畢業(yè)論文-年產(chǎn)10萬(wàn)噸啤酒廠工藝初步設(shè)計(jì)

目錄1緒言311啤酒工業(yè)的概況312中國(guó)啤酒工業(yè)413啤酒工業(yè)的發(fā)展前景414啤酒的類型515啤酒生產(chǎn)的工藝流程及設(shè)備52設(shè)計(jì)總論621設(shè)計(jì)任務(wù)622廠址選擇723啤酒原料83物料衡算1231100KG65麥芽，35大米原料生產(chǎn)12啤酒的物料衡算1232每批次投料量及產(chǎn)量154熱量衡算1641熱量衡算的意義1642熱量衡算175耗冷量的計(jì)算2351耗冷量計(jì)算的意義2352耗冷量計(jì)算236水平衡計(jì)算2661水衡算的意義2662工藝耗水2763非工藝耗水277主要設(shè)備選型2871斗式提升機(jī)2872粉碎機(jī)2973糖化鍋2974糊化鍋3275平底篩板過(guò)濾槽3476麥汁煮沸鍋3677旋渦沉淀槽4078薄板冷卻器4179啤酒過(guò)濾設(shè)備44710酵母擴(kuò)大培養(yǎng)罐46711清酒罐478重點(diǎn)設(shè)備發(fā)酵罐4881文獻(xiàn)綜述4882發(fā)酵罐的計(jì)算與選形499啤酒的過(guò)濾、包裝與成品啤酒5791啤酒的過(guò)濾5792啤酒的包裝5710啤酒廠廢水處理工藝58年產(chǎn)10萬(wàn)噸啤酒廠工藝初步設(shè)計(jì)1緒言11啤酒工業(yè)的概況啤酒是以大麥（包括特種麥芽）為主要原料，加酒花，經(jīng)酵母發(fā)酵釀制而成的、含二氧化碳的、起泡的、低酒精度（2575）的各類熟鮮啤酒。啤酒作為現(xiàn)在世界最大的飲料，有著悠久的歷史。大約起源于9千年前的中東和古埃及地區(qū)后跨入地中海傳入歐洲。9世紀(jì)末，隨著歐洲強(qiáng)國(guó)侵略而傳入亞洲?，F(xiàn)在啤酒生產(chǎn)幾乎遍及全世界，是世界產(chǎn)量最大的飲料1。啤酒的原料是大麥。大麥?zhǔn)鞘澜缟戏N植最早的谷物之一，幾乎世界上所有的地區(qū)都可種植，它的產(chǎn)量在小麥玉米稻谷之下，居第四位。而且大麥不是人類的糧食，習(xí)慣上做飼料。釀制后的酒糟中蛋白質(zhì)含量得到相對(duì)密集。更適合于做飼料，眾多原因使得用大麥只啤酒得到發(fā)展。啤酒是酒精含量最低的飲料酒，而且營(yíng)養(yǎng)豐富，人們適量飲用，酒精對(duì)人體的毒害相對(duì)較小。在1972年世界第九次世界營(yíng)養(yǎng)協(xié)會(huì)上，曾推薦啤酒為營(yíng)養(yǎng)食品2。雖然啤酒的主要原料是大麥，但隨著口味的變化，也適量加一些輔料，如大米薯類等，并添加少量酒花，采用粉碎糖化糊化冷卻發(fā)酵等特定工藝釀制而成啤酒。最早的啤酒原型與現(xiàn)代啤酒大不一樣。它是將大麥加水貯在敞口的罐里，讓空氣中酵母進(jìn)入，發(fā)酵一定時(shí)間后，溢出的液體即為啤酒。古代的啤酒不用酒花，而是加入不同種類的草藥和香料，特別是德國(guó)用者較多，另外還有往啤酒中加糖，加檸檬3。使用酒花最早的是德國(guó)和埃及。但是直到十五世紀(jì)末，才正式確定酒花為啤酒的香料。18501880年間，法國(guó)的巴斯德確定了微生物生理學(xué)特點(diǎn)，得到了發(fā)酵本質(zhì)是由微生物進(jìn)行一系列化學(xué)變化的結(jié)論，并創(chuàng)立了巴斯德滅菌法。1837年，在丹麥的哥本哈根城市里，世界第一家工業(yè)化瓶裝啤酒的工業(yè)誕生。然后大大小小的啤酒廠在歐洲相繼建立起來(lái)。啤酒的生產(chǎn)技術(shù)以德國(guó)丹麥等國(guó)較先進(jìn)。目前，世界啤酒工業(yè)總的特點(diǎn)是（1）設(shè)備大型化（2）生產(chǎn)自動(dòng)化（3）生產(chǎn)周期短（4）經(jīng)濟(jì)效益高4。啤酒可分為兩大類一類是以德國(guó)、丹麥、荷蘭為典型的下面發(fā)酵法啤酒，例如比爾森啤酒，另一類是英國(guó)、澳大利亞、加拿大、南非等采用上面發(fā)酵法生產(chǎn)的愛(ài)爾蘭啤酒2。12中國(guó)啤酒工業(yè)中國(guó)在四五千年前就有古代啤酒，中國(guó)周朝尚書(shū)的“說(shuō)命篇”記載了“若作酒醴，爾惟曲蘗”。“蘗”就是發(fā)芽的谷物，“醴”就是由蘗糖化后發(fā)酵的“古代啤酒”。中國(guó)近代啤酒是十九世紀(jì)末，隨著歐洲強(qiáng)國(guó)向東方的侵略，啤酒生產(chǎn)工藝才傳入我國(guó)的。中國(guó)啤酒大發(fā)展是40年代末至80年代。這期間各省市縣普遍建廠，以年產(chǎn)13萬(wàn)噸的中小型廠為主，至1988年，由啤酒廠和車間813家。隨著啤酒工業(yè)的發(fā)展，90年代中期以后向大型化、集中化、集團(tuán)化發(fā)展?，F(xiàn)在已經(jīng)有近30家啤酒企業(yè)年產(chǎn)量超過(guò)10萬(wàn)噸，這些大型廠的產(chǎn)量已超過(guò)全國(guó)產(chǎn)量的25，年產(chǎn)510萬(wàn)噸的中型啤酒廠已超過(guò)40家，年產(chǎn)量在全國(guó)總產(chǎn)量的20以上。1995年以前，啤酒年增長(zhǎng)還在10以上，而啤酒廠數(shù)卻以10左右的速度遞減。2002年中國(guó)啤酒總產(chǎn)量首次超過(guò)美國(guó)，成為世界第一大啤酒生產(chǎn)國(guó)13啤酒工業(yè)的發(fā)展前景啤酒是一種古老的酒，也是一種世界性的酒。因?yàn)楦缓鞍踪|(zhì)、碳水化合物、維生素、礦物質(zhì)等豐富的營(yíng)養(yǎng)成分，有益于人的身體健康，素有“液體面包”的美稱。1972年在世界第九次營(yíng)養(yǎng)食品會(huì)議上啤酒被推薦為營(yíng)養(yǎng)食品，而實(shí)際上各國(guó)把它作為營(yíng)養(yǎng)性的清涼飲料來(lái)生產(chǎn)的，因此啤酒具有廣闊的發(fā)展前景。未來(lái)啤酒行業(yè)發(fā)展具有以下特點(diǎn)1地方特色，產(chǎn)品多樣化2發(fā)展低熱量和無(wú)酒精啤酒3工廠大型化、集約化4大力推進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新，采用新技術(shù)，推進(jìn)生產(chǎn)過(guò)程的機(jī)械化、連續(xù)化、自動(dòng)化和高效化5生產(chǎn)專業(yè)化，重視原料基地建設(shè)14啤酒的類型A按原麥汁濃度分1營(yíng)養(yǎng)啤酒糖度255BX酒精度05182佐餐啤酒糖度49BX酒精度12253儲(chǔ)藏啤酒糖度1014BX酒精度29424高濃度啤酒糖度1322BX酒精度3555B按所用的酵母種類分I用上面酵母發(fā)酵的啤酒。