售变化不是十分明显，所以产量评价分配，每月产量相同，一年生产250天，每生产5天设备维护和保养一天。生产按班计算，每十二个小时为一班，每班糖化3次。 2、工作制度和劳动定员 各行政部门一班制，车间工人和保安等三班制，每班12个小时。第2章 工艺流程的选择及论证2.1 原料2.1.1 麦芽 大麦是啤酒生产的最重要的原料，先将其制成麦芽，再用于酿酒，麦芽不仅含有较高的淀粉，而且为糖化生产提供了各种丰富的酶系和含氮物质，为后续发酵过程提供良好的物质基础1。 现今社会的社会分工越来越细，各生产要素越来越专业化。本啤酒厂采用优质一级以上浅色麦芽，粒大皮薄，有明显的麦芽香味、无异味。质量指标如下：夹杂物（质量）0.5 水分（质量）5.0 氨基酸mg/100g150 糖化力wk250 糖化时间(min)10 色度EBC 2.53.5 煮沸色度EBC8.0 浸出物%(质量)79.0 粗细粉差%2.0 粘度mPa.s1.602.1.2 酒花 酒花对啤酒的质量十分重要，它不仅赋予啤酒特殊的苦味，影响啤酒的口味和香气，能加速麦汁中高分子蛋白质的絮凝，能提高啤酒泡沫的起泡性和泡持性，能增加麦汁和啤酒的生物稳定性，而且有一定的防腐和澄清麦汁的能力。 啤酒厂直接使用酒花的比例越来越少，新的酒花制品不断受到厂家的欢迎。酒花制品具有以下优点：酒花制品所含有效苦味成分酸高，在无氧低温下储存，酸损失小，便于运输和长期储藏，费用低；酒花制品质量稳定；使用酒花制品可以提高有效成分利用率；酒花制品可实现自动计量添加1。 酒花制品包括酒花粉末、颗粒酒花、颗粒酒花等。 酒花粉的体积比整酒花的体积并没有缩小太多，使用不方便，易损失，故较少使用。通常把粉状酒花加工成颗粒酒花。颗粒酒花与粉末酒花相比，体积和质量减少，便于运输和储藏。颗粒酒花已成为世界上使用最广泛的酒花制品，其产量已占全部酒花产量的50以上2。本设计采用颗粒酒花。2.1.3 酵母酵母在麦汁中起物质转化作用。采用嘉士伯酵母，该酵母是汉生氏从丹麦嘉士伯啤酒厂分离培养出来。使用的酵母为嘉士伯一号，细胞椭圆形，菌体大小为（710）（35）微米，发酵度高。2.1.4 水 工厂用水一部分用于酿造啤酒，包括投料用水、洗槽水、啤酒稀释用水等，而大部分用于冲刷、清洗及冷却系统用水。啤酒含量最多的成分是水。水中各种离子在一定程度上影响酵母的生产和啤酒的质量。 啤酒厂水源选择的依据是符合我国生活饮用水标准（GB57491985）；水量应充足稳定；冷却用水的水温越低越好；在符合经济性的前提下尽可能采用地下水，地表水水质不稳定。地表水最大的缺点是水中含有盐很少，水质软，缓冲能力差，一般pH值较低，对铁制和钢制设备有腐蚀作用。2.1.5 辅料 啤酒生产中的辅料有大米、玉米、小麦、糖和淀粉糖浆等。辅料的质量对啤酒的品质影响很大2。麦芽的价格远高于不发芽的大米、玉米、小麦等谷物，在麦汁制造过程中采用合适比例的辅料，可提供廉价的浸出物或糖类，虽然增加辅料加工设备，加大热能消耗，有时要添加酶制剂等增大费用，但减少麦芽的使用量，总成本降低，所以使用辅料具有经济性3。辅料在糖化时使用的配比在2050之间。 大部分辅料含很少的可溶性氮，几乎没有增多麦汁中的含氮成分，所以可以降低麦汁总氮，提高啤酒的非生物稳定性2。由于本啤酒厂地处北方地区，大米淀粉和蛋白含量较高。而且用大米作辅料生产的啤酒，色度低、口味清爽、泡沫细腻、非生物稳定性高，故采用大米作为辅料。2.2 生产工艺流程的选择及论证 啤酒厂的生产工艺主要包括麦汁的制备和啤酒的发酵。 麦汁的制备主要在糖化车间进行。