年产25万吨10度啤酒工厂设计毕业设计

毕业设计年产25万吨10度啤酒工厂设计基础参数基础数据生产规模250000T/年产品规格10度淡色啤酒生产天数300天/年原料配比麦芽大米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麦汁冷却澄清损失热麦汁量的8冷却损失75发酵损失16过滤损失15装瓶损失2总损失15糖化次数生产旺季（10个月）8次/天生产淡季（2个月）5次/天设计内容1根据以上设计任务，查阅有关资料、文献，搜集必要的技术资料，工艺参数与数据，进行生产方法选择，工艺流程与工艺条件的确定与论证。2工艺计算全厂的无聊衡算；糖化车间的热量横算（即蒸汽耗量的计算）；糖化用水量的计算；发酵车间耗冷量计算。3糖化车间、发酵车间设备的选型计算；包括设备的容积、型号、主要尺寸。设计要求1根据以上设计内容，书写设计任务说明书2绘制相关设备图及流程图，还有整个工厂的布置平面图摘要该设计为年产25万吨10度啤酒工厂设计，采用糖蜜原料发酵。工艺上的设计为单浓度糖蜜连续发酵（工艺简单容易操作）、差压式蒸馏工艺（保证产品质量及提高热能利用率）、生生石灰吸水法，通过物料衡算、设备选型计算、水电汽耗的计算及对生产过程中一些废弃物的回收机利用等合理优化设计生产工艺过程。在本设计中主要包括产品介绍、厂址的选择、全厂平面设计原则的确定、产品方案的确定及论证等，把所学的设计知识运用于实际，寻找生产啤酒生产工厂的最优生产方案。关键词啤酒工厂设计原料工艺计算设备选型ABSTRACTTHEDESIGNOFTHEANNUALOUTPUTOF250000TONSOF10DEGREESBEERPLANTDESIGN,RAWMATERIALWITHMOLASSESFERMENTATIONINTHEPROCESSOFTHEDESIGNOFTHESINGLECONCENTRATIONMOLASSESCONTINUOUSFERMENTATIONPROCESSSIMPLEEASYTOOPERATION,DIFFERENTIALPRESSURETYPEDISTILLATIONPROCESSTOGUARANTEETHEQUALITYOFTHEPRODUCTANDIMPROVETHERMALUTILIZATIONRATIO,BORNQUICKLIMEBIBULOUSMETHOD,THROUGHTHEMATERIALBALANCECALCULATIONS,EQUIPMENTSELECTIONCALCULATION,STEAMELECTRICITYCONSUMPTIONCALCULATIONANDINTHECOURSEOFPRODUCTIONWASTERECYCLINGMACHINESUSINGSOMEOFTHEOPTIMIZATIONDESIGNANDPRODUCTIONPROCESSINTHISDESIGNMAINLYINCLUDESPRODUCTINTRODUCTION,THESITESELECTION,THEDETERMINATIONOFTHEPLANEDESIGNPRINCIPLE,THEPRODUCTSTRATEGYDECISIONANDARGUMENT,COMBINEDESIGNKNOWLEDGEISAPPLIEDTOREAL,LOOKINGFORTHEPRODUCTIONOFBEERPRODUCTIONFACTORYTHEOPTIMALPRODUCTIONPLANKEYWORDSBEERPLANTDESIGNRAWMATERIALPROCESSCALCULATIONEQUIPMENTSELECTION目录年产25万吨10度啤酒工厂设计基础参数I摘要II关键词啤酒工厂设计原料工艺计算设备选型II目录IV第一章绪论111产品介绍112设计的任务要求和依据1121设计的任务及要求1122设计的依据113设计的原则、特点2131设计原则2132设计特点214设计的目的、可行性2141设计的目的2142现实意义和可行性分析3第二章厂址的选择421厂址选择的原则422厂址选择从投资和经济效益考虑423厂址的选择依据524、厂址选择结果5第三章啤酒厂总平面设计631总平面的设计的基本原则6311平面紧凑6312布置合理632啤酒厂的组成633占地面积的估算7第四章产品方案的确定及论证841产品方案的制定依据842产品方案的论证8第五章啤酒发酵工艺1051啤酒酵母的扩大培养1052啤酒的发酵1053啤酒的过滤1154啤酒包装1255啤酒生产副产物的利用1256酵母的回收与利用13第六章啤酒工艺流程1461原料要求14611大麦的要求14612麦芽质量的要求14613糖化用水的质量要求1462啤酒工艺流程15621酿造啤酒的原料15622麦芽的制备15623麦汁的制备1563啤酒的发酵17第七章250000T/年啤酒厂的物料衡算1871数据准备18711糖化车间工艺流程示意图18712工艺技术指标及基础数据1872物料衡算18721100KG原料（75麦芽，25大