II用下面酵母發(fā)酵的啤酒。C按啤酒的色澤分I淺色啤酒以捷克的比爾森啤酒為典型代表。II濃色啤酒棕啤，紅啤。III黑啤酒以德國(guó)的慕尼黑啤酒為代表。IV綠啤酒因添加螺旋藻而呈綠色。V小麥啤酒，又稱白啤酒，顏色淺黃，有脂香味。D以成品啤酒殺菌與否分I鮮啤酒未經(jīng)巴氏殺菌即銷售。II熟啤酒經(jīng)過(guò)巴氏殺菌即銷售。III純生啤酒成品啤酒經(jīng)過(guò)超濾等方法進(jìn)行無(wú)菌過(guò)濾，而不經(jīng)過(guò)巴氏殺菌。E按包裝容器分瓶裝、罐裝、桶裝啤酒。F以銷售渠道分內(nèi)銷酒、外銷酒。G特殊類型啤酒綠啤酒、無(wú)醇啤酒（酒精2以下）、甜啤酒、粉末啤酒、乳酸啤酒、果味啤酒、姜汁暖啤酒。15啤酒生產(chǎn)的工藝流程及設(shè)備現(xiàn)在，大部分工廠采用浸出糖化法的工藝，其工藝流程圖簡(jiǎn)介如下水麥糟酒花酵母原粉糖過(guò)煮沉冷發(fā)過(guò)成品料碎化濾沸淀卻酵濾酒生產(chǎn)線包括以下幾部分的設(shè)備1粉碎設(shè)備一般采用錐磨式，對(duì)輥或鋼刀式粉碎機(jī)，這些設(shè)備不但能夠滿足合理的粗細(xì)粉差及破而不碎的工藝要求，而且機(jī)身靈巧，占地少，噪音小，沒(méi)有粉塵污染。2組合糖化設(shè)備采用四器組合，即一只糖化鍋，一只糊化鍋，一只過(guò)濾槽，一只麥汁煮沸鍋，這樣的組合從設(shè)備利用角度考慮是合理的，適用于大中型工廠。3冷卻設(shè)備近年來(lái)，一般采用薄板冷卻器，其特點(diǎn)是板間間隙很小，冷熱流體以薄膜狀流動(dòng)，故傳熱效率高，由于傳熱壁由板片組成，因此在很小的空間內(nèi)擁有很大的傳熱面積，機(jī)身很輕巧，易于裝卸和清洗，該種冷卻器不易發(fā)生流體短路現(xiàn)象，且是密閉操作，麥汁不受外界感染，為較理想的冷卻設(shè)備。4發(fā)酵設(shè)備采用圓柱錐底發(fā)酵罐，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以自身絕緣保溫，置于露天以節(jié)約冷庫(kù)面積，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，投資費(fèi)用及生產(chǎn)費(fèi)用較低，發(fā)酵周期短，便于回收酵母和回收二氧化碳，可以進(jìn)行原位清洗，改善勞動(dòng)條件和衛(wèi)生條件，可用作前、后發(fā)酵用。5過(guò)濾設(shè)備采用硅藻土過(guò)濾機(jī)進(jìn)行粗濾，薄板啤酒過(guò)濾機(jī)進(jìn)行精濾5。2設(shè)計(jì)總論21設(shè)計(jì)任務(wù)211發(fā)酵任務(wù)年產(chǎn)10萬(wàn)噸啤酒廠的初步設(shè)計(jì)。212重點(diǎn)設(shè)備發(fā)酵罐圓柱錐底發(fā)酵罐以廣泛用于上面或下面發(fā)酵的啤酒生產(chǎn)，錐形罐可單獨(dú)用于前發(fā)酵或后發(fā)酵，還可以將前后發(fā)酵合并在該罐進(jìn)行。這種設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)在于能縮短發(fā)酵時(shí)間，而且具有生產(chǎn)上的靈活性。故能適應(yīng)于生產(chǎn)各種啤酒的要求。以滅菌的新鮮麥汁與酵母由底部進(jìn)入罐內(nèi)，發(fā)酵最旺盛時(shí)，使用冷卻夾套維持適宜的發(fā)酵溫度。冷媒多用己二醇或冷媒溶液。優(yōu)點(diǎn)是能耗低，采用的管徑小，生產(chǎn)費(fèi)用可以降低。最終沉淀在錐底的酵母，可以打開(kāi)錐底閥門(mén)把酵母排出罐外，部分酵母流作下次待用。二氧化碳?xì)怏w由罐頂排出。罐身和罐蓋上均有人孔，以觀察和維持發(fā)酵罐內(nèi)部。罐頂裝有壓力表，安全閥和玻璃視鏡。為了在釋放成品啤酒時(shí)把啤酒打到一定高度，可在罐底加二氧化碳充氣管。罐身還裝有取樣管和溫度計(jì)管。設(shè)備外部包裝良好的保溫層，以減少冷量的消耗。213設(shè)計(jì)步驟首先選擇要合理可行，盡量用先進(jìn)的工藝流程；其次，進(jìn)行各項(xiàng)工藝的計(jì)算。生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)在初步階段，可分為下面幾個(gè)步驟（1）選擇并確定工藝流程，確定技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。（2）確定生產(chǎn)工藝參數(shù)，進(jìn)行各種計(jì)算。（3）設(shè)備的選型和計(jì)算，確定生產(chǎn)設(shè)備的規(guī)格和臺(tái)數(shù)。（4）車間設(shè)備布置的方案比較和設(shè)備配套的平面圖和空間關(guān)系的確定及設(shè)計(jì)制圖。（5）向配套專業(yè)提出設(shè)計(jì)要求和有關(guān)資料，查閱與啤酒設(shè)計(jì)有關(guān)的各種資料。（6）正式繪制車間生產(chǎn)設(shè)備布置圖，工藝流程圖，編制設(shè)備表和主要材料估算表。（7）編寫(xiě)初步設(shè)計(jì)有關(guān)生產(chǎn)部分文件。22廠址選擇廠址選擇是基本建設(shè)前期的重要一環(huán)，在工廠設(shè)計(jì)中，具有明顯的政治經(jīng)濟(jì)技術(shù)的意義。廠址選擇正確與否，不僅關(guān)系到建廠過(guò)程中能否以最省的投資費(fèi)用，按質(zhì)按量按期完成工廠設(shè)計(jì)中所提出的各項(xiàng)指標(biāo)，而且對(duì)投產(chǎn)后的長(zhǎng)期生產(chǎn)，技術(shù)管理和發(fā)展遠(yuǎn)景都有著很大的發(fā)展。廠址離主要消費(fèi)中心的距離與城市規(guī)模，生產(chǎn)廠規(guī)模成正比。對(duì)于10萬(wàn)噸的啤酒廠，可選在人口密度大，生活水平高的大中城市的郊區(qū)。23啤酒原料生產(chǎn)8啤酒的原料有麥芽，大米，水，酒花，酵母。231工藝流程圖水麥糟酒花酵母原粉糖過(guò)煮沉冷發(fā)過(guò)成品料碎化濾沸淀卻酵濾酒232生產(chǎn)原料1大麥芽啤酒原料大麥的好壞直接影響著麥芽汁的質(zhì)量。麥芽汁的組成成分不好，對(duì)啤酒酵母的生理代謝有影響，導(dǎo)致啤酒的質(zhì)量不合要求。