年产五万吨8°P的啤酒厂设计方案

1、目 录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc265224311 摘 要 PAGEREF _Toc265224311 h I HYPERLINK l _Toc265224312 Abstract PAGEREF _Toc265224312 h II HYPERLINK l _Toc265224313 第1章 绪 论 PAGEREF _Toc265224313 h 1 HYPERLINK l _Toc265224314 1.1 设计选题的目的 PAGEREF _Toc265224314 h 1 HYPERLINK l _Toc265224315 1.2 设计工作的意义

2、PAGEREF _Toc265224315 h 1 HYPERLINK l _Toc265224316 1.3 中国啤酒产业的发展趋势 PAGEREF _Toc265224316 h 1 HYPERLINK l _Toc265224317 1.4 课题研究内容及方法 PAGEREF _Toc265224317 h 2 HYPERLINK l _Toc265224318 1.4.1 设计依据 PAGEREF _Toc265224318 h 2 HYPERLINK l _Toc265224319 1.4.2 设计范围 PAGEREF _Toc265224319 h 2 HYPERLINK l _T

3、oc265224320 1.4.3 指导思想 PAGEREF _Toc265224320 h 2 HYPERLINK l _Toc265224321 1.5 厂址的选择 PAGEREF _Toc265224321 h 3 HYPERLINK l _Toc265224322 1.6 工艺选择 PAGEREF _Toc265224322 h 3 HYPERLINK l _Toc265224323 1.7 设备的选择 PAGEREF _Toc265224323 h 3 HYPERLINK l _Toc265224324 第2章 啤酒工艺选择与论证 PAGEREF _Toc265224324 h 4

4、HYPERLINK l _Toc265224325 2.1 啤酒原料 PAGEREF _Toc265224325 h 4 HYPERLINK l _Toc265224326 2.1.1 酿造用水 PAGEREF _Toc265224326 h 4 HYPERLINK l _Toc265224327 2.1.2 麦芽 PAGEREF _Toc265224327 h 4 HYPERLINK l _Toc265224328 2.1.3 酒花 PAGEREF _Toc265224328 h 4 HYPERLINK l _Toc265224329 2.1.4 辅料 PAGEREF _Toc2652243

5、29 h 4 HYPERLINK l _Toc265224330 2.1.5 酵母 PAGEREF _Toc265224330 h 4 HYPERLINK l _Toc265224331 2.2 麦汁制备 PAGEREF _Toc265224331 h 5 HYPERLINK l _Toc265224332 2.2.1 麦芽及辅料的粉碎理论 PAGEREF _Toc265224332 h 5 HYPERLINK l _Toc265224333 2.2.2 麦芽的粉碎 PAGEREF _Toc265224333 h 5 HYPERLINK l _Toc265224334 2.2.3 辅料的粉碎

6、PAGEREF _Toc265224334 h 5 HYPERLINK l _Toc265224335 2.2.4 糖化工艺的选择与论证 PAGEREF _Toc265224335 h 5 HYPERLINK l _Toc265224336 2.3 麦汁过滤 PAGEREF _Toc265224336 h 8 HYPERLINK l _Toc265224337 2.3.1 麦汁过滤的基本要求及技术指标 PAGEREF _Toc265224337 h 8 HYPERLINK l _Toc265224338 2.3.2 麦汁过滤方法及影响因素 PAGEREF _Toc265224338 h 8 H

7、YPERLINK l _Toc265224339 2.4 麦汁煮沸 PAGEREF _Toc265224339 h 9 HYPERLINK l _Toc265224340 2.4.1 麦汁煮沸设备选择及优缺点 PAGEREF _Toc265224340 h 9 HYPERLINK l _Toc265224341 2.4.2 麦汁煮沸工艺 PAGEREF _Toc265224341 h 10 HYPERLINK l _Toc265224342 2.5 麦汁后处理 PAGEREF _Toc265224342 h 10 HYPERLINK l _Toc265224343 2.5.1 热凝固物及冷凝固

8、物的分离 PAGEREF _Toc265224343 h 10 HYPERLINK l _Toc265224344 2.5.2 麦汁的冷却 PAGEREF _Toc265224344 h 10 HYPERLINK l _Toc265224345 2.5.3 麦汁的充氧 PAGEREF _Toc265224345 h 11 HYPERLINK l _Toc265224346 2.6 啤酒发酵 PAGEREF _Toc265224346 h 11 HYPERLINK l _Toc265224347 2.6.1 啤酒发酵方法的选择 PAGEREF _Toc265224347 h 11 HYPERLI

9、NK l _Toc265224348 2.6.2 一罐法发酵工艺的论证 PAGEREF _Toc265224348 h 11 HYPERLINK l _Toc265224349 2.6.3 酵母的添加与回收 PAGEREF _Toc265224349 h 12 HYPERLINK l _Toc265224350 2.6.4 发酵设备的降温控制 PAGEREF _Toc265224350 h 12 HYPERLINK l _Toc265224351 2.7 啤酒过滤 PAGEREF _Toc265224351 h 12 HYPERLINK l _Toc265224352 2.7.1 啤酒过滤理论