粉碎后的麦芽和辅料和水混合进入糖化锅和糊化锅，原料中的非水溶性物质在酶作用下，经过糖化、糊化过程被分解为水溶性浸出物。滤槽将麦汁中的水溶性浸出物和非水溶性麦槽等物质分开。麦汁经煮沸加入颗粒酒花，然后经迴旋沉淀槽将热麦汁与热凝固物分离。分离后的麦汁进入薄板冷却器冷却，再利用过滤设备等分离出麦汁中的冷凝固物4。麦芽汁组分直接影响酵母生长、发酵，进而影响啤酒的风格和风味稳定性5。处理后的麦汁进入发酵罐发酵。2.2.1 麦汁的制备 热水 蒸汽 麦槽贮槽大米粉糊化锅 蒸汽 麦槽 7585 热水洗槽 麦芽粉浆糖化锅 板框式压滤机 颗粒酒花 麦汁暂存罐薄板热交换器煮沸锅蒸汽 冰水 供O2 煮沸锅迴转沉淀槽麦汁冷却器发酵罐 二次蒸汽 热凝固物 80 热水罐 冷水冷凝器90 热水罐 1、原料的粉碎及输送原料经过粉碎后，有较大的比表面积，物质更容易溶解和分散在水中，加速物料的溶解和酶的反应。 麦芽 麦芽立仓 精选筛 除铁器 麦芽定量秤 湿式粉碎机 大米 大米立仓 平面迴转筛 除铁器 大米定量秤 大米粉碎机 大米粉储箱大米和麦芽由斗式提升机和螺旋机送入立仓储藏，然后经过倾斜输送板送至螺旋输送带送入平面迴转振筛除杂，再经除铁器除铁，进入定量秤。满秤后，大米用干法粉碎，要求尽量细。麦芽用湿法粉碎，要求麦芽皮裂而不碎。粉碎后，大米粉和麦芽粉分别进入糊化和糖化锅。 根据现实生产的实际情况，采用斗式提升机和螺旋输送机相配合的机械输送方式。 本设计采用连续浸渍湿式粉碎法。连续浸渍湿式粉碎法 麦芽在进入粉碎机前先连续进入浸渍室或斗仓，用温水浸渍60 s使麦芽壳变得富有弹性后再进入粉碎机边喷水边粉碎，落入调浆槽中加入糖化用水后用醪泵泵入糖化锅。大米采用四辊的二级粉碎机进行干法粉碎，大米的粉碎度越细越好，以增加原料与水的接触面积，有利于大米的糊化和糖化。2、糖化 糖化过程是利用麦芽中各种水解酶在适宜的条件下将原料中的不溶性高分子物质（淀粉、蛋白质等）分解为可溶性的低分子物质。煮出法糖化法原料利用率高，糖化时间短，麦汁成份好，糖与非糖成分易控制，酿造出的啤酒有浓厚和杀口感觉，该工艺成熟，已被广泛使用。故本设计采用该法。煮出糖化法，根据醪液煮沸的次数，常用的有一次和二次煮出糖化法。（1） 一次煮出糖化法：该法原料利用率不高，对麦芽质量要求高。但此法有3大显著优点：一是糖化时间短；二是过程简单，节约蒸汽和动力；三是煮沸时间短，麦皮浸出物少，因而麦汁色泽清而浅，啤酒味醇。由于原料供应商完全可以保证提供优质麦芽，故采用一次煮出糖化法。（2） 二次煮出糖化法：此法灵活性大，适于各种质量的麦芽和类型的啤酒，其操作较简单，煮沸时间短，能耗较小，设备利用率高，生产周期短，成本低，但与一次煮出糖化法相比，这些方面都不比一次煮出糖化法理想，故不采用。本设计采用一次煮出糖化法。 糖化锅 糊化锅 35 （30 min） 45 （20 min） 15 min 45 min50 (30 min) 90 (20 min) 15 min 68 （50 min）100 （30 min） 10 min 76 麦汁过滤 经过连续浸渍湿式粉碎的麦芽粉浆输送到糖化锅中在35 下保温30 min,此时麦芽中磷酸酯酶将麦芽中的菲汀水解为酸性磷酸盐，pH5.3。再利用糖化锅夹层把醪液加热到50 进行，在30 min的蛋白质休止里，酶分解蛋白质形成多肽和氨基酸，pH 5.3。 把大米粉及淀粉液化酶制剂一同送入糊化锅中与定量的热水混合，在45 下保温20 min，持续加热45 min,使醪液升温至90 ，保温20 min。在15 min内把醪液加热至100 ，煮沸30 min。 