31000ta啤酒廠糖化車間工藝流程設(shè)計(jì)

1、31000ta啤酒廠糖化車間工藝流程設(shè)計(jì) 目錄目錄 2前言 4一、緒論41.1 設(shè)計(jì)目的41.2 設(shè)計(jì)思想41.3啤酒釀造業(yè)存在的問(wèn)題5二、設(shè)計(jì)任務(wù)書5三、生產(chǎn)工藝流程圖及說(shuō)明53.1 啤酒工藝流程53.2 原輔料預(yù)處理63.2.1 原輔料預(yù)處理流程及說(shuō)明63.2.2水質(zhì)要求73.23輔料的儲(chǔ)存方式73.2.4 原料的粉碎方法73.2.5 粉碎機(jī)的選擇83.2.6 原料輸送的選擇83.3麥芽汁的制備83.3.1 糊化83.3.2糖化93.3.3糖化醪的過(guò)濾93.3.4麥芽汁煮沸與酒花的添加93.3.4.1麥汁煮沸方法93.3.4.2酒花添加93.3.5麥汁熱凝固的沉淀103.3.6麥汁冷卻10

2、四、310000t/a 啤酒廠糖化車間的物料衡算104.1工藝技術(shù)指標(biāo)及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)104.2 100kg 原料(75麥芽，25大米)生產(chǎn)12淡色啤酒的物料衡算）114.3 生產(chǎn)l00ll2淡色啤酒的物料衡算124.4 31000ta 12淡色啤酒糖化車間物料衡算134.5 31000t/a啤酒廠糖化車間熱量衡算14五、設(shè)備的工藝計(jì)算和設(shè)備選型20六、環(huán)境保護(hù)276.1、三廢概況276.2 三廢的治理276.2.1降低廢水污染強(qiáng)度的措施276.2.2廢水處理方法286.3防塵、除塵296.4 噪音的防治29七設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)29總結(jié) 30參考文獻(xiàn) 30前言啤酒是以優(yōu)質(zhì)大麥芽、水為主要原料，啤酒花（包括酒花

3、制品）為香料，經(jīng)過(guò)制麥芽、糖化、發(fā)酵等工序制成的富含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和二氧化碳的釀造酒。啤酒的酒精含量?jī)H為3%6%（體積分?jǐn)?shù)），有酒花香和爽口的苦味，深受消費(fèi)者歡迎，因此消費(fèi)面廣，消費(fèi)量大，是世界上產(chǎn)量最大的酒種。啤酒的歷史悠久，大約起源于9000年前的地中海南岸地區(qū)，以后逐漸傳入歐美及東亞地區(qū)。我國(guó)的啤酒生產(chǎn)只有100年的歷史。啤酒是世界上產(chǎn)銷量最大酒種，近幾年來(lái)，啤酒的產(chǎn)銷量幾乎以15%的速度巨增，我國(guó)去年啤酒增長(zhǎng)量為10億升。2002年以來(lái)，中國(guó)的啤酒產(chǎn)銷量已超過(guò)了美國(guó)，躍居世界第一位。2008年我國(guó)啤酒產(chǎn)銷量超過(guò)5500萬(wàn)噸1。啤酒中高級(jí)醇、有機(jī)酸、雙乙酰、醛、酯等物質(zhì)的存在量不多，但影響啤酒

4、的風(fēng)味，它們的數(shù)量及配比，造成了啤酒色香味上的差別，造就品牌啤酒的個(gè)性。未來(lái)幾年我國(guó)啤酒行業(yè)將會(huì)出現(xiàn)幾大趨勢(shì)：一：集團(tuán)化、規(guī)?；l(fā)展，企業(yè)總體數(shù)量下降；二是一業(yè)為主、多元化發(fā)展，一些啤酒企業(yè)將逐步進(jìn)入茶飲料業(yè)、葡萄酒業(yè)、生物制藥業(yè)等領(lǐng)域；三是科技化，更多的企業(yè)將在啤酒保鮮度、延長(zhǎng)保鮮期等方面進(jìn)行科技創(chuàng)新；四是品種多樣化，各種功能性保健啤酒、果汁啤酒、無(wú)醇啤酒等特色啤酒的消費(fèi)量將越來(lái)越大。此外，純生啤酒生產(chǎn)技術(shù)，膜過(guò)濾技術(shù)、微生物檢測(cè)技術(shù)、糖漿輔料的使用、pet包裝的應(yīng)用、啤酒錯(cuò)流過(guò)濾技術(shù)及iso管理模式等將在啤酒生產(chǎn)中繼續(xù)應(yīng)用推廣，啤酒質(zhì)量將得明顯提高。一 緒論1.1 設(shè)計(jì)目的通過(guò)在學(xué)習(xí)所學(xué)的

5、生化工藝學(xué)、生物工程設(shè)備、化工原理、發(fā)酵技術(shù)等課程的基本理論和基礎(chǔ)知識(shí)的基礎(chǔ)上，通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，我們可以應(yīng)用所學(xué)，培養(yǎng)我們綜合運(yùn)用這些知識(shí)分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力以及協(xié)作攻關(guān)的能力，訓(xùn)練我們使用文獻(xiàn)資料和進(jìn)行技術(shù)設(shè)計(jì)、運(yùn)算的能力，提高文字和語(yǔ)言表達(dá)能力、畫圖看圖的基礎(chǔ)技能的能力，為其它專業(yè)課程的學(xué)習(xí)和畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）打下基礎(chǔ)。1.2設(shè)計(jì)思想本設(shè)計(jì)以課程設(shè)計(jì)任務(wù)書為基礎(chǔ)，以最新科研成果和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)為依據(jù)，通過(guò)文獻(xiàn)檢索、收集資料，綜合分析；貫徹節(jié)省基建投資，充分重視技術(shù)先進(jìn)，降低工程造價(jià)等思想，從節(jié)約能源和降低原料消耗，追求經(jīng)濟(jì)效益等角度出發(fā)，以“工藝先進(jìn)、技術(shù)可靠、系統(tǒng)科學(xué)、經(jīng)濟(jì)合理、安全環(huán)保”

