「啤酒产糖化车间工艺流程设计」.doc

发酵工艺设计30200ta啤酒厂糖化车间工艺流程设计设计人：汪海宾 学校： 开 封 大 学 专业： 生 物 化 工 工 艺 班级： 09生 化 1 学号： 2009051098 指导老师： 胡斌杰 2011年10月目 录一、绪论 1.1 设计的目的 1.2设计思想 1.3 啤酒酿造业存在的问题二、设计任务书三、生产工艺流程图及生产过程 3.1啤酒糖化的流程与说明5 3.2 原辅料预处理6 3.3麦芽汁的制备83.3.1 糊化.83.3.2 糖化.93.3.3 过滤.103.3.4 麦汁煮沸与酒花的添加. 103.3.5 麦汁热凝固物的沉淀. 113.3.6 麦芽汁冷. 11四、30200ta啤酒厂糖化车间的物料衡算 4.1工艺技术指标及基础数据114.2 100kg原料(75麦芽，25大米)生产12淡色啤酒的物料衡算124.3生产100L 12淡色啤酒的物料衡算13 4.4.30200t/a啤酒厂糖化车间的物料衡算五、啤酒厂糖化车间生产设备的设计与选型 5 1.啤酒厂糖化设备的组合方式 5.2.糊化设备 5.2.1.功能用途 5.2.2糊化锅容积的确定 5.2.3糊化锅的主要尺寸 5.2.4换热面积 5.3糖化设备 5.3.1糖化锅容积的确定 5.3.2糖化锅的主要尺寸 5.3.3加热面积 5.4过滤槽 5.5煮沸锅 5.6回旋沉淀槽六、环境保护（啤酒工厂三废处理）6.1、三废概况6.2、三废的治理 6.2.1降低废水污染强度的措施 6.2.2废水处理方法 6.3 防尘、除尘 6.4 噪音的防治七、设计评价和总结八、参考文献前言啤酒是以优质大麦芽为主要原料，啤酒花为香料，经过制麦芽、糖化、发酵等工序制成的富含营养物质和二氧化碳的酿造酒。啤酒的酒精含量仅为3%6%（体积分数），有酒花香和爽口的苦味，深受消费者欢迎，因此消费面广，消费量大，是世界上产量最大的酒种。啤酒的历史悠久，大约起源于9000年前的地中海南岸地区，以后逐渐传入欧美及东亚地区。我国的啤酒生产只有100年的历史。啤酒是世界上产销量最大的酒种，近几年来，啤酒的产销量几乎以15%的速度巨增，我国去年啤酒增长量为10亿升。2002年以来，中国的啤酒产销量已超过了美国，跃居世界第一位。2008年我国啤酒产销量超过5500万吨1。啤酒中高级醇、有机酸、双乙酰、醛、酯等物质的存在量不多，但影响啤酒的风味，它们的数量及配比，造成了啤酒色香味上的差别，造就品牌啤酒的个性。一 绪论1.1 设计的目的在学习掌握所学的生物工艺学、生物工程设备、化工原理等课程的基本理论和基础知识的基础上，通过本次课程设计，培养我们综合运用这些知识分析和解决实际问题的能力以及协作攻关的能力，训练我们使用文献资料和进行技术设计、运算的能力，提高文字和语言表达能力，为其它专业课程的学习和毕业论文（设计）打下基础。随着经济的增长，人们对啤酒的消费会越来越大。所以也看到了啤酒工业的发展前景。这时候建立一个啤酒工厂的话，产品的广阔市场为工厂的生存和发展提供了良好的保证。1.2设计思想本设计以课程设计任务书为基础，以最新科研成果和实际经验为依据，通过文献检索、收集资料，调查研究，综合分析；贯彻节省基建投资，充分重视技术先进，降低工程造价等思想，从节约能源和降低原料消耗，追求经济效益等角度出发，以“工艺先进、技术可靠、系统科学、经济合理、安全环保”为原则，同时注重“三废”治理和综合利用副产物，充分重视环保防污。尽量采用本地原料、定型设备，各种设计方案综合比较，取长补短，制定一个高产节能的设计方案，高效生产高质量的优质啤酒。1.3 啤酒酿造业存在的问题 啤酒酿造业在应对三废问题方面依然过存在着许多不足。