1、目 錄 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 緒 論 PAGEREF _Toc265224313 h 1 HYPERLINK l _Toc265224314 1.1 設計選題的目的 PAGEREF _Toc265224314 h 1 HYPERLINK l _Toc265224315 1.2 設計工作的意義

2、PAGEREF _Toc265224315 h 1 HYPERLINK l _Toc265224316 1.3 中國啤酒產業的發展趨勢 PAGEREF _Toc265224316 h 1 HYPERLINK l _Toc265224317 1.4 課題研究內容及方法 PAGEREF _Toc265224317 h 2 HYPERLINK l _Toc265224318 1.4.1 設計依據 PAGEREF _Toc265224318 h 2 HYPERLINK l _Toc265224319 1.4.2 設計范圍 PAGEREF _Toc265224319 h 2 HYPERLINK l _T

3、oc265224320 1.4.3 指導思想 PAGEREF _Toc265224320 h 2 HYPERLINK l _Toc265224321 1.5 廠址的選擇 PAGEREF _Toc265224321 h 3 HYPERLINK l _Toc265224322 1.6 工藝選擇 PAGEREF _Toc265224322 h 3 HYPERLINK l _Toc265224323 1.7 設備的選擇 PAGEREF _Toc265224323 h 3 HYPERLINK l _Toc265224324 第2章 啤酒工藝選擇與論證 PAGEREF _Toc265224324 h 4

4、HYPERLINK l _Toc265224325 2.1 啤酒原料 PAGEREF _Toc265224325 h 4 HYPERLINK l _Toc265224326 2.1.1 釀造用水 PAGEREF _Toc265224326 h 4 HYPERLINK l _Toc265224327 2.1.2 麥芽 PAGEREF _Toc265224327 h 4 HYPERLINK l _Toc265224328 2.1.3 酒花 PAGEREF _Toc265224328 h 4 HYPERLINK l _Toc265224329 2.1.4 輔料 PAGEREF _Toc2652243

5、29 h 4 HYPERLINK l _Toc265224330 2.1.5 酵母 PAGEREF _Toc265224330 h 4 HYPERLINK l _Toc265224331 2.2 麥汁制備 PAGEREF _Toc265224331 h 5 HYPERLINK l _Toc265224332 2.2.1 麥芽及輔料的粉碎理論 PAGEREF _Toc265224332 h 5 HYPERLINK l _Toc265224333 2.2.2 麥芽的粉碎 PAGEREF _Toc265224333 h 5 HYPERLINK l _Toc265224334 2.2.3 輔料的粉碎

6、PAGEREF _Toc265224334 h 5 HYPERLINK l _Toc265224335 2.2.4 糖化工藝的選擇與論證 PAGEREF _Toc265224335 h 5 HYPERLINK l _Toc265224336 2.3 麥汁過濾 PAGEREF _Toc265224336 h 8 HYPERLINK l _Toc265224337 2.3.1 麥汁過濾的基本要求及技術指標 PAGEREF _Toc265224337 h 8 HYPERLINK l _Toc265224338 2.3.2 麥汁過濾方法及影響因素 PAGEREF _Toc265224338 h 8 H

7、YPERLINK l _Toc265224339 2.4 麥汁煮沸 PAGEREF _Toc265224339 h 9 HYPERLINK l _Toc265224340 2.4.1 麥汁煮沸設備選擇及優缺點 PAGEREF _Toc265224340 h 9 HYPERLINK l _Toc265224341 2.4.2 麥汁煮沸工藝 PAGEREF _Toc265224341 h 10 HYPERLINK l _Toc265224342 2.5 麥汁后處理 PAGEREF _Toc265224342 h 10 HYPERLINK l _Toc265224343 2.5.1 熱凝固物及冷凝固

8、物的分離 PAGEREF _Toc265224343 h 10 HYPERLINK l _Toc265224344 2.5.2 麥汁的冷卻 PAGEREF _Toc265224344 h 10 HYPERLINK l _Toc265224345 2.5.3 麥汁的充氧 PAGEREF _Toc265224345 h 11 HYPERLINK l _Toc265224346 2.6 啤酒發酵 PAGEREF _Toc265224346 h 11 HYPERLINK l _Toc265224347 2.6.1 啤酒發酵方法的選擇 PAGEREF _Toc265224347 h 11 HYPERLI

9、NK l _Toc265224348 2.6.2 一罐法發酵工藝的論證 PAGEREF _Toc265224348 h 11 HYPERLINK l _Toc265224349 2.6.3 酵母的添加與回收 PAGEREF _Toc265224349 h 12 HYPERLINK l _Toc265224350 2.6.4 發酵設備的降溫控制 PAGEREF _Toc265224350 h 12 HYPERLINK l _Toc265224351 2.7 啤酒過濾 PAGEREF _Toc265224351 h 12 HYPERLINK l _Toc265224352 2.7.1 啤酒過濾理論