因此要選擇優(yōu)質(zhì)的大麥。購(gòu)買(mǎi)來(lái)得大麥要注意貯藏，受潮發(fā)霉后麥芽質(zhì)量會(huì)下降，影響啤酒的口味?？蛇x用澳大利亞進(jìn)口的二棱大麥或國(guó)產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)大麥。2大米大米是最常用的一種輔助原料。其特點(diǎn)是價(jià)格較廉，而淀粉含量遠(yuǎn)高于麥芽，多酚物質(zhì)和蛋白質(zhì)含量則較麥芽低。添加大米的啤酒色澤淺，口味清爽，泡沫細(xì)膩，酒花香味突出，非生物穩(wěn)定性較好，特別適宜制造底面發(fā)酵的淡色啤酒。大米種類很多，有糯米等。啤酒工業(yè)使用的大米要求較嚴(yán)格，必須是精碾大米，一般都采用碎米。3酒花啤酒釀造中，酒花的用途是利用其苦味香味防腐力和澄清麥汁的能力。國(guó)際上最好的酒花含酸量適中，可以將香味好的鮮啤酒花和苦酒花摻和使用。對(duì)啤酒釀造有特殊意義的三大成分為酒花精油，苦味物質(zhì)，和多酚物質(zhì)。它們賦予啤酒以特有的苦味和香味，酒花樹(shù)脂還具有防腐能力，多酚物質(zhì)中的單寧則具有澄清麥汁的作用。在使用時(shí)，酒花顆粒香和苦混合搭配使用；也可以與酒花浸膏共同使用。酒花低溫貯藏，可以長(zhǎng)時(shí)間保持其色澤，香味和酸量。4酵母啤酒酵母的質(zhì)量影響啤酒的口味，風(fēng)味，穩(wěn)定性，澄清度。泡沫等。啤酒酵母的保管及貯藏非常關(guān)鍵。溫度高及缺氧，酵母自溶結(jié)塊，死亡，感染雜菌，產(chǎn)生酸味，酵母不單一，就不能用于發(fā)酵。貯藏期過(guò)長(zhǎng)，酵母死亡率高，衰老，變異等，濕酵母一般用糖化組成合理的麥汁保存，麥汁必須是無(wú)菌的。一般健康和新鮮的酵母可以連續(xù)用46代。5水啤酒生產(chǎn)用水主要包括兩部分原料用水；洗滌冷卻用水。原料加工用水中的投料水，洗滌水，啤酒稀釋用水直接參與啤酒的釀造，稱為釀造水，除要符合國(guó)家規(guī)定的飲料水標(biāo)準(zhǔn)外，還要考慮到水的酸度變化性質(zhì)的殘余堿度。232工藝技術(shù)大麥先經(jīng)發(fā)芽制成麥芽，干燥后的麥芽在經(jīng)68周時(shí)間的貯藏，使其后熟，而后用粉碎機(jī)把它粉碎，加入糖化鍋中與水混合，并且浸漬一段時(shí)間，使麥芽粉吸水膨脹，使酶溶出和恢復(fù)活力，再將麥芽醪逐步加熱升溫。讓麥芽醪現(xiàn)在較低的溫度下（50左右）進(jìn)行蛋白質(zhì)分解，保持一段時(shí)間，使蛋白酶將蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化成分子量較小的更易溶解的分解產(chǎn)物。在糖化鍋進(jìn)行操作的同時(shí)，將輔料大米粉碎，加入糊化鍋與水混合進(jìn)行糊化作業(yè)。米粉與水混合后先在較低溫度下浸泡片刻，使其吸水膨脹，然后逐步升溫，最后升直100進(jìn)行煮沸，使其糊化。將糊化好的米醪打入糖化鍋內(nèi)，與剛好完成蛋白質(zhì)分解的麥芽醪混合，使混合醪達(dá)到淀粉糖化所適宜的溫度（65左右），并在此溫度下保持一定時(shí)間進(jìn)行糖化，淀粉酶將醪液中的淀粉分解成糊精和麥芽糖。糖化結(jié)束后，將糖化醪升溫至76是酶活力喪失，醪液中各種成分的相對(duì)比例即可基本固定下來(lái)。把糖化醪打去過(guò)濾槽進(jìn)行過(guò)濾。待原始麥汁基本濾出后，在打入熱水，將麥槽中的殘留麥汁洗出。過(guò)濾得到的麥汁放入煮沸鍋中煮沸90120MIN，并在煮沸過(guò)程中添加酒花，使其中有效成分溶解出來(lái)，而使不希望有的蛋白質(zhì)和單寧凝結(jié)起來(lái)，形成所謂熱凝固物析出，同時(shí)麥汁液滅了菌。采用低溫一罐發(fā)酵法，熱麥汁經(jīng)回旋沉淀槽除去熱凝固物和粉碎酒花渣，并經(jīng)薄板冷卻器冷卻至接種溫度（910），再過(guò)濾去除冷凝固物，再充氣使溶解氧在78MG/L,接種酵母，送入發(fā)酵罐。接種量0510。發(fā)酵開(kāi)始后由其自然升溫至12，保持此溫度進(jìn)行麥汁的主發(fā)酵，經(jīng)34天，當(dāng)發(fā)酵液外觀發(fā)酵度達(dá)到60時(shí)，使罐壓升至70100KPA，以加速雙乙酰的含量降低到01MG/L以下時(shí)，開(kāi)始以03的速度緩慢降溫到5，保持24H，排放酵母，并回收之。再以01/H的速度降溫01，保持24H，進(jìn)行第二次排放酵母，而后在此溫度下后熟1015天。在酒液放出的前一天，先將沉淀排出，次日即可將酒輸入離心分離機(jī)，除去殘留酵母后送去處理罐，在1的低溫下，以CO2洗滌飽和至CO2含量達(dá)05以上，即行過(guò)濾。總時(shí)為2328天。233技術(shù)特點(diǎn)1粉碎原料麥芽和谷物輔助原料，在進(jìn)行麥汁制造前需要粉碎，粉碎對(duì)糖化時(shí)的生物化學(xué)變化、過(guò)濾速度、定型麥汁的組成和原料的利用率的高低都有很大影響。粉碎目的增加原料和水的接觸面積使原料及麥芽?jī)?nèi)可溶物質(zhì)浸出促進(jìn)難容物質(zhì)溶解粉碎度要求麥芽可粉碎成谷皮、粗粒、細(xì)粒、粗粉及細(xì)粉5部分。粉碎度一般要求粗粒與細(xì)粒的比例以125以上為好。要求粉碎后麥芽的皮殼破而不碎，麥芽的胚乳愈細(xì)愈好。輔助原料要求粉碎的越細(xì)越好。干法粉碎精選麥芽通過(guò)輸送設(shè)備，送入麥芽篩選除石機(jī)，篩出雜質(zhì)粉塵，而后經(jīng)稱重，送入暫貯倉(cāng)。調(diào)節(jié)原料流出閘門(mén)，麥芽進(jìn)入粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎。粉碎是根據(jù)粉碎能力和粉碎度調(diào)節(jié)閘門(mén)和軋輥間距，粉碎后麥芽粉貯存于麥芽倉(cāng)中。特點(diǎn)粉料校干，可以貯存較長(zhǎng)時(shí)間，對(duì)溶解不好的麥芽破碎也較好，皮可與內(nèi)容物可以分離及分別投料。設(shè)備材料簡(jiǎn)單耗能及集中供電負(fù)荷低。2糖化我國(guó)啤酒工作者常把制麥汁的全過(guò)程稱為糖化（廣義的概念），事實(shí)上糖化只是制麥汁的一道工序（狹義的概念）。糖化目的創(chuàng)造有利于各種酶作用的條件，將原料中的可溶性物質(zhì)盡可能多的浸漬出來(lái)。糖化要求要求浸出物得率高，麥汁清亮，成分組合符合產(chǎn)品要求，并要求設(shè)備和工藝盡可能簡(jiǎn)單合理，并力求縮短周期。浸出糖化法浸出糖化法是純粹利用酶的作用進(jìn)行糖化的方法。