10、 PAGEREF _Toc265224352 h 12 HYPERLINK l _Toc265224353 2.7.2 啤酒过滤方式的选择与论证 PAGEREF _Toc265224353 h 13 HYPERLINK l _Toc265224354 2.8 啤酒的包装 PAGEREF _Toc265224354 h 13 HYPERLINK l _Toc265224355 第3章 物料衡算 PAGEREF _Toc265224355 h 14 HYPERLINK l _Toc265224356 3.1 物料衡算的意义 PAGEREF _Toc265224356 h 14 HYPERLINK

11、l _Toc265224357 3.1.1 物料衡算基础数据 PAGEREF _Toc265224357 h 14 HYPERLINK l _Toc265224358 3.1.2 以100kg原料为基准 PAGEREF _Toc265224358 h 14 HYPERLINK l _Toc265224359 3.1.3 以100L啤酒为基准 PAGEREF _Toc265224359 h 15 HYPERLINK l _Toc265224360 第4章 耗热量的计算 PAGEREF _Toc265224360 h 19 HYPERLINK l _Toc265224361 4.1 糖化用水 PA

12、GEREF _Toc265224361 h 19 HYPERLINK l _Toc265224362 4.2 糊化过程耗热量Q2 PAGEREF _Toc265224362 h 19 HYPERLINK l _Toc265224363 4.2.1 糊化锅内米醪由18加热至100耗热Q21 PAGEREF _Toc265224363 h 19 HYPERLINK l _Toc265224364 4.2.2 煮沸过程蒸汽带出热量Q22 PAGEREF _Toc265224364 h 19 HYPERLINK l _Toc265224365 4.2.3 糊化过程热损失Q23 PAGEREF _Toc

13、265224365 h 20 HYPERLINK l _Toc265224366 4.3 合醪前糖化锅需供热Q3 PAGEREF _Toc265224366 h 20 HYPERLINK l _Toc265224367 4.3.1 糊化锅内醪液由18加热至55耗热Q31 PAGEREF _Toc265224367 h 20 HYPERLINK l _Toc265224368 4.3.2 合醪前热损失Q32 PAGEREF _Toc265224368 h 20 HYPERLINK l _Toc265224369 4.4 计算合醪后醪液温度t0 PAGEREF _Toc265224369 h 20

14、 HYPERLINK l _Toc265224370 4.5 合醪后总共需供热Q4 PAGEREF _Toc265224370 h 20 HYPERLINK l _Toc265224371 4.5.1 合醪后至糖化结束所需热量Q41 PAGEREF _Toc265224371 h 21 HYPERLINK l _Toc265224372 4.5.2 合醪后至糖化结束时热损失Q42 PAGEREF _Toc265224372 h 21 HYPERLINK l _Toc265224373 4.6 整个糖化过程需供热Q1 PAGEREF _Toc265224373 h 21 HYPERLINK l

15、_Toc265224374 4.7 糖化一次耗用蒸汽量m PAGEREF _Toc265224374 h 21 HYPERLINK l _Toc265224375 4.8 过滤时洗糟水耗热量Q5 PAGEREF _Toc265224375 h 21 HYPERLINK l _Toc265224376 4.9 麦汁煮沸过程耗热量Q6 PAGEREF _Toc265224376 h 21 HYPERLINK l _Toc265224377 4.9.1 麦汁升温至沸点耗热量Q61 PAGEREF _Toc265224377 h 21 HYPERLINK l _Toc265224378 4.9.2 煮

16、沸过程蒸发耗热量Q62 PAGEREF _Toc265224378 h 22 HYPERLINK l _Toc265224379 4.9.3. 热损失Q63 PAGEREF _Toc265224379 h 22 HYPERLINK l _Toc265224380 4.10 糖化一次总耗热量Q总 PAGEREF _Toc265224380 h 22 HYPERLINK l _Toc265224381 4.11 糖化一次总耗用蒸汽量m PAGEREF _Toc265224381 h 22 HYPERLINK l _Toc265224382 4.12 糖化过程每小时最大蒸汽耗量 PAGEREF _T

17、oc265224382 h 22 HYPERLINK l _Toc265224383 4.13 蒸汽单耗 PAGEREF _Toc265224383 h 22 HYPERLINK l _Toc265224384 第5章 耗冷量的计算 PAGEREF _Toc265224384 h 24 HYPERLINK l _Toc265224385 麦汁冷却耗冷量Q1 PAGEREF _Toc265224385 h 24 HYPERLINK l _Toc265224386 制取冷冻水耗冷量Q1 PAGEREF _Toc265224386 h 24 HYPERLINK l _Toc265224387 发酵耗

18、冷量Q2 PAGEREF _Toc265224387 h 24 HYPERLINK l _Toc265224388 发酵期间发酵放热Q2 PAGEREF _Toc265224388 h 24 HYPERLINK l _Toc265224389 发酵后期发酵液降温耗冷Q2 PAGEREF _Toc265224389 h 24 HYPERLINK l _Toc265224390 5.3.3 发酵总耗冷量Q2 PAGEREF _Toc265224390 h 25 HYPERLINK l _Toc265224391 5.3.4 每酵用冷媒耗量Q0 PAGEREF _Toc265224391 h 25