10、 PAGEREF _Toc265224352 h 12 HYPERLINK l _Toc265224353 2.7.2 啤酒過濾方式的選擇與論證 PAGEREF _Toc265224353 h 13 HYPERLINK l _Toc265224354 2.8 啤酒的包裝 PAGEREF _Toc265224354 h 13 HYPERLINK l _Toc265224355 第3章 物料衡算 PAGEREF _Toc265224355 h 14 HYPERLINK l _Toc265224356 3.1 物料衡算的意義 PAGEREF _Toc265224356 h 14 HYPERLINK

11、l _Toc265224357 3.1.1 物料衡算基礎數據 PAGEREF _Toc265224357 h 14 HYPERLINK l _Toc265224358 3.1.2 以100kg原料為基準 PAGEREF _Toc265224358 h 14 HYPERLINK l _Toc265224359 3.1.3 以100L啤酒為基準 PAGEREF _Toc265224359 h 15 HYPERLINK l _Toc265224360 第4章 耗熱量的計算 PAGEREF _Toc265224360 h 19 HYPERLINK l _Toc265224361 4.1 糖化用水 PA

12、GEREF _Toc265224361 h 19 HYPERLINK l _Toc265224362 4.2 糊化過程耗熱量Q2 PAGEREF _Toc265224362 h 19 HYPERLINK l _Toc265224363 4.2.1 糊化鍋內米醪由18加熱至100耗熱Q21 PAGEREF _Toc265224363 h 19 HYPERLINK l _Toc265224364 4.2.2 煮沸過程蒸汽帶出熱量Q22 PAGEREF _Toc265224364 h 19 HYPERLINK l _Toc265224365 4.2.3 糊化過程熱損失Q23 PAGEREF _Toc

13、265224365 h 20 HYPERLINK l _Toc265224366 4.3 合醪前糖化鍋需供熱Q3 PAGEREF _Toc265224366 h 20 HYPERLINK l _Toc265224367 4.3.1 糊化鍋內醪液由18加熱至55耗熱Q31 PAGEREF _Toc265224367 h 20 HYPERLINK l _Toc265224368 4.3.2 合醪前熱損失Q32 PAGEREF _Toc265224368 h 20 HYPERLINK l _Toc265224369 4.4 計算合醪后醪液溫度t0 PAGEREF _Toc265224369 h 20

14、 HYPERLINK l _Toc265224370 4.5 合醪后總共需供熱Q4 PAGEREF _Toc265224370 h 20 HYPERLINK l _Toc265224371 4.5.1 合醪后至糖化結束所需熱量Q41 PAGEREF _Toc265224371 h 21 HYPERLINK l _Toc265224372 4.5.2 合醪后至糖化結束時熱損失Q42 PAGEREF _Toc265224372 h 21 HYPERLINK l _Toc265224373 4.6 整個糖化過程需供熱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 過濾時洗糟水耗熱量Q5 PAGEREF _Toc265224375 h 21 HYPERLINK l _Toc265224376 4.9 麥汁煮沸過程耗熱量Q6 PAGEREF _Toc265224376 h 21 HYPERLINK l _Toc265224377 4.9.1 麥汁升溫至沸點耗熱量Q61 PAGEREF _Toc265224377 h 21 HYPERLINK l _Toc265224378 4.9.2 煮

16、沸過程蒸發耗熱量Q62 PAGEREF _Toc265224378 h 22 HYPERLINK l _Toc265224379 4.9.3. 熱損失Q63 PAGEREF _Toc265224379 h 22 HYPERLINK l _Toc265224380 4.10 糖化一次總耗熱量Q總 PAGEREF _Toc265224380 h 22 HYPERLINK l _Toc265224381 4.11 糖化一次總耗用蒸汽量m PAGEREF _Toc265224381 h 22 HYPERLINK l _Toc265224382 4.12 糖化過程每小時最大蒸汽耗量 PAGEREF _T

17、oc265224382 h 22 HYPERLINK l _Toc265224383 4.13 蒸汽單耗 PAGEREF _Toc265224383 h 22 HYPERLINK l _Toc265224384 第5章 耗冷量的計算 PAGEREF _Toc265224384 h 24 HYPERLINK l _Toc265224385 麥汁冷卻耗冷量Q1 PAGEREF _Toc265224385 h 24 HYPERLINK l _Toc265224386 制取冷凍水耗冷量Q1 PAGEREF _Toc265224386 h 24 HYPERLINK l _Toc265224387 發酵耗