將麥芽和谷類輔助原料分別在糖化鍋和糊化鍋中進(jìn)行處理然后對(duì)醪，節(jié)省麥芽，降低成本，改進(jìn)啤酒質(zhì)量。3麥汁過(guò)濾糖化醪糖化完成后，應(yīng)盡快地將麥汁和麥糟分開(kāi)，以免影響半成品麥汁的色、香、味。麥汁過(guò)濾目的盡快分離醪液中的固形物，以得到清亮的麥汁；保證麥汁質(zhì)量并有較高的原料利用率；縮短每批次麥汁的過(guò)濾時(shí)間，以提高日糖化次數(shù)。過(guò)濾槽法操作過(guò)程準(zhǔn)備工作進(jìn)醪、靜置過(guò)濾洗槽4麥汁煮沸煮沸目的使麥汁濃縮到規(guī)定濃度破壞酶活力，穩(wěn)定麥汁組成萃取酒花中的有效成分，延長(zhǎng)啤酒保質(zhì)期降低麥汁PH，利于麥汁的生物穩(wěn)定性和非生物穩(wěn)定性促進(jìn)還原性物質(zhì)形成及揮發(fā)不良?xì)馕尔溨蠓械募訜岱椒ǜ邏簾崴訜?，這種加熱方式薄膜溫度較低，可以減少薄膜煮沸和結(jié)垢的傾向，適用于加熱大面積，矩形鍋，鍋面金屬不易被麥汁潤(rùn)濕的煮沸鍋，其利用率高達(dá)6570。5啤酒發(fā)酵啤酒發(fā)酵是一項(xiàng)非常復(fù)雜的生化變化過(guò)程，在啤酒酵母所含酶系的作用下，其主要變化是麥汁中的可發(fā)酵性糖發(fā)酵分解生成酒精和二氧化碳。另外，還有一系列的發(fā)酵副產(chǎn)物生成，如醇類、醛類、酸類、酯類、酮類和硫化物等。這些發(fā)酵產(chǎn)物決定了啤酒的風(fēng)味、泡沫、色澤和穩(wěn)定性等各項(xiàng)理化性能，是啤酒具有獨(dú)特的典型性。3物料衡算啤酒生產(chǎn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1表1啤酒生產(chǎn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)項(xiàng)目名稱百分比（）項(xiàng)目名稱百分比（）定額指標(biāo)無(wú)水麥芽75原料配比麥芽65浸出率大米35冷卻損失4無(wú)水大米浸出率92發(fā)酵損失1原料利用率975過(guò)濾損失2麥芽水分4裝瓶損失1大米水分12啤酒損失率（熱麥汁）總損失831100KG65麥芽，35大米原料生產(chǎn)12啤酒的物料衡算熱麥汁量（V1）麥芽收率為075（14）72大米收率為092（112）8096混合原料收率為（065720358096）97573267326121006105又知12麥汁在20時(shí)的比重為1047，而100時(shí)體積膨脹104倍，故熱麥汁（100時(shí)）體積為V16105104710460642L冷麥汁量（V2）V2V1（14）58216L發(fā)酵液量（V3）V3V2（11）57634L過(guò)濾酒量（V4）V4V3（12）56481L成品啤酒量（V5）V5V4（11）55916L噸酒耗糧（G）G（1001000）/（559161012）17672/T12成品酒的密度為1012/L濕糖化糟量設(shè)排出的濕麥糟水分含量為80，則濕麥糟量為10065（1004）（1075）10035（1012）（1092）/（108）9919酒花耗用量對(duì)淺色啤酒，熱麥汁中加入的酒花量為02（即02/100L熱麥汁）則酒花耗用量60642021213酒花糟量設(shè)干酒花煮沸時(shí)浸出率為40，且酒花糟水分含量為80，則酒花糟量1213（140）/（180）3639CO2的量設(shè)麥芽糖占浸出物的61，產(chǎn)生CO2的量C12H22O11H2O2C2H5OH4CO2Q23424445821610121261XX（5821610121261444）/3422219放出CO2的量設(shè)CO2在啤酒中的溶解度為04，則啤酒中含量為57634042305游離的CO2的量為221923051988520時(shí)CO2的密度為1834/M3，則CO2的體積19885/18341084M3酵母泥量設(shè)酵母泥產(chǎn)率為2，濕酵母泥含水量為85，5821621164固形酵母泥量1164（185）1746含水分70的商品酵母1746/（170）582空瓶需用量設(shè)空瓶損失率為05,選用640ML空瓶，55916/0640（105）878個(gè)瓶蓋需用量設(shè)損失率為1，878（11）887個(gè)商標(biāo)用量設(shè)損失率為1，878（11）887個(gè)32每批次投料量及產(chǎn)量全年工作日330天，淡季160天，每天糖化4次，旺季160天，每天6次，全年共糖化1600次每次投料量10000017672/160011045麥芽投料量110456571797179/1104510064998，符合投料比。大米投料量1104535386575同理可算出其他項(xiàng)目物料平衡，啤酒廠糖化車間物料衡算見(jiàn)表2表2糖化車間物料衡算表備注12淡色啤酒的密度為1012KG/M3，實(shí)際年生產(chǎn)啤酒100053噸。4熱量衡算41熱量衡算的意義1計(jì)算生產(chǎn)過(guò)程能耗定額指標(biāo)。2熱量衡算的數(shù)據(jù)是設(shè)備類型的選擇及確定其尺寸臺(tái)數(shù)的依據(jù)，物料名稱單位對(duì)100KG混合原料糖化一次定額量10萬(wàn)噸/A啤酒生產(chǎn)混合原料KG1001104517672000麥芽KG65717911486400大米KG3538666185600酒花KG121313398214361熱麥汁L60642669791107166542冷麥汁L58216642996102879315發(fā)酵液L576346365675101850805濕糖化糟KG815900167514402680濕酒花糟KG363940193643084酵母泥量KG11641285642057021酵母固行KG174619285308553過(guò)濾酒L56481623832699813223成品啤酒L559166175922298814755CO2溶解量KG230525459407340釋放量KG19885219633514077空瓶用量個(gè)878969751155160160瓶蓋用量個(gè)8879796915156750640商標(biāo)用量張88797969151567506403有利于工藝流程和設(shè)備的改進(jìn)，達(dá)到節(jié)約能耗，降低成本的目的。