1、畢業設計說明書作 者： 袁瑀 學 號： 0904150111院 系： 化學工程學院 專 業： 生物 091 題 目：年耗量年耗量 3.2 萬噸啤酒工廠的初步設計萬噸啤酒工廠的初步設計 設計重點設計重點:糖化工段糖化工段 指導者： 張秀庭 副教授 評閱者： 2013 年 6 月 吉 林摘 要本設計主要通過高濃度稀釋的方法釀造10p啤酒，從而提高了糖化設備的利用率，降低了能耗，提高了勞動生產率，降低了費用，使啤酒更加清淡，穩定性提高。此啤酒的釀造方法采用60%的麥芽，40%的大米，經過糊化，糖化，煮沸，過濾，冷卻，發酵而成。糖化工藝采用二次煮出糖化法。發酵設備采用圓筒體錐底發酵罐，發酵周期是14天

2、。噸酒耗糧150.83kg/t。關鍵詞：淺色啤酒；糖化；發酵；工藝設計；酵母；麥芽abstractthe 10 pale beer was brewed by using the method of high gravity dilute, which enhanced the availability of saccharification equipment, decreased the consume of energy, increased the labor productivity, reduced the expenditure of investment, made the b

3、eer milder and enhanced the stability. this beer picks 60% malt, 40% rice. the raw material processed the dextrinize, saccharification, filters, boils, cooling, and one set fermentation process. the fermentation equipment is the bottom of the cone and cylinder body fermenter, the fermentation cycle

4、is 14 days. this design mainly includes, the calculation of mass balance, thermal consumption balance, coldly consumption balance, and the equipment selection as well as the key equipment computation. this design subject is annual output 23000,000 tons, 14brewery.key words：light-colored beer; glycos

5、ylated; fermentation; process design; yeast; malt目 錄摘 要 .iabstract .ii目 錄.iii第 1 章 緒 論.11.1 啤酒以及啤酒生產的概況 .11.2 啤酒的分類 .3第 2 章 設計概論.42.1 設計指導思想.42.2 工藝流程、生產方法、工藝條件 .42.2.1 工藝流程.42.2.2 工藝條件.52.3 原料來源及標準 .82.3.1 原輔料的質量標準.102.3.2 水質要求.102.3.3 產品質量標準.112.4 廠址選擇 .122.5 三廢治理 .122.5.1 污水處理的原則、方法和效果.132.5.2 副產

6、物的綜合利用.14第 3 章 工藝計算.153.1 計算依據 .153.3 澄清冷卻物料衡算.183.4 主發酵的計算.183.5 換算.20第 4 章 設備選型計算.224.1 貯箱和粉碎設備的計算與選型 .224.1.1 貯箱計算.224.2 原料粉碎機生產能力的計算與選型 .244.3 發酵設備的計算 .244.3.1 結構尺寸的計算.244.3.2 錐形發酵罐耗汽量計算.264.4 硅藻土過濾機的計算 .314.5 清酒罐的計算 .31第 5 章 重點設備的選型及計算.325.1 糊化鍋 .325.2 糖化鍋 .335.3 過濾槽的計算 .355.4 麥汁煮沸鍋的計算 .375.5 旋

7、渦沉淀槽的計算 .385.6 薄板冷卻器的計算 .415.7 水箱的計算 .455.8 糖化用泵的選擇 .45第 6 章 耗水量計算.476.1 工藝用水 .476.1.1 糖化用水.476.1.2 洗糟用水.476.1.3 冷卻器冷卻用水.476.1.4 酵母洗滌用水.486.2 非工業用水 .486.2.1 糊化鍋設備刷洗用水.486.2.2 糖化鍋洗刷用水.496.2.3 過濾槽洗刷用水.496.2.4 沉淀槽洗刷用水.496.2.5 煮沸鍋洗刷用水.496.2.6 發酵罐洗刷用水.506.2.7 清酒罐洗刷用水.506.2.8 麥汁冷卻器洗刷用水.506.2.9 過濾機用水.506.2

8、.10 罐裝機清洗用水.516.2.11 洗瓶機用水.516.2.12 殺菌機耗水.516.4 發酵車間地面洗刷用水 .516.5 其他用水 .526.6 全年用水 .52第 7 章 經濟效益計算.547.1 設備投資額 c.547.1.1 糖化車間.547.1.2 發酵車間.547.2 總投資 .54第 8 章 總體平面設計及全廠定員.568.1 總體平面設計的原則及要求 .568.2 全廠定員 .57參考文獻.59致 謝.69第 1 章 緒 論1.1 啤酒以及啤酒生產的概況啤酒是一種含有少量酒精與充足的二氧化碳，具有豐富的泡沫，有著酒花香味以及爽口的苦味，營養豐富，風味獨特的低度釀造酒。簡

9、單的來說，啤酒，是以大麥和其他谷物為原料，并添加少量酒花，采用制麥、糖化、發酵、后處理等特定工序釀造而成的酒精飲料1。啤酒營養豐富，有“液體面包”的稱號，再加上其獨特的口味和口感，深得人們喜愛。啤酒文化跟人類文化一樣，也有著悠久的發展歷史。啤酒也是人們在日常生活中偶然得知后開發釀造的，據說古人是在用麥芽時，將喝剩下的粥放置于容器內2，結果經由自然發酵，偶然得到了喝起來清香爽口、回味無窮的液體。也許，這是啤酒的首次面世吧。最早存有啤酒記錄的，是在公元前三千年前1，在現在伊朗附近的閃米人，他們把啤酒釀造的方法刻在粘土版上，奉獻給農耕女神。這個記錄啤酒釀造的方法，至今還保存著。而在羅浮宮博物館存放著