18、冷量Q2 PAGEREF _Toc265224387 h 24 HYPERLINK l _Toc265224388 發酵期間發酵放熱Q2 PAGEREF _Toc265224388 h 24 HYPERLINK l _Toc265224389 發酵后期發酵液降溫耗冷Q2 PAGEREF _Toc265224389 h 24 HYPERLINK l _Toc265224390 5.3.3 發酵總耗冷量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 酵母培養耗冷量Q3 PAGEREF _Toc265224392 h 25 HYPERLINK l _Toc265224393 5.5 酵母洗滌用的冷無菌水冷卻耗冷量Q4 PAGEREF _Toc265224393 h 25 HYPERLINK l _Toc265224394 5.6 發酵車間工藝耗冷量Qt PAGEREF _Toc265224394 h 25 HYPERLINK l _Toc265224395 5.7 非工藝耗冷量Qnt PAGEREF _Toc265224395 h 25 HYPERLINK l _Toc265224

20、396 5.7.1 露天錐形罐冷量散失 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 酵母洗滌用水 PAGEREF _Toc265224403 h 27 HYPERLINK l _Toc265224404 6.6 發酵罐洗刷用水 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 過濾機用水量 PAGEREF _Toc265224406 h 28 HYPERLINK l _Toc265224407 6.9 麥汁冷卻器冷卻水（采用一次冷卻法） PAGEREF _Toc265224407 h 28 HYPERLINK l _Toc265224408 6.10 麥汁冷卻器洗水 PAGEREF _Toc265224408 h 28 HYPERLINK l _Toc265224409 6.11 洗瓶機用水 PAGEREF _Toc265224409 h 28 HYPERL

23、INK l _Toc265224410 6.12 裝瓶機洗水（無菌水） PAGEREF _Toc265224410 h 28 HYPERLINK l _Toc265224411 6.13 殺菌機用水 PAGEREF _Toc265224411 h 28 HYPERLINK l _Toc265224412 6.14 冷凍機冷卻水 PAGEREF _Toc265224412 h 28 HYPERLINK l _Toc265224413 6.15 鍋爐房用水量 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 主要設備選型與論證 PAGEREF _Toc265224415 h 30 HYPERLINK l _Toc265224416 7.1 麥芽暫貯箱 PAGEREF _Toc265224416 h 30 HYPERLINK l _Toc265224417 7.2 麥芽粉貯箱 PAGEREF _Toc265224417 h 30 HYPERLINK l _Toc265224418 7.3 大米貯箱 PAGEREF _Toc265224418 h 31 HYPERLINK l _Toc26522441

25、9 7.4 大米粉貯箱 PAGEREF _Toc265224419 h 32 HYPERLINK l _Toc265224420 7.5 糊化鍋 PAGEREF _Toc265224420 h 32 HYPERLINK l _Toc265224421 7.6 糖化鍋 PAGEREF _Toc265224421 h 33 HYPERLINK l _Toc265224422 7.7 過濾槽 PAGEREF _Toc265224422 h 33 HYPERLINK l _Toc265224423 7.8 麥汁暫存槽 PAGEREF _Toc265224423 h 34 HYPERLINK l _To

26、c265224424 7.9 煮沸鍋 PAGEREF _Toc265224424 h 34 HYPERLINK l _Toc265224425 7.10 回旋沉淀槽 PAGEREF _Toc265224425 h 35 HYPERLINK l _Toc265224426 7.11 薄板換熱器 PAGEREF _Toc265224426 h 35 HYPERLINK l _Toc265224427 7.12 清酒罐 PAGEREF _Toc265224427 h 35 HYPERLINK l _Toc265224428 7.13 硅藻土過濾機 PAGEREF _Toc265224428 h 36

27、 HYPERLINK l _Toc265224429 7.14 酵母擴培系統 PAGEREF _Toc265224429 h 36 HYPERLINK l _Toc265224430 7.15 CIP系統 PAGEREF _Toc265224430 h 36 HYPERLINK l _Toc265224431 第8章 發酵罐的設計 PAGEREF _Toc265224431 h 38 HYPERLINK l _Toc265224432 8.1 發酵罐數量的確定 PAGEREF _Toc265224432 h 38 HYPERLINK l _Toc265224433 8.2 發酵罐的基本尺寸 P

28、AGEREF _Toc265224433 h 38 HYPERLINK l _Toc265224434 8.2.1 容積 PAGEREF _Toc265224434 h 38 HYPERLINK l _Toc265224435 8.2.2 發酵罐的直徑 PAGEREF _Toc265224435 h 38 HYPERLINK l _Toc265224436 8.2.3 發酵罐總高 PAGEREF _Toc265224436 h 38 HYPERLINK l _Toc265224437 8.3 冷卻面積 PAGEREF _Toc265224437 h 39 HYPERLINK l _Toc265

29、224438 8.4 發酵罐的材料 PAGEREF _Toc265224438 h 39 HYPERLINK l _Toc265224439 8.5 橢圓封頭的設計 PAGEREF _Toc265224439 h 39 HYPERLINK l _Toc265224440 8.5.1 設計參數的確定 PAGEREF _Toc265224440 h 39 HYPERLINK l _Toc265224441 8.5.2 橢圓封頭厚度的計算 PAGEREF _Toc265224441 h 40 HYPERLINK l _Toc265224442 8.5.3 橢圓封頭強度校核 PAGEREF _Toc2