42熱量衡算啤酒生產(chǎn)糖化工藝流程示意圖見(jiàn)圖2自來(lái)水18麥芽粉7179料水比135熱水50料水比145大米粉3866（5574）（4720）10MIN70（20分）15MIN100（15MIN）6570（90120MIN）酒花7678（10MIN）糖化結(jié)束過(guò)濾頭號(hào)麥汁煮沸熱水麥糟二號(hào)麥汁90分回旋沉淀槽薄板冷卻器冷麥汁去發(fā)酵煮沸強(qiáng)度10酒花糟熱凝固物冷凝固物圖2啤酒生產(chǎn)糖化工藝流程示意圖421糖化耗熱量依據(jù)工藝要求，糊化鍋加水量G138664517397糖化鍋加水量G2717935251265GG1G217397251265425235自來(lái)水平均溫度取T18，糖化配料用水溫度T250故耗熱量為Q1GCWT425235150181360752KJ422米醪煮沸耗熱量Q2由糖化工藝流程得Q2Q2Q2Q2糊化鍋內(nèi)米醪由初溫T0加熱至100耗熱Q2Q2G米醪C米醪（100T0）計(jì)算米醪的比熱容C米醪根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式C谷物001（100W）C0418W，進(jìn)行計(jì)算W含水百分率，C0絕對(duì)谷物比熱容取為155KJ/（K）C米001（10012）1554181218656KJ/（K）C米醪（G米C米G1CW）/（G米G1）（38661865617397418）/（386617397）3759KJ/（K）米醪的初溫T0，原料的初溫為18，熱水溫度50,則T0（G米C米18G1CW50）/（G醪C米醪）（386618656181739741850）/（386617397）37594712G米醪G米G138661739721263Q2G米醪C米醪（100T0）212633759（1004712）4226572KJ煮沸過(guò)程蒸汽帶出的熱量Q2設(shè)煮沸時(shí)間為15分鐘，蒸發(fā)量為每小時(shí)5，則蒸發(fā)水分量為V1G米醪515/6021263515/6026579故Q2V1I265792257259993555I煮沸溫度（約為100）下水的汽化潛熱22572KJ/熱損失Q2米醪升溫和煮沸過(guò)程的熱損失為前兩次耗熱量的15，即Q215（Q2Q2）723976133KJ米醪煮沸耗熱量Q2由上述得，Q2Q2Q2Q2422657259993555723976133555048368KJ423兌醪后混合醪升溫至78耗熱量按糖化工藝來(lái)自糊化鍋的煮沸的米醪與糖化鍋中的麥醪混合后溫度（即兌醪溫度）為6570，糖化鍋中麥醪的初溫T麥醪已知麥芽粉的初溫為18，用50的熱水配料，則麥醪溫度T麥醪（G麥芽C麥芽18G2CW50）/（G麥醪C麥醪）G麥醪G麥G27179251265323055C麥芽001（1004）1554184166KJ/C麥醪（G麥芽C麥芽G2CW）/（G麥芽G2）（7179166251265418）/（7179251265）362T麥醪（71791661825126541850）/（323055362）4674兌醪后溫度T兌T兌（G麥醪C麥醪T麥醪G米醪C米醪100）/G混合醪C混合醪G米醪G米醪V121263265792099721G混合醪G米醪G麥醪20997213230555330271C混合醪（G米醪C米醪G麥醪C麥醪）/（G米醪G麥醪）209972136232305362/（209972132305）362則T兌（32305362467420997213759100）/（5330271362）6923符合糖化工藝要求。兌醪后混合醪升溫至78耗熱量Q3Q3G混合C混合醪（786628）5330271362（786628）22614421KJ424洗糟水耗熱量Q4設(shè)洗糟水平均溫度為80,洗糟水量為原料量的24倍，則G洗110452426508Q4G洗CW80182650841862686981328KJ425煮沸麥汁耗熱量Q5Q5Q5Q5Q5麥汁升溫至沸點(diǎn)耗熱量Q5設(shè)過(guò)濾完畢麥汁溫度為70，進(jìn)入煮沸鍋的麥汁量為G麥汁610511045/1006742973又C麥汁C（1X1）CBX0C水的比熱，CB干物質(zhì)（麥汁大米）的比熱，X012，CB3866（112）7179（14）/110450932所以C麥汁418（112）093212379Q5G麥汁C麥汁（10070）674297337930766676031KJ煮沸過(guò)程蒸發(fā)耗熱量Q5煮沸強(qiáng)度10，時(shí)間15小時(shí)，則蒸發(fā)水分為V2674297310151011446則Q5V2I10114462257222830358KJ熱損失Q5Q515（Q5Q5）1576667603122830358457456775煮沸麥汁耗熱量Q5Q5Q5Q5Q5766676031228303584574567753507168531KJ426糖化一次總耗熱量Q總Q總QI511141761KJ427糖化一次耗用蒸汽量使用表壓為03MPA的飽和蒸汽壓，DQ總/（II）511141761/272535614795236221I相應(yīng)冷凝水的焓（56147KJ/）蒸汽的熱效率95428糖化過(guò)程每小時(shí)最大蒸汽耗量QMAX在糖化過(guò)程各步驟中，麥汁煮沸耗熱量Q5最大煮沸時(shí)間為90分鐘，熱效率為95，QMAXQ5/1595350716853/1595246117087KJ/H相應(yīng)的最大蒸汽耗量為DMAXQMAX/（II）246117087/27253561471137414/H429蒸汽總耗每年糖化次數(shù)為1600次，共生產(chǎn)啤酒100053萬(wàn)噸，年耗蒸汽總量為DT236221160037795360每噸啤酒成本耗蒸汽（對(duì)糖化）DS3779536010005337775/T每晝夜耗蒸汽量（生產(chǎn)旺季算）DD23622161417326/D啤酒廠糖化車間熱量衡算見(jiàn)表3表3啤酒廠糖化車間總熱量衡算表名稱規(guī)格（MPA）每噸產(chǎn)品消耗定額（）每小時(shí)最大用量（/H）每晝夜消耗量（/D）年耗量（/A）蒸汽03表壓377751137414141732637795360項(xiàng)目耗熱（KJ）糖化用水耗熱1360752米醪煮沸耗熱555048368混合醪耗熱22614421洗糟水耗熱686981328麥汁煮沸耗熱3507168531糖化一次總耗熱量5111417615耗冷量的計(jì)算51耗冷量計(jì)算的意義通過(guò)耗冷量的計(jì)算，結(jié)合冷凍工藝要求，選定制冷系統(tǒng)類型和冷凍機(jī)的型號(hào)規(guī)格，進(jìn)而完成制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)，發(fā)酵工藝流程見(jiàn)圖394冷卻冷麥汁錐形罐冷卻至貯過(guò)清酒熱麥汁6發(fā)酵1酒濾罐圖3發(fā)酵工藝流程示意圖52耗冷量計(