米）生产10淡色啤酒的物料衡算18722生产100L10淡色啤酒的物料衡算1973生产250000T/年,每次糖化的物料衡算2074250000T/年10淡色啤酒酿造车间物料衡算表2175能量衡算22751糖化和糊化用水耗热量Q122752糊化锅中米醪煮沸耗热量Q223753第二次煮沸前混合醪升温至70的耗热量Q324754第二次煮沸混合醪的耗热量Q424755洗槽水耗热量Q525756麦汁煮沸过程耗热量Q625757糖化一次总耗热量Q总25758糖化一次耗用蒸汽用量D26759糖化过程每小时最大蒸汽耗量QMAX267510蒸汽单耗2676250000T/A啤酒厂发酵车间的耗冷量衡算26761发酵工艺流程示意图27762工艺技术指标及基础数据27763工艺耗冷量QT27第八章设备选择3081设备选择原则3082设备的选择30821预处理车间设备30822制麦车间31823糖化车间31824发酵车间34825过滤车间34826罐装车间35827热量供应车间35第九章重点设备的计算3691发酵设备计算36911发酵设备设计36912发酵罐容积和个数的确定36B搅拌器38C人孔和视镜3892糖化锅容积的计算及基本尺寸39921煮沸锅加热面积的计算40922糖化过滤槽所需容积计算42923麦汁冷却器冷却面积计算42924酒花分离器4293管道计算与选用43第十章水、电、汽衡算44101用水量的计算441011糖化用水441012洗槽用水量441013糖化室洗刷用水441014迴选沉淀槽洗刷用水441015麦汁冷却器洗刷用水441016酵母扩大培养设备及车间洗刷用水441017麦汁冷却用水451018锥形发酵罐洗涤用水451019过滤设备洗刷用水4510110清酒罐洗刷用水4510111酵母离心机洗涤用水4510112啤酒薄板冷却器用水4510113洗瓶机用水4510114装瓶机洗刷用水4510115杀菌机用水4510116包装车间洗刷用水4610117发酵室洗涤用水4610118清酒车间洗涤用水4610119啤酒过冷却器洗涤用水4610120其他公共设施洗刷用水461012146102用电量的计算471021、糖化工序用电量471022、发酵工艺用电量481023、包装工段用电量491024、动力车间、机修车间、污水处理站等的用电量为2000KW49103耗汽量的计算491031麦汁制备耗用蒸汽量491032洗瓶机用汽量521033杀菌机用汽量52第十一章三废处理方案54111啤酒废水的产生与特点54112废水处理技术54113节水技术54114废气处理55115垃圾处理55第十二章啤酒工厂卫生问题56121卫生设施的要求56122卫生设施56123防虫蛇措施56124防鼠措施56设计总结57参考文献58致谢59另附图60第一章绪论11产品介绍啤酒含有17种氨基酸，多种维生素及碳水化合物、矿物盐等物质、每升啤酒的热量可达430卡，相当于67枚鸡蛋，075升牛奶或50克奶油，被世界营养协会组织列为营养食品，素有“液体面包”之誉。1现代科学研究表明，啤酒中所含各种成份、既有较高的营养价值又具良好的药疗效果，啤酒中酒精含量较低，10度黄啤酒含酒精3左右，非但对胃和肝脏无损害，而且可平缓地促进人体血液循环；维生素B1、B6已能维持心脏正常活动，而烟酸则能扩张血管，故它们对心血管系统有益，可加速新陈代谢。啤酒是酒精。其相对分子质量4607，分子式为吃C2H5OH,结构式HHHCCOHHH相对密度为07893，沸点为783，凝固点1173，闪点14，自燃点为390430，乙醇蒸汽与空气可形成爆炸性混合物，爆炸极限为3319（V）12设计的任务要求和依据121设计的任务及要求本设计是年产量为25万吨的10度淡色啤酒得啤酒厂，重点是产品的物料横算，热量横算，同时工艺流程及设备选型等设计。本设计的重点车间为糖化车间和发酵车间，重点设备为糖化，煮沸，发酵设备。122设计的依据本设计是以毕业设计任务书为标准，通过综合运用大学四年自己所学到的知识付诸与实践当中。参考了酿酒工艺与设备选用手册、发酵设备、食品工厂设计、食品机械与设备、化工原理上下册、啤酒工业手册上下册、发酵工厂工艺设计概论等根据以上设计任务，查阅有关资料、文献，搜集必要的技术资料，工艺参数与数据，进行生产方法的选择，工艺流程与工艺条件的确定与各种计算。13设计的原则、特点131设计原则（1）必须符合计划任务书的规定和要求。各阶段工作要有明确的进度。毕业设计要有计划的进行。（2）本设计工作要为现代化建设这个中心服务。（3）本设计工作认真进行了调查研究。通过查阅文献，收集设计必需的技术基础资料，加强技术经济的分析工作，深入调查，与同类型厂先进技术经济指标做比较，从实际出发去分析研究问题。使设计的技术经济指标以达到或超过国内同类型工厂生产实际平均水平为宜。（4）要解放思想，积极采用新技术，力求设计在技术上具有现实性和先进性，在经济上具有合理性。并根据设备和控制系统在资金和共货可能情况下，尽可能提高劳动生产率，逐步实现机械化，自动化。