6、為原則，同時(shí)注重“三廢”治理和綜合利用副產(chǎn)物，充分重視環(huán)保防污。盡量采用本地原料、定型設(shè)備，各種設(shè)計(jì)方案綜合比較，取長(zhǎng)補(bǔ)短，制定一個(gè)高產(chǎn)節(jié)能的設(shè)計(jì)方案，高效生產(chǎn)高質(zhì)量的優(yōu)質(zhì)啤酒。1.3 啤酒釀造業(yè)存在的問(wèn)題 我國(guó)啤酒企業(yè)多數(shù)還屬于中小企業(yè)，由于技術(shù)、資金和認(rèn)識(shí)上的不足，這些企業(yè)在節(jié)能減排和清潔生產(chǎn)技術(shù)的運(yùn)用上，與國(guó)家的有關(guān)要求還存在很大的差距。全國(guó)以工廠數(shù)計(jì)，尚有40%50%啤酒廠的廢水直接排放，而這些工廠的啤酒產(chǎn)量不足全國(guó)的15%。我國(guó)多數(shù)中小啤酒企業(yè)仍處在高投入、高消耗、高排放、低效率的粗放型發(fā)展模式中，啤酒工業(yè)推行清潔生產(chǎn)的現(xiàn)狀和我國(guó)全球第一啤酒大國(guó)的地位不相符合，“如果不積極推行清潔生

7、產(chǎn)，巨大的生產(chǎn)就意味著巨大的消耗”。二、設(shè)計(jì)任務(wù)書31000ta啤酒糖化車間工藝流程設(shè)計(jì)任務(wù)書1、完成31000ta啤酒糖化車間工藝流程的設(shè)計(jì)2、對(duì)主要設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)與選型3、對(duì)啤酒糖化車間進(jìn)行物料衡算4、對(duì)結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)3、 生產(chǎn)工藝流程圖及說(shuō)明 3-1 啤酒工藝流程 啤酒是是一種以麥芽和水為主要原料，經(jīng)糖化、添加酒花煮沸、過(guò)濾、啤酒酵母發(fā)酵等過(guò)程，釀造而成含二氧化碳、低酒精濃度的釀造酒。其一般的工藝流程2如下：啤酒生產(chǎn)工藝流程圖 圖1 啤酒 生產(chǎn)總體工藝流程示意圖 啤酒生產(chǎn)首先要經(jīng)過(guò)預(yù)處理、糖化、過(guò)濾、煮沸，才能供酒母發(fā)酵所用，這段工藝的水準(zhǔn)將直接影響到糖化收得率、過(guò)濾時(shí)間、麥汁澄清度、發(fā)酵進(jìn)

8、程、雙乙酰還原速度、啤酒澄清狀況等質(zhì)量參數(shù)，因此這是關(guān)系到啤酒質(zhì)量的一個(gè)重要工藝流程。麥芽汁制備俗稱糖化，就是指麥芽及輔料的粉碎，醪的糖化、過(guò)濾，以及麥汁煮沸、冷卻的過(guò)程。其流程圖如圖2所示：麥芽、大米粉碎 糊化糖化水、蒸汽過(guò)濾麥槽麥汁煮沸 鍋酒花渣分離器回旋沉淀槽酒花槽薄板冷卻器熱凝固物冷凝固物圖2 啤酒廠糖化工藝流程示意圖糖化工序主要將大米和麥芽等原料經(jīng)除塵、粉碎、調(diào)漿后送入糊化、糖化鍋內(nèi)，嚴(yán)格按照啤酒生產(chǎn)的工藝曲線進(jìn)行升溫、保溫，并在酶的作用下，使麥芽等輔料充分溶解，再將麥汁與麥糟過(guò)濾分離。過(guò)濾后的麥汁經(jīng)煮沸、蒸發(fā)、濃縮以達(dá)到工藝要求的濃度，同時(shí)，在這個(gè)工藝過(guò)程中添加酒花，煮沸后的麥汁送

9、入回旋沉淀槽中進(jìn)行澄清，再經(jīng)過(guò)薄板冷卻至78左右送入發(fā)酵罐3。3.2 原輔料預(yù)處理 在本設(shè)計(jì)中原料為麥芽，輔料為大米，在原輔料處理階段主要包括麥芽及水的選擇，原輔料的貯存及粉碎方式4。3.2.1原輔料處理流程與說(shuō)明斗式提升機(jī) 斗式提升機(jī) 大米粉碎 至糖化下料坑 立倉(cāng) 除雜機(jī) 麥芽干粉碎 圖3 原輔料處理流程圖將大米和麥芽分別用斗式提升機(jī)從下料坑提到立倉(cāng)，再將其提到除雜機(jī)中處理，然后將大米和麥芽用粉碎機(jī)粉碎，最后送至糖化。麥芽和大米的粉碎對(duì)啤酒質(zhì)量的好壞有直接影響。3.2.2水質(zhì)要求 啤酒中水的含量占90%以上，因此水質(zhì)對(duì)啤酒口味的影響極大。國(guó)內(nèi)外的著名啤酒之所以質(zhì)量較好，其釀造用水的水質(zhì)優(yōu)良是

