x 课程设计（说明书） 年产15万吨啤酒厂设计 An annual output of 150000 tons of brewery design 学生姓名 XXXXX 学院名称 食品（生物）工程学院 专业班级 XXXXXX 学 号 XXXXXX 指导教师 XXX 2013年 4月 22日 PAGE PAGE 10 目录 第一章：厂址选择及总平面设计 1.1 厂址选择 1.1.1 厂址选择的原则 1.1.2 厂址选择从投资和经济效益考虑 1.2 总平面设计 1.2.1 总平面设计的原则及依据 1.2.2 工厂占地面积的估算 第二章：啤酒简单介绍和材料的前处理 2.1啤酒的简单介绍 2.2 大麦的前处理 2.2.1麦芽的制造 2.2.2啤酒酿造 第三章：啤酒的生产工艺流程设计 3.1.1 啤酒生产工艺的简单流程图 3.2.2 具体设备流程图见附录 第四章：物料衡算 4.1 糖化车间物料衡算 4.1.1 工艺技术指标及基础数据 4.1.2 对100kg原料生产12°P淡色啤酒物料衡算 4.1.3 生产1000L12°P淡色啤酒的物料衡算 4.1.4 15万t/a 12°P淡色啤酒糖化车间物料衡算 4.2 糖化车间热量衡算 4.2.1 糖化用水消耗热量Q1: 4.2.2 第一次米醪煮沸消耗热量Q2 4.2.3 第二次煮沸前混合醪升温至70℃的耗热量Q3 4.2.4 第二次煮沸混合醪的耗热量Q4 4.2.5 洗槽水耗热量Q5 4.2.6 麦汁煮沸过程耗热量Q6 4.2.7 糖化一次的总耗热量Q总 4.2.8 糖化一次耗用蒸汽量D 3.2.9 糖化过程每小时最大蒸汽耗量Qmax 4.2.10 蒸汽单耗 4.3 发酵车间的耗冷量衡算 4.3.1 工艺技术指标和基础数据 4.3.2 工艺耗冷量Qt 4.3.3 非工艺耗冷量Qnt 4.3.4 15万t/a啤酒厂发酵车间冷量衡算表 第五章：设备选型 5.1 糖化锅选型 5.2 糊化锅选型 5.3 过滤锅选型 5.4 煮沸锅选型 5.5 回旋沉淀槽选型 5.6 发酵罐选型 第一章 厂址选择及总平面设计 1.1 厂址选择 1.1.1 厂址选择的原则 厂址选择是设计工作的基本内容之一。厂址选择的好坏直接影响设计质量、建设进度、投资大小和产后经营管理情况。因此，我们要好好地选择： 厂址要符合国家下达建厂任务书中所提及的规定和要求； 厂址应符合当地城镇规划的发展要求，并尽量与附近工业企业相配合，以节约基建投资； 厂址的面积和外形应符合啤酒生产工艺的要求，并应留置适当的扩建空间； 厂址的地形应平坦，地质要较有耐力，坡度应不超过3°，便于厂区内运输路线的布置，并尽可能减少土方工程量； 厂址应符合国家卫生、防火和人防等要求； 厂址应当在当地最高洪水水位之上，同时要防止内涝水的腌渍。 1.1.2 厂址选择从投资和经济效益考虑 1、厂址应有较为方便的运输条件，尽量靠近城镇区，减少大量瓶装运输； 2、有一定的供电条件，能满足生产的需要； 3、厂址附近要有水源，且水质较好； 4、厂址应选择在居民区附近，可以减少宿舍、商店等职工的福利设施。 5、还应考虑施工期间的水电供应，劳动力来源，工人居住地，生活、机械等垃圾的处理等； 6、要考虑啤酒厂的综合利用以及啤酒厂的废料处理以及堆放场地。 1.2 总平面设计 1.2.1 总平面设计的原则及依据 1、平面要紧凑，按照任务书的要求以及周围环境的一些条件，尽量紧凑，以节约用地； 2、布置要合理，建筑物必须符合啤酒生产工艺的流程，力求生产线最短，避免交叉、重复；动力设施应接近负荷中心，缩短管路，减少浪费；车间应与食品卫生有影响的综合车间、废品仓库、煤堆、大量烟尘或有害气体车间间隔一定的距离，主车间应设计在锅炉旁的风位，并把大量烟尘排出的车间布置在厂区边缘或常年刮风风向的下风向。 