jì)算521工藝技術(shù)指標(biāo)及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)年產(chǎn)12淡色啤酒100053噸，旺季每天糖化6次，淡季4次，全年糖化1600次,主發(fā)酵時(shí)間6天，12麥汁比熱C13792，冷媒用15酒精溶液，比熱容可視作C2418KJ/K，麥汁發(fā)酵度66，麥芽糖厭氧發(fā)酵熱Q6136KJ/522工藝耗冷量麥汁冷卻耗冷量Q1串聯(lián)逆流式冷卻方法,利于能量再利用,被加熱的水85,可以用作糖化用水50和洗糟用水80,使用冷卻介質(zhì)為2的冷凍水,出口溫度為85,熱麥汁溫度為94,冷卻至發(fā)酵起始溫度6熱麥汁冷卻水T1T2T2T1946852糖化一次所得熱麥汁669791L，相應(yīng)的麥汁濃度為1047/M3,則麥汁量為G104766979170127117712麥汁的比熱容為3792KJ/（K），工藝要求在05小時(shí)內(nèi)完成冷卻過(guò)程，則耗冷量為Q1GC（T1T2）/7012711773792（946）/0546802277KJ/H冷卻操作過(guò)程時(shí)間根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)果，每個(gè)錐形發(fā)酵罐裝4鍋麥汁，則麥汁冷卻每罐耗冷量為QF4QF446802277187209108KJ相應(yīng)的冷凍介質(zhì)（2的冷水）耗量為M1Q1/CMT2T146802277/418852134900204/H冷凍水冷卻過(guò)程Q1M1C水T2T1134900204418（202）101498914KJ圖4發(fā)酵曲線發(fā)酵罐耗冷量Q2發(fā)酵期間發(fā)酵放熱Q2假定麥汁固形物均為麥芽糖，而麥芽糖的厭氧發(fā)酵放熱量為6136KJ/，設(shè)發(fā)酵度為66，則1L麥汁放熱量為Q061361266486KJ根據(jù)物料衡算，每鍋麥汁的冷麥汁量為642996L，則每錐形罐發(fā)酵放熱量為Q04866429964124998422KJ由于工藝規(guī)定主發(fā)酵時(shí)間為6天，每天糖化6鍋麥汁，并考慮到發(fā)酵放熱的不平衡，取系數(shù)15，忽略主發(fā)酵期的麥汁升溫，則發(fā)酵高峰期耗冷量為Q2（Q0156）/（2464）（124998422156）/（2464）195310035KJ/H發(fā)酵后期發(fā)酵液降溫耗冷Q2主發(fā)酵后期,發(fā)酵液溫度從6緩慢降至1,每天單罐降溫耗冷量為Q04GC61470127117737927744581677KJ工藝要求此冷卻過(guò)程在2天內(nèi)完成,麥汁每天裝15個(gè)錐形罐，則耗冷量為麥汁每天裝15個(gè)錐形罐Q215Q0/242232681773KJ/H發(fā)酵總耗冷量Q2Q2Q2Q24279918KJ/H每罐發(fā)酵耗冷量Q0Q0Q0Q0199456587KJ發(fā)酵用冷媒耗量（循環(huán)量）M2發(fā)酵過(guò)程冷卻用稀酒精液作冷卻介質(zhì)，進(jìn)出口溫度8和0，故耗冷量為M2Q2/（CM8）4279918/41881279880/H酵母洗滌用冷無(wú)菌水冷卻的耗冷量Q3在錐形罐啤酒發(fā)酵過(guò)程，主發(fā)酵結(jié)束時(shí)要排放部分酵母，經(jīng)洗滌活化后重復(fù)用于新麥汁的發(fā)酵，一般可重復(fù)使用57次，設(shè)濕酵母添加量為麥汁量的10，且使用1無(wú)菌水洗滌，洗滌無(wú)菌水量為酵母量的3倍，冷卻前無(wú)菌水水溫為30，用8的酒精液做冷卻介質(zhì)。無(wú)菌水用量GW64299610471036121179/D每班無(wú)菌水用量GWGW/3121179/340393假定冷卻水冷卻操作在2小時(shí)內(nèi)完成，則冷卻水耗冷量為Q3GWCWTWTW/40393418301/2244822KJ/H所耗冷動(dòng)介質(zhì)的量M3Q3/CWT2T1244822/4188732123/HT1,T2冷凍介質(zhì)熱交換前的后的溫度，分別為8，0每罐用于酵母洗滌的耗冷量Q3GWCWTWTW/1540393418301/153264293KJ酵母培養(yǎng)耗冷量Q4根據(jù)工藝要求，每月需進(jìn)行一次酵母培養(yǎng)，培養(yǎng)時(shí)間為12天。根據(jù)工廠實(shí)踐，年產(chǎn)10萬(wàn)噸啤酒廠酵母培養(yǎng)耗冷量Q4100000KJ/H，對(duì)應(yīng)的耗冷量為Q4Q428812345600000KJ/H發(fā)酵車間工藝耗冷量Q總Q總2074995887KJ/H表3啤酒車間工藝耗冷量表項(xiàng)目耗熱（KJ）麥汁冷卻耗冷量187209108發(fā)酵罐耗冷量199456587酵母洗滌耗冷量244822酵母培養(yǎng)耗冷量100000發(fā)酵車間工藝耗冷總量20749958876水平衡計(jì)算61水衡算的意義水衡算是在完成主要物料衡算的基礎(chǔ)上與熱量衡算同時(shí)展開(kāi)的。發(fā)酵生產(chǎn)中，水是必不可少的物料，原料處理，培養(yǎng)基制備，加熱和冷凍設(shè)備清洗都要用大量的水。無(wú)論是原料的蒸煮糖化和發(fā)酵等過(guò)成，都有最佳的原料基質(zhì)濃度范圍，故加水量必須嚴(yán)格控制。水衡算與物料衡算、熱量衡算的工藝計(jì)算以及設(shè)備的計(jì)算和選型、產(chǎn)品成本、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等有密切關(guān)系。此外，發(fā)酵生產(chǎn)的廢液排放量也與水的用量密切相關(guān)。水衡算的方法發(fā)酵生產(chǎn)耗水量工藝耗水非工藝耗水。