10、原因之一，同時(shí)水也要用于洗滌、冷卻、消防和生活等各個(gè)方面。釀造用水是指糖化用水、酵母洗滌用水以及高濃度釀造時(shí)的稀釋用水。釀造用水必須達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn)，一般由深井水經(jīng)改良處理而成。改良和處理的方法主要機(jī)械過(guò)濾、軟化處理、脫鹽處理等5。而冷卻用水，只要求干凈、硬度低、金屬離子含量少，一般的自來(lái)水即可達(dá)到要求。3.2.3 輔料的貯存方式本設(shè)計(jì)選用立倉(cāng)貯存麥芽和大米，目前國(guó)內(nèi)的貯存有散裝、袋裝和立倉(cāng)貯存三種方式。鋼筋混凝土所制立倉(cāng)具有一下優(yōu)點(diǎn)：容積利用高，容量大，傳熱性小，節(jié)省勞動(dòng)力，殺菌方便。由于麥芽和大米需注意防潮，故本設(shè)計(jì)選用鋼筋混凝土制立倉(cāng)貯存麥芽和大米。3.2.4 原料粉碎方法麥芽在進(jìn)行糖化前

11、，必須粉碎，粉碎后的麥芽，可溶性物質(zhì)容易浸出，也有利于酶的作用，使麥芽的不溶性物質(zhì)進(jìn)一步溶解。 目前國(guó)內(nèi)啤酒廠麥芽和大米的粉碎方法有干法、濕法，都是為了增加原料的表面積，提高熱處理效果；增加物料流動(dòng)性，提高生產(chǎn)自動(dòng)化程度。干法粉碎：設(shè)備投資少，占地面積少。生產(chǎn)操作簡(jiǎn)單靈活，粉碎程度易于控制，便于設(shè)備維修。且多采用粗碎和細(xì)碎兩級(jí)粉碎工藝，是麥芽及大米粉碎的理想選擇。濕法粉碎：可獲得良好的過(guò)濾層，解決了粉塵的危害。另外，麥芽和大米經(jīng)過(guò)溫水浸泡，糖化時(shí)間可減少。但設(shè)備大，占地面積大，操作復(fù)雜，維修困難，粉碎程度不易控制，此外，其耗電量要比干法粉碎高出8%10%6。所以，本設(shè)計(jì)采用干法粉碎。3.2.5

12、 粉碎機(jī)的選擇啤酒廠粉碎麥芽和大米的方法有輥式粉碎機(jī)和濕式粉碎機(jī)。由上面可知，我們采用的是干法粉碎，所以濕式粉碎機(jī)就不考慮了。輥式粉碎機(jī)常用的有兩輥式、四輥式、五輥式和六輥式等7。兩輥式粉碎機(jī)主要工作機(jī)構(gòu)為兩個(gè)相對(duì)旋轉(zhuǎn)的平行裝置的圓柱形輥筒。工作時(shí)，裝在兩輥之間的物料由于輥筒對(duì)物料的摩擦作用而被拖入兩輥的間隙中被粉碎。兩輥式粉碎機(jī)制造簡(jiǎn)便，結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)行平穩(wěn)。四輥式粉碎機(jī)由兩對(duì)輥筒和一組篩子所組成。原料經(jīng)第一對(duì)輥筒粉碎后，由篩選裝置分離出皮殼排出，粉碎再進(jìn)入第二對(duì)輥筒粉碎。五輥式粉碎機(jī)前三個(gè)是光棍，組成兩個(gè)磨碎單元；后兩個(gè)輥筒是絲輥，單獨(dú)成一磨碎單元。通過(guò)篩選裝置的配合，可以分離出細(xì)粉、細(xì)粒和

13、皮殼。該機(jī)性能很好，在啤酒加工過(guò)程中，通過(guò)調(diào)節(jié)可以應(yīng)用于各種麥芽。六輥式粉碎機(jī)性能與五輥式相同。它由三對(duì)輥筒組成，前兩對(duì)用光棍，主要以擠壓作用粉碎原料，可以使得生物質(zhì)原料的皮殼不至粉碎得太細(xì)而影響后一工序的操作。第三對(duì)輥筒用絲輥，將篩出的粗碎粉碎成細(xì)粉和細(xì)粒，有利于糖化時(shí)充分浸出有用物質(zhì)。根據(jù)上面的內(nèi)容，我們對(duì)麥芽粉碎采用六輥式粉碎機(jī)，對(duì)大米粉碎采用兩輥式粉碎。3.2.6 原料輸送設(shè)備的選擇8在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中，輸送的方式有兩種：一種是機(jī)械輸送，利用機(jī)械運(yùn)動(dòng)輸送物料；另一種是氣力輸送，借助風(fēng)力輸送物料。我們選擇機(jī)械輸送，因?yàn)闅饬斔团c機(jī)械輸送相比要求動(dòng)力較大，且不適合間歇操作。在機(jī)械輸送中，用

14、于輸送固體原料的主要有帶式輸送機(jī)、斗式提升機(jī)、刮板輸送機(jī)、螺旋輸送機(jī)。在這些輸送機(jī)中，只有斗式提升機(jī)用于物料從低的地方提升到高的地方。所以，我們?cè)谳斔望溠亢痛竺椎臅r(shí)候選擇斗式提升機(jī)。3.3 麥芽汁的制備3.3.1 糊化輔料需先在糊化鍋中煮沸糊化，然后再與麥芽粒一起進(jìn)行糖化。輔料的淀粉顆粒在溫水中吸水膨脹，當(dāng)液溫升到70 左右時(shí)，顆粒外膜破裂，內(nèi)部的淀粉呈糊狀物溶出而進(jìn)入液體中，使液體黏度增加。如果對(duì)淀粉糊繼續(xù)加熱，那么淀粉長(zhǎng)鏈斷裂變成短鏈的糊精，糊狀淀粉成為半透明的均質(zhì)膠體。又糊狀淀粉變成可流動(dòng)的糊精的過(guò)程，稱為液化。在糊化大米時(shí)，可按100kg大米加入20kg的麥芽，利用麥芽中的酶使大米中的