一边搅拌，一边把糊化醪液送到糖化锅，加热混合液到 68 ，进行糖化分解，淀粉水解成可溶性糊精和可发酵性糖，麦芽中淀粉酶催化形成可发酵性糖，pH 5.6。 糖化至碘检反应基本完全，10 min内把醪液加热至76 使糖化终了。 把糖化结束的醪液送入过滤机，进行过滤处理。3、麦芽醪的过滤 糖化过程完成后，麦汁的组分基本确定，必须采用过滤方法将麦汁与麦糟尽快分离，得到清亮的麦汁和较高的麦汁收得率。要求麦汁清亮透明，无白色淀粉颗粒、麦皮等杂物，洗糟水清亮，无失光混浊，控制洗糟次数。 麦芽醪过滤得到头道麦汁；然后用80 热水洗槽，洗出吸附在麦芽槽中的可溶性浸出物，得到二滤、三滤洗槽麦汁。本设计采用新型过滤机进行过虑3-4。4、麦汁煮沸和颗粒酒花添加麦汁过滤结束后，麦汁先进入暂存罐，然后通过一薄板换热器预热后进入煮沸锅，在煮沸过程中添加颗粒酒花。煮沸可以蒸发水分浓缩麦汁，破坏酶的活性和杀菌，浸出酒花的有效成分，使蛋白质变性和絮凝。煮沸锅设内加热器，煮沸强度为10，总煮沸时间为90 min。煮沸时颗粒酒花分两次加入，第一次是在初沸后10 min加10颗粒酒花，主要起消泡作用；第二次在煮沸1小时后加入剩余的颗粒酒花。使用时用手打开铝薄包装袋，把袋中的颗粒酒花直接加入煮沸锅中5-6。本设计使用列管式内加热器煮沸锅，常压煮沸法。采用列管加热，管内麦汁受热上升，在加热管上部喷出，底部麦汁不断进入加热管，麦汁形成对流，省去动力和搅拌系统。 5、热凝固物的分离6热凝固物是麦汁煮沸过程中高分子氮凝聚而成的不溶性混合物，主要由直径为3080 m的蛋白质和多酚混合物组成。迴旋沉淀槽是最常用的热凝固物分离设备，分离效果最佳。将煮沸好的麦汁以切线方向倒入回转沉淀槽，麦汁在槽内回旋运动，进料时间为1520 min，停留30 min左右，麦汁从槽边麦汁出口流出，在离心的作用下，热凝固物下沉至槽底中心排出。6、麦汁的冷却与充氧啤酒发酵要求在低温下进行，所以麦汁要尽快冷却至发酵所需要的温度。最常用的麦汁冷却器是薄板冷却器。麦汁冷却方式采用一段薄板冷却。一段薄板冷却器无中间板，结构简单，节约能源和控制方面优于两段冷却薄板冷却器。用3 冰水冷却热麦汁，冰水被加热至7580 ，降温水可做洗槽用水。酵母繁殖需要氧气，给酵母提供足够的氧气（无菌空气方式）有利于酵母繁殖和积累能量，并进入发酵阶段。为避免氧化作用，麦汁通风充氧须在麦汁冷却后进行。通风后的麦汁溶氧量一般在610 mg/L。过高会使酵母过度繁殖，产物减少，副产物增多。而酵母繁殖过少，则发酵速度慢，延长发酵周期6。2.2.2 啤酒发酵工艺麦芽汁经啤酒酵母发酵酿制而成啤酒。酵母的主要代谢产物是乙醇和二氧化碳，但同时也形成一系列发酵副产物，如醇类、醛类、酸类、酮类、酉旨类和硫化物等物质这些发酵产物决定了啤酒的风味、泡沫、色泽和稳定性等各项理化指标，同时也赋予了啤酒典型的特色7,8。1、啤酒酵母的扩大培养1,9首先用平板分离法获得优良的酵母菌株，然后进行实验室和生产现场的扩大培养。实验室扩大培养：斜面试管 试管或富氏瓶培养 巴氏瓶或三角瓶培养 卡氏罐培养生产现场扩大培养：汉生库勒氏培养罐扩大培养 酵母扩大培养罐 酵母二级扩大培养罐 锥形罐2、啤酒的发酵6,10啤酒发酵因所用酵母的不同，分为上面发酵和下面发酵。前者采用上面酵母和较高的发酵温度，后者采用下面酵母和较低的发酵温度。本设计采用锥形罐单罐发酵法，由于该法单位占地面积的啤酒产量大，可方便排放酵母及其他沉淀物，发酵温度控制方便，发酵周期短，便于自动控制，节省人力与洗涤费用，卫生条件比较好，改善了工作环境，易于回收CO2和酵母，降低生产成本，且广泛应用，工艺成熟，啤酒质量较好，故本设计采用此法。