（5）设备选用时，应满足生产工艺要求，同时安全可靠。尽量选用成套设备，通用设备，以利于提高机械化程度，方便生产，节约投资。（6）本设计尽量少或不占耕地，选择流程尽量减少，避免污染物排放。尽量减少三废处理量，同时注意节能和充分利用余热。（7）结合实际，根据国家的所需而合理决定工厂的产品品种及合理安排工厂的产品方案，兼顾经济效益和社会效益，以最小投资，换回最大的经济效益。132设计特点1本设计从实际出发，讲究效益，生产的各个环节中力图以较少的人力、物力、财力取得较大的经济效益。此为本设计的指导思想，亦是本设计最主要的特点。2本设计从国内市场的销售来确定产品，是产品在市场上具有较强的竞争力。3本设计的厂址在城市近郊，在劳动力，动力、水的供应，排水工程及生活设施等方面能利用城市原有的设施，减少投资。4本设计从节约用地出发，充分利用厂房设备来安排产品，对于那些类型不相同，生产设备，生产条件十分相同，甚至是用同一厂房，设备来生成不同产品，这对于厂房用地，设备投资都很有利。5本设计是产品卫生达食品卫生法规，遵守有关条款的规定14设计的目的、可行性141设计的目的大学四年的全面学习，包括基础知识和专业知识，使我们在离开学校，步向社会之际，有了一定的基础应用技能。本设计是将我们学到的知识应用到实践中来。在独立成这个设计的过程中，一方面巩固学到的知识，另一方面通过查阅，整理资料增加我们的认识和科研技能，同时，进一步熟悉工厂的生产实际，培养我们理论联系实际的能力，锻炼了我们作为一名技术骨干应有的独立工作能力。142现实意义和可行性分析啤酒中的矿物盐，对人体组织细胞的代谢起着调节作用。有利于人体必需水分的摄取吸收，啤酒所含酒花素、既能促进唾液、胃液和胆汁分泌、健胃益脾，又可治疗肺和淋巴结核，还能促进伤口愈合和烧伤者痊愈。贫血患者常饮啤酒，能促进红细胞的生长，增强造血功能。神经衰弱者采用“啤酒疗法”即饭后半小时和睡前各饮啤酒半瓶（约320毫升），30日为一疗程，效果显著。特别是冬季饮用温啤酒，会使人周身发热，祛寒解乏，中、老年人最为适宜。在中国建立最早的啤酒厂是俄国人在哈尔滨八王子建立的乌卢布列夫斯基啤酒厂,此后五年时间里,俄国、德国、捷克分别在哈尔滨建立另外三家啤酒厂。然而,我们啤酒业大力发展真正发生在1979年后十年,我国的啤酒工业每年以30以上的高速度持续增长。80年代,我国的啤酒厂如雨后春笋般不断涌现,遍及神州大地。到1988年我国大陆啤酒厂家发展到813个,总产量达6564万吨,仅次于美国、德国,名列第三,到1993年跃居第二短短十年,我国啤酒厂家增长9倍,产量增长176倍,从而我国成了名符其实的啤酒大国2。第二章厂址的选择厂址选择是基本建设前期工作的重要环节，在工厂设计中有明显的政治经济技术的意义。厂址选择正确与否，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厂址的选择应该作到深思熟虑和严谨从事。21厂址选择的原则厂址选择是设计工作的基本内容之一。厂址选择的好坏直接影响设计质量、建设进度、投资大小和投资后经营管理条件。因此，厂址选择是一项包括政治、经济、技术的综合性的复杂工作，具有较高的原则性和广泛的技术性。1、长只要符合国家下达建厂计划任务书的要求。2、厂址应符合当地城镇总体发展规划的要求，并尽量与附近工业企业相配合，以节约基建投资。3、厂址的面积和外形要满足啤酒生产工艺的要求，并留有适当的扩建余地。4、厂址地形宜平坦，地面倾斜坡度最好不超过3，便于厂区运输线路布置，并尽可能减少土方工程量3。5、厂址应符合国家有关卫生、防火、人防等要求。如常去应在居民点下风侧；河流的上游；厂区附近不得有细菌，传染病病源或其他污染的来源；不应选择在低洼窝风的地形做厂区，应避开军事措施地区等等。6、厂址应在当地最高洪水水位之上，如果低于洪水位则须有坚固提防保护，同时，要防止内涝水的浸淹22厂址选择从投资和经济效益考虑1厂址应有较方便的运输条件，若有建公路或专用铁路时，距离最短为好，以节省投资。2有一定供电条件，满足生产需要。3所选择厂址附件不仅有充足的水源，而且水质应较好，4厂址最好选择在居民附件，这样可以减少宿舍，商店，学校等职工的生活福利设施。23厂址的选择依据1、要有可靠的水源，在满足啤酒厂生产用水的水质、水量及水温的条件之下，应尽可能靠近水源，以缩短管路及动力电缆的铺设工程。如用山泉水、地下水、水库水、自来水或江河水等水源，也可取二种或三种水源以分别用于生产。2、根据交通运输方式的不同而考虑厂址的位置。如原材料、成品以水运为主，则应尽可能靠近河流，并考虑码头的适当位置如以陆运为主，则须靠近铁路或公路，并尽量减少沿途修建桥。隧洞工程。3、厂址应尽可能靠近一些已有的热，电源，以充分取得企业协作的条件。4、厂址地质要符合啤酒厂设计的要求，一般地耐力宜在20吨/平方米以上为好，可节约基础工程投资，但应避免在地表过浅或以露头岩石的地区及喀斯特、土崩、滑坡、流砂地区或是古河道，古墓之上选择厂区。