年产10万吨啤酒工厂设计项目策划书

项目策划书鲁东大学设计题目年产10万吨啤酒工厂设计姓名院系生命科学学院专业生物工程年级学号指导教师目录一可行性研究报告311总论312项目建设的目的和意义313产品方案及需求预测414建厂条件及厂址选择415项目实施预规划及资金支付616经济效益及社会效益的初步估算6二总平面布局7三淡色啤酒生产的工艺设计731原料732生产工艺8四工艺计算1041100000T/A啤酒厂糖化车间的物料衡算1042100000T/A啤酒厂糖化车间的热量衡算1243100000T/A啤酒厂发酵车间的耗冷量衡算1544年产10万吨12度啤酒的用水量计算1845总容积200立方米啤酒锥底发酵罐计算19五设备计算及选型2051主要设备的计算2052设备清单21六工厂布局22七啤酒工厂卫生2271工厂设计规范2272厂库环境卫生2273厂区设施卫生2274车间卫生2275厂区公共卫生22八环境保护与综合利用2381环保治理工艺的设计原则2382三废处理23九经济技术及概算2391人力资源配置2392产品成本及利润估算24十总结25参考文献25一可行性研究报告11总论111项目名称年产100000吨啤酒工厂设计112承办单位青岛三德工艺品有限公司昌邑得益工艺品有限公司113项目地址潍坊市昌邑饮马工业园区114项目经理杨玉琨12项目建设的目的和意义121提出背景和依据啤酒是夏秋季防暑降温解渴止汗的清凉饮料。据医学和食品专家们研究，啤酒含有4的酒精，能促进血液循环含二氧化碳，饮用时有清凉舒适感还能帮助消化，促进食欲。啤酒花含有蛋白质、维生素、挥发油、苦味素、树脂等，具有强心、健胃、利尿，镇痛等医疗效能，对高血压病、心脏病及结核病等均有较好的辅助疗效。产妇喝啤酒，以增加母体乳汁，使婴儿得到更充分的营养。适量适用啤酒对心脏和高血压患者亦有一定疗效。啤酒生产是采用发芽的谷物作原料,经磨碎,糖化,发酵等工序制得。在古代中国,也有类似于啤酒的酒精饮料,古人称之为醴大约在汉代后,醴被酒曲酿造的黄酒所淘汰清代末期开始,国外的啤酒生产技术引入我国,新中国成立后,尤其是80年代以来,啤酒工业得到了突飞猛进的发展,到现在中国已成为世界第二啤酒生产大国如今可说是中国的啤酒工业进入了旺盛的成熟期,一方面,啤酒工业继续以高速度发展,在高速发展的同时,开始对啤酒的质量,啤酒工业的经济效益更加重视,啤酒工业的规模按照国际上的惯例,开始向大型化,集团化方向发展一些中小型啤酒厂被大型啤酒厂兼并122投资的必要性和经济意义现在我国啤酒产量方面跃居世界第二位，而且在质量、技术、装备水平等方面也都有了较大幅度的提高，充分显示了我国啤酒工业强劲的发展势头。但是，我国啤酒与世界发达国家相比，仍有很大差距。我国啤酒厂不合理企业规模偏多，达不到啤酒生产应有的经济规模。通过对国内外技术经济指标的数据分析得出，10万吨年规模以上的啤酒厂才有较好的技术经济指标水平。而现在这样的酒厂还较少，多数是设备陈旧、老化，生产能力不足，设备的自动化程度不高，工艺落后的小酒厂。所以建设一个现代化的大规模的啤酒厂势在必行。123产品优势经过10年有价值的健康研究，专家们发现，经常性、中度啤酒摄入量即每天12杯12盎司350毫升啤酒对于男性和女性都有益，特别是如果你正面临衰老或受到最常见疾病的困扰。而以下7个你梦寐以求的好处，啤酒都可以带给你。1护心脏健康大量的研究表明，适度饮酒，包括啤酒，可降低患心脏病的危险。2护血管适度喝啤酒也有助于防止血栓形成，预防缺血性脑中风。3低糖尿病风险研究显示，糖尿病人中度饮酒也能减少最大的杀手冠心病发作的风险。这可能是因为，饮酒会增加胰岛素敏感性或消炎作用。4提高认知能力报告表明，适量饮酒可能让妇女获得更好的认知能力，65岁以上的老年人每周饮用16杯含酒精的饮料，和禁酒、酗酒相比，患老年痴呆症的风险较低。5骨骼强壮研究表明，啤酒在预防骨质流失与重建男性骨量上面可以发挥作用。13产品方案及需求预测131产品方案以麦芽为主要原料,加酒花,经酵母发酵酿制而成的,含有二氧化碳气、起泡的低酒精度饮料。其产过程分为麦芽制造、麦芽汁制造、前发酵、后发酵、过滤灭菌、包装等几道工序。132占地面积厂区占地30亩，约合20000平方米，厂区内建筑总面积15000平方米（车间均是单层的标准简易房，办公楼和职工宿舍等是多层），绿化面积5000平方米，133产品需求初步预测2007年至2010年，啤酒行业面临着较好的发展际遇国民经济持续快速发展和城市化水平的提高，给行业发展创造了巨大的需求空间；西部大开发、振兴东北地区等老工业基地、促进中部崛起和建设社会主义新农村等重大发展战略，为啤酒行业创造了新的发展机遇；全球经济和区域经济一体化进程的加快，为我国啤酒行业在更大范围内配置资源、开拓市场创造了条件。此外低度淡爽成啤酒的流行口味，且啤酒消费需求分层很快，但啤酒本身的特性不会因需求的多样化而消失，大众消费者养成的消费习惯不会很快改变，所以传统型消费仍是消费主流。所以，根据市场调查分析，中国的啤酒市场还是有很大的前景，可根据人们口味的不同生产适合不同人群的需求。14建厂条件及厂址选择141主要原料，燃料，动力供应1411原料供应主要是发酵培养基原料和菌种，通过购买的方式获得。水在啤酒酿造的过程中起着非常重要的作用。