发酵罐酵母离心分离机 留种酵母 废酵母 废酵母 酵母种罐 酵母洗涤 酵母干燥 （1） 三锅麦汁注满一发酵罐，时间少于12小时，加0.7的酵母。（2） 冷麦汁进罐温度为9 ，自然升温至12 ，然后保持12 发酵5天.（3） 糖度降至10.511Bx，通过CO2测纯度并回收，降至4.0Bx时停止，保证0.8 kg/cm2（4） 在2 保持5天，使外观发酵度达60以上，用36小时把发酵液降至7 ，排酵母一次，还原双乙酰6天，每天排酵母及凝固物一次。（5） 当双乙酰含量低于0.1 ppm后，用36小时降温至3 ，保持3天，再泵至罐外的薄板冷却器中把温度冷至-1 ，然后送至啤酒处理罐冷罐7天，每天排一次酵母及冷凝固物，并进行CO2洗涤，7天后浊啤酒经硅藻土过滤机过滤，同时进行啤酒混浊经验和滤过酒检查，然后进入清酒罐，再进入包装车间。2.2.3 啤酒的过滤发酵完的啤酒冷却器处理罐薄板冷却器硅藻土过滤机纸板过滤机 清酒罐 发酵出来的啤酒经酵母分离机分离出来后，进入一薄板冷却器，然后进入啤酒处理罐，进行CO2洗涤，再经一次冷却器，冷却至-1 ，经粗滤精滤后，送清酒罐然后包装。硅藻土过滤机主要有板框式、烛式、水平圆盘式三种，本设计采用板框式。2.2.4 啤酒生产副产物的利用1、麦槽的利用麦槽是麦芽和大米在不发芽谷物原料在啤酒糖化中不溶解物质构成的。麦槽是有价值的饲料，有较高的蛋白质，并受到适度分解。2、二氧化碳的回收二氧化碳是啤酒发酵中最主要的副产物，二氧化碳也是重要的原材料。在过滤后的清酒中，直接充入二氧化碳，使啤酒在短时间内溶解和过饱和，简单而有效地控制成品啤酒中二氧化碳的含量。CO2贮气柜 超压装置 压缩机 氧化剂洗涤器 水冷却器 活性炭过滤器 压缩机 冷却器 干燥装置 冷却器 液态CO2贮存罐图2.10二氧化碳的回收流程图CO2回收处理系统是使用密闭式发酵容器时特有的附属设备，是锥形罐的配套设备。回收工艺主要有3种：（1） 高压法：高压法CO2纯度低，操作强度大，储存方法单一，故也不采用。（2） 低压法：该法产生的CO2一般不能以液态储藏，且如果无发酵气，就不能供气，故不采用。（3） 中压法：采用专用的无油CO2压缩机将CO2压缩净化后在冷冻系统进行净化，该法产生的CO2纯度高，储存效率高，使用方便。故本设计采用。其组成部分为：泡沫捕集器，贮气球，水洗塔，压缩站，干燥气，净化器，液化器，贮液罐，气化器。3、酵母的回收与利用根据酵母和发酵液的相对密度不同，采用离心机分离酒液和酵母。每生产100吨啤酒可得含水分7580的剩余酵母泥1.5 t，可制成含水8.510的干酵母约0.35 t。近年来用啤酒酵母生产具有肉类鲜味的调料以及生产干酵母粉，有很好的经济和社会效益，故本设计采用一个酵母车间来利用废酵母生产干酵母，其生产流程如下：啤酒放弃的酵母泥固液分离湿酵母洗涤脱苦 固液分离水解固液分离干燥 干酵母 浓缩 调配调味料 酵母膏第3章 物料衡算3.1 原始数据序号项目名称 备注 1定额指标原料利用率麦芽水份大米水份无水麦芽浸出率无水大米浸出率98.56137595 2 原料配比 麦芽大米7030 3损失率冷却损失发酵损失过滤损失包装损失2.7 1.50.90.7对热麦汁 4 总损失率啤酒总损失率 5.8对热麦汁表3.1 原始数据表3.2 100 kg原料生产12啤酒的物料衡算1、热麦汁量 原料麦芽收得率： 75（1-6）70.5 辅料大米收得率： 95（1-13）82.65 混合原料收得率： （7070.53082.65）98.573.03 100 kg原料生产12热麦汁量： 73.03/12100608.61 