10、的“蘭色紀念碑”上，記錄著公元三世紀巴比倫居民蘇愛爾蘭人在梅斯波坦因2，以啤酒的方式來祭祀女神表示忠誠的歷史。古時的啤酒皆采用小麥或大麥為原料，以肉桂為香料，這種方法釀造出來的啤酒，約有 20 多種4。在巴比倫，啤酒除了可以做飲用之外，還可以作藥用。公元前六百年前的新巴比倫時代，曾有過使用肉桂、椰子、蜂蜜加香及加入野生蛇麻草（酒花）的跡象5，也有組織合作社行事大規模生產的跡象。在古埃及，啤酒也頗為盛行。古埃及人把制作啤酒的過程以浮雕的形式留在金字塔的背面。他們一般使用杏仁、姜等香料加香。到了十二世紀，德國正式采用了蛇麻草酒花6。這種添加了酒花的啤酒，喝起來由著爽口的口味以及芳香。因而，蛇麻草漸

11、漸為世界各地的啤酒生產所需要，成為了啤酒的“靈魂” 。使啤酒生產漸漸走上工業化道路，必不可少的，是路易巴斯德發明的滅菌技術，甚至直至今日，還在啤酒的生產中起到不可替代的作用。1880 年，漢遜以及耶爾遜，成功研制出將酵母純粹培養之后，對于啤酒生產的質量保證和工業化大規模生產奠定了基礎7。十八世紀后葉，受到歐洲產業革命影響，科學技術迅猛發展，進一步地為啤酒釀造的生產工藝添加了新的活力。啤酒釀造工業在我國，迄今只有八十余年的歷史。1903 年，英國資本家在山東青島開設了英德啤酒公司青島啤酒前身8。而后，沙皇俄國資本家，在哈爾冰開設了了啤酒廠，1921 年，英德資本家，又在上海開設了啤酒廠。由此看出

12、，啤酒行業在我國的發源來自于外國資本主義的入侵9。因而，在解放前，啤酒行業的運作主要靠進口，麥芽、酒花等原輔料都需要外國資本家提供，所以，在時代動蕩的條件下，啤酒行業日趨衰弱，產量不高，品種不多，幾乎陷入停頓狀態。解放后，由于黨和政府給予啤酒行業極大的重視，培養了一大批技術人才，引進先進技術，大力拓展啤酒行業，因而啤酒工業發展極快，從解放前只有幾家啤酒廠，到現在差不多 700 多家10，產量也有了很大程度上的提升。啤酒目前很受廣大市場的喜愛，啤酒生產的工藝條件也已經也已經頗為成熟，目前，啤酒生產已趨向自動化，機械化。工藝條件細節上的改革，可以為啤酒行業注入新的活力。啤酒分會每年都對我國啤酒行業

13、的發展概況進行兩次評價11，其分析基礎是啤酒行業的國家統計局數據和行業統計數據。本次主要根據國家統計局數據對2007 年的啤酒工業概況進行分析。由于在國家統計局的統計中，啤酒行業的范圍包括麥芽加工及啤酒工廠的其他產業，因此其主營業務收入（銷售收入） 、利潤、稅收等經濟指標數據偏大，絕對數可信度較差，但和上年同期對比，所反映的趨勢是比較可信的12。2007 年開始，國家統計局公布的工業指標除產量外，以工業總產值、銷售產值和出口交貨值為主。隨著經濟的不斷發展，人們生活水平的不斷提高13。啤酒作為一種時尚消費品，已成為人們生活眾不可或缺的商品，其市場需求日益漸增。在我國啤酒生產的基礎上，提高啤酒的生

14、產工藝技術，提高生產過程中的自動化水平，提高產品的技術含量14，積極參與國際市場競爭。隨著居民消費水平和消費層次的日漸提高，消費需求日益趨于個性化、多樣化，現有的較為單一的產品不再能能夠滿足消費者的消費需求，新的市場需求在不斷出現，為企業提供了市場機會14。同時隨著市場競爭程度的加劇，企業越來越把競爭的焦點集中到終端消費者身上， “以消費者為中心” 、 “顧客至上”從口號逐漸變成行動，企業越來越關注消費者的需求變化，并通過生產符合消費者需求的個性化產品，以最大限度地滿足消費者的消費需求爭取更多的消費者，獲得消費者的持久忠誠。1.2 啤酒的分類啤酒種類繁多，可以按照酵母品種、生產方式、產品濃度、

15、啤酒色澤、消費對象、包裝容器分為以下幾類。 按酵母品種：按酵母品種，可分為上面發酵啤酒和下面發酵酵母3。上面發酵啤酒是指發酵所用酵母是上面酵母的啤酒，相對的，下面發酵啤酒是指發酵所使用的啤酒是下面酵母的啤酒。 按生產方式：分為生啤酒和熟啤酒。生啤酒是指包裝后不經巴氏滅菌就直接銷售的啤酒；熟啤酒是指在包裝后，經過巴氏滅菌的啤酒。 按產品濃度，可分為中、高、低濃度型三種。高濃度：原麥汁濃度 16%以上；中濃度：原麥汁濃 816%；低濃度：原麥汁濃度低于 8%。 按啤酒色澤深淺：可分為淺色啤酒、濃色啤酒。淺色啤酒：色澤淺，呈淡綠色或淡黃帶綠色，酒精含量為 3.33.8%，原麥汁濃度 812%；濃色啤

16、酒：色澤較深，一般呈深紅褐色，黑褐色，酒精含量 45%，原麥汁濃度 1214%2。 按消費對象：可分為無酒精啤酒，無糖或低糖啤酒，酸啤酒等。 按包裝容器：可分為瓶裝，罐裝、桶裝三種。第第 2 章章 設計概論設計概論2.1 設計指導思想本次設計的設計指導思想有以下幾點：樹立正確的設計思想，選擇合理的工藝流程及工藝條件，并加以論證。在工藝上的選擇和設備的選用上為確保工藝穩定、可靠和產品質量，部分采用了傳統式，同時進行了革新改造，引進了一部分國外較先進的技術和設備。盡量采用啤酒生產新技術和成熟的科技成果，經濟上合理。設計中考慮盡量降低操作費用及啤酒的單耗量，使其具有上馬快、收效大的特點。設計考慮到啤