二、设计任务书30200ta啤酒糖化车间工艺流程设计任务书1、完成30200ta啤酒糖化车间工艺流程的设计2、对主要设备进行设计与选型3、对啤酒糖化车间进行物料衡算4、对结果进行评价3、 生产工艺流程图及说明3-1 啤酒是是一种以麦芽和水为主要原料，经糖化、添加酒花煮沸、过滤、啤酒酵母发酵等过程，酿造而成含二氧化碳、低酒精浓度的酿造酒。其一般的工艺流程2如下：图1 啤酒生产总体工艺流程示意图啤酒生产首先要经过预处理、糖化、过滤、煮沸，才能供酒母发酵所用，这段工艺的水准将直接影响到糖化收得率、过滤时间、麦汁澄清度、发酵进程、双乙酰还原速度、啤酒澄清状况等质量参数，因此这是关系到啤酒质量的一个重要工艺流程。麦芽汁制备俗称糖化，就是指麦芽及辅料的粉碎，醪的糖化、过滤，以及麦汁煮沸、冷却的过程。其流程图如图2所示：麦芽、大米粉碎 糊化糖化水、蒸汽过滤麦槽麦汁煮沸 锅酒花渣分离器回旋沉淀槽酒花槽薄板冷却器热凝固物冷凝固物图2 啤酒厂糖化工艺流程示意图糖化工序主要将大米和麦芽等原料经除尘、粉碎、调浆后送入糊化、糖化锅内，严格按照啤酒生产的工艺曲线进行升温、保温，并在酶的作用下，使麦芽等辅料充分溶解，再将麦汁与麦糟过滤分离。过滤后的麦汁经煮沸、蒸发、浓缩以达到工艺要求的浓度，同时，在这个工艺过程中添加酒花，煮沸后的麦汁送入回旋沉淀槽中进行澄清，再经过薄板冷却至78左右送入发酵罐3。3.2 原辅料预处理 在本设计中原料为麦芽，辅料为大米，在原辅料处理阶段主要包括麦芽及水的选择，原辅料的贮存及粉碎方式4。3.2.1原辅料处理流程与说明 斗式提升机 斗式提升机 大米粉碎 至糖化下料坑 立仓 除杂机 麦芽干粉碎 图3 原辅料处理流程图将大米和麦芽分别用斗式提升机从下料坑提到立仓，再将其提到除杂机中处理，然后将大米和麦芽用粉碎机粉碎，最后送至糖化。麦芽和大米的粉碎对啤酒质量的好坏有直接影响。3.2.2水质要求 啤酒中水的含量占90%以上，因此水质对啤酒口味的影响极大。国内外的著名啤酒之所以质量较好，其酿造用水的水质优良是原因之一，同时水也要用于洗涤、冷却、消防和生活等各个方面。酿造用水是指糖化用水、酵母洗涤用水以及高浓度酿造时的稀释用水。酿造用水必须达到饮用水标准，一般由深井水经改良处理而成。改良和处理的方法主要机械过滤、软化处理、脱盐处理等5。而冷却用水，只要求干净、硬度低、金属离子含量少，一般的自来水即可达到要求。3.2.3 辅料的贮存方式本设计选用立仓贮存麦芽和大米，目前国内的贮存有散装、袋装和立仓贮存三种方式。钢筋混凝土所制立仓具有一下优点：容积利用高，容量大，传热性小，节省劳动力，杀菌方便。由于麦芽和大米需注意防潮，故本设计选用钢筋混凝土制立仓贮存麦芽和大米。3.2.4 原料粉碎方法麦芽在进行糖化前，必须粉碎，粉碎后的麦芽，可溶性物质容易浸出，也有利于酶的作用，使麦芽的不溶性物质进一步溶解。 目前国内啤酒厂麦芽和大米的粉碎方法有干法、湿法，都是为了增加原料的表面积，提高热处理效果；增加物料流动性，提高生产自动化程度。干法粉碎：设备投资少，占地面积少。生产操作简单灵活，粉碎程度易于控制，便于设备维修。且多采用粗碎和细碎两级粉碎工艺，是麦芽及大米粉碎的理想选择。湿法粉碎：可获得良好的过滤层，解决了粉尘的危害。另外，麦芽和大米经过温水浸泡，糖化时间可减少。但设备大，占地面积大，操作复杂，维修困难，粉碎程度不易控制，此外，其耗电量要比干法粉碎高出8%10%6。所以，本设计采用干法粉碎。3.2.5 粉碎机的选择啤酒厂粉碎麦芽和大米的方法有辊式粉碎机和湿式粉碎机。由上面可知，我们采用的是干法粉碎，所以湿式粉碎机就不考虑了。