5、一般啤酒厂厂址应避免选在地震基本烈度在七度或七度以上地区当地区基本烈度为九度或超过九度的地区不宜建大型啤酒厂。36、厂址不宜选在有矿产地区、有古迹文物地区。风景游览区、有化学废料，有机废料堆放的地区等。7、厂址应尽量靠近城镇或啤酒销售区域，以减少大量的瓶箱运输。8、选厂址时应考虑职工生活区的位置，并尽可能靠近城镇，以减少集体事业设施的投资，改善职工生活福利的条件。9、选厂中还应尽量了解施工期间水电供应，劳动力求来源，施工工人居住生活，施工机械、预制场地、建材的运输、堆放等条件的利便情况。24、厂址选择结果综合以上各种因素，初步选择河源近郊作为啤酒厂的厂址。这样，原料购买运输不成问题，产品又能及时的销往各中心城市，交通较为方便，是较为理想的选择。第三章啤酒厂总平面设计31总平面的设计的基本原则总平面的设计必须贯彻国家的各项方针，政策，在符合防火，卫生规范的前提下，尽量节约用地，不占，少占农田；减少劳动强度，节约建筑材料，具体应注意以下几方面。311平面紧凑必须按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，布置上力求紧凑，节约用地。312布置合理A建筑物、构筑物的布置必须符合工艺流程要求，力求生产线略短，避免交叉和往返运输B动了设施应接近负荷中心，以缩短管线，减少损耗。C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。D车间应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爱你不止在厂区边缘及常年主导风向的下侧。32啤酒厂的组成啤酒厂一般是有生产车间、辅助车间、动力设施、给水、排水设施，全厂性设施等组成。生产车间制麦车间，糖化车间。发酵车间。辅助车间原料预处理车间。过滤车间，灌装车间，仓库。动力设施变电所，锅炉房，冷冻机房。给水设施水塔，水池，冷却塔等。全厂性设施办公室，食堂，医务室，职工宿舍、娱乐场所，浴室，厕所，自行车棚，围墙，大门，传达室。33占地面积的估算估算该啤酒厂占地面积为2000030000M2。厂区建筑系数取40，土地利用系数60第四章产品方案的确定及论证41产品方案的制定依据产品方案实际上是拟定工厂投资后准备在什么时候生产什么品种的产品，产量有多大。也就是对产品品种，各种产品的产量、产期、生产班次作出计划安排。产品方案的确定是关系到工艺流程的选择，设备型号的选择，车间的平面布置，车间的面积以及公用工程设施，劳动力定员等等。对工艺设计和整个工厂设计都有重大的关系，产品方案是工艺设计的主要依据。1、符合计划任务书的规定。2、必须考虑产品在国内外市场的销售情况，以及产品的成本和获得的利润，有利于收到较好的经济效益。3、必须考虑充分利用原料资源，尤其是充分利用季节性的原料资源，使生产原料供应充足。4、必须解决淡旺季生产的均衡性问题，以便充分的利用厂房、设备，使工厂发挥最大的生产潜力。5、必须有利于原料的综合利用和对产品进行多层次的深加工，以提高原料的利用价值，有助于降低产品生产成本，提高生产的经济效益。产品方案拟定时，列出几个产品方案，进行比较，讨论，分析，确定一个较合理的产品方案作为工艺设计的重要依据。确定方案如下产品品种10度淡色啤酒产品产量年产二十五万吨产品产期11，12月为生产淡季。其它月份为旺季。淡季每天糖化5次，旺季每天糖化8次。42产品方案的论证啤酒含有17种氨基酸，多种维生素及碳水化合物、矿物盐等物质、每升啤酒的热量可达430卡，相当于67枚鸡蛋，075升牛奶或50克奶油，被世界营养协会组织列为营养食品，素有“液体面包”之誉。现代科学研究表明，啤酒中所含各种成份、既有较高的营养价值又具有良好的药疗效果，啤酒中酒精含量较低，10度啤酒含酒精3左右，非但对胃和肝脏无损害，而且可平缓地促进人体血液循环；维生素B1、B6已能维持心脏正常活动，而烟酸则能扩张血管，故它们对心血管系统有益，可加速新陈代谢。人们已经认识到了啤酒的功效，平时不仅把它作为了美容品，也成为了餐桌上不可缺少的一部分。它还可以作为一种美味剂，在菜肴的烹调中发挥重要的作用。所以啤酒的市场前景非常大。根据网上的资料显示，人们对瓶装啤酒的消费额最大，其次是扎啤。且饮600ML容量的居多。现在市场上淡啤还是比较畅销，消费群体以年轻人为主。但是随着国外品牌的增多，工厂要做好开发其它品种啤酒的准备。尤其是保健啤酒也是一开发的重点对象。工厂根据河源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25万吨淡啤是合理的。第五章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1。51啤酒酵母的扩大培养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图51啤酒酵母实验室扩大培养流程图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图52啤酒酵母生产现场扩大培养流程图52啤酒的发酵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。