17、酒廠今后的發展趨勢（如增加品種、擴大產量等） ，在建筑和平面布置上及設備選取上，都留有適當的余地，同時又不致于造成現有設備、場地的太大浪費。設計考慮到工人勞動條件的改善及勞動強度的降低，采用了一些新工藝、新設備，同時又確保啤酒質量。考慮到啤酒廠的環境，進行了污水處理、co2 回收等綜合利用，不但改善了環境污染，同時增加工廠的收入。設計采用部分自動化儀表控制，使本廠在機械化、自動化水平上與國外先進水平差距縮短了。培養綜合計算和資料查閱能力，分析和解決實際問題的能力，理論知識的實際應用能力，培養使用 cad 繪圖的能力，編寫技術文件及語言表達能力，獨立設計能力。2.2 工藝流程、生產方法、工藝條件

18、2.2.1 工藝流程啤酒生產的總工藝流程圖，如圖 2-1。輔料（大米） 麥 芽 粉 碎 粉 碎 糊 化 糖 化過 濾酒花添加 煮 沸漩渦沉淀冷 卻酵 母 發 酵過 濾包 裝成 品圖 2-1 啤酒發酵的工藝流程2.2.2 工藝條件 輔料糊化預置水啟動，50（52）下料，保溫 59min，升溫至 73，保溫 50min，升溫至 93，煮沸 10min。打料時先加入乳酸，調節 ph 至 6.06.5，并加入cacl2，打料后加入 -淀粉酶。糊化醪分兩次打入糖化鍋。 糖化44下料，下麥芽粉，側管進水，料水比 1:3032，進料時加 cacl2，h3po4.糖化總時間：從進料到結束，80min。具體流程

19、圖：44下料，保溫 40min第一次兌醪兌醪后 48（蛋白休止） 、保溫 20min第二次兌醪兌醪后 72、保溫 30min（20min 時測碘反應） 、ph5.45.6升溫至 78（升溫速度 11.5/min）打入過濾槽圖 2-2 糖化工段具體流程圖 過濾77.5打醪，打醪前，先加預置水，預置水剛沒過篩板即可，在 46h 內打完醪。預置水來源：a、熱水：7678；b、殘糖水：剩余洗糟水。關閉排糟孔，回流，到麥汁澄清為止。調整耕刀高度 14%。頭號麥汁過濾時間，不超過 1h。洗糟 3 次，水溫 7678，不要太低，ph5.45.6.3 次洗糟水及頭號麥汁，送入麥汁暫存罐，罐滿后過量剩余洗糟水為

20、殘糖水。洗糟水用量（hl）：一次80、二次 150、三次 80.殘糖濃度：一般酒 1be，高檔酒：1.5be.耕刀轉速：過濾：34min/圈（過濾及洗糟） 。排糟：1min/34 圈 煮沸麥汁 10min 打完料，進料加入乳酸，ph4.95.0.煮沸時，從 98.5開始計時，煮沸 7080min，常壓煮沸。加酒花：一次：煮沸 10min，二次：煮沸 20min，三次：煮沸結束前 10min。加入單寧酸、卡拉膠。煮沸時測 3 次濃度：滿鍋、煮沸 30min、結束時。麥汁濃度：9.810.8。麥汁濃度通過控制煮沸時間，洗糟水量控制。 回旋沉淀添加酒花油，麥汁切線進入沉淀槽。進料位置為液面高的 1/

21、3，進料速度711m/s，回旋 20min，靜置 20min，總 40min。出料，三個管線：上排（為主）：液面 2/3，中排：液面 1/10，下排。出料時，順次打開，打料中加酒花油，熱凝固物，酒花糟排放方法：麥汁放完后，由槽上部圓球噴入 8085水，將其打散，由下排排麥汁孔放入殘渣罐內，下批麥汁第一次洗糟時加入。 冷卻以 2.5水或-5-8，酒精做冷媒，使麥汁降至 89。五批麥汁滿一個發酵罐，前 4 批麥汁冷卻后充入氧氣。靜置酒加脯氨酸內切酶：2kg。 發酵滿罐時間 15h，第一批冷卻后直接進罐，第二批加佳偶混合后進罐。滿罐溫度：8.30.2，保持 7 天。自然升溫到 12，進行主發酵，雙乙

22、酰還原（45 天）檔雙乙酰降至 0.09mg/l 以下時，先以 0,25/h，降至 34，再以 0.1/h,降至-10.5，此時，糖度至 20（糖度計）自然升壓至 0.070.08mpa，開始保壓。罐壓 0.06mpa，每開排一次冷凝固物。酒齡 1635d（麥汁滿罐開始計）排冷凝固物，滿罐后 12h、24h、36h、72h，酵母回收和雙乙酰還原期間每天排一次冷凝固物和廢酵母，貯酒時每天排一次凝固物。糖度測定，滿罐時測一次，第 1、2、3d，每 8h 測一次，第 4d，每 24h 測一次，第 5h，2h 測一次，直到糖度降至 20p，保證降糖速度每天不超過 3p。 酵母回收發酵糖度降至最低，糖度

23、不變化時，24h 內回收酵母。每罐開始 18%酵母排掉（1.21.6kl 不作為主酵母）代數不能超過 4 代，第五代干燥后作飼料。原則：鮮收鮮用。2.3 原料來源及標準2.3.1 原料來源及標準本設計的啤酒釀造釀造所需原料主要是大麥、酒花和酵母，原料的質量直接影響所生產的啤酒質量。 大麥大麥是啤酒生產中最重要的原料，他發芽不僅含有較高的淀粉，同時也為糖化生產提供了各種豐富的酶系和含氮物質。對于其選用要經過質量判斷，達標后才能選用，質量判斷包括：感官判斷，物理分析，化學分析，生理檢驗。大麥的質量要求：a.色澤：良好大麥有光澤、淡黃、不成熟大麥呈微綠色，受潮大麥發暗，胚部呈深褐色，受霉菌侵蝕的大麥