辊式粉碎机常用的有两辊式、四辊式、五辊式和六辊式等7。两辊式粉碎机主要工作机构为两个相对旋转的平行装置的圆柱形辊筒。工作时，装在两辊之间的物料由于辊筒对物料的摩擦作用而被拖入两辊的间隙中被粉碎。两辊式粉碎机制造简便，结构紧凑，运行平稳。四辊式粉碎机由两对辊筒和一组筛子所组成。原料经第一对辊筒粉碎后，由筛选装置分离出皮壳排出，粉碎再进入第二对辊筒粉碎。五辊式粉碎机前三个是光棍，组成两个磨碎单元；后两个辊筒是丝辊，单独成一磨碎单元。通过筛选装置的配合，可以分离出细粉、细粒和皮壳。该机性能很好，在啤酒加工过程中，通过调节可以应用于各种麦芽。六辊式粉碎机性能与五辊式相同。它由三对辊筒组成，前两对用光棍，主要以挤压作用粉碎原料，可以使得生物质原料的皮壳不至粉碎得太细而影响后一工序的操作。第三对辊筒用丝辊，将筛出的粗碎粉碎成细粉和细粒，有利于糖化时充分浸出有用物质。根据上面的内容，我们对麦芽粉碎采用六辊式粉碎机，对大米粉碎采用两辊式粉碎。3.2.6 原料输送设备的选择8在现代化工业生产中，输送的方式有两种：一种是机械输送，利用机械运动输送物料；另一种是气力输送，借助风力输送物料。我们选择机械输送，因为气力输送与机械输送相比要求动力较大，且不适合间歇操作。在机械输送中，用于输送固体原料的主要有带式输送机、斗式提升机、刮板输送机、螺旋输送机。在这些输送机中，只有斗式提升机用于物料从低的地方提升到高的地方。所以，我们在输送麦芽和大米的时候选择斗式提升机。3.3 麦芽汁的制备3.3.1 糊化辅料需先在糊化锅中煮沸糊化，然后再与麦芽粒一起进行糖化。辅料的淀粉颗粒在温水中吸水膨胀，当液温升到70 左右时，颗粒外膜破裂，内部的淀粉呈糊状物溶出而进入液体中，使液体黏度增加。如果对淀粉糊继续加热，那么淀粉长链断裂变成短链的糊精，糊状淀粉成为半透明的均质胶体。又糊状淀粉变成可流动的糊精的过程，称为液化。在糊化大米时，可按100kg大米加入20kg的麦芽，利用麦芽中的酶使大米中的淀粉有一定程度的分解，以加速糖化酶作用，同时也可降低糊化醪的黏度。3.3.2糖化糖化是利用麦芽自身的酶（或外加酶制成剂代替部分麦芽）将麦芽和辅料中不溶性的高分子物质分解成可溶性的低分子物质等的麦汁制备过程。整个过程主要包括：淀粉分解，蛋白质分解， 葡聚糖分解，酸的形成和多酚物质的变化。麦芽自身的酶含量丰富足以用于糖化。在我们的设计中糖化是利用麦芽自身的酶。糖化主要有煮出糖化法、浸出糖化法、双醪煮出糖化法三种方法9。煮出糖化法：糖化过程中对部分醪液进行煮沸的方法。根据煮沸的次数，分为一次、二次、三次煮出法。其特点是取部分醪液加热到沸点，然后与未煮沸的醪液混合，使醪液温度分次升高到不同分解的适宜温度，以达到糖化完全的目的。对酶活性低和溶解不良的麦芽来说，采用三次煮出糖化法。因有部分醪液三次煮沸，有利于淀粉和其它物质溶解。此方法的浸出物得率比较高麦汁色度相对较深，适宜于制造浓色啤酒。二次煮出糖化法的灵活性比较好，比较适用于处理各种性质的麦芽和制造各种类型的啤酒。用淡色麦芽采用此法制造淡色贮藏啤酒是比较普遍的。浸出糖化法：这是仅仅依靠酶的作用进行糖化的方法。其特点是将糖化醪逐渐升温至酶活力的最适温度，而不进行醪液煮沸。此法要求麦芽有良好的溶解性。双醪煮出糖化法：辅料、麦芽分别投入糊化锅、糖化锅内，辅料在糊化锅内糊化，煮沸后兑入糖化锅，逐次达到所需要的糖化温度，根据糖化锅兑醪的次数，分为一次、二次和三次糖化法。生产淡色啤酒，一般采用二次煮出糖化法。这个方法的特点是在糊化锅中前后进行过2次煮沸操作，第1次是将辅助原料在糊化锅中煮沸糊化，然后再进入糖化锅糖化。煮沸糊化的目的是使糖化时糖化酶充分发挥作用。