啤酒酿造所需要的水质的洁净外，还必须去除水中所含的矿物盐（一些厂商声称采用矿泉水酿造啤酒，则是出于商业宣传的目的）成为软水。早先的啤酒厂建造选址得要求非常高，必须是有洁净水源的地方。宜兴工业较发达，水质好且水源充足，适宜建造啤酒厂。1412水，电，热，燃料供应在潍坊市饮马工业园投资的各类项目，由管委招商局负责将道路、供排水、供电、供热、通信配套至项目用地红线。交通潍坊市昌邑饮马工业园地理位置优越，地处济青高速第16出口处，下高速以后公路都是二级公路，交通便捷。供水潍坊市昌邑饮马工业园区自来水管网完备，水源直接引自40公里以外的峡山水库（山东省规模最大的水库），是优质的天然矿泉水。供电园区供电、供水、燃气、蒸汽、排污等基础设施一应俱全，电力充足而价廉，建有变电站3座，热电厂1家，确保了园区的供电和供热。天然气国家“西气东输”工程管线贯通园区，优质廉价的天然气为企业提供了能源保障。商检开发区设有商品检验检疫局，依法对进出口商品进行商品检验，实施出口商品普遍优惠制，签发一般产地证书，对进出口商品质量鉴定和企业的资产价值鉴定。银行中国各商业银行均在发区开设有支行，为投资者提供贷款服务，办理开设帐户和国际、国内结算业务，外汇调剂和管理。生活设施昌邑市建有五星级酒店、三星级酒店及各种档次的宾馆、酒店、购物商场、医院和学校（幼儿园、中小学、职业中专）等。设施先进的医院、电视接收系统、高尔夫球练习场、保龄球等健身旅游设施也已建成，可以提供舒适、良好的商务和生活服务。142建厂条件和厂址初步方案1421建厂条件潍坊市昌邑饮马工业园气候条件适宜，酵母菌生产温度为2528，水源充足，交通便利，地理位置十分优越，利于产品的出口与运输。1422厂址选择公司欲建在潍坊市昌邑饮马工业园。中国潍坊市昌邑饮马工业园作为承接资本、技术、产业转移的重要平台，以其国家级园区的品牌优势、优越的地理区位、充足的发展空间、坚实的产业基础、良好的人居环境和有序的法治环境，不断彰显独特魅力，必将成为承接新一轮产业资本转移并蓄势发展的首选置地。昌邑得益工艺品有限公司在潍坊市昌邑饮马工业园拥有一块60亩（约40000平方米）的工业用地，经过前期接洽，已于该公司达成初步共识，该公司愿意以提供土地30亩约20000平方米的投资方式并投资800万元资金控股26。143公用工程和辅助工程的初步方案1431公用工程给排水工程清洗用水采用自来水。储水设施有防污染措施。储水设备定期清洗，消毒。清洗用水为活性炭过滤器处理的自来水。锅炉用水为钠离子交换器处理的自来水。供水由市自来水管网供给。供气工程采风器从室外采风，经过气压机，缓冲罐，冷却器，分离器，去雾器，空气储罐，加热器，过滤器等设备提供发酵过程中空气。动力工程采用双回路供电体系，供电设备由变压器、变电柜和控制室，以及各种供电线网组成，动力系统的设计和安装由供电局负责制冷系统通过制冷设备提供，选购LSLGF300制冷机组三套、配电控柜XLS385一套和BNB150凉水塔2个给水泵组成制冷系统。主要提供发酵过程冷却水，灭菌后的罐体和培养基降温冷却水。供热工程设备主要是锅炉及附属的软化水设备，自来水经软化除去无机盐离子，获得软化水，其经锅炉燃烧后，将软化水变成高温高压蒸汽，通过管道与发酵生产设备相连接用于灭菌。锅炉燃煤。1432辅助工程项目须土建的设施依据生产流程，有原料库、成品库、包装材料库、锅炉房、机修车间、污水处理车间等，另外，厂区还设有展厅、参观走廊、食堂、运动场、停车处等附属设施1433环境保护本着高技术、低成本、原水水质可靠、运行管理方便的原则，建设废水处理车间（附表）。为了贯彻可持续发展战略，严格执行国家关于工厂环境的建厂标准，为达到国家建厂标准，本公司环境设计将执行如下标准环境空气质量标准GB50591996大气污染物综合排放标准GB162971996地面水环境质量标准GB38381996污水综合排放标准GB89781996工业企业长界噪声标准GB12348199015项目实施预规划及资金支付151项目工期十二个月，进度安排为2010年78月完成项目材料并设计2010年89月进行工程勘测和设计2010年910月完成工艺设计并筹集资金2010年1112月利用筹集资金进行土建工程并考察订购设备2011年12月前期募集资金到位，土建完成，设备到位安装并购进原料2011年23月设备安装并调试2011年3月项目完成投产152投资结算和资金筹集方案项目总投资5125万元（包括得益工艺品公司提供的30亩土地，按每亩20万元共计600万元）。其中土建工程1425万元（土地价值600万元，厂区建设费用825万元），设备及运输安装费2500万元，建设期不可预见费用200万元，流动资金1000万元。筹集资金方法昌邑得益工艺品有限公司出资800万元，提供土地30亩（价值600万元），控股26；青岛三德工艺品有限公司出资925万元，控股；青岛啤酒有限公司出资2000万元，控股36；风险投资出资1400万元（和其它公司基本达成合作意向后拉拢风投公司融资），控股26；16经济效益及社会效益的初步估算161经济效益项目完成后可年啤酒10万吨，项目年销售50000万元，年总成本费用70200万元，扣税款后的净利润4800万元。162社会效益项目建成后的意义是可以提供一定的就业岗位，缓解就业压力，还可以带动其他服务行业的发展。增加国家的收入，为国家的发展作出一定的贡献。