24、呈灰色或微藍色。b.氣味：良好大麥具有新鮮稻草香味，受潮發霉則有霉臭味。c.谷皮：優良大麥皮薄，有細密紋路，厚皮大麥則紋路粗糙。d.麥粒形態：麥粒以短胖者比瘦長者為佳，前者浸出物，蛋白質低、發芽快。e.夾雜物：雜谷粒和砂土等應在 2%以下。物理檢驗：f.干粒重：以無水物計干粒重應在 3040g，二棱大麥較六棱大麥重，干粒重高，浸出物相對應亦高。g.麥粒均勻度：按國際通用標準，麥粒腹徑可分為 2.8、2.5、2.2mm 三級，2.5mm 以上大麥粒占 85%者為二級大麥，2.52.2 者為二級大麥，2.2 以下為次大麥，用作飼料。h.胚乳性質：胚乳斷面可分為粉狀，玻璃質和半玻璃質三種狀態。優質大

25、麥粉狀粒喂 80%以上。化學檢驗：i.水分：測定水分是計量干物質的基礎，原諒大麥水分水分不能高于 13%，否則不能貯存，易發生霉變，呼吸損失大。j.蛋白質：蛋白質含量一般要求為 912%，蛋白質含量高，麥芽不易管理，易生成玻璃質，溶解差，浸出物相應的低，成品啤酒易渾濁。k.浸出物：間接衡量淀粉含量的方法，一般為 7280%（干物質計）我國啤酒大麥的質量標準感官指標（一、二、三級相同）：淡黃色、具光澤、無病斑粒、無霉粒和其他異味。理化指標：表 2-2 大麥的理化指標二棱多棱項目優級一級二級優級一級二級水分/%千粒重/g(無水物)發芽力/%發芽率/%大麥浸出物量（無水）/%蛋白質含量（無水）/%選

26、粒試驗（2,5mm 以上）/%夾雜物含量/%破損粒含量/%134295978012850.50.5134090957612.5801.51.0133685907413.5762.02.0134096977612.5750.50.5133592957213.5701.51.0133085907014652.02.0 酒花酒花是啤酒生產重要的原料，它賦予啤酒以純正的苦味和啤酒香氣，同時它還具有一定的防腐和澄清麥汁的能力。對其選用需要通過質量評價，達標后才能選用。質量包括：酒花的感官，酒花的化學鑒定，壓縮酒花技術要求。 酵母酵母是單細胞微生物，在麥汁中起著物質轉化作用。再有氧情況下將發酵糖轉化為水和

27、二氧化碳，再無氧情況下將發酵糖轉化為乙醇和二氧化碳，酵母的選用要根據實際情況，從以下幾點出發選用優質酵母。如：凝聚性和沉淀能力，發酵度，發酵速度，抗熱能力，產孢子能力，對維生素的要求。2.3.1 原輔料的質量標準本設計采用的輔料為：大米。大米為稻屬禾木科屬，普通栽種稻可分為秈稻和粳稻兩個亞種，秈稻粒形長而扁平，稻殼較薄，腹白較薄，加工成果，易折斷，米質脹性較大而顆粒弱，粳稻粒形短而寬，殼厚，耐壓性好，脹性較小而粘性大。大米的相對密度為 1.40 容重為 790830kg/cm3、干粒重喂 2027g由于大米淀粉含量高（7582%） ，無水浸出率高達 9093%，無花色素，含脂肪低（0.21.0

28、%）并含有較多的泡沫蛋白（糖蛋白） 。用它做輔料釀造啤酒，啤酒色澤淺，口味純凈，泡沫潔白細膩，泡持性好。它是優良的啤酒輔料。美國只有高級啤酒才用大米輔料，我國稻米產量為世界第一，稻谷產量占全國糧食總產量的 1/2，因此，啤酒輔料至今習慣用大米。由于大米淀粉顆粒小，結構緊密，糊化困難，在糊化時需要大的加水比（1:6以上） ，而秈稻更難糊化，完全糊化溫度高達 82以上，因此，必須有較多的麥芽或淀粉酶參與下，大米才能在常壓下糊化、液化。經過落谷、輾米后的精米，極不耐貯藏，在貯藏中由于呼吸作用，氧化作用，酶促分解，使米質惡化，特別是脂肪分解后形成的脂肪酸，滲透進入胚乳。充塞于直鏈淀粉的螺旋圈內，導致阻

29、礙淀粉吸水膨脹，使糊化困難，另形成難聞的“陳米臭” ，影響使用口感，同樣影響啤酒的風味。未脫殼的稻谷或輾后的糙米，由于米糠中含有豐富的菲汀及維生素 e，它們是天然抗氧化劑，所以耐貯藏，因此，用大米做輔料，應貯藏稻谷，在使用前加工成果，即只采用“新米”或“陳谷新米”用于釀造。精米在 214下可貯藏 46 月，在 1015可貯藏 23 月，在 30下貯藏 10 天就變質。2.3.2 水質要求啤酒釀造水是指糖化用水和洗滌麥糟用水，這兩部分水直接參與工藝反應，它是啤酒啤酒的主要主要成分，在制造麥芽汁和發酵過程中，許多物理變化，酶反應，生物化學和生物的變化都直接與水質相關，所以釀造用水，是決定啤酒質量的