19、HYPERLINK l _Toc265224392 5.4 酵母培养耗冷量Q3 PAGEREF _Toc265224392 h 25 HYPERLINK l _Toc265224393 5.5 酵母洗涤用的冷无菌水冷却耗冷量Q4 PAGEREF _Toc265224393 h 25 HYPERLINK l _Toc265224394 5.6 发酵车间工艺耗冷量Qt PAGEREF _Toc265224394 h 25 HYPERLINK l _Toc265224395 5.7 非工艺耗冷量Qnt PAGEREF _Toc265224395 h 25 HYPERLINK l _Toc265224

20、396 5.7.1 露天锥形罐冷量散失 PAGEREF _Toc265224396 h 26 HYPERLINK l _Toc265224397 5.7.2 散失冷量Q6 PAGEREF _Toc265224397 h 26 HYPERLINK l _Toc265224398 第6章 耗水衡算 PAGEREF _Toc265224398 h 27 HYPERLINK l _Toc265224399 6.1 糖化用水 PAGEREF _Toc265224399 h 27 HYPERLINK l _Toc265224400 6.2 洗槽用水 PAGEREF _Toc265224400 h 27 H

21、YPERLINK l _Toc265224401 6.3 糖化室洗刷用水 PAGEREF _Toc265224401 h 27 HYPERLINK l _Toc265224402 6.4 回旋沉淀槽洗刷用水 PAGEREF _Toc265224402 h 27 HYPERLINK l _Toc265224403 6.5 酵母洗涤用水 PAGEREF _Toc265224403 h 27 HYPERLINK l _Toc265224404 6.6 发酵罐洗刷用水 PAGEREF _Toc265224404 h 27 HYPERLINK l _Toc265224405 6.7 清酒罐洗刷用水 PA

22、GEREF _Toc265224405 h 27 HYPERLINK l _Toc265224406 6.8 过滤机用水量 PAGEREF _Toc265224406 h 28 HYPERLINK l _Toc265224407 6.9 麦汁冷却器冷却水（采用一次冷却法） PAGEREF _Toc265224407 h 28 HYPERLINK l _Toc265224408 6.10 麦汁冷却器洗水 PAGEREF _Toc265224408 h 28 HYPERLINK l _Toc265224409 6.11 洗瓶机用水 PAGEREF _Toc265224409 h 28 HYPERL

23、INK l _Toc265224410 6.12 装瓶机洗水（无菌水） PAGEREF _Toc265224410 h 28 HYPERLINK l _Toc265224411 6.13 杀菌机用水 PAGEREF _Toc265224411 h 28 HYPERLINK l _Toc265224412 6.14 冷冻机冷却水 PAGEREF _Toc265224412 h 28 HYPERLINK l _Toc265224413 6.15 锅炉房用水量 PAGEREF _Toc265224413 h 28 HYPERLINK l _Toc265224414 6.16 其它用水量 PAGERE

24、F _Toc265224414 h 29 HYPERLINK l _Toc265224415 第7章 主要设备选型与论证 PAGEREF _Toc265224415 h 30 HYPERLINK l _Toc265224416 7.1 麦芽暂贮箱 PAGEREF _Toc265224416 h 30 HYPERLINK l _Toc265224417 7.2 麦芽粉贮箱 PAGEREF _Toc265224417 h 30 HYPERLINK l _Toc265224418 7.3 大米贮箱 PAGEREF _Toc265224418 h 31 HYPERLINK l _Toc26522441

25、9 7.4 大米粉贮箱 PAGEREF _Toc265224419 h 32 HYPERLINK l _Toc265224420 7.5 糊化锅 PAGEREF _Toc265224420 h 32 HYPERLINK l _Toc265224421 7.6 糖化锅 PAGEREF _Toc265224421 h 33 HYPERLINK l _Toc265224422 7.7 过滤槽 PAGEREF _Toc265224422 h 33 HYPERLINK l _Toc265224423 7.8 麦汁暂存槽 PAGEREF _Toc265224423 h 34 HYPERLINK l _To

26、c265224424 7.9 煮沸锅 PAGEREF _Toc265224424 h 34 HYPERLINK l _Toc265224425 7.10 回旋沉淀槽 PAGEREF _Toc265224425 h 35 HYPERLINK l _Toc265224426 7.11 薄板换热器 PAGEREF _Toc265224426 h 35 HYPERLINK l _Toc265224427 7.12 清酒罐 PAGEREF _Toc265224427 h 35 HYPERLINK l _Toc265224428 7.13 硅藻土过滤机 PAGEREF _Toc265224428 h 36