163结论与建议本项目投产结构合理，投资少，效益高，投资回收期短，并符合国家节约电力资源鼓励用电企业热电联产产业政策，社会效益和经济效益显著，此项目切实可行。二总平面布局21厂区规划工厂总面积20000建筑总面积1350648001600160034802800482450绿化面积800022总平面设计（附图1）全厂可分为生产区、辅助生产区、办公生活区及绿化区等几部分，土建总占地面积9778，其中1、生产区4800第一车间（粉碎车间，菌种制备实验室,制麦车间,糖化车间,发酵车间）2700（90M30M8M）第二车间（后酵车间）105042M25M8M）第三车间（灌装车间）105042M25M8M2、辅助生产区1600第四车间成品库80040M20M8M第五车间水处理车间，配电室,锅炉房80040M20M8M3、办公及生活区3378办公楼160080M20M35M3层职工宿舍48060M8M3M2层餐厅80040M20M35M门卫室488M3M35M2个停车区45090M5M4、绿化面积8000三淡色啤酒生产的工艺设计31原料311菌种酵母是真菌类的一种微生物。在啤酒酿造过程中，它把麦芽和大米中的糖分发酵成啤酒，产生酒精、二氧化碳和其他微量发酵产物。这些微量但种类繁多的发酵产物与其它那些直接来自于麦芽、酒花的风味物质一起，组成了成品啤酒诱人而独特的感官特征。有两种主要的啤酒酵母菌“顶酵母“和“底酵母“。用显微镜看时，顶酵母呈现的卵形稍比底酵母明显。“顶酵母“名称的得来是由于发酵过程中，酵母上升至啤酒表面并能够在顶部撇取。“底酵母“则一直存在于啤酒内，在发酵结束后并最终沉淀在发酵桶底部。“顶酵母“产生淡色啤酒，烈性黑啤酒，苦啤酒。“底酵母“产出贮藏啤酒和PILSNER。我们所用菌种欲从德国贝克公司购得。312水啤酒酿造所需要的水质的洁净外，还必须去除水中所含的矿物盐成为软水。出于环保的考虑，放弃采用价格相对便宜的地下水，而开始采用价格相对较贵的自来水，水在水处理车间经过滤和处理后通过管道通到发酵车间。313麦芽大米麦芽由大麦制成。大麦是一种坚硬的谷物，成熟比其他谷物快得多，正因为用大麦制成麦芽比小麦、黑麦、燕麦快，所以才被选作酿造的主要原料。大米是主要的辅料。我们所用大麦是从澳州购得。314酒花酒花是属于荨麻或大麻系的植物。酒花中有结球果的组织，正是这些结球果给啤酒注入了苦味与甘甜，使啤酒更加清爽可口，并且有助消化。我们所用酒花是从德国购买的HALLERTAUHERSBRACK。32生产工艺工艺流程简图一制麦车间大麦通过发芽过程将内含的难溶性淀粉转变为用于酿造工序的可溶性糖类。除了一般的麦芽，还可使用结晶麦芽或烘烤的麦芽作为各种酿造类型的成份。结晶麦芽是经由蒸汽处理的麦芽，慢慢炖煮后再干燥处理，它的颜色较黑，并有如咖啡般的味道。烘烤过的麦芽经干燥后在热度较高的回转鼓室中烘烤处理，它能使啤酒含有焦味，颜色变黑。工艺流程大麦的清选大麦分级浸麦大麦发芽麦芽干燥除根。所用设备有风力粗选机、精选机、分级筛、浸麦槽、萨拉丁发芽箱、干燥炉、除根机二糖化车间水和蒸汽麦芽大米粉碎糊化锅糖化槽麦汁过滤槽煮沸锅麦糟麦芽粉碎这一过程必须保护麦皮，采用湿法粉碎，麦芽粉碎前，对麦芽进行浸泡处理。这样麦皮以及麦芽内容物就会吸收水分，变得有弹性，麦芽内容物也能从麦皮中被分离出来并被粉碎，而麦皮几乎没有损伤，使过滤能力得以改善，粉碎得很细的麦芽内容物能更好地被分解。糊化锅首先将一部分麦芽、大米、玉米及淀粉等辅料放入糊化锅中煮沸。糖化槽往剩余的麦芽中加入适当的温水，并加入在糊化锅中煮沸过的辅料。此时，液体中的淀粉将转变成麦芽糖。麦汁过滤槽将糖化槽中的原浆过滤后，即得到透明的麦汁（糖浆）。煮沸锅向麦汁中加入啤酒花并煮沸，散发出啤酒特有的芳香与苦味。三发酵车间发酵罐在冷却的麦汁中加入啤酒酵母使其发酵。麦汁中的糖分分解为酒精和二氧化碳，大约一星期后，即可生成“嫩啤酒“，然后再经过几十天使其成熟。四精炼糖车间精炼糖在某些啤酒中精炼糖是重要的添加物。它使啤酒颜色更淡，杂质更少，口味更加爽快。我们通过加入大米来获取精炼糖，使啤酒的口味更加清爽，以符合消费者口味的需要。五瓶、罐装工序硅藻土过滤机的操作步骤包括CO2备压充水排气预涂粗硅藻土1MM35MM预涂混合硅藻土400500G/M2泵酒土混合液80300G/100L循环滤酒生产压差保持002004MPA/H结束顶酒排土清洗更新硅藻土将成熟的啤酒过滤后，即得到琥珀色的生啤酒。装瓶、装罐机酿造好的啤酒先被装到啤酒瓶或啤酒罐里。然后经过目测和液体检验机等严格的检查后，再被装到啤酒箱里出厂。洗瓶机洗净回收的啤酒瓶。空瓶检验机极其细小的伤痕也不会放过。感官检查由专门的负责人员进行实际品尝。在确保其品质后，可出厂323糖化过程工艺控制糖化过程中，水与麦芽粉碎混合，由此使麦芽的内容物溶出，获得浸出物。而浸出物的主要数量只能在糖化中通过酶的作用产生。酶在其最佳温度范围内发挥作用。酶的重要特性是它分解底物时的活力。这种活力取决于各种因素1温度酶的活力取决于温度。在一定温度下酶的活力是可以改变的。在低温下，酶活力几乎可以无限度地保持，但随着温度的上升，酶的活力迅速下降。2PH值因为随着PH值的变化，酶的卷曲结构也会发生改变，所以酶的活力也取决于PH值。