下面发酵是普遍使用的啤酒生产方法。本设计采用下面发酵。啤酒的发酵方法有传统方法和现代方法。传统方法是将啤酒发酵分为前发酵或主酵和后发酵后贮两个阶段前酵池和后贮罐都放置在很大的冷藏室环境进行温度控制调节酵母的繁殖和大部分可发酵性搪的代谢在前发酵阶段完成，剩余糖份分解、二氧化碳溶解、成熟和澄清在后发酵阶段完成。现代方法是以20世纪60年代广泛采用锥形发酵罐为代表，露天放置，酵母繁殖、降搪、成熟和澄清均在一个发酵罐中完成，叫做露天锥罐一罐法发酵4。各发酵方法比较如下1传统发酵法啤酒质量好，工艺简单成熟，但周期长，投资大，占地面积大，工作环境差，不便于机械化、自动化生产，故不采用。2连续发酵法发酵周期短，便于自动化控制，节省人力、厂房和用地，动力消耗低，但管理要求高，否则易污染，设备造价高，对酵母要求也高，产品质量差，工艺不成熟，故不采用。3固定化酵母发酵法发酵周期短，设备简单，缩减酵母培养工艺，节省投资，减少占地面积，便于管道化生产，但工艺不成熟，啤酒性能不稳定，尚在试验中，故也不采用。4锥形罐单罐发酵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15。另外，高温发酵有利缩短发酵周期，但副产物较多，影响啤酒的风味。而低温发酵则风味好，周期长，考虑保证产品的质量，故采用低温发酵。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图53啤酒发酵工艺流程图（1）三锅麦汁注满一发酵罐，时间少于12小时，加07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10511BX，通过CO2测纯度并回收，降至40BX时停止，保证08KG/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01PPM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。53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图54啤酒过滤流程图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。啤酒过滤的主要方式有棉饼过滤机、硅藻土过滤机、纸板过滤机、双流过滤机、错流过滤机、无菌膜过滤机。现在普遍使用的是过滤设备是硅藻土过滤机、纸板过滤机和无菌膜过滤机。硅藻土过滤机作为啤酒的粗滤，纸板过滤机作为啤酒的精滤，无菌膜过滤机主要用于生产纯生啤酒5。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。54啤酒包装过滤完的啤酒，在清酒罐低温存放准备包装，通常同一批啤酒应在24小时内包装完毕。均采用瞬时巴氏杀菌工艺技术和自动包装生产线。啤酒杀菌的目的是保证啤酒的生物稳定性，有利于长期保存。滤过啤酒瓶子选瓶浸瓶洗瓶空水验瓶装酒压盖巴氏灭菌验酒贴标装箱瓶装熟啤酒图55瓶装流程图空罐卸装托盘机链条输送机洗涤机罐装机自动定量仪分道器杀菌机风干机测重仪垛装图56罐装流程图空桶浸泡刷洗蒸汽灭菌罐装垛装图57桶装流程图55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58二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。56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15T，可制成含水8510的干酵母约035T5。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图59酵母回收流程图第六章啤酒工艺流程61原料要求611大麦的要求A、感官要求麦粒有光泽，呈淡黄色，子粒饱满，大小均匀，表面有横向且细的皱纹，皮较薄。B、物理检验1千粒重3545G。能通过28MM筛孔径的麦粒，应占85以上。2将大麦从横面切开，胚乳段面应呈软质白色，透明部分越少越好。3发芽率要求不得低于96，发芽力要求达到85以上。C、化学检验1淀粉含量在65以上2含水量在12133在15浸泡48H，大麦含水不低于424蛋白质含量为912，其中1/31/2的蛋白质可溶解到麦芽汁中。注1已正式定名的芳香型啤酒花制成的颗粒啤酒花，其酸含量不受此要求限制。2酸20为推荐值。612麦芽质量的要求A、外观特征干麦芽应无霉味，呈浅黄色，具有香味，口咬发脆且松散。麦芽色泽是判断麦芽质量优劣的重要依据。