30、65224442 h 41 HYPERLINK l _Toc265224443 8.6 圓柱筒體的設計 PAGEREF _Toc265224443 h 41 HYPERLINK l _Toc265224444 8.6.1 筒體厚度的計算 PAGEREF _Toc265224444 h 41 HYPERLINK l _Toc265224445 8.6.2 筒體強度校核 PAGEREF _Toc265224445 h 42 HYPERLINK l _Toc265224446 8.7 錐形封頭的設計 PAGEREF _Toc265224446 h 42 HYPERLINK l _Toc2652244

31、47 8.7.1 錐形封頭厚度的計算 PAGEREF _Toc265224447 h 42 HYPERLINK l _Toc265224448 8.7.2 錐形封頭的強度校核 PAGEREF _Toc265224448 h 43 HYPERLINK l _Toc265224449 8.7.3 封頭的剛度校核 PAGEREF _Toc265224449 h 43 HYPERLINK l _Toc265224450 8.8 部分附件設計選型 PAGEREF _Toc265224450 h 43 HYPERLINK l _Toc265224451 8.8.1 正壓保護閥 PAGEREF _Toc26

32、5224451 h 43 HYPERLINK l _Toc265224452 8.8.2 真空閥 PAGEREF _Toc265224452 h 43 HYPERLINK l _Toc265224453 8.8.3 CIP清洗裝置 PAGEREF _Toc265224453 h 43 HYPERLINK l _Toc265224454 8.8.4 溫度傳感器 PAGEREF _Toc265224454 h 43 HYPERLINK l _Toc265224455 8.8.5 液位高度傳感器 PAGEREF _Toc265224455 h 44 HYPERLINK l _Toc265224456

33、 8.8.6 壓力傳感器 PAGEREF _Toc265224456 h 44 HYPERLINK l _Toc265224457 8.8.7 最低液位和最高液位探頭 PAGEREF _Toc265224457 h 44 HYPERLINK l _Toc265224458 8.8.8 人孔 PAGEREF _Toc265224458 h 44 HYPERLINK l _Toc265224459 8.8.9 視鏡 PAGEREF _Toc265224459 h 44 HYPERLINK l _Toc265224460 8.8.10 洗滌液接管 PAGEREF _Toc265224460 h 44

34、 HYPERLINK l _Toc265224461 8.8.11 CO2回收壓縮空氣接管 PAGEREF _Toc265224461 h 44 HYPERLINK l _Toc265224462 8.8.12 冷卻劑進出接管 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 開孔

35、與補強的設計 PAGEREF _Toc265224465 h 45 HYPERLINK l _Toc265224466 開孔與補強理論 PAGEREF _Toc265224466 h 45 HYPERLINK l _Toc265224467 8.9.2 開孔削弱的截面積A的計算 PAGEREF _Toc265224467 h 45 HYPERLINK l _Toc265224468 8.9.3 有效補強范圍的確定 PAGEREF _Toc265224468 h 45 HYPERLINK l _Toc265224469 8.9.4 標準補強圈的選用 PAGEREF _Toc265224469 h

36、 47 HYPERLINK l _Toc265224470 第9章 啤酒的三廢處理 PAGEREF _Toc265224470 h 48 HYPERLINK l _Toc265224471 9.1 廢水的處理 PAGEREF _Toc265224471 h 48 HYPERLINK l _Toc265224472 9.1.1 廢水有氧處理設備 PAGEREF _Toc265224472 h 48 HYPERLINK l _Toc265224473 9.2 廢渣處理 PAGEREF _Toc265224473 h 48 HYPERLINK l _Toc265224474 9.2.1 廢酵母的處理

37、 PAGEREF _Toc265224474 h 48 HYPERLINK l _Toc265224475 9.2.2 硅藻土泥的處理 PAGEREF _Toc265224475 h 49 HYPERLINK l _Toc265224476 9.2.3 麥糟的處理 PAGEREF _Toc265224476 h 49 HYPERLINK l _Toc265224477 9.3 廢氣處理 PAGEREF _Toc265224477 h 49 HYPERLINK l _Toc265224478 結 論 PAGEREF _Toc265224478 h 51 HYPERLINK l _Toc26522

38、4479 參考文獻 PAGEREF _Toc265224479 h 52 HYPERLINK l _Toc265224480 附 錄 PAGEREF _Toc265224480 h 53 HYPERLINK l _Toc265224481 致 謝 PAGEREF _Toc265224481 h 55第1章 緒 論1.1 設計選題的目的目前，世界上啤酒市場的競爭日益激烈，廣大消費者對啤酒品種結構和產品質量的要求也越來越高，相應的新品種也層出不窮。因而，很有必要將這方面得計書加以科學地總結和分析以推動啤酒產品多樣化在廣度和深度上的健康發展，隨著人們生活水平的提高，飲食消費結構的不斷改變，啤酒已進入