1.2.2 工厂占地面积的估算 估算该啤酒厂占地面积为8-10万平方米。 第二章 啤酒的介绍与预处理 2.1啤酒的简单介绍 啤酒是人类最古老的酒精饮料，是水和茶之后世界上消耗量排名第三的饮料。啤酒于二十世纪初传入 HYPERLINK /view/61891.htm \t _blank 中国，属外来酒种。啤酒是根据英语Beer译成中文“啤”，称其为“啤酒”，沿用至今。啤酒以大 HYPERLINK /view/20415.htm \t _blank 麦芽﹑酒花﹑水为主要原料﹐经酵母 HYPERLINK /view/1461803.htm \t _blank 发酵作用酿制而成的饱含二氧化碳的低 HYPERLINK /view/682440.htm \t _blank 酒精度酒。现在国际上的啤酒大部分均添加辅助原料。有的国家规定辅助原料的用量总计不超过麦芽用量的50%。在德国，除出口啤酒外，德国国内销售啤酒一概不使用辅助原料。在2009年，亚洲的啤酒产量约5867万升，首次超越 HYPERLINK /view/3622.htm \t _blank 欧洲，成为全球最大的啤酒生产地。 2.2 大麦的前处理 2.2.1麦芽的制造 有以下6道工序。大麦贮存﹕刚收获的大麦有休眠期﹐发芽力低﹐要进行贮存後熟。大麦精选﹕用风力﹑筛机除去杂物﹐发芽适宜温度为13～18℃﹐发芽周期为4～6日﹐根芽的伸长为粒长的1～1.5倍。长成的湿麦芽称绿麦芽。焙燥﹕目的是降低水分﹐终止绿麦芽的生长和的分解作用﹐以便长期贮存﹔使麦芽形成赋予啤酒色﹑香﹑味的物质﹔易于除去根芽﹐焙燥後的麦芽水分为3～5%。贮存﹕焙燥後的麦芽﹐在除去麦根﹐精选﹐冷却之後放入混凝土或金属贮仓中贮存。 2.2.2啤酒酿造 有以下5道工序。主要是 HYPERLINK /view/1214221.htm \t _blank 糖化﹑ HYPERLINK /view/35695.htm \t _blank 发酵﹑贮酒後熟3个过程。 原料粉碎﹕将麦芽﹑大米分别由粉碎机粉碎至适于糖化操作的粉碎度。糖化﹕将粉碎的麦芽和淀粉质辅料用温水分别在糊化锅﹑糖化锅中混合﹐调节温度。糖化锅先维持在适于 HYPERLINK /view/809198.htm \t _blank 蛋白质分解作用的温度(45～52℃)(蛋白休止)。将糊化锅中液化完全的醪液兑入糖化锅後﹐维持在适于糖化(β-淀粉和 HYPERLINK /view/889044.htm \t _blank α-淀粉)作用的温度(62～70℃)(糖化休止)﹐以制造麦醪。麦醪温度的上升方法有浸出法和煮出法两种。蛋白﹑糖化休止时间 HYPERLINK /albums/2989/2989.html \l 0$6a2112339801fdba1a4cffac \o 查看图片 \t _blank 及温度上升方法﹐根据啤酒的性质﹑使用的原料﹑设备等决定用过滤槽或过滤机滤出麦汁後﹐在煮沸锅中煮沸﹐添加酒花﹐调整成适当的麦汁浓度後﹐进入回旋沉淀槽中分离出热凝固物﹐澄清的麦汁进入冷却器中冷却到5～8℃。发酵﹕冷却後的麦汁添加酵母送入发酵池或圆柱锥底 HYPERLINK /view/1087356.htm \t _blank 发酵罐中进行发酵﹐用蛇管或夹套冷却并控制温度。进行下面发酵时﹐最高温度控制在8～13℃﹐发酵过程分为起泡期﹑高泡期﹑低泡期﹐一般发酵5～10日。发酵成的啤酒称为 HYPERLINK /view/3886311.htm \t _blank 嫩啤酒﹐苦味犟﹐口味粗糙﹐CO2含量低﹐不宜饮用。