以下物质的分解过程对酿造来讲十分重要淀粉分解；葡聚糖（麦胶物质）的分解；蛋白质的分解。淀粉的分解，淀粉必须彻底分解成糖以及不使碘液变色的糊精。淀粉的彻底分解，不仅仅是因为经济原因，而且不可分解的残余淀粉还会导致啤酒出现糊化浑浊。324发酵过程工艺控制各种因素对淀粉分解的影响1温度在6264长时间的糖化，可以得到最终发酵度较高的啤酒；若超过此温度，在7275长时间糖化，则得到最终发酵度低、含糊精丰富的啤酒。糖化温度的影响是非常大的，所以糖化时在各种淀粉酶的最佳作用温度下进行休止，即形成麦芽糖的休止温度在6265淀粉酶的最佳作用温度；糖化休止温度在7275淀粉酶的最佳作用温度；糖化终止并醪温度在7678。2时间在糖化过程中，酶的作用并不是均匀的。可将酶的活力划分为两个时间阶段（1）1020MIN后达到酶的最大活力。在温度6268之间，酶的最高活力较大。（2）4060MIN后，酶的活力下降较快，然后下降变慢。1PH值醪液的PH值在5556时，可以看作是两种淀粉酶的最佳PH值范围。与较高的醪液PH值相比较，在此PH值下可提高浸出物浓度。形成叫多的可发酵性糖，提高最终发酵度。淀粉分解的检查糖化时，必须将淀粉彻底分解致碘检正常状态；糖化终了时，借助碘检检查淀粉分解情况。由于碘液遇到淀粉和较大的糊精仅在冷醪中显色，因此必须将碘检醪液样品冷却。将冷醪液放在白瓷盆上或石膏棒上，然后滴入一滴002MOL/L的黄色碘液。糖化终了的醪液，碘检时绝对不能出现变色；在麦汁煮沸终了，还必须进行碘检（后糖化）。如果碘检是出现变色现象，则说明此麦汁碘检不正常。人们称此为“蓝色糖化”。那么由此生产的啤酒会出现“糊化浑浊”，因为较大分子的糊精是非溶性的。采取的不久措施是取麦芽浸出液或头道麦汁添加到发酵中的麦汁里在发酵的过程中，人工培养的酵母将麦芽汁中可发酵的糖份转化为酒精和二氧化碳，生产出啤酒。发酵在八个小时内发生并以加快的速度进行，积聚一种被称作“皱沫“的高密度泡沫。这种泡沫在第3或第4天达到它的最高阶段。从第5天开始，发酵的速度有所减慢，皱沫开始散布在麦芽汁表面，必须将它撇掉。酵母在发酵完麦芽汁中所有可供发酵的物质后，就开始在容器底部形成一层稠状的沉淀物。随之温度逐渐降低，在810天后发酵就完全结束了。四工艺计算41100000T/A啤酒厂糖化车间的物料衡算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（糖化槽和酒花槽）等。411糖化车间工艺流程示意图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1所示。412工艺技术指标及基础数据根据表1的基础数据，首先进行100KG原料生产12淡色啤酒的物料计算，然后进行1000L12淡色啤酒的物料衡算，最后进行100000T/A啤酒厂糖化车间的物料平衡计算。表1啤酒生产基础数据项目名称百分比（）项目名称百分比（）麦芽75无水麦芽浸出率75原料配比大米25冷却损失3无水大米浸出率92发酵损失1原料利用率985过滤损失1麦芽水分6装瓶损失1定额指标大米水分13啤酒损失率（对热麦汁）总损失6413100KG原料（75麦芽，25大米）生产12淡色啤酒的物料衡算1热麦计算根据表1可得到原料收率分别为麦芽收率为075（1006）/100705大米收率为092（10013）/1008004混合原料收得率为（0757050258004）9857179由上述可得100KG混合料原料可制得的12热麦汁量为（7179/12）1005983KG又知12麦汁在20时的相对密度为1084G/ML，而100热麦汁是20时的麦汁体积的104倍，故热麦汁（100）体积为59831000/1084104/1000574L2冷麦汁量为57410035568L3发酵液量为556810015512L4过滤酒量为551210015457L5成品啤酒量为545710015402L414生产1000L12淡色啤酒的物料衡算根据上述衡算结果知，100KG混合原料可生产12淡色成品啤酒5402L，故可得以下结果（1）生产1000L12淡色啤酒需耗混合原料量为（1000/5402）1001851KG（2）麦芽耗用量为1851751388KG（3）大米耗用量G（4）热麦汁量为（1000/5402）5741063L（5）酒花耗用量对浅色啤酒，热麦汁中加入的酒花量为02，故为1000/540257402213KG（6）冷麦汁量为（1000/5402）55681031L（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）（10075）/（10080）13881631KG而湿大米糟量为（1013）（10092）/（10080）4631611KG故湿糖化糟量为163116111792KG（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）213639KG415100000T/A12淡色啤酒酿造车间物料衡算表设生产旺季每天糖化6次，而淡季则糖化4次，每年总糖化次数为1500次。由此可计算出每次投料量及其他项目的物料平衡。把上述的有关啤酒厂酿造车间的三项物料衡算计算结果，整理成物料衡算表，如表2所示。