产15万吨啤酒的糖化车间设计

1、生物工程工厂设计任务书题目：年产15万吨啤酒的糖化车间设计学院：生命科学与技术学院班级：学号：姓名：第一章 绪论1.1 啤酒工业概述 11.2 啤酒设计概述 21.2.1 设计目的 2 1.2.2 设计内容 21.2.3 指导思想 21.3 啤酒国家标准 3第二章 啤酒工艺选择与论证2.1 啤酒酿造工艺流程 42.2 厂址选择的地点及条件 42.2.1 地理位置 42.2.2 气候 52.2.3 地形 5第三章 糖化车间物料衡算3.1 糖化车间工艺流程 53.2 工艺技术指标及基础数据 63.3 100kg原料的物料衡算 63.4 15000t/a 12淡爽糖化车间物料衡算表 7第四章 糖化车

2、间的热量衡算4.1 糖化用水耗热量 94.2 第一次米醪煮沸耗热量 94.3 第二次煮沸前混合醪升温至70的耗热量 10 4.4 第二次煮沸混合醪的耗热量 114.5 洗槽水耗热量 124.6 麦汁煮沸过程耗热量 134.7 糖化一次总耗热量 134.8 糖化一次耗用蒸汽量 134.9 每小时最大蒸汽耗量 144.10 蒸汽单耗 14第五章 啤酒生产主要设备的选择与论证5.1 糖化锅尺寸的计算 155.2 煮沸锅尺寸的计算 155.3 糊化锅的容积计算 16第六章 糖化车间总平面设计 第六章 糖化车间工艺流程设计 第七章 糖化车间设备布置图设计 结论 16 参考文献 17第1章 绪 论1.1

3、啤酒工业概述啤酒是世界产量最大，酒精含量最低，营养非常丰富的酒种。早在1977年7月2日在墨西哥举行的第九届“国际营养食品会议”上就被正式列为营养食品，据统计，除茶，碳酸饮料和牛奶以外，啤酒与咖啡并列2001年世界人均消费量第四位达到23升。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1。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，一种含二氧化碳、气泡、低酒精度的饮料酒。深入了解就是：1、啤酒以麦芽为主要原料，亦即啤酒是以麦芽为主要原料生产的。基于以麦芽为主要原料，则麦芽使用量应不少于50%。自古以来大麦是酿造啤酒的主要原料。2、

4、啤酒是添加酒花，经酵母发酵酿制而成的。是世界目前各国公认的经过糖化、发酵方法而酿制的酿造酒，非配制酒。3、啤酒应是含二氧化碳、气泡、低酒精度的饮料酒。区别于汽酒和其它配制酒。我国啤酒工业起步较晚，但发展迅速。目前，我国啤酒的年产量已位居世界首位。但从人均消费量来看，远远落后于发达国家水平。我国啤酒产很多，但设备产量参差不齐。最近几年啤酒产业正向着规模化、效益化发展。不少的啤酒厂被大啤酒厂兼并。这一发展趋势是符合世界发展趋势的。随着啤酒生产现代化的迈进，我们将会喝到更新鲜、更可口的啤酒。 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，一种含二氧化碳、气泡、低酒精度的饮料酒。1.2 啤酒

5、设计概述 1.2.1 设计目的通过此次设计，使我们初步掌握了工厂工艺设计的程序和方法。并受到一次工程设计的严格训练，让我们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。 1.2.2 设计内容本设计为每年生产280天，年产15万吨12啤酒厂设计，重点设备糊化锅，重点是糖化车间的设计。还包括设计工厂的工艺方法及流程，三大衡算，设备选型，生产车间的布置，绘制设计图纸（工艺流程图，车间平、立面布置图、重点设备装配图），撰写设计说明书。 1.2.3 指导思想本设计是在确定工艺方法及流程和设备选型时，结合了工厂的实际情况，工艺上力求其合理性和先进性，设备上根据实

6、际尽可能采用先进的生产设备。通过先进的技术，自动化、机械化的生产控制，来减轻繁重的体力劳动和提高劳动力生产率，并采用已经成熟的生产工艺技术和设备，使工厂建成后能够顺利投产，迅速达到设计能力。在经济上，因地制宜，采用适合的管理方法，降低能耗，减少污染，保护环境，选用合适的产品的，减少浪费。设计工厂整体要做到投资少、成本低、见效快的效果。1.3 啤酒国家标准GB191 包装储运图示标志GB2758 发酵酒卫生标准 2GB4544 啤酒瓶GB4789.14789.28 食品卫生检验方法 微生物学部分 GB4928 啤酒实验方法GB5739 啤酒塑料周转箱GB6543 瓦楞纸箱GB10344 饮料酒标