15、淀粉有一定程度的分解，以加速糖化酶作用，同時(shí)也可降低糊化醪的黏度。3.3.2糖化糖化是利用麥芽自身的酶（或外加酶制成劑代替部分麥芽）將麥芽和輔料中不溶性的高分子物質(zhì)分解成可溶性的低分子物質(zhì)等的麥汁制備過(guò)程。整個(gè)過(guò)程主要包括：淀粉分解，蛋白質(zhì)分解， 葡聚糖分解，酸的形成和多酚物質(zhì)的變化。麥芽自身的酶含量豐富足以用于糖化。在我們的設(shè)計(jì)中糖化是利用麥芽自身的酶。糖化主要有煮出糖化法、浸出糖化法、雙醪煮出糖化法三種方法9。生產(chǎn)淡色啤酒，一般采用二次煮出糖化法。這個(gè)方法的特點(diǎn)是在糊化鍋中前后進(jìn)行過(guò)2次煮沸操作，第1次是將輔助原料在糊化鍋中煮沸糊化，然后再進(jìn)入糖化鍋糖化。煮沸糊化的目的是使糖化時(shí)糖化酶充分

16、發(fā)揮作用。第2次煮沸的對(duì)象是部分糖化醪液，煮沸的目的是為了除酶，避免其對(duì)啤酒泡沫和口味醇厚性有益的物質(zhì)的過(guò)度分解，而影響啤酒的質(zhì)量水準(zhǔn)。3.3.3糖化醪的過(guò)濾10糖化醪的過(guò)濾方法有過(guò)濾槽法、壓濾機(jī)法及快速滲出槽法。目前國(guó)內(nèi)的啤酒廠多采用過(guò)濾槽法。糖化結(jié)束后，從過(guò)濾槽底通入7678的熱水，以浸沒(méi)濾板為度。過(guò)濾操作如下：將糖化醪充分?jǐn)嚢?，并盡快泵入過(guò)濾槽后，使用耕槽機(jī)將其翻拌均勻，再靜置20分鐘左右，讓醪在過(guò)濾槽內(nèi)自然沉降，形成過(guò)濾層。最先沉下的是谷皮之類，隨后是未分解的淀粉和蛋白質(zhì)，濾層厚度要求在3045cm，如果糖化效果較好，醪槽表面的黏稠物就少，且醪槽上面的糖化液清涼。糖化醪溫度控制在557

17、0。濾層形成后開(kāi)始過(guò)濾操作。起始流出的原麥芽汁混濁不清，必須用泵將其泵回過(guò)濾槽后再次過(guò)濾，直至得到澄清原麥芽汁，然后將原麥芽汁泵入煮沸鍋。自正式過(guò)濾開(kāi)始后1530分鐘起檢查原麥芽汁的糖度、澄清度以及色、香、味。糖化過(guò)濾期間，一般可不翻動(dòng)麥槽層，但若過(guò)濾速度太慢，則可用耕槽機(jī)進(jìn)行耕槽，從上至下將醪槽層耕松，注意不要在同一深度反復(fù)翻耕，以免壓實(shí)槽層。3.3.4麥汁煮沸與酒花的添加經(jīng)過(guò)濾得到的原麥芽汁須經(jīng)煮沸，并在煮沸過(guò)程中添加酒花，其目的是：蒸發(fā)多余水分，使麥芽汁濃縮到規(guī)定濃度；溶出酒花中有效成分，增加麥汁香氣苦味；促進(jìn)蛋白質(zhì)凝固析出，增加啤酒穩(wěn)定性；破壞全部酶，進(jìn)行熱殺菌。3.3.4.1麥汁煮沸

18、方法 常用間歇常壓煮沸，原麥汁過(guò)濾期間，當(dāng)麥汁已將加熱層蓋滿后，開(kāi)始加熱保持80左右，酶繼續(xù)對(duì)殘存淀粉分解，洗槽結(jié)束時(shí)加熱至沸，煮沸時(shí)間一般為12小時(shí)。3.3.4.2酒花添加 添加酒花都在麥芽汁煮沸過(guò)程中進(jìn)行，不同的添加時(shí)間和不同的添加量會(huì)有不同的結(jié)果，因此掌握好添加時(shí)間和各次添加量十分重要。酒花的添加分為3個(gè)步驟見(jiàn)下表1次數(shù)時(shí)間占總量的百分?jǐn)?shù)主要目的第一次10分鐘左右20%利用其苦味以及防止泡沫升起第二次45分鐘左右40%利用其苦味以及防止泡沫升起第三次80分鐘左右40%為獲得酒花香氣3.3.5 麥汁熱凝固物的沉淀在麥汁用于發(fā)酵之前，先要去除熱凝固物和冷凝固物，也就是進(jìn)行麥汁的澄清。我們使用

19、回旋沉淀槽除熱凝固物?；匦恋聿凼亲畛Ｓ玫臒崮涛锓蛛x設(shè)備，與其他分離設(shè)備相比，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、分離效果好的特點(diǎn)?；匦恋聿凼橇⑹街尾?，熱麥芽汁沿切線方向泵入，形成旋轉(zhuǎn)流動(dòng)。由于回旋效應(yīng)，使熱凝固物顆粒沿著重力和向心力所形成的合力的方向，以較堅(jiān)實(shí)的丘狀沉積于槽底中央，達(dá)到固、液分離的目的，清亮麥芽汁則從側(cè)面麥汁出口排出。3.3.6 麥汁冷卻麥芽汁冷卻的目的主要是使麥芽汁達(dá)到發(fā)酵接種的溫度810。同時(shí)，使大量的冷凝固物析出。近年來(lái)都使用薄板冷卻器冷卻麥芽汁，冷卻時(shí)間通常為12h。麥芽汁冷卻結(jié)束后，可用無(wú)菌壓縮空氣將薄板冷卻器中的麥芽汁頂出。整個(gè)冷卻操作，要防止外界雜菌污染11。麥汁冷卻