27、 HYPERLINK l _Toc265224429 7.14 酵母扩培系统 PAGEREF _Toc265224429 h 36 HYPERLINK l _Toc265224430 7.15 CIP系统 PAGEREF _Toc265224430 h 36 HYPERLINK l _Toc265224431 第8章 发酵罐的设计 PAGEREF _Toc265224431 h 38 HYPERLINK l _Toc265224432 8.1 发酵罐数量的确定 PAGEREF _Toc265224432 h 38 HYPERLINK l _Toc265224433 8.2 发酵罐的基本尺寸 P

28、AGEREF _Toc265224433 h 38 HYPERLINK l _Toc265224434 8.2.1 容积 PAGEREF _Toc265224434 h 38 HYPERLINK l _Toc265224435 8.2.2 发酵罐的直径 PAGEREF _Toc265224435 h 38 HYPERLINK l _Toc265224436 8.2.3 发酵罐总高 PAGEREF _Toc265224436 h 38 HYPERLINK l _Toc265224437 8.3 冷却面积 PAGEREF _Toc265224437 h 39 HYPERLINK l _Toc265

29、224438 8.4 发酵罐的材料 PAGEREF _Toc265224438 h 39 HYPERLINK l _Toc265224439 8.5 椭圆封头的设计 PAGEREF _Toc265224439 h 39 HYPERLINK l _Toc265224440 8.5.1 设计参数的确定 PAGEREF _Toc265224440 h 39 HYPERLINK l _Toc265224441 8.5.2 椭圆封头厚度的计算 PAGEREF _Toc265224441 h 40 HYPERLINK l _Toc265224442 8.5.3 椭圆封头强度校核 PAGEREF _Toc2

30、65224442 h 41 HYPERLINK l _Toc265224443 8.6 圆柱筒体的设计 PAGEREF _Toc265224443 h 41 HYPERLINK l _Toc265224444 8.6.1 筒体厚度的计算 PAGEREF _Toc265224444 h 41 HYPERLINK l _Toc265224445 8.6.2 筒体强度校核 PAGEREF _Toc265224445 h 42 HYPERLINK l _Toc265224446 8.7 锥形封头的设计 PAGEREF _Toc265224446 h 42 HYPERLINK l _Toc2652244

31、47 8.7.1 锥形封头厚度的计算 PAGEREF _Toc265224447 h 42 HYPERLINK l _Toc265224448 8.7.2 锥形封头的强度校核 PAGEREF _Toc265224448 h 43 HYPERLINK l _Toc265224449 8.7.3 封头的刚度校核 PAGEREF _Toc265224449 h 43 HYPERLINK l _Toc265224450 8.8 部分附件设计选型 PAGEREF _Toc265224450 h 43 HYPERLINK l _Toc265224451 8.8.1 正压保护阀 PAGEREF _Toc26

32、5224451 h 43 HYPERLINK l _Toc265224452 8.8.2 真空阀 PAGEREF _Toc265224452 h 43 HYPERLINK l _Toc265224453 8.8.3 CIP清洗装置 PAGEREF _Toc265224453 h 43 HYPERLINK l _Toc265224454 8.8.4 温度传感器 PAGEREF _Toc265224454 h 43 HYPERLINK l _Toc265224455 8.8.5 液位高度传感器 PAGEREF _Toc265224455 h 44 HYPERLINK l _Toc265224456

33、 8.8.6 压力传感器 PAGEREF _Toc265224456 h 44 HYPERLINK l _Toc265224457 8.8.7 最低液位和最高液位探头 PAGEREF _Toc265224457 h 44 HYPERLINK l _Toc265224458 8.8.8 人孔 PAGEREF _Toc265224458 h 44 HYPERLINK l _Toc265224459 8.8.9 视镜 PAGEREF _Toc265224459 h 44 HYPERLINK l _Toc265224460 8.8.10 洗涤液接管 PAGEREF _Toc265224460 h 44

34、 HYPERLINK l _Toc265224461 8.8.11 CO2回收压缩空气接管 PAGEREF _Toc265224461 h 44 HYPERLINK l _Toc265224462 8.8.12 冷却剂进出接管 PAGEREF _Toc265224462 h 44 HYPERLINK l _Toc265224463 8.8.13 出酒管 PAGEREF _Toc265224463 h 44 HYPERLINK l _Toc265224464 8.8.14 支座 PAGEREF _Toc265224464 h 44 HYPERLINK l _Toc265224465 8.9 开孔

35、与补强的设计 PAGEREF _Toc265224465 h 45 HYPERLINK l _Toc265224466 开孔与补强理论 PAGEREF _Toc265224466 h 45 HYPERLINK l _Toc265224467 8.9.2 开孔削弱的截面积A的计算 PAGEREF _Toc265224467 h 45 HYPERLINK l _Toc265224468 8.9.3 有效补强范围的确定 PAGEREF _Toc265224468 h 45 HYPERLINK l _Toc265224469 8.9.4 标准补强圈的选用 PAGEREF _Toc265224469 h