糖化一次的体积为100000T1000KG/T15001012KG/M36588M365881000L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1000L12度淡色啤酒糖化一次定额量100000T/A啤酒生产混合原料KG100185112194418291582大麦KG7513889144113716216大米KG25463305024575366酒花KG12023115222282742热麦汁L5741063700304105045660冷麦汁L55681031679223101883420湿糖化糟KG9678179211805717708544湿酒花糟KG3456394216314598发酵液L55121020671976100796400过滤酒L5457101066538899808200成品啤酒L540210006588098820000备注12度淡色啤酒的密度为1012KG/M342100000T/A啤酒厂糖化车间的热量衡算二次煮出糖化法是啤酒常用的糖化工艺，下面就以为基准进行糖化车间的热量衡算。工程流程示意图如图2所示，其中的投料量为糖化一次的用料量（计算参照表2）421糖化用水耗热量Q1根据工艺，糊化锅加水量为M1（3050261004）451647108KG式中，30502KG为糊化一次大米粉量，61004KG（3050220）为糊化锅加入的麦芽粉量（即为大米量的20）而糖化锅加水量为M2853406352986921KG式中，853406KG为糖化一次糖化锅投入的麦芽粉量，即9144161004853406KG故糖化总用水量为MWM1M2164710829869214634029KG自来水的平均温度取T118,而糖化配料用水温度T250,故耗热量为Q1MWCWT2T146340294185018619847719KJ图3啤酒厂糖化工艺流程图30502853406610041第一次米醪煮沸耗热量Q2由糖化工艺流程图（图3）可知Q2Q21Q22Q234221糖化锅内米醪由初温T0加热到100的耗热量Q21Q21M米醪C米醪（100T0）1计算米醪的比热容M米醪根据经验公式M容物001100WC0418W进行计算。式中W为含水百分率；C0为绝对谷物比热容，取C0155KJ/KGKC麦芽001（1006）1554186171KJ/KGKC大米001（10013J/KGKC米醪（M大米C大米M麦芽C麦芽M1CWW）/M大米M麦芽M130502189610041711647108418/30502610041647108376KJ/KGK2米醪的初温T0，设原料的初温为18，而热水为50，则T0（M大米C大米M麦芽C麦芽）18M1CWW50/M米醪C米醪305021896100417118164710841850/（366696376）259其中M米醪366696（KG）（3）把上述结果代如1中，得Q21366696376（100471）7293730KJ4222煮沸过程蒸汽带出的热量Q22设煮沸时间为40MIN，蒸发量为每小时5，则蒸发水量为V1M米醪540/60366696540/60122232KG故Q22V1I122232225722759021KJ式中，I为煮沸温度（约为100）下水的汽化潜热（KJ/KG）4223热损失Q23米醪升温和第一次煮沸过程的热损失约为前两次的耗热量的15，即Q2315（Q21Q22）4224由上述结果得Q2115（Q21Q22）115（7293732759021）4011653KJ423第二次煮沸前混合醪升温至70的耗热量Q3按照糖化工艺，来自糊化锅的煮沸的米醪与糖化锅中的麦醪混合后温度应为63，故混合前米醪先从100冷却到中间温度T0。4231糖化锅中麦醪中的T已知麦芽初温为18，用50的热水配料，则麦醪温度为M麦醪M麦芽M285340629869213840327KGC麦醪（M麦芽C麦芽M2CW）/（M麦芽M2）（8534061712986921418）/（8534062986921）363KJ/KGKT麦醪（M麦芽C麦芽18M2CW50）/（M麦醪C麦醪）（85340617118298692141850）/（3840327363）46674232根据热量衡算，且忽略热损失，米醪与麦醪混合前后的焓不变，则米醪的中间温度为M混合M米醪M麦醪36669638403277507287KGC混合（M米醪C米醪M麦醪C麦醪）/（M米醪M麦醪）3666963763840327363/3666963840327369KJ/（KGK）T（M混合C混合T混合M麦醪C麦醪T麦醪）/（M米醪C米醪）（75072873696338403273634667）/（366696376）7939因此温度只比煮沸温度低2061度，考虑到米醪到糊化锅到糖化锅输送过程的热损失，可不必加中间冷却器。