kg 100 kg原料生产12热麦汁体积： 608.61/1.0471.04604.54 L，其中1.047为12麦汁在20 的密度，1.04为100 麦汁比20 麦汁的体积增加倍数2、冷麦汁量： 604.54（12.7）588.22 L3、发酵液量： 588.22（11.5）579.39 L4、过滤酒量： 579.39（1-0.9）574.18 L5、成品啤酒： 574.18（1-0.7）570.16 L6、颗粒酒花使用量选用质量较好，含酸较高的颗粒酒花，一般在热麦汁中加21.5 kg/t颗粒酒花，选择加酒花1.5 kg/t,即100 L热麦汁加0.15 kg的颗粒酒花。则： 0.15/100604.540.907 kg7、湿糖化槽量糖化槽含水80，则湿麦槽量： 10070（1-6）（1-75）/（1-80）82.25 kg大米槽量： 10030（1-13）（1-95）/（1-80）6.525 kg糖化槽量： 82.256.52588.775 kg8、酵母量湿酵母泥含水分85，生产100 kg啤酒可得2 kg湿酵母泥，其中一半做为生产接种用，一半做为干酵母。 酵母含固形物量： 570.16/1001（1-85）0.855 kg 含水分7的酵母量： 0.855/(1-7)0.920 kg9、CO2含量 12冷麦汁588.22 L中浸出物量： 1.047588.221273.904 kg设麦汁真正发酵度为65，则可发酵浸出物量： 73.9046548.038 kg麦芽糖发酵的化学反应式为C12H22O11 + H2O = 2C6H12O62C6H12O6 = 4C2H5OH + 4CO2 + 233.3 kJ设麦汁的浸出物均为麦芽糖构成。则CO2的生成量: 48.038444/34224.721kg设12啤酒含CO2为0.4，则酒中含CO2量为： 570.161.0470.42.388 kg则释出的CO2量为： 24.7212.38822.333 kg常压下1 m3 CO2重1.832 kg， 所以游离CO2容积为： 22.333/1.832=12.19 m33.3 生产100 L12啤酒的物料衡算根据上述衡算可知，100 kg混合原料生产12成品啤酒570.16 L，故1、生产100 L12啤酒所需混合原料量： 100/570.1610017.54 kg2、麦芽用量： 17.547012.28 kg3、大米用量： 17.54305.26 kg4、热麦汁量： 100604.54/570.16=106.03L5、冷麦汁量： 100588.22/570.16=103.17 L6、发酵液量： 100579.39/570.16=101.62L7、过滤酒量： 100574.18/570.16=100.71L8、成品啤酒量： 100570.16/570.16=100 L9、酒花用量： 100604.54/570.160.2=0.212 kg10、湿糖化槽量： 17.54/10088.77515.57 kg11、酵母量： 17.54/1000.9200.16 kg12、CO2量： 17.54/10012.192.14 m33.4 年产5万吨12经典啤酒物料衡算由于是北方地区，夏、冬分明，旺、淡季有一定的区别，故旺季生产天数多，淡季生产天数少。具体淡、旺生产天数由市场来定。因为年产啤酒5万吨，生产时间为250天，按12小时为一班，每班产啤酒100吨，采用回锅一机，每班糖化3锅次。生产5天设备维护和检修1天。