20、時(shí)使用薄板冷卻器要注意麥汁冷卻是最容易引起污染的工序，薄板冷卻器使用前，必須將麥汁一側(cè)及麥汁管路徹底殺菌； 控制好麥芽汁和冷卻水流量，使冷麥芽汁溫度符合要求； 薄板兩側(cè)麥汁和冷媒壓力要盡可能保持均衡，避免壓差大造成滲漏； 控制好冷卻開(kāi)始和結(jié)束時(shí)的麥汁濃度，使之符合要求； 每次冷卻麥芽汁結(jié)束后，及時(shí)用熱水清洗殺菌，定期清洗薄板； 冷卻的水質(zhì)應(yīng)使用碳酸鹽硬度較低的水，以減少水垢。 四 31000ta啤酒廠糖化車間的物料衡算 啤酒廠糖化車間的物料平衡計(jì)算主要項(xiàng)目為原料(麥芽、大米)和酒花用量，熱麥汁和冷麥汁量，廢渣量(糖化糟和酒花糟)等。4.1、工藝技術(shù)指標(biāo)及基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 根據(jù)我國(guó)啤酒生產(chǎn)現(xiàn)況，有關(guān)生產(chǎn)

21、原料配比、工藝指標(biāo)及生產(chǎn)過(guò)程的損失等數(shù)據(jù)如表5-1所示。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)原料利用率98.5原料配比麥芽75麥芽水分6大米25大米水分13啤酒缺失率（對(duì)熱麥汁）冷卻損失7.5發(fā)酵損失1.6無(wú)水麥芽浸出率75過(guò)濾損失1.5無(wú)水大米浸出率92裝瓶損失2.0總損失12.6根據(jù)表的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，首先進(jìn)行l(wèi)00kg原料生產(chǎn)120淡色啤酒的物料計(jì)算，然后進(jìn)行l(wèi)00l12淡色啤酒的物料衡算，最后進(jìn)行31000ta啤酒廠糖化車間的物料平衡計(jì)算。表5-2啤酒生產(chǎn)過(guò)程參數(shù)表項(xiàng)目數(shù)值12麥芽（20時(shí)）相對(duì)密度1.047混合醪的比重1.018kg/l銅的導(dǎo)熱系數(shù)1386kj/m.

22、h.糖化醪密度10.6kg/m3糖化醪比熱3.47kj/kg糖化醪粘度2.02104kj/ms糊化醪的密度1068kg/m3麥汁的導(dǎo)熱系數(shù)0.685w/m2k麥汁比熱容3.31kj/kgk麥汁粘度42.3751054.2、100kg原料(75麥芽，25大米)生產(chǎn)12淡色啤酒的物料衡算(1)熱麥汁量 據(jù)表5-6可得到原料收率分別為： 麥芽收率為：0.75(100-6)100=70.5 大米收率為： 0.92 (100-13)100=80.04 混合原料收得率為： (0.7570.5+0.2580.04)98.5=71.79。 由上述可得l00kg混合原料可制得的12熱麥汁量為： (71.7912

23、)100=598.3(kg) 又知12麥汁在20時(shí)的相對(duì)密度為1.084，而100熱麥汁比20時(shí)的麥汁體積增加1.04倍，故熱麥汁(100)體積為： (598.31.084)1.04=574(l) (2)冷麥汁量為： 574(10.075)=531(l) (3)發(fā)酵液量為： 531(10.016)=522.5(l) (4)過(guò)濾酒量為： 522.5(10.015)=514.7(l) (5)成品啤酒量為： 514.7(1一0.02)=504.4(l)4.3、生產(chǎn)l00ll2淡色啤酒的物料衡算 根據(jù)上述衡算結(jié)果知，l00kg混合原料可生產(chǎn)12成品啤酒504.4l，故可得出下述結(jié)果：(1)生產(chǎn)l00l

24、l2淡色啤酒需耗混合原料量為：(100504.4)100=19.83(kg) (2)麥芽耗用量為： 19.8375=14.87(kg) (3)大米耗用量為： 19.8314.87=4.96(kg) (4)酒花耗用量 對(duì)淺色啤酒，熱麥汁中加入的酒花量為0.2，故酒花耗用量為： (574504.4)1000.2=0.228(kg) (5)熱麥汁量為： (574504.4)100=113.8(l) (6)冷麥汁量為： (53l504.4)100=105.3(l) (7)濕糖化糟量 設(shè)排出的濕麥糟水分含量為80%，則濕糖化糟量為： （10.06）（10075）/（10080）14.87=17.84kg

25、濕大米糟量為：（10.13）（10092）/（10080）4.96=1.73kg故濕糖化糟用量為17.84+1.73=19.57kg (8)酒花糟量 設(shè)麥汁煮沸過(guò)程干酒花浸出率為40%，且酒花糟水分含量為80%，則酒花糟量為：（10040）/（10080）0.228=0.684kg酒花糟量為： 0.684(kg)4.4、31000ta 12淡色啤酒糖化車間物料衡算表 設(shè)生產(chǎn)旺季每天糖化6次，而淡季則糖化4次，每年總糖化次數(shù)為1500次。由此可算出每次投料量及其他項(xiàng)目的物料平衡。計(jì)算的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)可算出每次投料量及其他項(xiàng)目的物料平衡。（1）年實(shí)際生產(chǎn)啤酒：310001.012=30632411.07

26、l（2）清酒產(chǎn)量：30632411.07（10.02）=31257562.31l（3）發(fā)酵液總量：31257562.31（10.015）=31733565.8l（4）冷麥汁量：31733565.8（10.016）=322495588.74l（5）煮沸后熱麥汁量：322495588.74（10.075）=34864387.83l 20麥汁體積：34864387.831.04=33523449.83l 12p麥汁質(zhì)量為（20）：33523449.831.084=36.4106kg （6）混合原料量：36.4106kg 12%71.79%=6.09106kg（7）麥芽耗用量：6.09106kg 0.