第2次煮沸的对象是部分糖化醪液，煮沸的目的是为了除酶，避免其对啤酒泡沫和口味醇厚性有益的物质的过度分解，而影响啤酒的质量水准。3.3.3糖化醪的过滤10糖化醪的过滤方法有过滤槽法、压滤机法及快速渗出槽法。目前国内的啤酒厂多采用过滤槽法。糖化结束后，从过滤槽底通入7678的热水，以浸没滤板为度。过滤操作如下：将糖化醪充分搅拌，并尽快泵入过滤槽后，使用耕槽机将其翻拌均匀，再静置20分钟左右，让醪在过滤槽内自然沉降，形成过滤层。最先沉下的是谷皮之类，随后是未分解的淀粉和蛋白质，滤层厚度要求在3045cm，如果糖化效果较好，醪槽表面的黏稠物就少，且醪槽上面的糖化液清凉。糖化醪温度控制在5570。滤层形成后开始过滤操作。起始流出的原麦芽汁混浊不清，必须用泵将其泵回过滤槽后再次过滤，直至得到澄清原麦芽汁，然后将原麦芽汁泵入煮沸锅。自正式过滤开始后1530分钟起检查原麦芽汁的糖度、澄清度以及色、香、味。糖化过滤期间，一般可不翻动麦槽层，但若过滤速度太慢，则可用耕槽机进行耕槽，从上至下将醪槽层耕松，注意不要在同一深度反复翻耕，以免压实槽层。3.3.4麦汁煮沸与酒花的添加经过滤得到的原麦芽汁须经煮沸，并在煮沸过程中添加酒花，其目的是：蒸发多余水分，使麦芽汁浓缩到规定浓度；溶出酒花中有效成分，增加麦汁香气苦味；促进蛋白质凝固析出，增加啤酒稳定性；破坏全部酶，进行热杀菌。3.3.4.1麦汁煮沸方法 常用间歇常压煮沸，原麦汁过滤期间，当麦汁已将加热层盖满后，开始加热保持80左右，酶继续对残存淀粉分解，洗槽结束时加热至沸，煮沸时间一般为12小时。3.3.4.2酒花添加 添加酒花都在麦芽汁煮沸过程中进行，不同的添加时间和不同的添加量会有不同的结果，因此掌握好添加时间和各次添加量十分重要。酒花的添加分为3个步骤见下表1： 表1 酒花的添加步骤次数时间占总量的百分数主要目的第一次10分钟左右20%利用其苦味以及防止泡沫升起第二次45分钟左右40%利用其苦味以及防止泡沫升起第三次80分钟左右40%为获得酒花香气3.3.5 麦汁热凝固物的沉淀在麦汁用于发酵之前，先要去除热凝固物和冷凝固物，也就是进行麦汁的澄清。我们使用回旋沉淀槽除热凝固物。回旋沉淀槽是最常用的热凝固物分离设备，与其他分离设备相比，具有结构简单、操作方便、分离效果好的特点。回旋沉淀槽是立式柱形槽，热麦芽汁沿切线方向泵入，形成旋转流动。由于回旋效应，使热凝固物颗粒沿着重力和向心力所形成的合力的方向，以较坚实的丘状沉积于槽底中央，达到固、液分离的目的，清亮麦芽汁则从侧面麦汁出口排出。3.3.6 麦汁冷却 麦芽汁冷却的目的主要是使麦芽汁达到发酵接种的温度810。同时，使大量的冷凝固物析出。近年来都使用薄板冷却器冷却麦芽汁，冷却时间通常为12h。麦芽汁冷却结束后，可用无菌压缩空气将薄板冷却器中的麦芽汁顶出。整个冷却操作，要防止外界杂菌污染11。麦汁冷却时使用薄板冷却器要注意： 麦汁冷却是最容易引起污染的工序，薄板冷却器使用前，必须将麦汁一侧及麦汁管路彻底杀菌； 控制好麦芽汁和冷却水流量，使冷麦芽汁温度符合要求； 薄板两侧麦汁和冷媒压力要尽可能保持均衡，避免压差大造成渗漏； 控制好冷却开始和结束时的麦汁浓度，使之符合要求； 每次冷却麦芽汁结束后，及时用热水清洗杀菌，定期清洗薄板； 冷却的水质应使用碳酸盐硬度较低的水，以减少水垢。 四30200ta啤酒厂糖化车间工艺流程设计 啤酒厂糖化车间的物料平衡计算主要项目为原料(麦芽、大米)和酒花用量，热麦汁和冷麦汁量，废渣量(糖化糟和酒花糟)等。4.1.工艺技术指标及基础数据根据我国啤酒生产现况，有关生产原料配比、工艺指标及生产过程的损失等数据如表（5-1）所示。