1、混合原料用量 原料用量： 100=175400 kg/班=17.54t/班 麦芽用量： 17.5470=12.28 t/班 大米用量： 17.5430=5.26 t/班2、酒花用量： 100=212kg/班3、热麦汁量： 100=106030 L/班4、冷麦汁量： 100=103170 L/班5、发酵液量： 100=101620 L/班6、滤酒量： 100=100710 L/班7、湿糖化槽量： 100=15570 kg/班8、干酵母量： 100=160 kg/班9、CO2量： 100=2140 m3/班表3.2 年产3万吨啤酒工厂物料衡算表物料名称 单位 一次糖化定额指标 每班糖化定额指标 全年糖化定额指标混合原料 t麦芽 t大米 t酒花 kg热麦汁 m35.846667 17.54 8770 4.092667 1.754 70.66667 35.34333 34.3933.8733333.5712.285.26212106.03103.17101.62100.716140263010600053015515855081050355冷麦汁 m3发酵液 m3过滤酒量m3成品酒量t33.333310050000湿糖化槽量t5.1915.577850干酵母m353.333316080000游离CO2量m3713.33321401070000第4章 水、汽、冷、CO2用量的计算4.1 用水量的计算1、糖化用水 糊化锅加水比为1：5 糊化用水： 1.75458.77t 糖化锅加水比为1：3.5 糖化锅用水量： 4.0926673.514.324 t 用水总量： 8.7714.32423.094 t 每班用水量： 23.094369.283 t/班 年用水量： 69.28350034641.5 t/年2、洗槽用水量 100 kg混合原料用水450 kg 所以每次洗槽用水： 5.194.523.355 t/次 每班用水量： 23.355370.065 t/班 年用水量： 70.06550035032.5 t/年3、糖化室洗刷用水 一般糖化室及其设备洗刷，刷洗糖化锅一次用水20 t， 每班用水量： 20360 t/班 年用水量： 6050030000 t/年4、迴选沉淀槽洗刷用水 每次用水3 t 每班用水量： 339 t/班 年用水量： 95004500 t/年5、麦汁冷却器洗刷用水 每次用水3 t 每班用水量： 339 t/天 年用水量： 95004500 t/年6、酵母扩大培养设备及车间洗刷用水 每次用水15 t，每月一次， 年用水量： 1512180 t/年7、麦汁冷却用水 采用一级冷却，用2 冰水将98 的麦汁冷却至9 ，冰水出口温度为80 ，每班冷却用水：G 402.06 t/D 年用水量： 402.06500201030 t/年8、锥形发酵罐洗涤用水 每班洗1个，每个用水5 t 每班用水量： 51=5t/天 年用水量： 55002500 t/年9、过滤设备洗刷用水 每班洗刷一次，每次用水4 t， 年用水量： 45002000 t/年10、清酒罐洗刷用水 每班洗清酒罐一次，用水10 t， 年用水量： 105005000 t/年11、酵母离心机洗涤用水 每班冲洗一次，用水1 t， 年用水量： 1500500 t/年12、啤酒薄板冷却器用水 每班冲洗一次，每次用水3 t 年用水量： 35001500 t/年13、煮沸锅二次蒸汽回收耗水量QG（t2-t1）CG 95516.13 kg95.5 t 每班用水量：95.56573 t/天 年用水量：573500286500 t/年表4.1 用水量表项目每班用水量 t/天年用水量 