30、重要因素之一。一般來講，優良的水不應含有對糖化、發酵有不良影響成分，而應能提高酒的質量并賦予啤酒以獨特的風格。一般來講，優良的水不應含有對糖化、發酵有不良影響成分，而應能提高酒的質量并賦予啤酒以獨特的風格。水質是大自然決定的，但我們絕不能被被大自然所束縛，可經過適當的改良處理，較差質的水同樣可以滿足釀造用水的需求，由于的滲透，流經土壤的無機物質和化學性質不同，故各地水所含鹽的種類和數量也是不同的。水質的質量要求：色與透明度：無色透明，無懸浮物及沉淀物。味：將水加熱到 2050，用口嘗應有清爽的味道，不能有咸味，苦味，澀味。細菌總數：大腸菌群：在 37培養 24 小時，1ml 水中的細菌總數不得

31、超過 100 個，并不得有大腸桿菌和八聯球菌存在。ph 中性或偏酸性。銨鹽：水中不應有銨鹽存在，不得超過 0.05mg/l 為限。鐵鹽：0.5mg/以下。硝酸鹽：不得超過 5mg/l。nacl：不得超過 40300mg/l。ca 鹽：每升含硫酸鈣11.5g。硬度：生產淺色啤酒，總硬度以 8以下為宜。有機物：3mg/l 以下。硅酸鹽：30mg/l 以下。其他重金屬離子：微量。2.3.3 產品質量標準 感官要求：啤酒的色澤、香味、風味與酒體，泡沫、透明度和穩定性是構成啤酒質量典型的因素。啤酒的色澤：色度在 0.5(0.1n 毫升數)左右，為淺色和淡綠色。啤酒的香氣：啤酒的香味包括原料麥芽、酒花帶來

32、，麥芽的香味主要在高溫烘焙過程中產生，酒花香氣會在麥汁煮沸過程中揮發相當一部分，但仍有些殘留在啤酒中。啤酒的泡沫：泡沫稱為“啤酒之花” ，起泡性，泡沫性，掛杯性要良好。外觀要潔白、細膩。 保質期瓶裝、罐裝熟啤酒保質期優級、一級不少于 120 天，二級不少于 60 天，瓶裝鮮啤酒保質期不少于 7 天，罐裝、桶裝鮮啤酒保質期不少于 30 天。 理化要求：表 2-3 淡色啤酒理化要求級別項目優級一級二級透明度清亮透明，無明顯懸浮物和沉淀物局部清亮，較透明。外觀濁度/ebc 單位1.01.52.0形態泡沫潔白細膩，持久泡沫潔白較細膩，較持久泡沫尚潔白，瓶裝210180泡沫泡沫性罐裝180120145.

33、011.05.014.0色度/ebc12、12、105.09.55.011.05.012.0單位8無5.012.0香味和口味有明顯的酒花香氣，口味純正，爽口，酒體協調，柔和，無異香，異味。有教明顯的酒花香氣，口味純正，爽口，酒體協調，柔和，無異香，異味。有酒花香氣，口味教純正，無異味。2.4 廠址選擇啤酒廠是全年連續生產的企業，特點是用水量大，且水質要求高，用電時間連續不間斷，原材料與成品運輸量大且銷量多。根據工藝要求和以上特點，本次設計啤酒廠址位于吉林省四平市，伊通河岸邊。那里地勢平坦、地表廣闊，而且周圍無農田用地，靠近公路、鐵路，對原料運輸、成品均十分便利。初設廠占地面積為 10 萬平方米

34、。附近有電源，對長期供電十分方便。廠址瀕臨伊通河，沿途無工廠干擾，污染輕，水質硬度低，經處理后符合飲用水標準，頗適合淡色啤酒的生產。2.5 三廢治理2.5.1 污水處理的原則、方法和效果啤酒廠的廢水情況：廢水來源：設備、容器、管道清洗水。設備、容器、管道內殘留麥汁、啤酒。糖化過濾槽出糟排放帶出的水。糖化回旋沉淀槽熱凝固物。發酵池、灌殘留廢棄酵母。燭式硅藻土過濾機硅藻土排放。洗瓶機堿性廢水、啤酒巴氏消毒機熱廢水。車間地板、墻壁、設備外表清洗水。麥汁、啤酒冷卻器冷卻水。冷凍機、空壓機冷卻水。鍋爐排渣、煙道除塵廢水。啤酒工廠非工藝生活污水。啤酒生產廢水主要污染物來自于設備、管道中殘留的麥汁、啤酒、廢

35、酒花糟、廢麥糟、廢冷和熱凝固物、廢酵母、廢硅藻土、廢紙板、洗瓶堿性水等。污染物形成的廢水含有易消化的有機物，偏酸性。雖然啤酒生產的廢水屬有害而無毒性廢水，但由于每生產 100t 啤酒，排放廢水中 bod 量相當于 1.4 萬人的生活污水，每瓶啤酒的 bod 相當于 1 個人每天生活的污水。因此，由于啤酒廢水污染環境的嚴重狀況，隨著啤酒生產地日益集中化、大規模化、污染環境的問題愈來愈不能忽視。啤酒工廠減少廢水污染的途徑：減少生產用水：糖化車間洗鍋、洗管道水作投料水 分批式糖化中，每批次結束后將用鍋容積 510%水沖洗設備及管道，這部分水完全可以作投料水回收利用。干式排麥糟法：將過濾槽麥糟排出口增

36、加到 24 個，耕糟機裝速可調節，用脈沖式氣流輸送，可干式快速排麥糟。過濾棉洗滌水的減少傳統啤酒過濾采用濾棉餅過濾法，每噸啤酒過濾棉洗滌用水為 0.20.5t。實際上濾棉餅被啤酒酵母、酒花樹脂、蛋白質污染僅僅為濾餅一側表面，如果洗滌濾餅時，撕下被污染表面的薄薄一層，單獨洗滌，則濾棉洗滌用水可節約 50%以上，洗濾時間也可縮短一半。水啤酒回收：在啤酒過濾、清酒罐、裝瓶機等形成的水和啤酒混合物，可通過適當處理全部回收，以減少污水量。啤酒工廠廢水處理通常采用的方法如下：初級沉淀池、活性污泥法、滴濾池法、生物氧化塘法、厭氧處理法、啤酒工廠高濃廢水處國內廢水排放標準：我國 1974 年頒布 gbj4-7