36、 47 HYPERLINK l _Toc265224470 第9章 啤酒的三废处理 PAGEREF _Toc265224470 h 48 HYPERLINK l _Toc265224471 9.1 废水的处理 PAGEREF _Toc265224471 h 48 HYPERLINK l _Toc265224472 9.1.1 废水有氧处理设备 PAGEREF _Toc265224472 h 48 HYPERLINK l _Toc265224473 9.2 废渣处理 PAGEREF _Toc265224473 h 48 HYPERLINK l _Toc265224474 9.2.1 废酵母的处理

37、 PAGEREF _Toc265224474 h 48 HYPERLINK l _Toc265224475 9.2.2 硅藻土泥的处理 PAGEREF _Toc265224475 h 49 HYPERLINK l _Toc265224476 9.2.3 麦糟的处理 PAGEREF _Toc265224476 h 49 HYPERLINK l _Toc265224477 9.3 废气处理 PAGEREF _Toc265224477 h 49 HYPERLINK l _Toc265224478 结 论 PAGEREF _Toc265224478 h 51 HYPERLINK l _Toc26522

38、4479 参考文献 PAGEREF _Toc265224479 h 52 HYPERLINK l _Toc265224480 附 录 PAGEREF _Toc265224480 h 53 HYPERLINK l _Toc265224481 致 谢 PAGEREF _Toc265224481 h 55第1章 绪 论1.1 设计选题的目的目前，世界上啤酒市场的竞争日益激烈，广大消费者对啤酒品种结构和产品质量的要求也越来越高，相应的新品种也层出不穷。因而，很有必要将这方面得计书加以科学地总结和分析以推动啤酒产品多样化在广度和深度上的健康发展，随着人们生活水平的提高，饮食消费结构的不断改变，啤酒已进入

39、了千家万户。但是我国人均啤酒的消费还没有达到世界平均水平。所以建设新的、大型的啤酒厂，增加产量，就可以满足人们将来物质生活的需求。所以，设计啤酒厂是有意义有必要的。另外，此次选题是教研室下达的任务。是根据教学的实际需求来选定的。1.2 设计工作的意义啤酒含有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6-7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

40、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。 通过这次的选题，查阅资料，使我们在设计中进一步掌握了啤酒的工艺方法为今后走上工作岗位打下了坚实的基础。1.3 中国啤酒产业的发展趋势行业结构的变化：集团化、规模化。企业数量继续下降，青岛、燕京、华润的下属企业会继续增加，生产能力和年产量还将持续增长。珠啤、金星、哈啤等二级集团也会迅速扩张。一业为主，多元发展。大多数啤酒企业集团在把啤酒业做强的同时依靠自身优势进入其他行业进行多元化发展。如青啤进入茶饮料业、葡萄酒业，燕啤进入生物制药业，蓝剑下属20多家进入其他产业等。信息化。知识经济时

41、代，企业对信息的利用效率和利用程度成为提高企业竞争力的重要方面，啤酒企业对加快企业信息化建设更加重视。一方面加快内部信息化建设，如青啤、珠啤、燕啤、哈啤投资数千万元上ERP系统，许多企业建立内部局域网等；另一方面加快外部信息沟通和利用。更多的企业成立信息中心，加强对外部商业情报的收集、分析、利用。科技化。科技永远是第一生产力，加快科技进步是啤酒企业未来竞争的焦点之一。在纯生技术进一步提高的同时，啤酒企业会在啤酒保鲜度、延长保鲜期等方面不断创新。产品多样化。传统的普通啤酒依然会是主流，但随着越来越多个性化产品的不断出现，功能性保健啤酒、果汁啤酒、无醇啤酒等特色啤酒的消费量会越来越大。企业所有制结

42、构多元化。国有企业逐渐退出，股份制企业、多种所有制混合式企业、民营企业得到大发展，新一轮的中外合资企业也会增多，不过合资的形式发生了改变。市场结构的变化：在城市市场，新一轮消费高潮掀起，中高档啤酒市场、特色啤酒市场、女士啤酒市场得到发展。在农村市场，随着农村经济的快速发展，啤酒消费出现稳步增长趋势。传统的企业经销商消费者的渠道模式受到挑战，企业消费者的直销模式得到快速发展，尤其是电子商务的发展使网上营销在啤酒行业得到大发展。1.4 课题研究内容及方法 设计依据本设计是根据齐齐哈尔大学生命科学与工程学院生物工程教研室布置的毕业设计大纲要求来进行设计的。 设计范围本设计为年产5万吨8P的啤酒厂，重

43、点设备发酵罐，发酵工段为重点工段。该设计包括工艺方法及流程的选择论证、物料衡算、耗热量衡算、耗冷量衡算、设备选型及论证、重点设备的详细设计、车间的布置、绘制图纸（发酵工艺流程图、糖化工艺流程图、发酵车间平面布置图、发酵车间立面布置图、重点设备装配图），三废处理等。 指导思想设计出来的啤酒厂要求投资小、技术高、运行稳定、管理方便、环境好。最重要的一点是生产成本低。在工艺方面，力求合理性和先进性；在设备方面，采用先进技术及机械化、自动化生产控制，提高劳动生产率；在经济上，要做到合理利用资源，降低能耗，减少污染，保护环境，减少浪费。1.5 厂址的选择地理位置一般工厂厂址选在城镇的郊区，考虑微生物发酵

