工厂设计(10章)ppt课件

1、第十章 啤酒工厂副产物的利用和三废治理啤酒消费副产物的利用啤酒消费三废治理思索题1、啤酒厂中二氧化碳的用途？二氧化碳回收方法有那几种？适用范围和特点？2、废麦糟的处置方法 ？3、列举三个废啤酒酵母回收的例子？4、啤酒厂减少废水污染的途径？ 5、啤酒厂废水常用的处置方法？ 举出一个例子。 第一节 啤酒消费副产物的利用 为防止和减少环境污染、使珍贵的资源得到最大限制地有效利用，必需把消费中的废气、废渣、废水回收和利用，进一步开发加工制成有价值的产品，特别是留意“新蛋白资源的开发。 “逐渐建立无废排放的食品工业。 一、麦糟的利用 麦糟: 由麦芽和不发芽谷物原料在啤酒糖化中不溶解物质构成的，主要是由麦

2、芽的皮壳、叶芽、不溶性蛋白质、半纤维素、脂肪、灰分及少量的未分解淀粉和未洗出的可溶性浸出物等组成，麦糟收率是随原料浸出物收率提高而降低。 麦糟是有价值的饲料，含适度分解的蛋白质，作为饲料，消化率极高，特别适宜作牛、马饲料。假设作猪饲料，需配合淀粉质原料后运用。糖和淀粉占干物质56，主要是纤维素、半纤维素、-葡聚糖，而猪对这类物质消化率低。 如用70麦芽(无水浸出率为75，水分为5)、30大米(无水浸出率为90，水分为14)，糖化料利用率为98.5，那么每吨投料可得麦糟干物质：195kg(干物质)、 假设采用过滤槽过滤，干式排麦糟，麦糟含水分为83，那么可得湿麦糟为： 195/(1-83)114

3、7kg 国内外啤酒厂麦糟处置： 湿态出卖 大多数 干制出卖 混合饲料出卖 珠江啤酒厂混合饲料流程枯燥颗粒饲料规格： 挥发物 13.0， 粒形 820mm， 体积质量 650kg/m3 粗蛋白 14， 粗纤维 17， 灰分 5.0mm二、啤酒酵母的回收和利用 啤酒酵母是重要的副产物，大罐发酵，消费每立方啤酒可得湿酵母泥20kg (水82、3.6kg干物质)或3.9kg枯燥酵母。假设全球总量1.3亿t，全部回收可得到50万t的干酵母，我国全部回收也可得到5.8万t干酵母。酵母中八种人体必需氨基酸的含量均很高，特别是甲硫氨酸含量为1.1g/100g，高于大豆的一倍。 啤酒酵母核酸含量较高，可制备5核

4、苷酸，也可制备复合核苷。复合氨基酸在调料中、高浓酿造啤酒中有广泛的运用出路。酵母体内含有四种蛋白酶。利用酵母本身的蛋白酶，酶解使酵母细胞中70以上蛋白质水解成氨基酸，每1000kg湿酵母泥，可制得100kg复合氨基酸粉。 酵母富含蛋白质作为动物饲料。三、二氧化碳的回收 CO2是啤酒发酵中最主要的副产物，同时又是啤酒酿造必不可少的重要原资料。合理运用对改良酿造工艺、提高啤酒的质量起着重要作用。 CO2的用途：碳酸饮料、快速冷冻、食品保鲜、气体维护焊、超临界萃取等 。 啤酒中CO2用途： 1)清酒中充入CO2，在短时间内溶解和过饱和，控制废品啤酒中CO2的含量。 2)制成“稀释用饱和碳酸水，高浓酿

5、造啤酒技术中，利用CO2置换稀释用水中氧。 运用CO2直接进入啤酒中，必需求高纯度 (含量99.9)，普通应由液化二氧化碳，蒸发成气态后再运用。3)洗涤啤酒：运用凝聚性酵母、锥形罐发酵工艺中，在双乙酰复原期，经常采用从锥底通入CO2 ，洗涤啤酒，促使挥发性双乙酰、硫化物、醛类等被CO2拖带排走，使凝聚的酵母重新悬浮，促进双乙酰的复原，加速啤酒的成熟。4)用CO2作背压：啤酒转罐、过滤、清酒罐及装瓶、装桶等操作中，防止啤酒接触空气中氧，减少溶解氧、CO2作背压、备压、提高啤酒的非生物稳定性和风味稳定性。 在上述各用途中运用二氧化碳，需求有一定压力(0.2MPa)，纯度99.5。可以直接运用回收的

6、CO2，经过处置，紧缩后再运用。 啤酒发酵中二氧化碳的回收量 C12H22O11+H2O 4C2H5OH+4CO2 当发酵效率为96时，每100g麦芽糖发酵可构成49.4gCO2。 年产3万t啤酒厂，每天麦芽汁最高产量为150m3时，实际可回收二氧化碳4.81 t/d 假设回收率为65，每天任务时间为21h，需配备回收才干： 4.8l6521l 000 150kg/h 配备150kg/h回收才干安装，日回收才干为3 1503600kg之间。高浓稀释啤酒消费工艺，假设全部啤酒稀释率为1520，稀释水用CO2取代法除氧及碳酸化，那么每m3啤酒需耗费2022kg CO2 。实践啤酒发酵每m312OP