39、了千家萬戶。但是我國人均啤酒的消費還沒有達到世界平均水平。所以建設新的、大型的啤酒廠，增加產量，就可以滿足人們將來物質生活的需求。所以，設計啤酒廠是有意義有必要的。另外，此次選題是教研室下達的任務。是根據教學的實際需求來選定的。1.2 設計工作的意義啤酒含有17種氨基酸，多種維生素及碳水化合物、礦物鹽等物質、每升啤酒的熱量可達430卡，相當于6-7枚雞蛋，075升牛奶或50克奶油，被世界營養協會組織列為營養食品，素有“液體面包”之譽。現代科學研究表明，啤酒中所含各種成份、既有較高的營養價值又具良好的藥療效果，啤酒中酒精含量較低，10度黃啤酒含酒精3左右，非但對胃和肝臟無損害，而且可平緩地促進人

40、體血液循環；維生素B1、B6已能維持心臟正常活動，而煙酸則能擴張血管，故它們對心血管系統有益，可加速新陳代謝。 通過這次的選題，查閱資料，使我們在設計中進一步掌握了啤酒的工藝方法為今后走上工作崗位打下了堅實的基礎。1.3 中國啤酒產業的發展趨勢行業結構的變化：集團化、規模化。企業數量繼續下降，青島、燕京、華潤的下屬企業會繼續增加，生產能力和年產量還將持續增長。珠啤、金星、哈啤等二級集團也會迅速擴張。一業為主，多元發展。大多數啤酒企業集團在把啤酒業做強的同時依靠自身優勢進入其他行業進行多元化發展。如青啤進入茶飲料業、葡萄酒業，燕啤進入生物制藥業，藍劍下屬20多家進入其他產業等。信息化。知識經濟時

41、代，企業對信息的利用效率和利用程度成為提高企業競爭力的重要方面，啤酒企業對加快企業信息化建設更加重視。一方面加快內部信息化建設，如青啤、珠啤、燕啤、哈啤投資數千萬元上ERP系統，許多企業建立內部局域網等；另一方面加快外部信息溝通和利用。更多的企業成立信息中心，加強對外部商業情報的收集、分析、利用。科技化。科技永遠是第一生產力，加快科技進步是啤酒企業未來競爭的焦點之一。在純生技術進一步提高的同時，啤酒企業會在啤酒保鮮度、延長保鮮期等方面不斷創新。產品多樣化。傳統的普通啤酒依然會是主流，但隨著越來越多個性化產品的不斷出現，功能性保健啤酒、果汁啤酒、無醇啤酒等特色啤酒的消費量會越來越大。企業所有制結

42、構多元化。國有企業逐漸退出，股份制企業、多種所有制混合式企業、民營企業得到大發展，新一輪的中外合資企業也會增多，不過合資的形式發生了改變。市場結構的變化：在城市市場，新一輪消費高潮掀起，中高檔啤酒市場、特色啤酒市場、女士啤酒市場得到發展。在農村市場，隨著農村經濟的快速發展，啤酒消費出現穩步增長趨勢。傳統的企業經銷商消費者的渠道模式受到挑戰，企業消費者的直銷模式得到快速發展，尤其是電子商務的發展使網上營銷在啤酒行業得到大發展。1.4 課題研究內容及方法 設計依據本設計是根據齊齊哈爾大學生命科學與工程學院生物工程教研室布置的畢業設計大綱要求來進行設計的。 設計范圍本設計為年產5萬噸8P的啤酒廠，重

43、點設備發酵罐，發酵工段為重點工段。該設計包括工藝方法及流程的選擇論證、物料衡算、耗熱量衡算、耗冷量衡算、設備選型及論證、重點設備的詳細設計、車間的布置、繪制圖紙（發酵工藝流程圖、糖化工藝流程圖、發酵車間平面布置圖、發酵車間立面布置圖、重點設備裝配圖），三廢處理等。 指導思想設計出來的啤酒廠要求投資小、技術高、運行穩定、管理方便、環境好。最重要的一點是生產成本低。在工藝方面，力求合理性和先進性；在設備方面，采用先進技術及機械化、自動化生產控制，提高勞動生產率；在經濟上，要做到合理利用資源，降低能耗，減少污染，保護環境，減少浪費。1.5 廠址的選擇地理位置一般工廠廠址選在城鎮的郊區，考慮微生物發酵

44、工廠對環境因素的特殊要求，需要地勢平坦，利于排水，有豐富的水源。齊齊哈爾市地處黑龍江省中西部的松嫩平原，嫩江穿流而過，有著優質的水源。齊齊哈爾市還是黑龍江省的第二大城市，人口超過五百萬，有著巨大是市場潛力，故齊齊哈爾市理想的建廠地址。氣象資料是工廠總平面布置的重要依據之一。廠址應該接近原料產地，保證供應方便，減少運輸損失。齊齊哈爾市當地盛產大米和小麥，為啤酒廠的原料供應提供了充足的保證。年輻射量為每平方厘米110至120千卡。 工藝選擇1.保證產品質量符合國家的標準2.盡量采用成熟的，先進的技術和設備。2.選擇生產方法主要依據原料的來源，種類和性質。 設備的選擇保證工藝的安全性和可靠性，經濟上