37、3，工業廢水排放標準的第三章第 12 條規定：麥芽與啤酒廠的廢水屬二類廢水，其長遠影響小于第一類有害物質，工廠排放水質應符合 14 項細則，其中，對啤酒工業有限制性的僅前面四項：最高允許排放濃度 ph：69、ss：500mg/l、bod(20，5d)：60mg/l、cod(cr 法)：100mg/l。2.5.2 副產物的綜合利用現代農副產品加工工業為了避免和減少環境污染、為了使寶貴的資源得到最大限度地有效利用，必須把生產中的廢氣、廢渣、廢水回收和利用，進一步開發加工制成有價值的產品。麥糟的利用：麥糟是由麥芽和不發芽谷物原料在啤酒糖化中不溶解物質構成的，主要是由麥芽的皮殼、葉芽、不溶性蛋白質、半

38、纖維素、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組成。麥糟歷來是有價值的飼料，它含有較高的蛋白質，并受到適度分解，作為飼料它的消化率極高，特別適合作牛、馬飼料。二氧化碳的回收：二氧化碳是啤酒發酵中最主要的副產物，近代啤酒釀造技術中二氧化碳又是必不可少的重要原料。二氧化碳合理應用對改進釀造工藝、提高啤酒的質量起著重要的作用。在過濾后的清啤酒中，直接沖入二氧化碳，使之在短時間內溶解和過飽和，簡單和有效地控制成品啤酒中二氧化碳的含量。在近代啤酒轉罐、過濾、清酒罐及裝瓶、裝桶等操作中，為了避免啤酒接觸空氣中氧，減少啤酒中溶解氧、均需要二氧化碳作背壓、備壓、以提高啤酒的非生物穩定性和風味穩定

39、性。啤酒生產中二氧化碳的回收方法：現代回收二氧化碳，包括如下單元操作：收集洗滌壓縮凈化干燥冷卻液化貯存或裝瓶在液化回收二氧化碳時，常采用如下方法：高壓回收、低壓回收。第第 3 章章 工藝計算工藝計算3.1 計算依據工藝采用傳統的四器組合糖化，錐型發酵罐一罐法；以 100kg 混合原料計算，麥芽：大米=60：40，釀造 10淺色啤酒；工藝損耗以國家頒布的一級企業先進指標為計算依據。基礎數據：選澳大利亞麥芽，年耗糧 3.2 萬噸 10淺色啤酒，麥芽：大米=60：35，重點工段為糖化工段。表 31 啤酒生產基礎數據項目名稱代號%說明定額指標原料配比損失率原料利用率麥芽水分大米水分無水麥芽浸出率無水大

40、米浸出率麥芽大米澄清冷卻損失發酵損失過濾損失包裝損失啤酒總損失率wmwnemenmn99613澳大利亞麥芽80.816040351.02.02.52.07.5無無無無無無無對熱麥汁對冷麥汁對發酵后啤酒量對過濾后啤酒量無年生產 320 天，每天糖化 6 次，每頓酒耗糧 158 公斤/噸以下3.2 啤酒生產物料衡算3.2.1 100混合原料生產 10淡色啤酒的物料衡算糖化物料衡算：谷物清凈磨碎損失重量(g)麥芽清凈磨碎損失：0.40%66. 060pm mgmkg玉米清凈磨碎損失：0.24%6 . 004pngnnkgnmggg100混合原料含浸出物的重量(g)麥芽 gm=（mgm） （1wm）e

41、m=m(1wm)em=（58-0.43）（16%）78%=43.99大米 gn=（n-gn） （1wn）en=n(1wn)en=42(112%)95%=33.06g=gm+gn=43.99+33.06=77.05糖化用水量設頭號麥汁濃度為 1418%，現取 b=15%，糖化時原料利用率 =99%，原料含水和糖化時水分蒸發量忽略不計2.254315151007.057%99-100）（）（糖水bbggkg濕麥糟重量（wg）設麥糟（過濾槽排出的非浸出物）含水量 8085%,現取 85%原料非浸出物量=原料重量（1原料水分） （1原料浸出率）原料利用率麥芽非浸出物量2.281%99%801%6160

42、)1w1mgmmm）（）（）（e玉米非浸出物量1.72%99%5 .901%12104)1w1mgnnn）（）（）（e100混合原料非浸出物量00.141.722.281nmggg濕麥糟重量 3.339%85100.14%851gwgkg麥糟吸頭號麥汁量（w）w=wg85%=93.3385%=79.33頭號麥汁收量08.5352.2543%997.057水糖化用水量原料利用率原料浸出物量wg實際頭號麥汁收量=q-q=508.53-79.33=429.20洗糟用水量（w2）w2=w4+w5-w1-w3麥汁帶走的水量 w4：w4=煮沸前麥汁量-原料浸出物量煮沸前麥汁量=煮沸后麥汁量+蒸發水分量=w

43、+wx煮沸后麥汁濃度煮沸后麥汁量g10啤酒最終麥汁濃度為 10%，麥汁煮沸后經漩渦沉淀糙和板式換熱器由于水分自然蒸發濃度提高了 0.2%，因此煮沸后麥汁濃度為 9.8%。則46.446%8 .11%997.057煮沸后麥汁濃度煮沸后麥汁量g蒸發水分量 wx=煮沸前麥汁量蒸發強度蒸發時間即 wx=646.44wx10%1.5wx=114.08煮沸前麥汁量=w+ wx=646.44+114.08=760.52則 w4=760.52-77.0599%=684.24煮沸前麥汁濃度1.15%1%100684.24%997.057%100(%)麥汁總量gb麥糟吸水量（w5）w5=濕麥糟量-濕麥糟中干物質量