表（5-1）啤酒生产基础数据项目名称百分比（）项目名称百分比（）定额指标原料利用率98.5原料配比麦芽75麦芽水分6大米25大米水分13啤酒缺失率（对热麦汁）冷却损失7.5发酵损失1.6无水麦芽浸出率75过滤损失1.5无水大米浸出率92装瓶损失2.0总损失12.6 根据表的基础数据，首先进行l00kg原料生产120淡色啤酒的物料计算，然后进行l00L12淡色啤酒的物料衡算，最后进行30200ta啤酒厂糖化车间的物料平衡计算。表5-2啤酒生产过程参数表项目数值12麦芽（20时）相对密度1.047混合醪的比重1.018kg/L铜的导热系数1386KJ/m.h.糖化醪密度10.6kg/m3糖化醪比热3.47KJ/kg糖化醪粘度2.02104kJ/ms糊化醪的密度1068kg/m3麦汁的导热系数0.685w/m2K麦汁比热容3.31kJ/kgK麦汁粘度42.3751054.2、100kg原料(75麦芽，25大米)生产12淡色啤酒的物料衡算 (1)热麦汁量 据表5-6可得到原料收率分别为： 麦芽收率为：0.75(100-6)100=70.5 大米收率为： 0.92 (100-13)100=80.04 混合原料收得率为： (0.7570.5+0.2580.04)98.5=71.79。 由上述可得l00kg混合原料可制得的12热麦汁量为： (71.7912)100=598.3(kg) 又知12麦汁在20时的相对密度为1.084，而100热麦汁比20时的麦汁体积增加1.04倍，故热麦汁(100)体积为： (598.31.084)1.04=574(L) (2)冷麦汁量为： 574(10.075)=531(L) (3)发酵液量为： 531(10.016)=522.5(L) (4)清酒液量为： 522.5(10.015)=514.7(L) (5)成品啤酒量为： 514.7(1一0.02)=504.4(L)4.3、生产l00Ll2淡色啤酒的物料衡算 根据上述衡算结果知，l00kg混合原料可生产12成品啤酒504.4L，故可得出下述结果： (1)生产l00Ll2淡色啤酒需耗混合原料量为： (100504.4)100=19.83(kg) (2)麦芽耗用量为： 19.8375=14.87(kg) (3)大米耗用量为： 19.8314.87=4.96(kg) (4)酒花耗用量 对浅色啤酒，热麦汁中加入的酒花量为0.2，故酒花耗用量为： (574504.4)1000.2=0.228(kg) (5)热麦汁量为： (574504.4)100=113.8(L) (6)冷麦汁量为： (53l504.4)100=105.3(L) (7)湿糖化糟量 （具体计算从略） 湿糖化糟量为： 19.2(kg) (8)酒花糟量 （具体计算从略）酒花糟量为： 0.684(kg)4.4、30200ta12淡色啤酒糖化车间物料衡算假设全年生产天数为300天，设旺季生产为240天，淡季生产为60天。旺季每天糖化数为6次，淡季每天糖化数为4次。则全年糖化次数为 2406604=1680次计算的基础数据可算出每次投料量及其他项目的物料平衡：(1)年实际生产啤酒：3020010001.012=29841897.23L(2)清酒产量：29841897.23（10.02）=30450915.54L(3)发酵液总量：30450915.54(10.015)=30914635.07L(4)麦汁量：30914635.07（10.016）=31417312.06L(5)煮沸后热麦汁量：31417312.06（10.075）=33964661.69L20C麦汁体积：33964661.691.04=32658328.55L12P麦汁质量为20C：32658328.551.084=35401628.15(6) 混合原料量：35401628.150.120.7179=5917530.823(7) 麦芽耗用量：5917530.8230.75=4438148.117 大米耗用量：5917530.8230.25=1479382.706(8) 酒花耗用量：33964661.690.002=67929.32根据经验估算，混合原料量定为5.9210，实际产量才大于30200t啤酒。 