45、的合理性，技術先進，投資省，加工方便，運行費低，操作清洗方便。主要方法：1.查閱資料，確定工藝方法以及流程2.進行設計衡算（如物料衡算）3.設計圖紙繪圖4.撰寫設計說明書。第2章 啤酒工藝選擇與論證 啤酒原料 釀造用水1水是啤酒釀造最重要的原料，釀造水被稱為“啤酒的血液”。釀造水質不僅決定著產品的質量和風味，而且還直接影響著釀造的全過程。水的質量要求：本設計為經典啤酒，色澤較淺，水的殘堿度RA值要求小于0.89mmol/L，水中Ca至少為4050mg/L，另外，Ca和Mg比例要大于3:1。Mg過高會使啤酒產生苦味。水的鎂硬小于等于0.89mmol/L，水中含鹽量要求很低。 麥芽采用淺色麥芽，麥

46、芽外觀整齊，除根干凈，不含雜草、谷粒、塵埃、枯芽、半粒、霉粒、損傷殘粒等雜質，色澤淡黃而有光澤。麥芽應有特殊的香味。不應有霉味、潮濕味、酸味、焦苦及煙熏味等。 酒花酒花能夠賦予啤酒爽口的苦味和愉快的香味，增加麥汁和啤酒的防腐能力；增加啤酒的泡持性；酒花與麥汁共同煮沸，能促進蛋白質的凝固，有利于麥汁的澄清，有利于啤酒的非生物穩定性。本設計采用顆粒酒花制品。 輔料以價格低廉而富含淀粉的谷類作為輔料可以提高麥汁收得率，制取廉價麥汁，以達到降低成本的目的，輔料的蛋白質易氧化的多酚物質含量明顯低于麥芽，這有利于降低啤酒的色度和改善啤酒的非生物穩定性。大米是啤酒廠最常用的輔料，其特點是價格低廉，蛋白質、多

47、酚物質和脂肪含量低于麥芽，而淀粉含量高于麥芽，本設計采用大米作為輔料，生產出的啤酒具有色澤淺、口味清爽、泡沫細膩、酒花香突出，非生物穩定性好等特點。 酵母在實際生產中最常用的酵母有兩大類：上面酵母和下面酵母。二者形態上存在明顯的差別。上面酵母又叫表面酵母，其母細胞和子細胞能夠長時間相互連接，形成多枝的牙簇 ，下面酵母又叫底面酵母、貯藏酵母，其母細胞和子細胞增殖后彼此分開，幾乎都是單細胞或幾個細胞連接。本設計設計的是經典型啤酒，色澤淺，采用的是下面發酵技術，故選用下面酵母。 麥汁制備2 麥芽及輔料的粉碎理論麥芽和谷物原料經過粉碎后才能很好的溶解，并且粉碎質量對糖化過程中物質的生化變化、麥汁組成、

48、麥汁過濾和原料的利用率都有重要作用，從理論上講，麥芽粉碎的越細，其內含物的溶解就越迅速、越完全，化學和酶促反應更容易進行，因此就能獲得最佳收得率，然而。在實際生產中，不能將麥芽粉碎的太細，因為麥芽和淀粉顆粒各具有不同的性質，麥芽的粉碎只需達到一定的程度即可。 麥芽的粉碎麥芽的粉碎大致可分為干法、濕法、回潮增濕和浸潤增濕4種，本設計采用濕法粉碎。濕法粉碎是將麥芽以50左右熱水浸泡1520min，使麥芽含水量達到約30%后，在進入對輥粉碎機（兩輥間隙0.35-0.45mm），在粉碎的同時，將糖化用水（料水比在1:3以上）送入粉碎機對粉料調漿，邊粉碎邊投入糖化鍋。濕法粉碎包括不少優點，由于濕法粉碎對

49、麥芽進行了預浸，使麥殼的韌性有所增加，所以麥殼可以保持完整。這樣過濾槽中的麥層較為疏松，是麥汁過濾速度加快，并減少皮殼中有害成分的浸出，無粉塵。另外由于麥粒內容物預先吸水，容易磨成漿狀細粒，這樣，有利于顆粒的糊化。酶的游離和可溶成分的溶出。過濾槽單位面積負荷較大，達250350kg/m ，與糖化室可在同一平面。 輔料的粉碎輔料常用的粉碎方法為干法粉碎，本設計采用的輔料為大米，大米的粉碎多采用對輥粉碎機，粉碎要求細一些好， 糖化工藝的選擇與論證利用麥芽所含的各種水解酶，在適宜的條件（溫度、pH值、時間）下，將麥芽和麥芽輔料中的不溶性高分子物質逐步分解為可溶性低分子物質，這個分解過程稱為糖化。從麥