62工藝耗水621糖化用水糖化用水總量G425235，用水時(shí)間為05小時(shí)，則水流量425235/0585047/H全年用水量850471600136075200622洗糟用水洗糟用水為原料的24倍，則批次洗糟用水110452426058規(guī)定40分鐘內(nèi)洗完，則水流量2605860/4039762/H623麥汁冷卻器冷卻用水量由耗冷量計(jì)算可知M1134900204，用水時(shí)間05小時(shí)，則水量134900204/05269800408/H63非工藝耗水由經(jīng)驗(yàn)得10萬(wàn)噸啤酒廠糖化一次非工藝耗水約3375噸，則每噸酒耗水量為40噸/噸酒，符合國(guó)家一級(jí)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)27主要設(shè)備選型71斗式提升機(jī)糖化一次麥芽用量為7179，密度500/M3，則VM/7179/50014358M3要求05小時(shí)完成輸送，可以分一次輸送，則每次輸送量為14358/0528716M3/H，查,若選D350深斗S制斗式提升機(jī)生產(chǎn)能力的計(jì)算每次輸送的生產(chǎn)能力QQ制斗式提升機(jī)的生產(chǎn)能力T/HQ36VRW/AV斗的容量M37836780512506/05A相鄰兩料斗的距離M052106T/HW料斗提升速度M/S1254212M3/H料斗填充系數(shù)取0628716M3/HR物料的重度T/M305滿足要求，電動(dòng)機(jī)功率為10KW功率計(jì)算斗式提升機(jī)驅(qū)動(dòng)軸上所需要的軸功率可近似的按下式計(jì)算N0115QH/367K3Q0HV/367QH/367115K2K3V21064540649/3671151625125363KWQ斗式提升機(jī)的生產(chǎn)能力H提升高度454064NN039取NQ0牽引構(gòu)件和料斗的每米長(zhǎng)度重量V牽引構(gòu)件的速度K2K3與料斗形式有關(guān)的系數(shù)，對(duì)D于型帶K2取25，K3取16。電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算NAN0K/傳動(dòng)總效率取09363145/09K功率儲(chǔ)備系數(shù)取145585KW下P439圖8213,得阻力系數(shù)09,再乘以矯正系數(shù)F2,F09218攪拌功率N需D5N3R/102G18055006731068/10298447KW動(dòng)機(jī)所需功率N電KK1N需NT/總14244705/03420KW表6平底篩板主要規(guī)范表名稱平底篩板過(guò)濾槽有效容積（M3）5018最高工作溫度85槽身直徑7260圓柱高度1610槽身壁厚8槽底壁厚12鍋?lái)敱诤?攪拌器直徑9500轉(zhuǎn)速R/MIN4電動(dòng)機(jī)功率KW42076麥汁煮沸鍋用途及結(jié)構(gòu)麥汁煮沸的目的破壞酶活力,主要是停止淀粉酶的作用,以穩(wěn)定發(fā)酵性糖和糊化精的作用消滅麥汁中存在的各種菌類,特別是乳酸菌,避免發(fā)酵時(shí)發(fā)生敗壞析出某些受熱變性凝固沉淀的蛋白質(zhì),提高啤酒的非生物免疫性使酒花中所含的苦味物質(zhì)及芳香物質(zhì)煮出,進(jìn)入麥汁中蒸發(fā)多余水分,使麥汁濃縮到要求的溫度煮沸鍋的結(jié)構(gòu)與糊化鍋類似,柱體高與直徑比12容積計(jì)算由熱量衡算,待煮麥汁量669791V有效669791/104710362109M3V總V有效/62109/0788727M3煮沸鍋采用球形鍋底，采用經(jīng)驗(yàn)公式D0115V總1/3115887271/31105MH4M升氣筒直徑D11/30051105202M對(duì)球形底V總V1V2V總D02H/4H1D0/2H1/3將各數(shù)代入得H127M驗(yàn)算煮沸鍋實(shí)際容積VTD02H/4H1D0/2H1/3887M3實(shí)際容積系數(shù)TV有效/VT070設(shè)計(jì)合理。功率計(jì)算雷諾準(zhǔn)數(shù)RED2NR/U07005D02051501050/00028528625R麥汁濃度10494056/M3，取1050/M3功率準(zhǔn)數(shù)NPA/REB10312RE066/10332RE066PH/D0035B/D0SIN12D/D006B/D0012/1105001HH0535M根據(jù)啤酒工藝手冊(cè)下冊(cè)，由D/D0，B/D0的值，查P421圖826，得A18。由圖827得B023，由圖827得P097則可求出NP00721攪拌需要功率NNPRN3D5/102G007211050053575/102981568KW電動(dòng)機(jī)的功率N電KKN需05總KWK1414（1156805）/04K11220KW總04加熱面積的計(jì)算FQ/KT熱量衡算得Q3507168531/152338112354KJ/H58452808KCAL/HTT1T2126791002679式中T1加熱蒸氣在絕對(duì)壓力下的溫度12679T2麥汁煮沸時(shí)的溫度100傳熱系數(shù)K值的計(jì)算K1/1/11/2S/KCAL/HM21夾套內(nèi)蒸氣凝結(jié)的給熱系數(shù)2從加熱面到糖化物料的給熱系數(shù)S加熱面材料的厚度。取12加熱，面的導(dǎo)熱系數(shù)。3302的計(jì)算2036/D0（D2N/U）2/33600UGC/1/3U/UW0142麥汁的導(dǎo)熱系數(shù)，在100時(shí)為059KW/MHD攪拌器直徑57MD0鍋身直徑（夾套內(nèi)直徑）1105MN攪拌器轉(zhuǎn)速05轉(zhuǎn)/分麥汁密度。12B麥汁密度為1047/M3，1047103/9811067/M3G重力加速度981M/S2U麥汁粘度水在100時(shí)0284/9810S/，測(cè)定麥汁比粘度為15，則麥汁U150284/9800435105S/U/UW15U/UW014150141則2036059/1105（572051067/435105）2/33600435105981091/0591/31291302KCAL/HM21的計(jì)算蒸汽在傳熱鍋底上的凝結(jié)狀態(tài)以膜狀冷凝考慮1006836002R2R/UT1/3在平均溫度為100時(shí),水的物理常數(shù)為R958/M2U0284/9810S/M20587KCAL/HM2C1KCAL/在305公斤/厘米2絕對(duì)壓力下R5131KCAL/T13819壁溫為95T1381995431006836000587295825131/（02849810431/5260KCAL/HM2由于鍋底是球形,傾直SIN1/4451526007071/44840KCAL/HM2K1/1/48401/29130012/3301726KCAL/HM2考慮實(shí)際熱效率比理論K值降低20,即KK8013808KCAL/HM2則所需加熱面FQ/KT58452808/180026791212M2表7煮沸鍋主要規(guī)范表名稱煮沸鍋有效容積（M3）62109總?cè)莘e（M3）88727最高工作溫度105鍋身直徑11050圓柱高度4000鍋身壁厚8鍋底壁厚12鍋?lái)敱诤?攪拌器直徑7366轉(zhuǎn)速R/MIN30電動(dòng)機(jī)功率KW22077旋渦沉淀槽旋渦沉淀槽旋渦沉淀槽又名回旋沉淀槽,是一分離熱麥汁的凝固物的設(shè)備。其操作原理很簡(jiǎn)單。