4233由上述结果得Q3Q3M混合C混合（7063）7507287369（7063）1939132（KJ）424第二次煮沸混合醪的耗热量Q4由糖化工艺流程可知Q4Q41Q42Q434241混合醪升温至沸腾所耗热量Q41（1）经第一次煮沸后米醪量为M米醪M米醪V13666961222323544728KG故进入第二次煮沸的混合醪量为M混合M米醪M麦醪354472838403277385055KG（2）根据工艺，糖化结束醪温为78，抽取混合醪的温度为70，则送到第二次煮沸的混合醪量为M混合7870/M混合10070100267故Q41267M混合C混合（10070）2677385055369302182793（KJ）4242二次煮沸过程蒸汽带走的热量Q42煮沸时间为10MIN，蒸发强度5，则蒸发水分量为V2267M混合510/6002677385055510/6016432KGQ42IV223447164323852811KJ式中，I为煮沸温度下饱和蒸汽的焓（KJ/KG）4243热损失Q43根据经验有Q4215（Q41Q42）4244把上述结果代入公式得则Q4115（Q41Q42）115（21827933852811）2554519KJ425洗槽水耗热量Q5设洗槽水平均温度为80，每100KG原料用水450KG，则用水量为M121944450/100548748KG故Q5MCW8018548748418801814221353KJ426麦汁煮沸过程耗热量Q6Q6Q61Q62Q634261麦汁升温至沸点耗热量Q61由表2啤酒厂酿造车间物料衡算表可知，100KG混合原料可得到574KG热麦汁，并设过滤完毕麦汁温度为70，则进入煮沸锅的麦汁量为M麦汁121944574/1006999586（KG）又C麦汁（914411713050218912194464418）/（12194474）3852KJ/KGK故Q61M麦汁C麦汁1007069995863852308088722KJ4262煮沸强度10，时间15H，则蒸发水分为V3699958610151049938KG故Q62V3I10499382257223699201KJ式中，I为煮沸温度（约为100）下水的汽化潜热（KJ/KG）4263热损失为Q6315Q61Q624264把上述结果代入上式得出麦汁煮沸总耗热Q6115Q61Q6211580887222369920136556111KJ427糖化一次总耗热量Q总Q总Q1Q2Q3Q4Q5Q6619847719401165319391322554519142213533655611165481245（KJ）428糖化一次耗用蒸汽用量D使用表压03MPA的饱和蒸汽，I27253KJ/KG,则DQ总/（II）65481245/2725356147953185446KG/H式中，I为相应冷凝水的焓（56147KJ/KG）；为蒸汽的热效率，取95。429糖化过程每小时最大蒸汽耗量DMAX在糖化过程各步骤中，麦汁煮沸耗热量Q6为最大，且已知煮沸时间为90MIN热效率为95，故QMAXQ6/159536556111/159525653411KJ/H相应的最大蒸汽耗量为DMAXQMAX/（II）25653411/27253561471185556KG/H4210蒸汽单耗据设计，每年糖化次数为1500次，总共生产啤酒100000T年耗蒸汽总量为DR3185446150047781690KG每吨啤酒成品耗蒸汽（对糖化）DT47781690/10000047782KG/T啤酒每昼夜耗蒸汽量（生产旺季算）为DD318544661911268KG/D至于糖化过程的冷却，如热麦汁被冷却成冷麦汁后才送井发酵车间，必须尽量回收其中的热量。最后若需要耗用冷凝水，则在以下“耗冷量计算”中将会介绍最后，把上述结果列成热量消耗综合表，如表3表3100000T/A啤酒厂糖化车间总热量衡算表名称规格（MPA）每吨消耗定额（KG）每小时最大用量（KG/H）旺季每昼夜消耗量（KG/D）每年消耗量（KG/A）蒸汽03（表压）47782118555619112684778169043100000T/A啤酒厂发酵车间的耗冷量衡算啤酒发酵工艺有上面发酵和下面发酵两大类，而后者有传统的发酵槽发酵和锥形罐发酵等之分。不同的发酵工艺，其耗冷量也就不同。下面以目前我国应用最普遍的锥形罐发酵工艺进行100000T/A啤酒厂发酵车间的耗冷量计算。431发酵工艺流程示意图图4发酵工艺流程冷却94热麦汁冷麦汁（6）锥形灌发酵冷却至1贮酒过滤清酒灌432工艺技术指标及基础数据年产12淡色啤酒100000T旺季每天糖化6次，淡季为4次，每年共糖化1500次主发酵时间6天；4锅麦汁装1个锥形罐；12BX麦汁比热容C140KJ/（KGK）；冷媒用15酒精溶液，其比热容可视为C2418KJ/（KGK）；麦芽糖化厌氧发酵热Q6136KJ/L；麦汁发酵度60。根据发酵车间耗冷性质，可分成工艺耗冷量和非工艺耗冷量两类，即Q6QNTQT433工艺耗冷量QT4331麦汁冷却耗冷量Q1近几年来普遍使用一段式串联逆流式麦汁冷却方法。使用的冷却介质为2的冷冻水，出口的温度为85。糖化车间送来的热麦汁温度为94，冷却至发酵起始温度6。根据表2啤酒生产物料衡算表，可知每糖化一次需热麦汁700304L，而相应的麦汁密度为1048KG/M3,故麦汁质量为M10487003047339186KG又知120BX麦汁比热容C140KJ/KGK,工艺要求在1H小时内完成冷却过程，则所耗冷量为Q1MC（T1T2）/733918640946/125833935KJ/H式中T1和T2分别表示麦汁冷却前后温度（）冷却操作过程时间（H）根据设计结果，每个锥形发酵罐装4锅麦汁，则麦汁冷却每罐耗冷量为QF4Q1425833935103335740KJ4332发酵耗冷量Q2（1）发酵期间发酵放热Q21，假定麦汁固形均为麦芽糖，而麦芽糖的厌氧发酵放热量为6136KJ/KG。