50、芽和麥芽輔料中溶解出來的物質稱為浸出物。浸出物主要有各種發酵性的糖類（麥芽糖、麥芽三塘、葡萄糖），非發酵性的糖、蛋白質、麥膠物質和礦物質組成、麥汁中的糖類比大麥原有糖類（蔗糖、果糖）的含量有所增加，在11-12 P的麥汁中，這些可發酵性糖占總浸出物的61%-65%,決定了麥汁的最終發酵度。麥汁中浸出物與投料量比值的百分數稱為浸出率。在糖化過程中約有75%-80%的原料內容物能夠浸出，未溶解的殘余物將和麥糟一起排出。糖化的目的是利于各種酶的作用，使不溶性物質溶解出來，從而得到盡可能多的溶解物，并且使麥汁組成適和發酵。糖化的總體目標和要求見下表2-1。表2-1糖化總體目標和要求糖化的總目標糖化的工

51、藝目標數值目標主要影響因素最佳的麥汁組分；較高的浸出率；提高原料的利用率；減小能源消耗；具備良好的過濾性；主發酵和后發酵速；有利于酵母的沉降；良好的啤酒穩定性；良好的過濾性能；減小最終發酵度與外觀發酵度的差值小于2%；色度淺；啤酒的還原能力強；口味穩定性好；減少發副產物的量；減少DMS、脂肪酸和羰基化合物的量；麥芽質量；良好的粉碎；通過對溫度、時間、PH值和濃度的調整，優化酶的最佳作用條件；(1)糖化方法麥芽的糖化方法通常可分為煮出糖化法和浸出糖化法，煮出糖化法的特點是將糖化醪液分批地加熱到沸點，然后與其余未煮沸的醪液溫度分階段地升溫到不同酶作用所要求的溫度，最后達到糖化終了的溫度，煮出糖化法

52、設備復雜，操作也比較復雜，工作時間長，生產成本高，設備多，占地面積大，投資較高。浸出糖化法的特點是：糖化醪液自始自終不經煮沸，單純依靠酶的作用浸出各種物質，麥汁在煮沸前仍保留一定的酶活力，同時，浸出糖化法設備比較簡單，操作簡單，工作時間短，生產成本低，占地面積小。生產的啤酒柔和、淡爽，因而，本設計采用浸出糖化法工藝。糖化的具體過程:糖化醪與糊化醪兌醪后，醪液不再煮沸，而是直接在糖化鍋內升溫，達到糖化各階段所要求的溫度。由于只有部分醪液進行煮沸，胚乳細胞壁的高分子麥膠物質及其他雜志溶出較少，所制麥汁色澤淺，黏度低，口味柔和，發酵度高，特別適合釀造淺色淡爽型啤酒；而且操作簡單，糖化時間短，在3h內

53、即可完成。有關糖化工藝圖見下圖2-1和圖2-2。圖2-1糖化工藝圖解糖化鍋 糊化鍋30-35（30min） 50（20min）15min 15min50-55（30-60min） 70（20min）15min 15min煮沸（30min）65-68（30-60min）（碘液反應基本完全） 76-78（10min）過濾 麥汁過濾 麥汁過濾的基本要求及技術指標麥汁過濾的基本要求是迅速、徹底地分離糖化醪液中的可溶性浸出物，盡量減少影響啤酒風味的麥皮多酚、色素、苦味質以及麥芽中的高分子蛋白質、脂肪、脂肪酸和-葡聚糖等物質進入麥汁，從而保證麥汁良好的口味和較高的澄清度3。技術指標應保證過濾的麥汁達到生產

54、所需要的質量要求，盡可能多地獲得澄清麥汁，提高生產率，減少對環境的污染。具體技術指標見表2-4。 麥汁過濾方法及影響因素過濾槽是大多數啤酒廠經常采用的麥汁過濾設備，在啤酒生產中，麥汁過濾方法大致可以分為四類：過濾槽靜壓過濾法，過濾槽正壓過濾法，過濾槽抽吸是負壓過濾法，壓濾機過濾法。我國大多數啤酒廠均采用過濾槽靜壓過濾法進行麥汁過濾。本設計采用過濾槽靜壓過濾法進行麥汁過濾。過濾槽法過濾麥汁是通過篩分效應，濾層效應和深層過濾效應三方面的作用而進行的。麥汁的過濾速度受濾層阻力、濾層滲透性、濾層厚度、麥汁黏度和濾層面積等諸多因素影響。表2-4過濾操作技術指標目標理想值相關因素質量麥汁澄清度30EBC,