t/年糖化用水69.28334641.5洗槽用水70.06535032.5糖化室洗刷用水6030000回旋沉淀槽洗刷用水94500麦汁冷却器洗刷用水94500酵母扩大培养用水15180麦汁冷却用水402.06201030锥形发酵罐洗涤用水52500过滤设备洗刷用水63000清酒罐洗刷用水105000酵母离心机洗涤用水1.5750啤酒薄板冷却器用水3.51750煮沸锅二次蒸汽回收耗水量573286500总计1233.4086167044.2 耗汽量的计算1、麦汁制备耗用蒸汽量（1） 糖化工段耗用蒸汽量糖化锅（麦芽2193 kg，水7677 kg） 糊化锅（大米940 kg，水4700 kg） 35 （30 min） 45（20 min） 15 min 45 min50 (30 min) 90(20 min) 15 min 68 （50 min）100（30 min） 10 min 76麦汁过滤 糖化锅总投料量： 40931432418417 kg 糊化锅总投料量： 1754877010524 kg 糖化用水耗汽量： Q1 糖化醪比热： C糖（G麦C麦G水C水）/（G麦G水）原料比热： CC0（1-w）C水w 式中 C0 谷物（绝干）比热为0.37 kcal/kg W谷物水分含量 C水水的比热为1.00 kcal/kg C麦芽0.37（1-6）160.4078 kcal/kg C大米0.37（1-13）1130.4519 kcal/kg C糖（40930.4078143241）/(409314324)0.86839 kcal/kg 麦芽混合前温度为t麦18 ，混合后醪液温度t混39 t混G混C糖G麦C麦t麦G水C水t水 t水39.21 39.21 的水由80 的麦汁冷却回收水与自来水混合而得。糖化醪由37 加热至50 ，耗汽量为Q1Q1 G糖C糖t =184170.86839（50-37） 2.07910 kcal8.710 kJ糊化锅耗用蒸汽量 工艺要求 t混45 C糊（G米C米G水C水）/（G水G米） （17540.451987701）/（17548770） 0.9087 kcal/kgt水47.44 47.44 的水由80 和18 的水混合而得。 糊化醪由45 加热至90 ，耗热量为Q2Q2G糊C糊t 105240.9087（90-45） 4.30310 kcal1.801 kJ 糊化醪由90 加热至100 ，耗热量Q3Q3G糊C糊t2 105240.9087（100-90） 9.5610 kcal4.07110 kJ 100 煮沸30，蒸发强度为5，水份蒸发耗热量Q r水（汽化潜热）540 kcal/kgQ4=rw 540105240.050.5 1.4210kcal5.94710 kJ 糊化锅总耗热量 热损失为总耗热量的10（包括热损失及保温耗热）。加热糊化锅的热量为前三项总和的2.5。 Q糊（QQ+Q）（1+2.5）1.1 （1.80110+4.0710+5.94710）1.0251.1 7.54810 kcal3.1610 kJ 糖化、糊化并醪后温度为68 C并（G糖C糖G糊C糊）/（G糖G糊） （184170.86842105240.9087）/（1841710524） 0.883 kcal/kgt并（G糊C糊t糊G糖C糖t糖）/（G糊G糖）C并 68.4 醪液由68.39 加热至76 ，耗热量为QQ5G并C并t （105240.975+18417）0.883（76-68.4） 1.92510 kcal8.05610 kJ 热损失为总耗热量的10（包括热损失及保温耗热）。加热糖化锅的热量为Q、Q总和的2.5。