44、工厂对环境因素的特殊要求，需要地势平坦，利于排水，有丰富的水源。齐齐哈尔市地处黑龙江省中西部的松嫩平原，嫩江穿流而过，有着优质的水源。齐齐哈尔市还是黑龙江省的第二大城市，人口超过五百万，有着巨大是市场潜力，故齐齐哈尔市理想的建厂地址。气象资料是工厂总平面布置的重要依据之一。厂址应该接近原料产地，保证供应方便，减少运输损失。齐齐哈尔市当地盛产大米和小麦，为啤酒厂的原料供应提供了充足的保证。年辐射量为每平方厘米110至120千卡。 工艺选择1.保证产品质量符合国家的标准2.尽量采用成熟的，先进的技术和设备。2.选择生产方法主要依据原料的来源，种类和性质。 设备的选择保证工艺的安全性和可靠性，经济上

45、的合理性，技术先进，投资省，加工方便，运行费低，操作清洗方便。主要方法：1.查阅资料，确定工艺方法以及流程2.进行设计衡算（如物料衡算）3.设计图纸绘图4.撰写设计说明书。第2章 啤酒工艺选择与论证 啤酒原料 酿造用水1水是啤酒酿造最重要的原料，酿造水被称为“啤酒的血液”。酿造水质不仅决定着产品的质量和风味，而且还直接影响着酿造的全过程。水的质量要求：本设计为经典啤酒，色泽较浅，水的残碱度RA值要求小于0.89mmol/L，水中Ca至少为4050mg/L，另外，Ca和Mg比例要大于3:1。Mg过高会使啤酒产生苦味。水的镁硬小于等于0.89mmol/L，水中含盐量要求很低。 麦芽采用浅色麦芽，麦

46、芽外观整齐，除根干净，不含杂草、谷粒、尘埃、枯芽、半粒、霉粒、损伤残粒等杂质，色泽淡黄而有光泽。麦芽应有特殊的香味。不应有霉味、潮湿味、酸味、焦苦及烟熏味等。 酒花酒花能够赋予啤酒爽口的苦味和愉快的香味，增加麦汁和啤酒的防腐能力；增加啤酒的泡持性；酒花与麦汁共同煮沸，能促进蛋白质的凝固，有利于麦汁的澄清，有利于啤酒的非生物稳定性。本设计采用颗粒酒花制品。 辅料以价格低廉而富含淀粉的谷类作为辅料可以提高麦汁收得率，制取廉价麦汁，以达到降低成本的目的，辅料的蛋白质易氧化的多酚物质含量明显低于麦芽，这有利于降低啤酒的色度和改善啤酒的非生物稳定性。大米是啤酒厂最常用的辅料，其特点是价格低廉，蛋白质、多

47、酚物质和脂肪含量低于麦芽，而淀粉含量高于麦芽，本设计采用大米作为辅料，生产出的啤酒具有色泽浅、口味清爽、泡沫细腻、酒花香突出，非生物稳定性好等特点。 酵母在实际生产中最常用的酵母有两大类：上面酵母和下面酵母。二者形态上存在明显的差别。上面酵母又叫表面酵母，其母细胞和子细胞能够长时间相互连接，形成多枝的牙簇 ，下面酵母又叫底面酵母、贮藏酵母，其母细胞和子细胞增殖后彼此分开，几乎都是单细胞或几个细胞连接。本设计设计的是经典型啤酒，色泽浅，采用的是下面发酵技术，故选用下面酵母。 麦汁制备2 麦芽及辅料的粉碎理论麦芽和谷物原料经过粉碎后才能很好的溶解，并且粉碎质量对糖化过程中物质的生化变化、麦汁组成、

48、麦汁过滤和原料的利用率都有重要作用，从理论上讲，麦芽粉碎的越细，其内含物的溶解就越迅速、越完全，化学和酶促反应更容易进行，因此就能获得最佳收得率，然而。在实际生产中，不能将麦芽粉碎的太细，因为麦芽和淀粉颗粒各具有不同的性质，麦芽的粉碎只需达到一定的程度即可。 麦芽的粉碎麦芽的粉碎大致可分为干法、湿法、回潮增湿和浸润增湿4种，本设计采用湿法粉碎。湿法粉碎是将麦芽以50左右热水浸泡1520min，使麦芽含水量达到约30%后，在进入对辊粉碎机（两辊间隙0.35-0.45mm），在粉碎的同时，将糖化用水（料水比在1:3以上）送入粉碎机对粉料调浆，边粉碎边投入糖化锅。湿法粉碎包括不少优点，由于湿法粉碎对