把前述的有关啤酒糖化间的三项物料衡算计算结果。整理成物料衡算表，如表（5-3）所示。表（5-3）啤酒厂糖化车间物料衡算表物料名称单 位100kg混合原料100Ll2色啤酒糖化一次定额量30200ta啤酒生产混合原料kg10019833523.815920000麦 芽kg7514872642.864440000大 米kg25496880.951480000酒 花kg120022840.45167957.668热麦汁L576113820225.496L33978833.95L冷麦汁L531105318708.58L31430421.4L湿糖化糟kg96821923411.755731744湿酒花糟kg3450684121.57204240发酵液L5225103618409.247L30927534.66L清酒液L5147102118133.108L30463621.64L成品啤酒L504710017770.446L29854349.21L备注：120淡色啤酒的密度为1012kgm3，实际年生产啤酒30212.6t。五设备的工艺计算和设备选型5.1.啤酒厂糖化设备的组合方式六器组合方式，一只糊化锅，一只糖化锅，一只过滤槽和两只麦汁煮沸锅，一只回旋沉淀槽，一只麦汁冷却器。5.2.糊化设备 5.2.1.功能用途 糊化设备是用来加热，煮沸谷物辅料（大米粉或玉米粉）和部分麦芽粉醪液，使淀粉糊化和液化的设备，用于糊化的设备有糊化锅和糊化煮沸锅。 5.2.2糊化锅容积的确定：大米粉/麦芽粉=0.2 糊化锅投大米粉： 880.95kg；麦芽粉：176.19 kg；水：4228.56 kg糊化醪的量： 880.95176.194228.56=5285.71查表2得糊化醪的相对密度1068 kg/m3则糊化锅的有效容积 5285.71/1068=4.95m3、取糊化锅的充满系数为0.7则总容积： 4.95/0.7=7.07m35.2.3糊化锅的主要尺寸一般糊化锅的轮廓比例为，如设底高部分为空余系数的情况下，则有：取糊化锅有效容量4 m3计算。HD/2 D=2.168m故取直径2500mm ；锅身D/21250mm底高h750mm(球底)则实际总容量 7.899m3容量系数1.2，则： 7.899/1.26.574m36.6 m35.2.4换热面积16由前面的计算可知：在糊化锅内耗热量最大的过程是把米醪由70加热至90阶段，加热时间为12min，则：Q3.765285.71（9070）0.23893600/（1260） 474796（kcal/h）0.3Mpa表面压力得蒸汽温度为：120.2，醪液从70加热至90，故：39.4传热系数K取经验值1710 kcal/(m2.h.)