即熱麥汁以切線方向泵入圓柱形回槽內(nèi)，不斷回旋運(yùn)動(dòng)，直到熱麥汁中熱凝固物與麥汁分離，以圓錐丘狀沉淀于槽的底部中央，待麥汁排出后，再用清水從槽中沖洗和排除熱凝固物。旋渦沉淀槽為圓柱形槽，底部形式多樣，有平底的，則呈3的錐底，以利于排除熱凝固物；有底的中央呈小杯狀或小圓錐狀，則杯體和圓錐體應(yīng)能貯存全部熱凝固物，以利于排放。容積計(jì)算按物料衡算，熱麥汁量為669791升V有效126697911038037M312空余系數(shù)取沉淀槽直徑4MVD2HH16M進(jìn)口速度熱麥汁以切線方向進(jìn)入槽內(nèi)，進(jìn)口速度在410M/S，就可達(dá)到良好的分離效果，最好控制進(jìn)口速度為78M/S11表8旋渦沉淀槽主要規(guī)范表名稱旋渦沉淀槽有效容積（M3）6698總?cè)莘e（M3）8037最高工作溫度100鍋身直徑6000圓柱高度3220鍋身壁厚8鍋底壁厚12鍋?lái)敱诤?78薄板冷卻器麥汁煮沸定型后,要迅速進(jìn)行冷卻,目的降低麥汁溫度,適合于酵母發(fā)酵的要求。使12麥汁吸收一定量氧氣,促進(jìn)酵母的繁殖作用。析出和分離麥汁中的熱、冷凝固物，以3改善發(fā)酵條件和提高啤酒的質(zhì)量。薄板冷卻器的原理及構(gòu)造原理啤酒生產(chǎn)常用薄板冷卻器，將除去酒花糟的熱麥汁冷卻至發(fā)酵溫度。其操作原理如下薄板冷卻器每片沖壓成型的薄板間距很小，當(dāng)流體進(jìn)入薄板時(shí)，一般流速很低，在薄板波紋板面流動(dòng)時(shí)，多次突然改變方向，在RE較小的情況下，形成湍流流動(dòng)，從而強(qiáng)化流體傳熱過(guò)程，以大大提高流體傳熱效率，使熱交換在短時(shí)間內(nèi)完成。本換熱器適用于加熱殺菌和冷卻，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、占地面積小、換熱效率高、設(shè)備的操作維修洗刷方便等優(yōu)點(diǎn)，還可根據(jù)參數(shù)的不同而改變流程，以達(dá)到要求。構(gòu)造該設(shè)備主要由帶膠墊的底片、固定板、主柱，帶接管的中間片，上下定位軸和夾緊螺桿等組成。機(jī)架可采用不銹鋼，膠墊采用丁腈橡膠。薄板冷卻器的熱量交換主要?dú)w換熱器完成，傳熱板上的波紋形狀很多，有水平平直波紋、人字型波紋、半球型波紋等。波紋的差異對(duì)傳熱效果影響很大，每片波紋之間有橡皮墊圈，保證密封，使板與板之間壓緊，兩板間隙形成流體換熱通道，所有管的角形成管道，設(shè)備還有中間板和活動(dòng)板等構(gòu)件組成，中間板把換熱板分成兩段，中間板和活動(dòng)板能前后自由滑動(dòng)，并能將換熱器板壓緊至所要的尺寸。薄板換熱器的計(jì)算與選型采用麥汁一段式冷卻法,其特點(diǎn)是以水為載體,首先將常溫的自來(lái)水冷卻至2,然后與94熱麥汁進(jìn)行熱交換,一次將麥汁冷卻到發(fā)酵前的工藝要求的6,自身被加熱至85。交換熱量單位時(shí)間的熱交換量即為麥汁冷卻過(guò)程的耗冷量Q146802277KJ/H平均溫度差TT（T1T2）T2T1/LNT1T2/T2T1948562/LN9485/6262T1、T2熱麥汁冷卻前后的溫度T1、T2水的前后溫度冷水冷卻段麥汁每程流道MMG/FUG糖化一次熱麥汁量669791麥汁密度1050/M3F每一流道行截面積M2U麥汁流速，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取02509M/S取03M/SB板的流道寬度H兩板間距參考發(fā)酵設(shè)備P51，“波紋薄板的參數(shù)”板間距最大/最小（CM）04/03，取0003M板的流道寬度（CM）285FBHM669791/10500285000303360019634UG/MF669791/19634105002850003360003M/S符合實(shí)際生產(chǎn)要求，所以流道數(shù)140麥汁的換熱膜系數(shù)1當(dāng)量直徑DEMDE2BH/BH2H200030006雷諾準(zhǔn)數(shù)REREUDE/U0006031050/00011890U流道平均溫度時(shí)的粘度取0001/CMS流體平均溫度時(shí)普郎得準(zhǔn)數(shù)PRPR1000CU/100037950001/051103652流體平均溫度時(shí)的導(dǎo)熱系數(shù)U液體比熱1163為瓦換算得到的。4187/36001163求1101RE07PR043PR/PRM025/DE01051163189007652043095/00064054W/M2KPR/PRM025普郎得準(zhǔn)數(shù)系數(shù)降溫時(shí)PR/PRM025095升溫時(shí)PR/PRM025105冷卻水流量為麥汁量的3倍，則冷卻水流速為U03309M/SREUDE/U0006091050/0805/10007043U水的粘度取0805/1000/MSC水的比熱4018KJ/KGKPR1000CU/10000805418/051163103579101RE07PR043PR/PRM025/DE01051163704307579043105/000610700W/M2K換熱系數(shù)KK1/1/11/2/1/1/40541/107000001/20/11632610W/K換熱面積FQ/KT46802277/26106236008035薄板每片換熱面積F085，則板片數(shù)ZF/F8035/085946片由組合流程圖知每片前后兩段都是板，所以板數(shù)為流道總數(shù)加1,即Z2MI1M每程麥汁流道數(shù)IZ1/2M9461/21963424I麥芽汁程數(shù)79啤酒過(guò)濾設(shè)備啤酒發(fā)酵后的貯藏期間，因酵母逐漸沉降和部分不穩(wěn)定的蛋白質(zhì)單寧復(fù)合物的析出凝集沉淀而逐步變得澄清，這種自然澄清的現(xiàn)象，主要由于固液相的不同比重而產(chǎn)生沉降速度較慢，只能使啤酒達(dá)到一定的澄清程度，對(duì)其中極其輕微的粒子則很難在較短時(shí)間內(nèi)完全沉淀下來(lái)，要使成品啤酒達(dá)到澄清透明，富有光澤的程度，則必須進(jìn)行過(guò)濾處理，過(guò)濾可以除去啤酒中的酵母和細(xì)菌以及微小的渾濁物質(zhì)粒子，不僅使啤酒外觀富有吸引力，而且大大改善了啤酒的生物穩(wěn)定性和非生物穩(wěn)定性，一般，過(guò)濾分兩步，第一步，通過(guò)硅藻土過(guò)濾機(jī)粗濾，然后用啤酒薄板過(guò)濾機(jī)精濾。硅藻土過(guò)濾機(jī)結(jié)構(gòu)與操作板框式硅藻土過(guò)濾機(jī)是由濾板