7、啤酒仅能回收CO2为14.5 15.0kg CO2 CO2原始纯度：99.299.5 还有乙醇0.450.59 、挥发酸、酯、水分等少量杂质。 经简单吸附过滤就可制得高纯度(99.9)的CO2。 啤酒消费中二氧化碳的回收方法流程： 搜集一洗涤一紧缩一净化一枯燥一冷却一液化一储存或装瓶在液化回收常采用三种方法:高压回收 6.334MPa7.110MPa 2530中压回收 1.6MPa2.2MPa，冷却-25-15，低压回收 0.60.8MPa，冷却-42-50。 普通冷冻机无法将他们液化，已淘汰。 高压回收 最传统方法, 压力高，可常温液化。在2530、压力6.334MPa7.110MPa下回收

8、，经冷却、液化、直接充装到高压钢瓶中。 酒精工业广泛采用。 特点：不需制冷机冷却(普通深井水)；普通需34级紧缩，储存于小型钢瓶中，大容器储存不经济。 中压回收 啤酒厂广泛采用，CO2经过二级紧缩至1.6MPa2.2MPa，冷却到-25-15，液化。特点： 压力低，设备维护费低，平安性高。液化CO2可储存在数立方米至20m3的保温高压贮罐中，也可装钢瓶，运用方便。但必需配有高压气态二氧化碳冷却系统。第二节 啤酒消费三废治理 啤酒消费的废水属有害而无毒性废水，属二类废水，其长久影响小于第一类有害物质。但由于每消费100t啤酒，排放废水中BOD量相当于1.4万人的生活污水，每瓶啤酒的BOD相当于1

9、个人每天生活的污水。虽然并不产生有毒害的废水、废气、废渣(除工业锅炉三废以外)，但由于啤酒工厂消费规模大，废水、废渣又特别多(和产品之比为1：30以上)，严重污染了生态环境。因此，减少、治理和利用三废，日益遭到社会和企业的注重。废水排放规范 我国从1974年公布GBJ4-73，以后经过修订，工业废水排放规范麦芽与啤酒厂的废水属二类废水，其长久影响小于第一类有害物质，工厂排放水质应符合14项细那么，对啤酒工业有限制性的仅前面四项：最高允许排放浓度 l、 pH 69 2、TSS 200300mg/L 3、BOD5 200300mg/L 4、CODCr 350450mg/L 麦芽与啤酒厂的废水来源(

10、1)洗麦废水。(2)浸麦改换水。(3)设备、容器、管道清洗水。(4)设备、容器、管道内残留麦汁。(5)糖化过滤槽出糟排放带的水。(6)糖化盘旋沉淀槽热凝固物。(7)发酵池、罐残留废弃酵母。(8)硅藻土过滤机硅藻土排放。(9)洗瓶机碱性废水、啤酒巴氏消毒机热废水。 (10)车间地面、墙壁、设备外表清洗水。 (11)锅炉排渣、烟道除尘废水。 (12)啤酒工厂非工艺生活污水。 (13)冷冻机、空压机冷却水。 (14) 麦汁、啤酒冷却器冷却水。 (15)厂区雨雪水。 其中(13)、(14)冷却水和(15)雨雪水很少受污染，其他均遭到不同程度的污染。 啤酒厂废水的污染程度： 我国某年产6.0万t的啤酒厂

11、(含8 000t/a麦芽)，每天排放废水为3600t：消费废水2800t、生活废水800t。废程度均COD 2000mg/L、BOD1200mg/L、TSS60mg/L、pH5.86.6。 BOD/COD0.60.67 BOD/P 100：0.5 BOD/N 100：203.0 废水生物处置之最正确比值为： BOD：N：P100：5.0：1.0 因此，啤酒工业废水中氮磷处于低程度，需和生活污水混合处置效果更好。 啤酒工厂减少废水污染的途径 一、减少消费用水 (1)浸麦废水反复利用 浸麦时需换水68次，每吨大麦浸麦耗水约1015t。采用长断水加喷雾浸麦延伸空气休止时间，可减少浸麦水50。浸麦水污

12、染少，可回收、沉淀、过滤、充氧(通入空气)等手段反复利用，可减少麦芽消费用水80。 (2)糖化车间洗锅、洗管道水作投料水 糖化每批终了后用锅容积510水冲洗设备及管道，这部分水完全可以作投料水回收利用。 (3)干式排麦糟法 用脉冲式气流保送，干式快速排麦糟。水力冲洗法排糟，用水量约为其用水量的25倍，呵斥麦糟中可溶性有机物流失，降低麦糟的饲料价值，并添加污水量。 (4)水啤酒回收 在啤酒过滤、清酒罐、装瓶机等构成的水和啤酒混合物，可经过适当处置全部回收，以减少污水量。啤酒工业废水处置的途径 啤酒工业废水性质非常接近生活污水的性质，处置方法也很接近。 废水中污染物 处置方法 悬浮固体 (1)沉淀