，则传热面积：474796/(171039.4) 7.05 m2表5 糊化锅基本参数表17名称糊化锅容积全容积：22.49m3有效容积：18.80m3锅身直径：3600mm圆柱高度：1500mm加热面积夹套：7.05m2工作介质锅内：醪液夹套内：120.02工作压力锅内：0.3MPa夹套内：0.3MPa最高工作温度锅内：100夹套内：120.02电动机、照明两个防爆白炽灯：电压36V功率4kw材料锅身：厚8mm锅底：T2紫铜，厚12mm夹套：A3 厚8mm气升管直径 升气管面积为料液面积的1/501/30，取1/40 则：d2:D21:40得出d0.395m，圆整后取d400mm5.3糖化设备 5.3.1糖化锅容积的确定糖化锅中投麦芽粉：2466.67kg；水：9866.68kg糊化液：5285.71211.435074.28 （kg）查表2得混合醪的相对密度1018 kg/m3则糖化锅的有效体积： （2466.67+9866.68+5074.28）/101817.1 m3按实际生产情况，糊化锅的空余系数为1.2则总容积：17.11.220.52 m3 5.3.2糖化锅的主要尺寸一般糖化锅的轮廓比例为，如设底高部分为空余系数的情况下，则有： 取糖化锅有效容量17 m3计算。HD/2，则： 3.512m圆整后取直径3600 mm ；锅身D/21800 mm现按实际糖化锅设备图主要尺寸：直径D3600mm,柱高H1800mm，底高h800 mm(球底)则实际总容量 21.39m3容量系数1.2，则： 21.39/1.217.83m3 5.3.3加热面积F16由前面计算可知，在糖化锅中耗热量最大为把醪液由63加热至70阶段，加热时间为5min，则：Q3.7217407.8（7063）0.23893600/(560) 185645 kcal/s 0.3Mpa表面压力得蒸汽温度为：120.2，醪液从63加热至70，故：53.6传热系数K取经验值1992 kcal/(m2.h.)，则传热面积：185645/（199253.6）1.738 m21.74 m2升气管直径 升气管面积为料液面积的1/501/30，取1/40 则：d2:D21:40得出d0.569m，圆整后取d570mm 名称糖化锅容积全容积：21.39m3有效容积：17.83m3锅身直径：3600mm圆柱高度：1800mm加热面积夹套：1.74m2工作介质锅内：醪液夹套内：120.02工作压力锅内：0.3MPa夹套内：0.3MPa最高工作温度锅内：78夹套内：120.02电动机、照明两个防爆白炽灯：电压36V功率4kw材料锅身：厚8mm锅底：T2紫铜，厚12mm夹套：A3 厚8mm5.4过滤槽过滤槽容积的确定17.1m3生产需要1.2的空余系数，故所需容积： V 1.220.52m3设过滤槽的径高比为2：1，即D:H2:1，则有：3800mm 1900mm过滤筛板用不锈钢焊制而成，过滤筛板上分布条形筛孔，尺寸约为0.40.720mm，平底上有均匀的麦汁倒出管，每1.251.5m2的筛板上有一根倒出管，导管直径通常为2545mm。5.5煮沸锅煮沸锅容积的确定由表4可知：进入煮沸锅的热麦芽汁量为20225.496L故20.23m3生产需要1.2的空余系数，则总容积为 20.231.224.276m3煮沸锅的主要尺寸15一般煮沸锅的轮廓比例为，如设底高部分为空余系数的情况下，则有： 取煮沸锅有效容量21 m3计算。HD/2，则：D=3.768m故取直径4000mm ；锅身D/22000 mm 因此，得到糊化锅的实际主要尺寸：有效容积21m3，直径D4000mm,柱高H2000 mm，底高h800 mm(球底)则实际总容量 46.89 m3容量系数1.2，则： 46.89/1.239.1 m3 升气管直径 升气管面积为料液面积的1/501/30，取1/40则： 得出d0.632m，圆整后取d640mm5.6回旋沉淀槽技术参数：麦芽汁进口速度8m/s，进料时间20min，麦汁停留时间40min，麦汁转速10转/分。