44、=93.333-14=79.33原料帶進水量（w3）8.80%1225. 040%6)38. 060()()(3）（nnmmwgnwgmwkg則洗糟用水量 w2=79.33+684.24-432.25-8.80=322.52熱麥汁體積（v）煮沸后麥汁量為 646.44，查生物工程工業分析附表 4-3 得，11.8% 汁的比重為 =1.0484l，100時熱麥汁比 20時其體積膨脹系數為 1.04，熱麥汁體積41.2660484. 104. 146.446v l酒花用量設酒花用量為每百升麥汁添加 0.12則酒花用量77 . 010002. 141.26610002. 1v濕酒花糟重13 . 2%

45、801%40177 . 0%801%)401 (）（ww （40%-煮沸時酒花浸出率；80%-濕酒花糟含水率）3.3 澄清冷卻物料衡算設澄清冷卻損失為熱麥汁的 1%，包括：酒花糟帶走麥汁 0.3%輸送管路損失麥汁 0.3%水分蒸發、體積熱凝固物 0.4% 澄清冷卻總損失為 1%，包括：酒花糟帶走麥汁：641.260.3%=1.92 l輸送管路損失：641.260.3%=1.92 l自然蒸發體積減少量為： l62.10128 .11229 . 1-41.266-229 . 1-1.266冷麥汁體積收縮，設 100熱麥汁冷卻至 6體積收縮為 1.045，則冷麥汁體積收縮為：l6.9921.0451

46、0.62-21.92-641.26-62.10-229 . 1-41.266冷麥汁產量為：641.2611%=634.85 l3.4 主發酵的計算 發酵度原麥汁濃度：%1000665. 11000665. 2anap （a-啤酒乙醇含量，a=4%）%100%9 . 30665. 1100%9 . 30665. 212n，解得 n=4.24真正發酵度=67.64%1001036. 210%100pnp% （p-最終麥汁濃度 p=12%，n-啤酒真實浸出物量） 二氧化碳量:c12h22o11 4c2h5oh + 4co2342 444wco2 52.56設 10啤酒中二氧化碳含量為 0.4%，則溶

47、解在啤酒中的二氧化碳為：634.851.04840.4%=2.66所以發酵排出的二氧化碳量為：26.58-2.66=23.92設二氧化碳在 20常壓下的比重為 1.832/m3,則游離二氧化碳為：vco2=06.13832. 13.922 m3 酵母產量設每百升麥汁在發酵時形成 1.52.5酵母泥，現取 2.0，則酵母產量70.121000 . 234.856w，其中 50%利用與接種，50%做商品酵母（干酵母粉） ，濕酵母含水 85%，干酵母含水 7%，商品酵母20 . 1%712%85170.12）（）（ 發酵液量634.85（1-2%）=622.15 l 成品啤酒物料衡算 濾過后啤酒量：

48、622.15（1-2.5%）=606.60 l 成品啤酒產量：606.60（1-2%）=594.47 l成品啤酒總收率=%70.92641.26 594.47熱麥汁量成品啤酒總損失率=1-92.70%=7.30% 設瓶裝啤酒容量為 0.58 升/瓶59 .104258. 0694.47瓶裝數個 取 1042 瓶 10啤酒噸酒耗糧設 10啤酒每升重 1.012，則噸酒耗糧為6.2216012. 1594.471000100 /t年產 18 萬噸啤酒耗糧：180000166.22=29919600 kg3.5 換算 換算成 100l 成瓶啤酒的各項數據生產 100l 成瓶啤酒相當于 100混合原料

49、生產啤酒的倍數71 . 0594.47100n 倍 （所有數據乘以 n） 換算成 18 萬噸成瓶啤酒量每年生產 18 萬噸啤酒相當于 100混合原料生產啤酒的倍數5100 . 3012. 1594.471000000018n倍 換算成每日產量設每年生產 320 天，則每天生產啤酒相當于 100混合原料生產啤酒量的倍數 935320012. 1594.471000000018n倍 18 萬噸酒中有 10%鮮啤酒（桶裝） ，90%瓶裝 空瓶需要量：810.08358. 0012. 1005. 11000000018 個 瓶蓋：810.09358. 0012. 101. 11000000018 個

50、商標：810.09358. 0012. 101. 11000000018 個 桶裝鮮啤酒量：18000010%=18000 t 成品啤酒收得率：92.70%；噸酒耗糧：166.22/t；總損失率 7.30% 啤酒生產物料衡算表表3-3 啤酒生產物料衡算表物料名稱單位100混合原料100l 成品啤酒量每日生產啤酒量年產 18 萬噸啤酒混合原料用量100179.351043.00107續表 3-3 啤酒生產物料衡算表物料名稱單位100混合原料100l 成品啤酒量每日生產啤酒量年產 18 萬噸啤酒麥芽用量玉米用量酒花用量熱麥汁量l60400.77641.2610.206.800.13109.015.

51、611043.741047.201026.01051.801071.201062.311051.92108冷麥汁量成品啤酒量瓶裝酒瓶數濕麥糟量濕酒花糟量商品干酵母量主發酵放出二氧化碳量糖化用水量洗糟用水量ll個m634.85594.47104293.332.311.0226.5813.06432.25322.52107.92101.06174.0015.870.390.174.482.2273.4854.835.941055.561059.571058.731042.161039.541022.491041.221044.041053.021051.901081.781083. 071082.