设发酵度为60，则1L麦汁放热量为Q0613612604418KJ根据物料衡算，每锅麦汁的冷麦汁量为679223L,则每锥形罐发酵一罐放热量为Q014418679223412003229KJ由于工艺规定主发酵时间为6天，每天糖化6锅麦汁（旺季），并考虑到发酵放热不平衡，取系数15,忽略主发酵的升温，则发酵高温时期耗冷量为Q21（Q01156）/246412003229156/24641875505KJ/H（2）发酵后期发酵液降温耗Q22，主发酵后期，发酵液温度从6缓降到1。每天单罐降温耗冷量为Q024MC16（1）473391864078219888KJ工艺要求此过程在2天内完成，则耗冷量为（麦汁每天装15个锥形罐）Q22（15Q02）/242158219888/2422568715KJ/H（3）发酵总耗冷量Q2Q2Q21Q221875505256871544422KJ/H4每罐用冷媒耗冷量Q0Q0Q01Q0212003229821988820223117KJ4333酵母洗涤用冷无菌水冷却的耗冷量Q3在锥形罐啤酒发酵过程，主发酵结束时要排放部分酵母，经洗涤活化后重复用于新麦汁的发酵，一般可重复使用57次。设湿酵母添加量为麦汁量的10，且使用1的无菌水洗涤，洗涤无菌水量为酵母量的3倍。冷却前无菌水温30。用8的酒精液作冷地介质。由中述条件，可得无菌水用量为MW67922361031222601KG/D每罐无菌水用量MWMW/151222601/15815067KG/每罐式中679223糖化一次的冷麦汁量（L）15每天发酵15罐假设无菌水冷却操作在2H小时内完成，则每罐用于酵母洗涤的无菌水耗冷量Q3MWCTWTW/T815067418301/24940121KJ/H4334酵母培养耗冷量Q4根据工艺设计，每月需进行一次酵母纯培养，培养时间为12D，即288H。根据工厂实践，年产100000T啤酒酵母培养单位耗冷量为565KJ/H，则对应的年耗冷量为Q456528812195264KJ4335发酵车间工艺耗冷量QT综上计算，可算出发酵车间的工艺耗冷量为QTQ1Q2Q3Q42583393544422494012119526426567633KJ/H434非工艺耗冷量QNT除了上述的发酵过程工艺耗冷量外，发酵罐外壁、运转机械、维护结构及管道等均会耗用或散失冷量，构成所谓的非工艺耗冷量，现分别介绍。4341露天锥形罐冷量散失Q5锥形罐啤酒发酵工厂几乎都把发酵罐置天露天，由于太阳辐射，对流传热和热传导等造成冷量散失。通常，这部分的冷量由经验数据计算后取得。根据经验，年产10万吨啤酒厂露天锥形罐的冷量在900020000KJ/T啤酒之间，若在南方亚热地区设厂，可取高值。故旺季每天耗冷量为MT100000/15006400T/DQ5MT200008000000KJ/D式中，MT旺季成品啤酒日产量（T）若白天日晒高峰耗冷为平均每小时耗冷量的2倍，则高峰耗冷量为Q52Q5/2428000000/246666667KJ/H高峰时冷媒（8稀酒精）用量M5Q5/CMT2T16666667/41880199362KG/H4342清酒罐、过滤机及管道等散失冷量Q6因涉及的设备、管路很多，若按前面介绍的公式计算，十分繁杂，故啤酒厂设计时往往根据实验经验选取。通常，取Q612QT，所以Q612QT1226567633318811596KJ/H冷媒（8稀酒精）用量M6Q6/CWT2T1318811596/4188953384KJ/H所以，非工艺总耗冷QNTQ5Q666666673188115963854783KJ/H435100000T/A啤酒厂发酵车间冷量衡算表将上述计算结果，整理后可得100000T/A啤酒厂发酵车间冷量衡算表，如表4所得表4啤酒厂发酵车间冷量衡算表耗冷分类耗冷项目每小时耗冷量KJ/H冷媒用量KJ/H麦汁冷却Q125833935发酵耗冷Q244422无菌水冷却Q34940121工艺耗冷量工艺总耗冷QT26567633非工艺耗冷量锥形罐冷损Q56666667199362M5管道等冷损Q6318811596953384M6非工艺总耗冷QNT38547831152746合计总耗冷Q30422416115274644年产10万吨12度啤酒的用水量计算1糖化用水量每100KG混合原料糖化用水380KG，混合原料每次投料量为121944KG,糖化一次用水时间为05小时。每小时最大用水量121944（380/100）/059268T/H2洗糟水用量每100KG混合原料用水200KG，用水时间15小时。每小时最大用水量121944（200/100）/151626T/H3糖化洗刷用水量糖化室及糖化设备洗刷用水；每糖化一锅用水1吨，用水时间2小时。每小时糖化洗刷最大用水量1/205T/H4洗沉淀槽用水量每次用水2吨，洗刷时间05小时。每小时洗刷洗沉淀槽最大用水量2/054T/H5酵母洗涤用水（无菌水）每天需酵母泥约72吨，洗水量为酵母泥的6倍，设备用水时间1小时。则每小时最大用水量726/1432T/H6发酵罐洗刷用水（无菌水）每罐洗刷用水4吨洗涤05小时。