27、75=4.57106kg 大米耗用量：（6.094.57）106=1.52106kg（8）酒花耗用量：34864387.830.2%=69728.78kg根據(jù)經(jīng)驗(yàn)估算，混合原料量定為6.22106kg，實(shí)際產(chǎn)量才大于31000t啤酒。 把前述的有關(guān)啤酒糖化間的三項(xiàng)物料衡算計(jì)算結(jié)果。整理成物料衡算表，如表所示。表5-2 啤酒廠糖化車間物料衡算表物料名稱單 位100kg混合原料100ll2淡色啤酒糖化一次定額量31000ta啤酒生產(chǎn)混合原料kg10019834146.676220 x10麥 芽kg7514873100.003.498x10大 米kg254961036.671555 x 10酒 花k

28、g120022849.767.145x 10熱麥汁l574113821313.8535.700x 10冷麥汁l531105322018.2833.035 x 10濕糖化糟kg96841924015.646.024x 10濕酒花糟kg3450684143.052.145x 10發(fā)酵液l5225103621666.3532.498 x 10過(guò)濾酒l5149102121351.20.132.027x l0成品啤酒l504410020915.8131.374x 10備注：12度淡色啤酒的密度為1012kgm3，實(shí)際年生產(chǎn)啤酒31.374x 10/(10001.012)=31002tt。4.5 3100

29、0t/a啤酒廠糖化車間熱量衡算本設(shè)計(jì)采用國(guó)內(nèi)常用的雙醪一次煮出糖化法，下面就工藝為基準(zhǔn)進(jìn)行糖化車間的熱量衡算。工藝流程如6-1圖，數(shù)據(jù)根據(jù)表5-2以下對(duì)糖化過(guò)程各步操作的熱量分別進(jìn)行計(jì)算：（一）糖化用水耗熱量q1去發(fā)酵煮沸強(qiáng)度10%冷凝固物冷麥汁酒花糟熱凝固物薄板冷卻器回旋沉淀槽90min酒花煮沸鍋麥汁麥糟過(guò)濾70糖化結(jié)束7820min10min7min13min12min料水比1：4.5糖化鍋熱水，5070，25min5min自來(lái)水18糊化鍋大米粉1036.67kg麥芽粉 207.334kgt0（），20min麥芽粉2892.666kg46.7， 60min料水比1：3.5t（）100，10

30、min90 20min100，40min63，60min根據(jù)工藝，糊化鍋加水量為：g1=（1036.67+207.334）4.5=5473.618kg式中，1036.67為糖化一次大米粉量，207.334為糊化鍋加入的麥芽量（為大米量的20%）。糖化鍋加水量為： g2=2892.6663.5=10124.331kg式中，2892.666為糖化一次麥芽粉量，即（3100-207.334）kg，而3100為糖化一次麥芽定額量。故糖化總用水量為：gw=g1+g2=5473.618+10124.331=15597.9497kg自來(lái)水平均溫度取t1=18，而糖化配料用水溫度t2=50，故耗熱量為：q1=

31、（g1+g2）cw（t2-t1）=2096364.44kj圖6-1 啤酒廠糖化工藝流程示意圖（二）第一次米醪煮沸耗熱量q2由工藝流程圖可知q2=q21+q22+q231. 糊化鍋內(nèi)米醪由初溫t0加熱至100耗熱q21q21=g米醪c米醪（100-t0）（1） 計(jì)算米醪的比熱容c米醪根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式c谷物=0.01（100-w）c0+4.18w進(jìn)行計(jì)算。式中w為含水百分率；c0為絕對(duì)谷物比熱容，取 c0=1.55kj/（kgk）。c麥芽=0.01（100-6）1.55+4.186=1.708 kj/（kgk）c大米=0.01（100-13）1.55+4.1813=1.891 kj/（kgk） c米醪

32、=（g大米c大米+g麥芽c麥芽+g1cw）/（g大米+g麥芽+ g1）=（1036.671.891+207.3341.708+5473.6184.2）（1036.67+207.334+5473.618）=3.766 kj/（kgk）（2） 米醪的初溫t0設(shè)原料的初溫為18，而熱水為50，則 t0=（g大米c大米+g麥芽c麥芽）18+g1cw50/ g米醪c米醪=47.12其中：g米醪=1036.67+207.334+g1=6717.622kg（3）把上述結(jié)果代回q21=g米醪c米醪（100-t0），得q21=6717.6223.758（100-47.12）=1334946.265kj 2. 煮

33、沸過(guò)程蒸汽帶出的熱量q22 設(shè)煮沸時(shí)間為40min，蒸發(fā)量為每小時(shí)5%，則蒸發(fā)水分為： v1=g米醪5%4060=223.92kg故q22=v1i=223.922257.2=505432.224kj式中，i為煮沸溫度（約為100）下水的汽化潛熱（kj/kg）。3熱損失q23米醪升溫和第一次煮沸過(guò)程的熱損失約為前二次耗熱量的15%，即：q23=15%（q21+q22）4.由上述結(jié)果得：q2=1.15（q21+q22）=2116090.262kj（三）第二次煮沸前混合醪升溫至70的耗熱量q3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應(yīng)為63，故混合前米醪先從100冷卻到中間溫度t