49、麦芽进行了预浸，使麦壳的韧性有所增加，所以麦壳可以保持完整。这样过滤槽中的麦层较为疏松，是麦汁过滤速度加快，并减少皮壳中有害成分的浸出，无粉尘。另外由于麦粒内容物预先吸水，容易磨成浆状细粒，这样，有利于颗粒的糊化。酶的游离和可溶成分的溶出。过滤槽单位面积负荷较大，达250350kg/m ，与糖化室可在同一平面。 辅料的粉碎辅料常用的粉碎方法为干法粉碎，本设计采用的辅料为大米，大米的粉碎多采用对辊粉碎机，粉碎要求细一些好， 糖化工艺的选择与论证利用麦芽所含的各种水解酶，在适宜的条件（温度、pH值、时间）下，将麦芽和麦芽辅料中的不溶性高分子物质逐步分解为可溶性低分子物质，这个分解过程称为糖化。从麦

50、芽和麦芽辅料中溶解出来的物质称为浸出物。浸出物主要有各种发酵性的糖类（麦芽糖、麦芽三塘、葡萄糖），非发酵性的糖、蛋白质、麦胶物质和矿物质组成、麦汁中的糖类比大麦原有糖类（蔗糖、果糖）的含量有所增加，在11-12 P的麦汁中，这些可发酵性糖占总浸出物的61%-65%,决定了麦汁的最终发酵度。麦汁中浸出物与投料量比值的百分数称为浸出率。在糖化过程中约有75%-80%的原料内容物能够浸出，未溶解的残余物将和麦糟一起排出。糖化的目的是利于各种酶的作用，使不溶性物质溶解出来，从而得到尽可能多的溶解物，并且使麦汁组成适和发酵。糖化的总体目标和要求见下表2-1。表2-1糖化总体目标和要求糖化的总目标糖化的工

51、艺目标数值目标主要影响因素最佳的麦汁组分；较高的浸出率；提高原料的利用率；减小能源消耗；具备良好的过滤性；主发酵和后发酵速；有利于酵母的沉降；良好的啤酒稳定性；良好的过滤性能；减小最终发酵度与外观发酵度的差值小于2%；色度浅；啤酒的还原能力强；口味稳定性好；减少发副产物的量；减少DMS、脂肪酸和羰基化合物的量；麦芽质量；良好的粉碎；通过对温度、时间、PH值和浓度的调整，优化酶的最佳作用条件；(1)糖化方法麦芽的糖化方法通常可分为煮出糖化法和浸出糖化法，煮出糖化法的特点是将糖化醪液分批地加热到沸点，然后与其余未煮沸的醪液温度分阶段地升温到不同酶作用所要求的温度，最后达到糖化终了的温度，煮出糖化法

52、设备复杂，操作也比较复杂，工作时间长，生产成本高，设备多，占地面积大，投资较高。浸出糖化法的特点是：糖化醪液自始自终不经煮沸，单纯依靠酶的作用浸出各种物质，麦汁在煮沸前仍保留一定的酶活力，同时，浸出糖化法设备比较简单，操作简单，工作时间短，生产成本低，占地面积小。生产的啤酒柔和、淡爽，因而，本设计采用浸出糖化法工艺。糖化的具体过程:糖化醪与糊化醪兑醪后，醪液不再煮沸，而是直接在糖化锅内升温，达到糖化各阶段所要求的温度。由于只有部分醪液进行煮沸，胚乳细胞壁的高分子麦胶物质及其他杂志溶出较少，所制麦汁色泽浅，黏度低，口味柔和，发酵度高，特别适合酿造浅色淡爽型啤酒；而且操作简单，糖化时间短，在3h内

53、即可完成。有关糖化工艺图见下图2-1和图2-2。图2-1糖化工艺图解糖化锅 糊化锅30-35（30min） 50（20min）15min 15min50-55（30-60min） 70（20min）15min 15min煮沸（30min）65-68（30-60min）（碘液反应基本完全） 76-78（10min）过滤 麦汁过滤 麦汁过滤的基本要求及技术指标麦汁过滤的基本要求是迅速、彻底地分离糖化醪液中的可溶性浸出物，尽量减少影响啤酒风味的麦皮多酚、色素、苦味质以及麦芽中的高分子蛋白质、脂肪、脂肪酸和-葡聚糖等物质进入麦汁，从而保证麦汁良好的口味和较高的澄清度3。技术指标应保证过滤的麦汁达到生产

54、所需要的质量要求，尽可能多地获得澄清麦汁，提高生产率，减少对环境的污染。具体技术指标见表2-4。 麦汁过滤方法及影响因素过滤槽是大多数啤酒厂经常采用的麦汁过滤设备，在啤酒生产中，麦汁过滤方法大致可以分为四类：过滤槽静压过滤法，过滤槽正压过滤法，过滤槽抽吸是负压过滤法，压滤机过滤法。我国大多数啤酒厂均采用过滤槽静压过滤法进行麦汁过滤。本设计采用过滤槽静压过滤法进行麦汁过滤。过滤槽法过滤麦汁是通过筛分效应，滤层效应和深层过滤效应三方面的作用而进行的。麦汁的过滤速度受滤层阻力、滤层渗透性、滤层厚度、麦汁黏度和滤层面积等诸多因素影响。表2-4过滤操作技术指标目标理想值相关因素质量麦汁澄清度30EBC,