每小时最大洗刷发酵罐用水量4/058（T/H）7清酒罐洗刷用水（无菌水）每罐耗水3吨，洗涤05小时。每小时最大洗刷清酒罐用水量3/056（T/H）8过滤机用水量每台每次用水2吨，使用时间为12小时，共6台机。每小时最大洗涤过滤机用水量26/1210（T/H）9麦汁冷却器冷却水按公式MQ/,冷却1小时，计算出平均用水34（T/H）10麦汁冷却器洗水每次用水3吨，时间05小时，每小时最大用水量6（T/H）11洗瓶机用水洗瓶机最大生产能力20000瓶/小时，每瓶用水量1KG。每小时最大洗瓶机用水量200001/100020（T/H）12装酒机洗水（无菌水）每班冲洗一次，用水2吨，每次05小时。最大用水量2/054（T/H）13杀菌机用水按每瓶用水06KG计，则用水量2000006/100012（T/H）14冷冻机冷却水按公式MQ/CT2T1计算，每小时需冷却水36吨15锅炉房用水量蒸汽量10（T/H）的锅炉6台，裕量系数12锅炉用水量1061272（T/H）16其他用水量以每班其他用水量10吨计，每小时平均125（T/H）上述各项之和最大总用水量，即36589（T/H）878136T/D平均每吨啤酒最大用水量878136320/100000281吨式中320年生产天数45总容积200立方米啤酒锥底发酵罐计算1有效容积V有效V总0820008160（M3）2罐径设圆柱高H4D，圆锥角A60度，则锥高HD/2TGA/2D/TG30/2V总（/4）DDH（/12）DDH200DDD（/24）D3/TG30D39M3圆柱高H4D439156M封头高H0D/439/40975（M）圆锥高HD/（2TG30）338（M）发酵罐总高H总HHOH15633809751996（M）4冷却面积冷却面积取Q大值来计算AQ/（KTM）M21设啤酒在15天内从12冷却至5，则放出的热量为Q1MCT1T21601040377J/H2设啤酒最后在1天内从5冷却至1，则放出的热量为Q2MCT1T2160104037（6/24）153920KJ/H式中160发酵罐有效体积（M）1040发酵液密度（KG/M）37液体焓（KJ/KG）因Q2Q1，故按Q2计算。设冷酒精由4至1，后发酵液由5冷至0，则TM44冷却面积A1539201000/（100360044）972（M2）则冷却面积/有效面积972/160065发酵罐厚度及材料材料采用不锈钢焊制，其厚度计算如下SPD/2BC12390/21270801048CM式中P试水压力，02PA（表压）许用应力，127MPAB焊缝系数，取08C附加裕度，取01CM五设备计算及选型51主要设备的计算1粉碎机由物料衡算表格可知，每小时需混合原料1219吨，粉碎机生产能力10吨/时，则所需台数1219/10122，取整2台2糊化锅每锅有效容积135M3，填充系数80设备数量N，NV有/VV有设备有效容积V单台设备容积填充系数N4252/（13580）252取整3台3糖化锅每锅有效容积32M3，填充系数80N85/（3280）2125取整3台4煮沸锅每锅有效容积50M3，填充系数80N130/（5080）325取整4台5过滤槽每个过滤槽有效容积43M3，填充系数80N12756/（4380）237取整3台6回旋沉淀槽每个回旋沉淀槽效容积55M3，填充系数80N120/（5580）272取整3台7发酵罐个数的确定V糖67922364075338L407534M3发酵罐填冲系数A07每天需发酵罐总体积VOV糖/A58219M3NVO/（V总080602）30个8硅藻土过滤器每小时需过滤50T，按生产能力20T/H计算则需硅藻土过滤机的个数为50/2035取整3台52设备清单名称规格型号数量配用功率（KW）规格单价（万元）总金额万元菌种箱1培养箱1接种箱1灭菌锅120输送机TSJ65021510T/H8517给料机DELT2405520T/H052粉碎机JFSI563634510T/H1545糊化锅35H503245M3/135M31545倒醪泵HYZ811420T/H1515糖化锅5T50型350M3/32M31545过滤泵BGG2GLC42155T/H24糖液冷却器JK124215螺旋板式153过滤槽7G503575M3/43M326煮沸锅5Z50474M3/50M328回旋沉淀槽5X5036069M3/55M339发酵罐GB200M330100V有效200M3601800发酵液冷却器DST523012后酵罐公称体积250M3公称体积200M332301510480300酒母添加罐V有效5M36053清酒罐V有效100M3V有效60M312610812048碱水罐2T211甲醛罐1T211洗涤泵10T/H24012无菌水过滤器1T/H111硅藻土过滤器PGLW1253420T/H39板式换热器60M2110T/H11六工厂布局1生产车间建筑结构全部采用钢筋混凝土建造。2建筑外形采用长方形，车间相互之间采用两头对称结构。3车间工艺布置见附图。4，对门窗的设计每个分车间至少有两个以上的门，作为人流、货流和机械设备的出入口。供人流出入门的尺寸必须满足生产和消防的需求，供运输工具和机械设备出入的门应比车间内尺寸最大的设备高06米，宽02米左右。本厂的车间全部采用带塑料窗帘的门。5对