7、签标准GB4927-91 啤酒质量标准质量特征：富有洁白、细腻又持久的泡沫，悦目明快的色泽，酒液清凉，饮后有爽口和醇厚感3第二章 啤酒工艺选择与论证2.1 啤酒酿造工艺流程大麦原料粗选精选浸麦发芽干燥除根成品麦芽原料（大米）粉碎糊化 过滤煮沸酒花分离沉渣冷却前发酵 原料（麦芽）粉碎糖化 CO2 后发酵（贮酒）过冷却过滤滤过酒暂贮装酒压盖杀菌贴标成品啤酒. 图2-1 生产工艺流程图52.2 厂址选择的地点及条件 经调查与测量本厂选址选择的地点应该在：环境洁净绿化条件好靠在河流处水源方便又清洁，适合建厂房，卫生环境良好无有毒有害气体、无粉尘、放射源，更重要的是运输条件好，附近地区有农业地带原料供应

8、充足。有这些优点决定在这里建厂4。2.2.1 地理位置河南省南阳市城区位于北纬32573307，东经1122111238，整个南阳市在北纬32173348，东经1105811349之间，是河南省第三大城市，同时也是河南省面积最大的地级市。2.2.2 气候南阳地处亚热带向温带的过渡地带，属于季风大陆湿润半湿润气候，四季分明。春秋时间55-70天，夏季110-120天，冬季时间110-135 天。年平均气温14.4-15.7，七月平均气温26.9-28.0，一月平均气温0.5-2.4。年降雨量703.6-1173.4mm，自东南向西北递减。年日照时数1897.9-2120.9 小时，年无霜期220

9、-245天。2.2.3 地形其东北西三面环山，南部是丘岭地，整个地形成为一个近马蹄形的盆地，总面积2.66万平方公里，山区、丘陵、平原约各占1/3，耕地1312万亩，辖2区10县。第三章 糖化车间物料衡算3.1 糖化车间工艺流程麦汁煮沸锅麦糟糊化粉碎麦芽，大米糖化过滤水、蒸汽薄板冷却器回旋沉淀槽热凝固物冷凝固物发酵车间图3-1 啤酒厂糖化车间工程流程示意图 63.2 工艺技术指标及基础数据表3-1 啤酒生产基础数据项 目名 称百分比/%定 额原料利用率98.5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原料配比啤酒损失率（对麦汁）麦芽75大米25冷却损失7.0发酵损失2.0过滤损

10、失2.0瓶装损失2.0总损失13.03.3 100kg原料（75%麦芽，25%大米）生产12的基础物料衡算（1）热麦汁量： （2）麦芽收率：（3）大米收率：（4）混合原料收得率：（5）由上述可得100kg混合原料可制得12啤酒：71.7912100=598.25kg 已知12在20时的相对为1012kg/m3，而100热麦汁比20的热麦汁体积增加1.04倍，故热麦汁100体积为：（6）冷麦汁量为：（7）发酵液量为：（8）过滤酒量为：（9）成品啤酒量为：3.4 年产t,12啤酒的物料衡算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平衡。

11、糖化第一次定额量：由以上设计中可得出100kg原料可得成品啤酒538.1L,12啤酒的密度为1012kg/m3.538.1L啤酒的质量M=538.110001012=544.6kg由此可得出产15万吨啤酒所需要原料的量为：100544.6=kg所以年产15万吨啤酒所需要麦芽量为：0.75=kg所以年产15万吨啤酒所需要大米量为：-=kg（2）每次糖化物料衡算每次糖化投料：1500=18333.33kg每次麦芽投料：18333.330.75=13750kg每次大米投料：18333.3-13750=4583.33kg每次热麦汁投料：（71.7912）（18333.31.048）1.04=.7kg表

12、 3-2 啤酒厂糖化车间物料的衡算表物料名称单位对100kg混合原料100L，12糖化定额量t/a生产啤酒混合原料Kg10018.618333.33麦芽Kg7513.9 13750大米Kg254.74583.33酒花Kg1.200.2281848热麦汁L615114.2冷麦汁L572106.2湿糖化槽Kg103.217.9415547.8湿酒花槽Kg3.980.684532发酵液L560.3103.6.7过滤酒L549.1102.1.3成品啤酒L538.110098651.7第四章 糖化车间的热量衡算4.1 糖化用水耗热量Q1根据工艺，糊化锅加水量为：式中：4583.33kg为糖化一次大米份量