後酵﹕为了使嫩啤酒後熟﹐将其送入贮酒罐中或继续在圆柱锥底发酵罐中冷却至0℃左右﹐调节罐内压力﹐使CO2溶入啤酒中。贮酒期需1～2月﹐在此期间残存的酵母﹑冷凝固物等逐渐沉淀﹐啤酒逐渐澄清﹐CO2在酒内饱和﹐口味醇和﹐适于饮用。过滤﹕为了使啤酒澄清透明成为商品﹐啤酒在-1℃下进行澄清过滤。对过滤的要求为﹕过滤能力大﹑质量好﹐酒和CO2的损失少﹐不影响酒的风味。过滤方式有硅藻土过滤﹑纸板过滤﹑微孔薄膜过滤等。 第三章 啤酒的生产工艺流程设计 3.1.1 啤酒生产工艺的简单流程图 3.2.2 具体设备流程图见附录 第四章 工艺计算 4.1 糖化车间物料衡算 4.1.1 工艺技术指标及基础数据 根据我国啤酒生产现状，有关原料配比，工艺指标及生产过程损失等如表所示： 项目 名称 百分比% 定额指标 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 麦芽 75 大米 25 啤酒损失率（对热啤酒） 冷却损失 3 发酵损失 1 过滤损失 1 装瓶损失 1 总损失 6 4.1.2 对100kg原料生产12°P淡色啤酒物料衡算 （1）热麦汁量 根据上表可得原料收得率分别为： 麦芽收得率为： 0.75×（100-6）/100 = 70.5% 大米收得率为： 0.92×（100-13）/100 = 80.04% 混合原料收得率为：（0.75×70.5%+0.92×80.04%）×98.5% = 71.19% 由上述可得100kg原料生产12°P热麦汁量为： （71.79÷12）×100 = 598.3kg 又知12°P麦汁在20℃时的相对密度为1.084，而100℃时的麦汁比20℃时的体积增加1.04倍，故热麦汁100℃时的体积为： （598.3÷1.084）× 1.04 = 574L （2）冷麦汁量： 574×（1- 0.03）= 556.8L （3）发酵液量： 556.8×（1- 0.01）= 551.2L （4）过滤酒量： 551.2×(1- 0.01 ) = 545.7L （5）成品酒量： 545.7×91-0.01) = 540.2L 4.1.3 生产1000L12°P淡色啤酒的物料衡算 根据上述100kg物料衡算结果可知： （1） 生产1000L12°P淡色啤酒所需消耗的原料的量为： （1000/540.2）×100 = 185.1kg （2） 麦芽消耗量：185.1×75% = 138.8kg （3） 大米消耗量：185.1-138.8 = 46.3kg （4） 酒花消耗量：对淡色啤酒，酒花的加入量为0.2%，故酒花的加入量为： （547/540.2）×1000×0.2% = 2.13kg （5） 热麦汁量： （574/540.2）×1000 = 1063.1L （6） 冷麦汁量：（556.8/540.2）×1000 = 1031.1L （7） 湿糖化糟量：设排出的湿麦糟水分含量为80%， 湿麦糟量为：{[（1-0.06）（100-75）]/(100-80)}×138.8 = 163.1kg 湿大米糟量为：{[(1-0.13)(100-92)]/(100-80)}×46.3 = 16.11kg 故湿糖化糟量为：163.1+16.11 = 179.21kg （8） 酒花糟量：设麦汁煮沸过程中干酒花的浸出率为40%，且酒花糟水分含量为80%，则酒花糟量为：[（100-40）/（100-80）]×2.13 = 6.39kg 4.1.4 15万t/a 12°P淡色啤酒糖化车间物料衡算 每年的生产日为300d，旺季150d，淡季150d。设旺季每天糖化6次，淡季每天糖化4次，这样一整年就糖化1500次。把上述三项糖化车间物料衡算结果整理成物料衡算。