B、化学检验及指标1水分4050，蛋白质含量为1001082粗、细粉浸出率差131653细粉的碘值28，最终发酵度804蛋白质溶解度为40425PH值为56586煮沸色度50EBC7淀粉酶40ASBC单位613糖化用水的质量要求A要求水的总硬度不超过428MMOL/L,硬度过高会使糖化醪的酸度降低，从而影响糖化和发酵。B铁离子浓度小于05MG/L,氯离子浓度属于2060MG/L，氯气小于03MG/L，氨基氮小于05MG/LC卫生指标要求细菌总数不得超过100个/ML，不得有大肠杆菌和八叠球菌。62啤酒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图61啤酒工艺流程图621酿造啤酒的原料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。622麦芽的制备制麦芽的目的是为了产生出各种水解酶便于糖化时便于淀粉和蛋白质的水解。所制得的麦芽不仅除掉了更多的水分和生腥味，而且干麦芽具有了特色的色，香，味，对啤酒的风味产生了很大影响，这就比直接用大麦粒做糖化原料好。623麦汁的制备其主要过程有原料粉碎，糖化，醪液过滤，麦汁煮沸，麦汁后处理等几个过程。A原料的粉碎采用湿法粉碎。湿粉碎就是将麦芽通过喷水浸渍和充以空气使其水分达到2830，然后在增加水分的条件下，用对辊粉碎机粉碎，一面粉碎，一面加水调浆，泵入糖化锅。这样的粉碎物，麦皮完整，面胚乳则被磨成浆状细粒，既有利于加速麦汁过滤，又可增加麦芽浸出率。B利用麦芽所含的酶，将麦芽和麦芽辅助原料申的不溶性高分子物质，逐步分解为可溶性的低分子物质，这个分解过程，称为糖化，由此制备的浸出物溶液就是麦芽汁。本设计中的糖化方法采用的是双醪二次煮出糖化法。麦芽在糖化锅中进行蛋白质分解，辅助原料大米与一部分麦芽在糊化锅进行糊化和液化然后兑醪，达到所需要的糖化温度。糊化锅中投入大米为总麦芽量的20，料液比为15。糊化醪开始的温度为4550，保温30MIN，蛋白质分解。缓慢升温至70，淀粉酶的作用增强，非糖化比例增加。再保温15MIN，迅速加热至沸，保持煮沸状态2040MIN，然后兑入糖化醪中。糖化锅中的料水比为1356。为了防止麦芽中各种酶因高温而引起破坏，糖化时的温度变化一般是由低温逐步升至高温的。糖化的不同阶段所采取的控制温度也不同。控制方法如下13540浸渍阶段此时的温度称浸渍温度，有利于酶的浸出和酸的形成，并有利于葡聚糖的分解。24555蛋白质分解阶段此时的温度称为蛋白质分解温度，温度偏向下限，氨基酸生成量相对多一些，温度偏向上限，可溶性氮生成量较多一些。对溶解不良的麦芽，温度应控制偏低，并延长蛋白质分解时间。36270糖化阶段此时的温度称为糖化温度，若控制在6265温度下生成的可发酵性糖比较多，非糖的比例相对较低，适于制造高发酵度啤酒。若控制在6570，则麦芽的浸出率相对减少，非糖化比例增加，适于制造低发酵度的啤酒。通过控制糖化阶段的温度，可以控制麦汁中糖与非糖之比。47580，糊精化阶段此时温度下，淀粉酶仍起作用，残留的淀粉可进一步分解。而其它的酶则受到抑制或失活。两次糖化煮出法大概用时34小时。C糖化工序结束后，应在最短时间内，将糖化醪中从原料溶出的物质与不溶性的麦槽分开，以得到澄清的麦汁。本设计中采用的是过滤槽过滤麦汁。淡色啤酒的第一道麦汁过滤后的浓度必须控制在1416。第一麦汁滤出后，用水将麦糟中残留的糖液洗出，其所用的水称洗槽用水，洗出的浸出物称第二麦汁。洗槽用水要求温度为7580，洗槽残水浓度为0515。D麦汁过滤后先进入一贮槽再进入煮沸锅煮沸和添加酒花。煮沸的主要目的破坏酶的活性，使之停止作用。麦汁灭菌。析出某些蛋白质，以提高啤酒的非生物稳定性。蒸发混合麦汁中多余的水分。酒花成分的浸出。降低PH值。形成还原物质，煮出恶味。采用的是蒸汽常压煮沸法，为缩短煮沸操作时间，当麦芽汁盖满煮沸锅的加热器后，即开始加热。并在80保持30MIN，让淀粉酶将残存的淀粉分解完全。在全部麦芽汁煮沸后，继续煮沸6090MIN，并始终保持强烈的翻腾状态，此期间按时添加酒花并经常取样检查煮沸质量。酒花采用三次添加法，在麦汁初沸时，添加全量的10，防止麦汁起泡沫。间隔二十分钟后，再次添加。在煮沸终了前510分钟添加最后一批香型酒花或质量比较好的酒花7。E麦芽汁用于发酵前还要去除热凝固物和冷凝固物，也就是麦芽汁的澄清。设计中使用的回旋沉淀槽除去热凝固物。接着用薄板冷却器让麦芽汁冷却，一方面是为了达到发酵温度67，另一方面使大量的冷凝固物析出。63啤酒的发酵洁净的麦芽汁从回旋沉淀槽中泵出后，被送入热交换器冷却。随后，麦芽汁中被加入酵母，开始进入发酵的程序。整个发酵过程可以分为酵母恢复阶段，有氧呼吸阶段，无氧呼吸阶段。酵母接种后，开始在麦汁充氧的条件下，恢复其生理活性，所以在用薄板冷却器冷却麦汁时需在出口管道中安装文丘里管，用来对麦芽汁充氧。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。整个过程中，需要对温度和压力做严格的控制。当然啤酒的不同、生产工艺的不同，导致发酵的时间也不同。通常，贮藏啤酒的发酵过程需要大约6天，淡色啤酒为5天左右。