13、，916.7kg为糊化锅加入的麦芽粉量（为大米量的20%），而糖化的加水量为：式中：13750kg为糖化一次糖化锅投入的麦芽粉量，即G=，而13750kg为糖化一次麦芽定额量，故糖水总用水量为：自来水平均温度为：，而糖化配料用水温度，故耗热量为：4.2 第一次米醪煮沸消耗量Q2由糖化工艺流程图可知：（1）糊化锅内米醪由初温t0加热至100耗热 计算米醪的比热容，根据经验公式：进行计算，式中W为含水量百分率：C0位绝对谷物比热容，取 米醪的初温t0，设原料的初温为18，而热水为50，则把上述结果带回得：（2）煮沸过程蒸汽带出的热量设煮沸时间为40min，蒸发量为每小时5%，则蒸发水分量为：故式中

14、，I为煮沸温度（约为100）下水的汽化潜能3KJ/kg（3）热损失米醪升温和第一次煮沸过程的热损失均为前两次耗能量的15%，即：（4）有上述结果是：4.3 第二次煮沸前混合醪升温至70的耗热量按糖化工艺，来自糊化锅的米醪为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（1）糖化锅中麦醪的初温，已知麦芽糖粉初温为18，用50的热水配料，则麦醪温度为：（2）根据热量衡算，且忽略热损失，米醪与麦醪，合并前后的焓不变，则米醪温度为：考虑到米醪内糊化锅到糖化锅输送过程的热损失，可不加中间冷却器。（3）4.4 第二次煮沸混合醪的耗热量由糖化工艺流程可知：（1）混合醪升温至沸腾所

15、消耗量为Q4 经第一次煮沸后米醪量为：糖化锅的麦芽醪量为：故进入第二次煮沸的混合醪量为： 据工艺糖化结束醪温为75.1，抽取混合醪的温度为70，则送到第二次煮沸的混合醪量为： 麦醪的比热容：混合醪比热容 故：（2）二次煮沸过程蒸汽带走的热量，煮沸时间为10min，蒸发强度5%，则蒸发水分量为：故 式中：I为煮沸温度下饱和蒸汽的焓KJ/kg（3）把上述结果代回得：4.5 洗槽水耗热量设洗槽是平均温度为80，每100kg原料用水450kg，则用水量为故4.6 麦汁煮沸过程耗热量（1）麦汁升温至沸点耗热量由糖化物料衡算表可知，100kg混合原料可得到598.3kg热麦汁，并设过滤完毕麦汁温度为70，

16、则进入煮沸锅的麦汁量为：故4.7 糖化一次总耗热量Q84.8 糖化一次耗用蒸汽量4.9 每小时最大蒸汽耗量4.10蒸汽单耗第五章 啤酒生产主要设备的选择与论证5.1 糖化锅尺寸的计算按物料衡算，每次糖化物料总量糖化醪的密度为1 065kg/m3，生产需要1.2的空余系数故所需容积： 故取直径 5.2 煮沸锅尺寸的计算按物料衡算，每次糖化物料总量糖化醪的密度为1 065kg/m3，生产需要1.4的空余系数故所需容积： 故取直径 .175.3 糊化锅的容积计算结论物料采用湿法粉碎，优点是糖化速度快，提高过滤速度。糊化锅的辅料中添加了20%的麦芽，目的是降低糊化温度，有利于糊化和液化同时进行。糖化工艺采用了二次煮出法，部分麦醪经过两次煮沸，有利于缩短糖化时间。糖化锅的温度为63时，-淀粉酶起主要作用，它将淀粉分解成-麦芽糖，能得到最高可发酵性糖。温度70时，-淀粉酶起作用，它将淀粉分解成无色糊精，此时，糖化时间最短。煮沸锅中用酒花添加器分三次添加酒花。回旋沉淀槽实现热凝固物的分离，沿切线位置进料。所采用的糊化锅和糖化锅，过滤槽，煮沸锅均为两套设备，对于现代化大工厂，有利于它的进一步扩大。发酵是采用下面酵母发酵，采用麦汁分批直接进罐法，主发酵温度为12度，发酵罐采用三段夹套冷却，目的使发酵液实现对流传热和加