容积V：20.23L取空余系数为1.2，则 V 1.224.276m3尺寸：设其径高比为2:1，即D=3.768m圆整后取直径4000mm 2000mm设备选型汇总序号设备名称附属设备名称单位数量规格型式1麦芽粉碎机台1要求能力550t/时MF35型2大米粉碎机台1要求能力300t/时MF350型3麦芽贮仓200200刚板个1方形锥底4大米贮仓200200刚板个1方形锥底5糊化锅电动机 夹套加热个1V=22.49m3D=3600mmH=1500mmh=750mm6糖化锅电动机 夹套加热个1V=21.39m3D=3600mmH=1800mmh=800mm7过滤槽电动机个1V20.52m33800mm 1900mm8煮沸锅电动机 夹套加热个1V24.276m34000mm 2000mmh=800mm9回旋过滤槽电动机个1V24.276m34000mm 2000mmh=800mm注：V所需容积，m3 D直径，mm 柱高H，mm h底高，mm6、 环境保护 6.1、三废概况在啤酒厂设计和生产进行的同时，要重视环境保护的要求，应采取综合防治措施，使废水、废气、废渣、粉尘等污染物的排放量降低到最小程度，排放浓度符合国家或地方规定的排放标准。6.2 三废的治理啤酒工厂废水主要来源有：麦芽生产过程的洗麦水、浸麦水、发芽降温喷雾水、麦槽水、洗涤水，凝固物洗涤水；糖化过程的糖化、过滤洗涤水；发酵过程的发酵罐洗涤、过滤洗涤水；罐装过程洗瓶、灭菌及破瓶啤酒；冷却水和成品车间洗涤水；以及来自办公楼、食堂、单身宿舍和浴室的生活污水。 6.2.1降低废水污染强度的措施1.降低啤酒生产水耗降低啤酒吨酒耗水量，既可节水，又可直接降低废水排放量，较浓的水是容易处理的。主要措施有：(1)人人要有环保意识。(2)加深管理，各尽其职，节约用水：节省工艺洗涤用水，过滤工序节水，包装车间洗瓶和杀菌工序要合理用水；防止跑、冒、滴、漏。(3)争取部分资金用于降低酒损和工艺用水重复使用等技术改造项目上，如麦汁冷却水的回收使用，电渗析“浓水”的利用，冷冻冷却水的循环使用，蒸汽冷凝水的回收等。2.降低啤酒废水排放负荷主要是降低啤酒生产的物料流失，提高整个啤酒生产水平，主要措施如下：(1)有效控制最终洗糟用水，不使其排放，不宜采用“湿排糟”，要用“干排糟”，压糟水进入下水道，是一个严重的污染源。(2)回收废酵母，既能回收啤酒产量0.1%的干酵母，又可回收啤酒总量1%的啤酒。(3)硅藻土过滤替代棉饼过滤，硅藻土过滤机应干卸料，与麦糟混合作饲料。废硅藻土绝不要排入下水道。(4)热凝固蛋白返回糖化过滤，回收凝固蛋白和酒花糟，也回收麦汁。(5)降低啤酒损失率，尤其要降低包装损失。(6)清浊分流，合理排放，生产污水和生活污水合流排至污水处理站处理后排放，雨水和清洁生产废水另行排出。 6.2.2废水处理方法分四个阶段：(1)废水收集和预处理：废水流量平衡、筛去漂浮杂物、加营养盐和调节PH值。(2)一级生化处理。(3)二级生化处理。(4)污泥的排除：污泥沉淀稠化、凝聚、脱水。设计采用合建式氧化沟法合建式氧化沟法是把曝气和沉淀合并于一个池中，污水和活性污泥的混合液在氧化沟中沿着一条椭圆形闭合式曝气渠道连续循环流动，实现好氧和厌氧的交替过程，污水曝气后溶解氧上升，流动一段后溶解氧耗尽而缺氧，此时反硝化作用产生并放出氧，如此周而复始、循环不息。污水中的有机物在微生物的作用下得到降解，达到废水处理的目的。其工艺流程如下：啤酒工业废水格栅调节池一级合建式氧化沟二级合建式氧化沟污泥浓缩池污泥真空脱水干污泥。曝气设备：转刷，动力7KW，17台。船式沉淀器：一级氧化沟90，二级氧化沟180。活性污泥：利用污水管道原有微生物和