发酵结束以后，绝大部分酵母沉淀于罐底。将这部分酵母回收起来以供下一罐使用。除去酵母后，生成物“嫩啤酒“被泵入后发酵罐（或者被称为熟化罐中）。在此，剩余的酵母和不溶性蛋白质进一步沉淀下来，使啤酒的风格逐渐成熟。成熟的时间随啤酒品种的不同而异，一般在721天。经过后发酵而成熟的啤酒在过滤机中将所有剩余的酵母和不溶性蛋白质滤去，就成为待包装的清酒8。第七章250000T/年啤酒厂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），每次糖化量等。71数据准备711糖化车间工艺流程示意图麦芽,大米粉碎糊化糖化过滤薄板冷却器回旋沉淀槽麦汁煮沸锅酒花渣分离器图711啤酒厂糖化车间工程流程示意图712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71所示。表71啤酒生产基础数据表项目名称百分比（）项目名称百分比（）无水麦芽浸出率75原料配比麦芽大米7525冷却损失75无水大米浸出率92发酵损失16原料利用率985装瓶随时20麦芽水分6过滤损失15定额指标大米水分13啤酒损失率（对热麦汁）总损失126根据表71的数据，首先进行100KG原料生产10淡色啤酒的物料计算，然后进行100L10淡色啤酒的物料衡算，最后进行250000T/年啤酒厂糖化车间的物料平衡计算。72物料衡算721100KG原料（75麦芽，25大米）生产10淡色啤酒的物料衡算1热麦汁计算根据表1可得到原料收得率分别为麦芽收率为07510061007075大米收率为092100131008004混合原料收得率为（07570500258004）9857179由上述可得100KG混合料原料可制得的10热麦汁量为7119107179KG查资料知10麦汁在20时的相对密度为1084KG/L，而100热麦汁相对密度为1024，故热麦汁（100）体积为7179/102470107L（2）冷麦汁量为701071007564849L（3）发酵液量为648491001663811L（4）过滤酒量为638111001562854L（5）成品啤酒量为62854100261597L722生产100L10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10淡色成品啤酒61597L，故可得以下结果（1）生产100L10淡色啤酒需耗混合原料量为（100/61597）1001624KG（2）麦芽耗用量为1624751218KG（3）大米耗用量为16241218406KG（4）酒花耗用量目前国内苦味较淡的啤酒普遍受欢迎特别是深受年轻人的喜爱。所以对浅色啤酒热麦汁中加入的酒花量为013即每100升热麦汁添加013KG，故为（70107/61597）1000130148KG（5）热麦汁量为（70107/61597）10011381L（6）冷麦汁量为（74849/61597）10010528L（7）湿糖化糟量设湿麦芽糟水分含量为80，则湿麦芽糟量为121810061075/1081431KG006是麦芽水分含量，075是无水麦芽浸出率。湿大米糟量为40610131092/108141KG013为大米水分，092是大米无水浸出率。故湿糖化糟量G（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0148104/108044KG（9）酵母量（以商品干酵母计）生产100升啤酒可得2KG湿酵母泥，其中一半做生产接种用，一半做商品酵母用，即为1公斤。湿酵母泥水分85酵母含固形物1（185）015（KG）则含水分7的商品干酵母量为015/17）016（KG）（10）二氧化碳量10度的冷麦汁10528L浸出物为101052810528（KG）设麦汁的真正发酵度为55，则可发酵的浸出物为105355579（KG）设麦芽汁中浸出物均为麦芽糖构成，根据麦芽糖发酵的化学反应式可得到二氧化碳的生成量为579（444）/342298（KG）44为CO2分子量342为麦芽糖的分子量设10度啤酒的CO2的含量为04则105280004042（KG）则释放的CO2量为298042256（KG）又MV得1立方米的二氧化碳在20常压下重1832KG故释放的二氧化碳的容积为256/1832139748（L）11发酵液量为10063811/6159710359L12过滤酒量为10062854/6159710204L13成品啤酒量102041002100L14空瓶需要量（100/064）100515703（个）064为每瓶啤酒的容积为640ML15瓶盖需要量（100/064）10115781（个）16标签需要量（100/064）100115641（张）73生产250000T/年,每次糖化的物料衡算设生产旺季每天糖化8次，而淡季则糖化5次，11,12月为淡季每年总糖化次数24885252244次1每次糖化的原料量为混合原料250000000/2244