55、短期10EBC(小麦麦汁浊度略高)脂肪酸；口味稳定性；苦味质固形物30mg/L;最佳值为0脂肪酸；口味稳定性；碘值；苦味质；回旋沉淀槽凝固物的数量碘值0.2E,煮沸后0.3E 过滤性；生物活性氧含值色度；单宁；苦味质；口味；口味稳定性生产率收得率高实验室值1%；过滤槽的收得率不大于实验室值的0.5%麦芽成本速度快（过滤槽）每天8-14锅个体；贷款；投资环保要求无洗糟残水达到标准其它辅助设备；人员投入；质量；废水；成本出糟残糟剩余量Q2，故取Q1计算=（14-17）/(ln14/17)=15,A=86407/10015=58m2 发酵罐的材料锥形发酵罐置于露天环境，要进行良好的保温，以降低生产中

56、的耗冷量，所用保温材料要求热导率低，密度小，吸水率低，不易燃烧。聚苯乙烯泡沫塑料式最佳绝缘材料，但价格较高，聚苯胺树脂价格较便宜，可现场发泡喷涂，施工方便，但易燃。两种材料的保温厚度为15-20cm，膨胀珍珠岩因易吸水，保温性能要差一些，但价格低廉，使用厚度为20-25cm为宜，结合本设计实际情况，综合考虑选价格中等的聚酰胺树脂作为保温材料。保温材料外部设防护层，采用瓦楞型板材，罐体采用型号为0Cr18Ni9的不锈钢。 椭圆封头的设计常见的上封头有球冠形封头、半球形封头、蝶形封头、椭圆形封头，由于椭圆部分经线曲率平滑连续，故封头中盈利分布计较均匀，另外椭圆形封头深度较半球形封头小得多，易于冲压

57、成形，故本设计采用椭圆形封头。 设计参数的确定1设计压力P设计压力是指发酵罐顶部的最高工作压力，与相应的设计温度一起作为设计载荷条件，其值不得低于工作压力。本设计发酵罐上装有安全阀，考虑到安全阀开启动作的滞后，容器不能及时泄压，设计压力P不能低于安全阀的开启压力，通常设计压力为安全阀开启压力的1.05-1.1倍，本设计采用设计压力为安全阀开启压力的1.1倍。2设计温度设计温度是指容器在正常工作情况下，在相应的设计压力下，设定的受压元件的金属温度，它用于确定材料的许用应力，本设计发酵罐最高的工作温度为16，为安全起见，考虑到发酵罐有保温和保冷措施，及一定的安全性。设计温度取18。3许用应力许用应

58、力是容器壳体、封头等受压元件的材料允许的最高强度。本设计选用的材料为不锈钢0Cr18Ni9型号，查表知其许用应力为137Mpa。4焊接接头系数通过焊接制成的容器，其焊缝的强度比较薄弱，为了补偿焊接时可能出现的焊接缺陷对容器强度的影响，引入了焊接接头系数，它反映了由于焊接连接时材料强度的削弱程度，本设计采用焊接方式为双面焊接，全部无损探伤，故焊接系数为1。5厚度附加量按公式计算得到的容器厚度，不仅要满足强度和刚度要求，而且还要根据实际情况加入一定的厚度附加量C。C=C1+C2式中 C1厚度负偏差，C2腐蚀裕量本设计取C1=0.3mm，C2=1mm，故C=1.3mm。 椭圆封头厚度的计算 式中：计

59、算厚度 K形状系数，此处选标准椭圆形封头，故为1。 设计温度下材料的许用应力，又由材料0Cr18Ni9查表得t=137MPa。 焊接接头系数，=1.则 设计厚度d=+C=2.06+1.3=3.36mm，圆整至4mm。即名义厚度n=4mm。又由于标准椭圆形封头的厚度不小于0.15%Di，0.15%Di=32000.15%=4.8mmn=4mm，（注：为简化计算，取加工减薄量为0）故取厚度为4.8mm，圆整至5mm。 椭圆封头强度校核1：压力校核最大允许工作压力：Pw=式中封头的有效厚度=-C=5-1.3=3.7mm，故Pw=0.32MPaPc=0.176Mpa(设计压力)故压力校核符合要求。2：

60、应力校核: 式中P试验压力，本处取最大工作压力Pw试验压力下的许用应力所以=57.2Mpa0.307MPa(设计压力)2：应力校核 =PDi+(-C)/2(-C) 3200+(5-1.3)/2)=131MPaA-Ae,故A43000-1356=1644mm2，取A4=2000mm2，D2取760mm，D1取和人孔直径相同，为500mm。所以c=2000/(760-500)=7.7mm，取8mm。 标准补强圈的选用由计算结果查补强圈尺寸系列表，选取接管公称直径为450mm的接管，由于B型坡口的补强圈适用于中低压及内部有腐蚀且壳体为内坡口的非全焊透结构，和本设计相符，故采用B型坡口，材质选用和发酵