13、法 (2)各种过滤法 (3) 浮选法 (4)投入化学药品凝聚法 可生物降解的有机物 (1)各种活性污泥法 (好氧悬浮生优点理法) (2)生物滤池法 滴滤池(好氧附着生长法) 生物接触转盘 填充状反响器 固定化反响器 (3)各种生物氧化塘法 (4)厌氧消化法 (5)土地灌溉处置系统严重污染物的预处置 啤酒消费构成的麦糟、酒花糟、热凝固物、废酵母、硅藻土滤饼等污染物的预处置，这是大大降低啤酒废水污染源的重要途径。 啤酒工厂废处置方法比较 效果 BOD(5d)降低率(1)机械处置 1020(2)化学处置 2040(3)生物厌氧消化 6080(4)生物需氧处置 8098 机械处置，主要是消除悬浮固体，

14、作为首级处置。其它可以根据废水性质恣意组合运用。 啤酒工厂废水处置采用的方法 1初级沉淀池 含有悬浮固体的废水相对静止沉降，可减少悬浮固体。设计运转良好的初级沉淀池可减少的悬浮固体5070，BOD5 降低2025。 普通矩形(2540)(610)(34)m或圆筒直径1245m，深3.04.5m。废水在池中停留时间为1.52.5h(后接生物处置也可短至0.51.0h)。 沉淀池效率 以外表负荷为根底、即每平方米外表积，每天流过废水的体积，普通设计平均流量为3248m3/(m2.d)，顶峰流量为80120 m3/(m2.d)。 初级沉淀池底部有机械活板，定期去除沉淀物。2活性污泥法活性污泥是由各种

15、微生物及一些原生动物被吸附在水中悬浮物所所成，具有吸附、氧化废水中的有机物，使到达安定化的机能，利用此一活性污泥分散於水中，在好氧形状下，处置废水或排放水者，称之为活性污泥法。包括吸附、吸收和置换三步。 废水生物需氧处置法，运用最广泛。 活性污泥曝气处置法(悬浮生长生物处置法之一) 。普通由曝气池和廓清池组成。中等污泥负荷设计参数如下： 最正确温度 2025 有机物负荷 kgBOD/(kgSS.d) 0.2 悬浮物浓度 kg/m3 4 需氧量 kg/kgBOD 2.6 污泥产率 kg/kgBOD 0.5廓清池液体外表负荷 m3 /( m2 h) 0.7总电源耗费 kW.h/kgBOD 1.23

16、滴滤池法滴滤池法是利用废水分布于滤床时，滤床上之微生物因此利用废水所混入之氧气及有机物，將废水中之有机物分解得使水质净化再利用之方法。 采用高负荷滤池流程： 回流 回流进水 初级沉淀池 一级滴滤池 二级滴滤池 廓清池 出水二池串联的负荷: 一级滴滤池22.6kgBOD/(m3.d)，二级0.51.0kgBOD/ (m3.d)。污泥产量为0.60.9kgTSS/kgBOD。廓清池滞留时间: 2h，外表负荷为0.7m3/(m2.h)， 总能耗为0.3kW.h/kgBOD。4)生物氧化塘法 水深较浅(0.152.0m)土池塘,按其中生物活动性质分好氧塘/ 厌氧塘/好氧一厌氧塘。 废水处置要求排放废水

17、BOD5小于10，采用活性污泥法或生物滤池法难以到达，需配合好氧塘(熟化塘)处置。 如无锡啤酒厂，经过曝气处置的废水，在好氧塘中停留520d，水深为l1.5m，生化需氧负荷为BOD 5kg/(ha.d) 5厌氧处置法 常作为高浓度有机废水的初级处置，可以产生可燃气体，并较少产生污泥。生物厌氧处置包括： 1、高分子的悬浮有机物和可溶性有机物生物降解构成各种挥发性脂肪酸； 2、脂肪酸进一步生物降解成甲烷和少量氢气。 要求：处置排水BOD浓度200400mg/L 厌氧反响器参数如下： 有机物容积负荷 kgCOD/ (m3.d) 36 厌氧消化温度 4750 产气量 m3CH4/kgCOD 0.3 污泥产量kgSS/kgCOD 0.20.3 总能耗kW.h/kgCOD 0.2废水处置实例珠江啤酒厂引进的比利时，两段曝气、自动控制可逆转工艺设备。设计才干 1755m3/d，水质CODCr 84.3mg/L， BOD541.36mg/L 能耗0.8kW/m3 絮凝剂 3g/m3设备按第一程序运转4h，自动逆转按第二程序运转，4h后在回到第一程序。每周从B、E池中清出污泥，经浓缩、絮凝、压滤得到污泥的紧缩物，加到颗粒饲料中。 第一程序：C F池不曝气 第二程序：A D池