34、。 1. 糖化鍋中麥醪的初溫t麥醪已知麥芽粉初溫為18，用50的熱水配料，則麥醪溫度為：t麥芽=（g麥芽c麥芽18+g2cw50）/g麥醪c麥醪=(2892.6661.70818+10124.334.250）/（13016.9963.631）=45.09其中：g麥醪=g麥芽+g2=2892.666+10124.33=13016.996kg c麥醪=（g麥芽c麥芽+g2cw）/（g麥芽+g2）=（2892.6661.708+10124.334.18）/（2892.666+1024.33）=1.16kj/（kgk） 2. 根據(jù)熱量衡算，且忽略熱損失，米醪與麥醪并合前后的焓不變，則米醪的中間溫度為：

35、 t=（g混合c混合t混合- g麥醪c麥醪t麥醪）/ g米醪c米醪=（19734.5883.76563-13016.9963.63146.65）/（6493.7023.758）=101.46其中：g米醪= g米醪v1=2717.622-223.92=6493.702kgg混合=g米醪+g麥醪=6717.622+13016.966=19734.588kgc混合=（g米醪c米醪+ g麥醪c麥醪）/（g米醪+g麥醪）=（6717.6223.758+13016.9663.631）/（6493.702+13012.966）=3.717 kj/（kgk）因此溫度比煮沸溫度只高不到2度，考慮到米醪由糊化鍋到

36、糖化鍋輸送過(guò)程的熱損失，可不必加中間冷卻器。3. q3=g混合c混合（7063）=19734.5883.7657=520105.067kj（四）第二次煮沸混合醪的耗熱量q4 由糖化工藝流程可知：q4= q41+ q42 +q431. 混合醪升溫至沸騰所耗熱量q41（1）經(jīng)第一次煮沸后米醪量為：g米醪= g米醪v1=6717.622-223.92=6493.702kg糖化鍋的麥芽醪量為：g麥醪=g麥芽+g2=2892.666+10124.331=13016.997kg故進(jìn)入第二次煮沸的混合醪量為：g混合=g米醪+g麥醪= 6493.702+13016.997=19510.699kg（2）根據(jù)工藝

37、，糖化結(jié)束醪為78，抽取混合醪的溫度為70，則送到第二次煮沸的混合醪量為=g混合（7870）/ g混合（10070）=26.67%（3）麥醪的比熱容 c麥醪=（g麥芽c麥芽+g2cw）/（g麥芽+g2）=（2892.6661.708+10124.3314.18）/（2892.666+10124.331）=3.631kj/（kgk）混合醪的比熱容：c混合=（g米醪c米醪+ g麥醪c麥醪）/（g米醪+g麥醪）=（6493.7023.758+13016.9973.631）/（6493.702+13016.997）=3.697kj/（kgk）（4） 故q41=26.67% g混合c混合（10070）=

38、577120.565kj2.二次煮沸過(guò)程蒸汽帶走的熱量q42煮沸時(shí)間為10min，蒸發(fā)強(qiáng)度為5%，則蒸發(fā)水分量為：v2=26.67% g混合5%1060=43.363kg故q42=iv2=2257.243.363=97878.964kj式中，i為煮沸下飽和蒸汽焓（kj/kg）。3.熱損失q43 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)有：q43 =15%（q41+q42）4.把上述結(jié)果代回q4= q41+ q42 +q43 得q4=1.15（q41+q42）=1.15（97878.964+577120.565）=674999.129kj（五）洗糟水耗熱量q5設(shè)洗糟水平均溫度為80，每100kg原料用水450kg，則用水量為：

39、g洗=4146.67450100=18660.015kg故q5=g洗cw（8018）=18660.0154.262=4859067.906kj（六）麥汁煮沸過(guò)程耗熱量q6q6=q61+q62+q631.麥汁升溫至沸點(diǎn)耗熱量q61有表5-2糖化物料衡算表可知，100kg混合原料可得到113.8kg熱麥汁，并設(shè)過(guò)濾完畢麥汁溫度為70。則進(jìn)入煮沸鍋的麥汁量為：g麥汁=4146.67113.8100=4718.910kg又c麥汁=（31001.708+1036.671.891+4146.0676.44.18）/（4146.677.4）=3.851kj/（kgk）故q61= g麥汁c麥汁（100-70）

40、=4718.9103.85130=545175.672kj2.煮沸過(guò)程蒸發(fā)耗熱量q62煮沸強(qiáng)度10%，時(shí)間1.5h，則蒸發(fā)水分為：v3=4718.91010%1.5=707.837kg故q62=iv3=2257.2707.837=1597729.676kj3.熱損失為 q63=15%（q61+q62）4.把上述結(jié)果代回q6=q61+q62+q63可得出麥汁煮沸總耗熱q6=115%（q61+q62）=1.15(545175.672+1597729.676)=2464341.15kj(七)糖化一次總耗熱量q總（八）糖化一次耗用蒸汽量d使用表壓為0.3mpa的飽和蒸汽，i=2725.3kj/kg，則

41、 式中，i為相應(yīng)冷凝水的焓（561.47kj/kg）；為蒸汽的熱效率，取=95%。（九）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q6為最大，且知煮沸時(shí)間為90min，熱效率95%，故：qmax 1729362.211kj/h相應(yīng)的最大蒸汽耗量為：（十）蒸汽單耗根據(jù)設(shè)計(jì)，每年糖化次數(shù)為1500次，共生產(chǎn)啤酒30002t。年耗蒸汽總量為：dt=6193.1941500=9289791kg每噸啤酒成品耗蒸汽（對(duì)糖化）：ds=928979130002=309.64kg/t啤酒每晝夜耗蒸汽量（生產(chǎn)旺季算）為：dd=6193.1946=37159.164kg/d將上述計(jì)算結(jié)果列