52、801076.931053.061057.971063.921061.301089.68107第第 4 章章 設備選型計算設備選型計算4.1 貯箱和粉碎設備的計算與選型設本廠生產日 320 天日糖化批次 6 批表 4-1 物料投料量表物料名稱糖化每天投料量（t）糖化每批次投料量（t）混合原料93.5015.58麥芽56.19.35大米37.46.234.1.1 貯箱計算每批投麥芽 9.35t，采用方形錐底，木結構內襯白鐵皮 (1) 麥芽貯箱 成品麥芽重 500kg/m3 8.715001035. 931v m3設成品麥芽貯箱容積系數 8 . 0則成品麥芽貯箱總容積 23.381vvm3一般采用

53、方形斜錐底，木結構內襯白鐵皮，定箱尺寸a=4m a=0.6mb=3m b=0.4mh=1.5m h=1.5m）（總ab2ab26hbabahbav=）（24. 026 . 034 . 0438315 . 134=24.97 m3 (2)麥芽粉貯箱 每次投料量 g=9.35t麥芽粉比容 c=2.56 m3/t有效容積系數7 . 0麥芽粉貯箱容量4.1937 . 056. 235. 9gcv m3一般采用方形斜錐底，木結構內襯白鐵皮，定箱尺寸a=4m a=0.8mb=2.5mb=0.5mh=2.5mh=2m）（總ab2ab26hbabahbav =35.93(3) 大米淀粉暫貯箱 大米淀粉每次投料

54、量 g=6.23t大米淀粉容重 r=830 kg/m3大米淀粉貯箱容積系數8 . 0成品大米淀粉貯箱總容量9.388 . 0830106.233gvm3一般采用方形斜錐底，木結構內襯白鐵皮，定箱尺寸 1.2a=3ma=0.8mb=2.5mb=0.5mh=1mh=1m）（總ab2ab26hbabahbav=11.72 m3(4) 大米粉貯箱 每次投料量 g=6.23t大米淀粉比容 c=1.43 m3/t有效容積系數7 . 0大米粉貯箱容量 2.7317 . 043. 16.23gcv m3一般采用方形斜錐底，木結構內襯白鐵皮，定箱尺寸a=2.5m a=0.8mb=2.5m b=0.5mh=1.2

55、m h=1.2m）（總ab2ab26hbabahbav =3.15 m34.2 原料粉碎機生產能力的計算與選型麥芽粉碎機麥芽每次投料量 9.35，每次工作 1 小時則：粉碎機生產能力為hkg/350913509選用 c 型麥芽粉碎機，生產能力為 3.2 小時，輥子規格700150 mm配電機 y160l-611， 970 轉/分。4.3 發酵設備的計算4.3.1 結構尺寸的計算一批次冷麥汁體積：99 m3，一日糖化 6 次，醪液入一個發酵罐發酵液容積：v1=699 =584m3設有效容積系數 =0.85698.8285. 05841vv總 m3設 60hc,hb,a21設dddhhd=（61）

56、1，取 hd=41 初步估算d=6.0m查化工設備手冊中材料與零件上冊h1=1150mm ，h0=50mm ，內表面積26.5 m3 ，v=16.87m3則4.76m325.5260cot2h2dv總=v封+v柱+v錐底4.765.514. 31215.514. 34187.16698.8222hh=27.13m4.95.527.13dh 在（46）：1之間錐罐高 h= h1+ h0+ h2+ h=1.15+0.05+4.76+27.13=33.09m表 4-2 設備尺寸表h0（m）h1（m）h2（m）h（m）v（m3）罐表面積（m2）封頭0.051.1516.8726.5錐體4.7637.6

57、894.94柱體27.13644.24468.54總計0.051.154.7627.13698.79589.98表 4-3 發酵罐個數，鮮啤酒占年產量的 10%占全年產量百分率產品熟啤酒（t）24 天 鮮啤酒（t）12 天合計（噸）春季20%32400360036000夏季30%48600540054000秋季30%48600486054000冬季20%324003600360002211in1itt901901qqvv =1200542400486901 =13680 t3.4264.6621520011vvnnii個，取24個把錐形罐排成三排，每排8個罐，共設置24個罐，其中一個備用。4.

58、3.2 錐形發酵罐耗汽量計算 設發酵過程降糖速率相等(1) 主酵階段：溫度由710， 糖度11bx 6bx,時間6天定性溫度：8.5c，定性糖度；9.0 bx升溫所需要熱量q=gc(t2-t1) 式中：g罐內液體量662.64m3c=0.379%+1(1-9%)=0.9433kal/kg.576007.669433. 00456. 11058431qqkal/kg.發酵產生的熱量的反應式： c12h22o11 + h2o 4c2h5oh + 4co2 + q/由發酵工藝可知，每克分子麥芽糖發酵時，將釋放出-48.8-72kal的自由能，自由能將轉化成熱量，使麥汁升溫，現取平均放熱量58kal/

59、g分子，每公斤麥芽糖發酵放出熱量q為：6 .169100034258q kal/kgq2發酵 =g(bx1-bx2)q=58410001.0456（12%-6%）169.6=6213774.95 kal發酵時間為6天：則每小時放熱量為tqq243151.216246213774.95qkal/h升溫所需時間為t/=3.3513151.214576007.66tqq h發酵階段所需冷凝劑帶出的熱量q1=3151.6843.351624576007.666213774.951q kal/ h(2) 高溫還原雙乙酰階段溫度由 1012c，定性溫度 11c，糖度由 6bx4 bx ，定性糖度 5 bx

60、 ，c=0.375%+(1-5%)1=0.9685kcal/kg c升溫所需熱量2q=gc(t2-t1)=58410001.0456(12-10)0.9685=1182791.085kcal發酵放熱2q=g(bx1-bx2)q=58410001.0456(6%-4%)169.6=2071259.317kcal設從發酵結束到雙乙酰還原完畢所需時間為 5 天，則每小時放出的熱量17260.491120071258.3172524q2 qkcal/h所需時間為53.687260.491182791.0851t22 qq h則第二階段高溫還原雙乙酰所需冷凝劑帶出的熱量為：hkcalqqq/7261.8