100/615971808663KG18087其中61597为100KG原料可生产出成品啤酒的量大麦18087075135652513565KG大米180870254521754522KG2热麦汁量70107/100180871260253L3冷麦汁量64849/1001808711729239L4酒花用量0148/16241808716483KG5湿糖化糟量1572/1624180871750786KG6湿酒花糟量044/16241808749004KG7二氧化碳量139748/162418087155641753（L）8酵母量016/16241808717820（KG）9发酵量11729239（10016）11541533（L）10过滤量11541533（10015）11368410（L）11成品量11368410（1002）11141042（L）12空瓶量15703/162418087174890（个）13瓶盖量15781/162418087175758（个）14标签量15641/162418087174199（张）74250000T/年10淡色啤酒酿造车间物料衡算表把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。表72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年啤酒生产量混合原料大麦大米酒花热麦汁冷麦汁湿糖化糟湿酒花糟酵母量二氧化碳量发酵液过滤酒成品啤酒空瓶量瓶盖量标签量KGKGKGKGLLKGKGKGLLLL个个张10075250897010764849967927109886051763811617726053796693971749631216241218406014811382105281572044016139748103591020410015703157811564118087135654522164831268025311729239175078649004178201556417531154153311136841011141042174890175758174199406107304107101107370105284108263108393107110106400105349109259108250109250108392453160394400952390902556备注10度淡色啤酒的密度为1012KG/M375能量衡算麦汁的制备是啤酒生产的重要工序。麦汁的制备主要在糖化车间进行。多年来麦汁的制备方法没有太大的改变，主要方法还是首先将麦芽和辅料粉碎，糖化，醪液过滤，麦汁煮沸，麦汁后处理等几个过程。然而设备方面进步较快，在提高糖化时间，麦汁质量等方面有了很大提高。糖化设备已不受传统工艺的限制，而根据糖化的方法进行选择。该设计中设计的是选用质量一般的麦芽，选用双醪二次糖化煮出法。双醪指的是麦醪和大米与麦芽的混合醪。原因是制造淡色啤酒时，可依据麦芽的质量，及辅料的添加来选择是一次煮出糖化法，还是二次煮出糖化法。本设计中选择的是中等麦芽，所以采用二次煮出糖化法。而选择双醪则可以用廉价的大米替代部分麦芽，降低生产成本。自来水18料水比15料水比135热水507015MIN冷却T6360MIN9020MIN10040MIN7025MIN过滤糖化结束7810010MIN麦芽煮沸锅90MIN回旋沉淀槽薄板冷却器发酵罐酒花图72啤酒厂糖化工艺流程图751糖化和糊化用水耗热量Q1根据工艺设计糊化锅中的料水比为15，糖化锅中的料水比为135。料水比过大，尽管对糊化有利，但是耗能大，设备体积大。料水比过小的话，醪液粘稠，需较大的搅拌设备且及易产生糊锅现象。所以糊化锅加水量为M1（4522024522）527132KG式中，760为粮化一次大米粉量，452202为糊化锅加入的麦芽粉量（为大米量麦芽粉（12661KG）46740MIN大米粉（4522KG）麦芽（9044KG）的20）而糖化锅加水量为M21266135443135KG式中，12661KG为糖化一次糊化锅投入的麦芽粉量，即13565904412661KG而13565为糖化一次麦芽定额量。故糖化总用水量为MWM1M22713244313571446KG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Q1CWMWT2T1418714465018955661696KJ752糊化锅中米醪煮沸耗热量Q2由糖化工艺流程图（图72）可知，Q2Q21Q22Q23Q21为米醪由初温即室温加热到煮沸的耗热，Q22为煮沸过程中蒸汽带走的热量，Q23为升温过程中的热损失。7521糊化锅内米醪由初温TO加热至煮沸的耗热量Q21Q21C米醪M米醪（100T0）（1）计算米醪的比热容C米醪根据经验公式C容物01100WC0418W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（