55、短期10EBC(小麥麥汁濁度略高)脂肪酸；口味穩定性；苦味質固形物30mg/L;最佳值為0脂肪酸；口味穩定性；碘值；苦味質；回旋沉淀槽凝固物的數量碘值0.2E,煮沸后0.3E 過濾性；生物活性氧含值色度；單寧；苦味質；口味；口味穩定性生產率收得率高實驗室值1%；過濾槽的收得率不大于實驗室值的0.5%麥芽成本速度快（過濾槽）每天8-14鍋個體；貸款；投資環保要求無洗糟殘水達到標準其它輔助設備；人員投入；質量；廢水；成本出糟殘糟剩余量Q2，故取Q1計算=（14-17）/(ln14/17)=15,A=86407/10015=58m2 發酵罐的材料錐形發酵罐置于露天環境，要進行良好的保溫，以降低生產中

56、的耗冷量，所用保溫材料要求熱導率低，密度小，吸水率低，不易燃燒。聚苯乙烯泡沫塑料式最佳絕緣材料，但價格較高，聚苯胺樹脂價格較便宜，可現場發泡噴涂，施工方便，但易燃。兩種材料的保溫厚度為15-20cm，膨脹珍珠巖因易吸水，保溫性能要差一些，但價格低廉，使用厚度為20-25cm為宜，結合本設計實際情況，綜合考慮選價格中等的聚酰胺樹脂作為保溫材料。保溫材料外部設防護層，采用瓦楞型板材，罐體采用型號為0Cr18Ni9的不銹鋼。 橢圓封頭的設計常見的上封頭有球冠形封頭、半球形封頭、蝶形封頭、橢圓形封頭，由于橢圓部分經線曲率平滑連續，故封頭中盈利分布計較均勻，另外橢圓形封頭深度較半球形封頭小得多，易于沖壓

57、成形，故本設計采用橢圓形封頭。 設計參數的確定1設計壓力P設計壓力是指發酵罐頂部的最高工作壓力，與相應的設計溫度一起作為設計載荷條件，其值不得低于工作壓力。本設計發酵罐上裝有安全閥，考慮到安全閥開啟動作的滯后，容器不能及時泄壓，設計壓力P不能低于安全閥的開啟壓力，通常設計壓力為安全閥開啟壓力的1.05-1.1倍，本設計采用設計壓力為安全閥開啟壓力的1.1倍。2設計溫度設計溫度是指容器在正常工作情況下，在相應的設計壓力下，設定的受壓元件的金屬溫度，它用于確定材料的許用應力，本設計發酵罐最高的工作溫度為16，為安全起見，考慮到發酵罐有保溫和保冷措施，及一定的安全性。設計溫度取18。3許用應力許用應

58、力是容器殼體、封頭等受壓元件的材料允許的最高強度。本設計選用的材料為不銹鋼0Cr18Ni9型號，查表知其許用應力為137Mpa。4焊接接頭系數通過焊接制成的容器，其焊縫的強度比較薄弱，為了補償焊接時可能出現的焊接缺陷對容器強度的影響，引入了焊接接頭系數，它反映了由于焊接連接時材料強度的削弱程度，本設計采用焊接方式為雙面焊接，全部無損探傷，故焊接系數為1。5厚度附加量按公式計算得到的容器厚度，不僅要滿足強度和剛度要求，而且還要根據實際情況加入一定的厚度附加量C。C=C1+C2式中 C1厚度負偏差，C2腐蝕裕量本設計取C1=0.3mm，C2=1mm，故C=1.3mm。 橢圓封頭厚度的計算 式中：計

59、算厚度 K形狀系數，此處選標準橢圓形封頭，故為1。 設計溫度下材料的許用應力，又由材料0Cr18Ni9查表得t=137MPa。 焊接接頭系數，=1.則 設計厚度d=+C=2.06+1.3=3.36mm，圓整至4mm。即名義厚度n=4mm。又由于標準橢圓形封頭的厚度不小于0.15%Di，0.15%Di=32000.15%=4.8mmn=4mm，（注：為簡化計算，取加工減薄量為0）故取厚度為4.8mm，圓整至5mm。 橢圓封頭強度校核1：壓力校核最大允許工作壓力：Pw=式中封頭的有效厚度=-C=5-1.3=3.7mm，故Pw=0.32MPaPc=0.176Mpa(設計壓力)故壓力校核符合要求。2：

60、應力校核: 式中P試驗壓力，本處取最大工作壓力Pw試驗壓力下的許用應力所以=57.2Mpa0.307MPa(設計壓力)2：應力校核 =PDi+(-C)/2(-C) 3200+(5-1.3)/2)=131MPaA-Ae,故A43000-1356=1644mm2，取A4=2000mm2，D2取760mm，D1取和人孔直徑相同，為500mm。所以c=2000/(760-500)=7.7mm，取8mm。 標準補強圈的選用由計算結果查補強圈尺寸系列表，選取接管公稱直徑為450mm的接管，由于B型坡口的補強圈適用于中低壓及內部有腐蝕且殼體為內坡口的非全焊透結構，和本設計相符，故采用B型坡口，材質選用和發酵