Q糖（Q+Q）（1+2.5）1.1 （2.079101.92510）1.0251.1 4.5110 kcal1.88910 kJ（2）麦汁煮沸耗热 100 kg原料加洗槽水可得700 kg麦汁，过滤后麦汁温度为72 加热麦汁至100 ，消耗热量为QQG麦汁C麦汁（100-t） 1.08910kcal4.557 10 kJ 蒸发耗热量Q7 煮沸强度10，煮沸时间1.5 hQ7wr = =3.31510 kcal1.38810kJ 煮沸锅总耗热量Q煮 热损失为总耗热量的15（包括热损失及保温耗热）。加热煮沸锅的热量为前两项总和的2.5Q煮（Q+Q）（1+2.5）1.15 （1.08910+3.31510）1.0251.15 5.66410 kcal2.37410 kJ（3）麦汁制备一次耗用蒸汽量Di 设蒸汽压2.5 kgf/cm（表压），查得其热焓为648.7 kcal/kg，间接蒸汽加热效率为95，则Di 13177.5 kg13.1775 t/次 每班糖化用汽量： 13.1775539.5326 t/班年糖化用汽量： 39.532650019766.25t/年4.3 耗冷量的计算1、工艺耗冷量（1）麦汁冷却耗冷量Q1-1 一段冷却，麦汁由98 冷却至9 ，1小时内冷却完毕，冰水由2 上升至80 ，冷却损失是5，自来水温度32 每班耗冷量： QGC（t-t）（1+1.5） 402.06101（32-2）1.015 1.22410 kcal/班5.12410 kJ/班 年耗冷量： 1.224105006.1210 kal/年2.5610 kJ/年（2）发酵过程耗冷量Q 本设计采用一罐法发酵，12麦汁发酵度65，设麦汁中浸出物全部为麦芽糖，CHO + HO + 4ADP + 4Pi = 4CHOH + 4CO + 4ATP + 热 每kg麦芽糖发酵中实际放出146.6 kcal热量，麦汁糖度是12 w104120/31.04712652766.3 kgQq*w 146.62766.3 4.05510 kcal1.69810kJ 发酵液从10 自然升温至12 ，此过程需耗热Q Q104120/31.047（1+0.008）0.93（12-10） 6.64910 kcal2.78810 kJ 式中 0.008接种量 0.93发酵液比热QQ- Q 4.05510-6.64910 3.3910 kcal/次1.41910kJ/次 3锅麦汁装满1锥形罐，则 主发酵耗冷量：3.391031.01710kcal/罐4.25710 kJ/罐 主发酵期7天， 每班耗冷量：1.0171011.01710 kcal/班4.25710 kJ/班 年耗冷量：1.017105005.08510 kcal/年2.13 kJ/年（3）降温期耗冷量 嫩啤由12 降至7 ，放出热量QQ1-3 = 嫩V嫩C嫩（t-t） 1.014233.33100.955（12-7） 1.610 kcal6.7510 kJ 还原双乙酰后再由7 降至3 时放出热量QQVC（t-t） 1.014233.33100.955（7-3） 1.2810kcal5.40210 kJ 啤酒由3 降至-1 放出热量为Q Q Q1.2810kcal5.40210 kJQQ Q Q 1.6101.28102 4.1610 kcal1.75510kJ 每罐耗冷量： 4.161031.24810 kcal5.26510 kJ 每班耗冷量： 1.24810 kcal5.26510 kJ/班 年耗冷量： 5.265106006.2410 kcal2.632510 kJ/年（4）酵母培养耗冷量Q 酵母培养的冷却采用-