42、成熱量消耗綜合表名稱規(guī)格（mpa）每噸產(chǎn)品消耗定額（kg）每小時(shí)最大用量（kg/h）每晝夜消耗量（kg/d）年消耗量（kg/a）備注蒸汽0.3（表壓）309.64799.21437159.1649289791五設(shè)備的工藝計(jì)算和設(shè)備選型(一).啤酒廠糖化設(shè)備的組合方式六器組合方式，一只糊化鍋，一只糖化鍋，一只過(guò)濾槽和兩只麥汁煮沸鍋，一只回旋沉淀槽，一只麥汁冷卻器。（二）糊化設(shè)備介紹1.功能用途糊化設(shè)備是用來(lái)加熱、煮沸谷物輔料（大米粉或玉米粉）和部分麥芽粉醪液，使淀粉糊化和液化的設(shè)備，用于糊化的設(shè)備有糊化鍋和糊化煮沸鍋。3.型號(hào)根據(jù)qb91789和zby9903090標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，常用的糊化鍋產(chǎn)品型

43、號(hào)見(jiàn)表7-2表7-2 常用糊化鍋型號(hào)表型號(hào)結(jié)構(gòu)型式成套糖化設(shè)備每次糖化熱麥汁量（m3/次）有效容積（m3）jyq1416圓柱形鍋身、球形夾套式加熱底146jyq35.513圓柱形鍋身、球形夾套式加熱底35.513jyz35.513圓柱形鍋身、錐形夾套式加熱底35.513jjv35.517矩形鍋身、“v”形加熱底35.517jjv5015矩形鍋身、“v”形加熱底5015jyg5018圓柱形鍋身、盤管式加熱裝置5018jyv5025圓柱形鍋身、“v”形加熱底5025jyz5020圓柱形鍋身、錐形夾套式加熱底5020jyz9027圓柱形鍋身、錐形夾套式加熱底9027jyz9043圓柱形鍋身、“v”形

44、加熱底90434.根據(jù)實(shí)際情況，本設(shè)計(jì)采用jyv型糊化鍋。（1）鍋體 jyv的鍋體是由圓柱形鍋身，“v”形加熱底和錐形鍋蓋組成的容器。這種糊化鍋是引進(jìn)德國(guó)斯坦尼克公司的技術(shù)設(shè)計(jì)制造的，是我國(guó)目前啤酒成套糖化設(shè)備一次糖化熱麥汁成品量最大的糊化鍋之一。雖然圓形糊化鍋的“v”形加熱底的形狀與矩形糊化鍋不同，但其基本結(jié)構(gòu)是相同的，即通入蒸汽的氣室都是焊在鍋底下的許多角鋼構(gòu)成。這種鍋在鍋身上還裝有與其高度相近并帶有容量刻度的視鏡，設(shè)在鍋蓋上的人空門打開(kāi)時(shí)，電源被切斷，攪拌器停止轉(zhuǎn)動(dòng)。糊化鍋的鍋體由裙座來(lái)支撐，在裙座上開(kāi)有方形人孔門，供拆裝和檢查傳動(dòng)裝置之用。糊化鍋鍋體的材質(zhì)為0cr19ni9，裙座為碳鋼

45、。（三）糖化設(shè)備選型1.功能用途 糖化設(shè)備是用來(lái)進(jìn)行麥芽粉的蛋白分解，并與以糊化的大米醪混合，使醪液保持一定的溫度，進(jìn)行淀粉糖化的設(shè)備。用于糖化的設(shè)備使糖化鍋。如圖72所示。2.分類糖化鍋的品種按啤酒成套糖化設(shè)備每次糖化的熱麥汁產(chǎn)量劃分為14，25，35.5，50，63，90m3等五種。糖化鍋的結(jié)構(gòu)形式按鍋身形狀和介質(zhì)加熱方式劃分為六種，見(jiàn)表7-3表7-3糖化鍋的分類表結(jié)構(gòu)型式代號(hào)圓柱形鍋身、平形夾套式加熱底yp圓柱形鍋身、球形夾套式加熱底yq圓柱形鍋身、錐形夾套式加熱底yz圓柱形鍋身、環(huán)管式加熱裝置yh圓柱形鍋身、“v”形加熱底yv矩形鍋身、“v”形加熱底jv3.型號(hào)根據(jù)qb91789標(biāo)準(zhǔn)的

46、規(guī)定，常用的糖化鍋產(chǎn)品型號(hào)見(jiàn)表7-4表7-4 常用糖化鍋型號(hào)表型號(hào)結(jié)構(gòu)型式成套糖化設(shè)備每次糖化熱麥汁成品量（m3/次）有效容積（m3）jyp1410圓柱形鍋身、平形夾套式加熱底1410jyq35.523圓柱形鍋身、球形夾套式加熱底35.523jyh35.532圓柱形鍋身、環(huán)管式加熱裝置35.532jjv35.530矩形鍋身、“v”形加熱底35.530jjv5039矩形鍋身、“v”形加熱底5039jyz5037圓柱形鍋身、錐形底5037jyv5039圓柱形鍋身、“v”形加熱底5039jyh5040圓柱形鍋身、環(huán)管式加熱50404. 根據(jù)實(shí)際情況，本設(shè)計(jì)采用jyv型糖化鍋，其鍋體結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)，攪拌，材料均與本設(shè)計(jì)中糊化鍋相似。5.糖化鍋的相關(guān)計(jì)算 根據(jù)物料以及熱量衡算所得數(shù)據(jù)可知，一次糖化糖化鍋中需要麥芽粉量為2892.666kg，加水10124.331kg，糊化鍋中大米麥芽混合物量為（1036.67+207.334）1244.004kg，加水5473.618kg，糊化時(shí)蒸發(fā)量為223.92kg。因此第一次煮沸后，糊化醪量+糖化醪量2892.666+10124.331+1244.004+5473.618-223.9218266.368kg由表5-1可知，大米粉含水量為13，麥芽粉含水量為6糖化醪干物質(zhì)相對(duì)密度為1.08，則：糖化鍋有效體積糖