產(chǎn)15萬噸啤酒的糖化車間設(shè)計

1、生物工程工廠設(shè)計任務(wù)書題目：年產(chǎn)15萬噸啤酒的糖化車間設(shè)計學(xué)院：生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院班級：學(xué)號：姓名：第一章 緒論1.1 啤酒工業(yè)概述 11.2 啤酒設(shè)計概述 21.2.1 設(shè)計目的 2 1.2.2 設(shè)計內(nèi)容 21.2.3 指導(dǎo)思想 21.3 啤酒國家標準 3第二章 啤酒工藝選擇與論證2.1 啤酒釀造工藝流程 42.2 廠址選擇的地點及條件 42.2.1 地理位置 42.2.2 氣候 52.2.3 地形 5第三章 糖化車間物料衡算3.1 糖化車間工藝流程 53.2 工藝技術(shù)指標及基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 63.3 100kg原料的物料衡算 63.4 15000t/a 12°淡爽糖化車間物料衡算表 7第

2、四章 糖化車間的熱量衡算4.1 糖化用水耗熱量 94.2 第一次米醪煮沸耗熱量 94.3 第二次煮沸前混合醪升溫至70的耗熱量 10 4.4 第二次煮沸混合醪的耗熱量 114.5 洗槽水耗熱量 124.6 麥汁煮沸過程耗熱量 134.7 糖化一次總耗熱量 134.8 糖化一次耗用蒸汽量 134.9 每小時最大蒸汽耗量 144.10 蒸汽單耗 14第五章 啤酒生產(chǎn)主要設(shè)備的選擇與論證5.1 糖化鍋尺寸的計算 155.2 煮沸鍋尺寸的計算 155.3 糊化鍋的容積計算 16第六章 糖化車間總平面設(shè)計 第六章 糖化車間工藝流程設(shè)計 第七章 糖化車間設(shè)備布置圖設(shè)計 結(jié)論 16 參考文獻 17第1章 緒

3、 論1.1 啤酒工業(yè)概述啤酒是世界產(chǎn)量最大，酒精含量最低，營養(yǎng)非常豐富的酒種。早在1977年7月2日在墨西哥舉行的第九屆“國際營養(yǎng)食品會議”上就被正式列為營養(yǎng)食品，據(jù)統(tǒng)計，除茶，碳酸飲料和牛奶以外，啤酒與咖啡并列2001年世界人均消費量第四位達到23升。啤酒是以麥芽為主要原料，添加酒花，經(jīng)酵母發(fā)酵釀制而成的，是一種含二氧化碳、起泡、低酒精度的飲料酒1。啤酒是以麥芽為主要原料，添加酒花，經(jīng)酵母發(fā)酵釀制而成的，一種含二氧化碳、氣泡、低酒精度的飲料酒。深入了解就是：1、啤酒以麥芽為主要原料，亦即啤酒是以麥芽為主要原料生產(chǎn)的。基于以麥芽為主要原料，則麥芽使用量應(yīng)不少于50%。自古以來大麥是釀造啤酒的主

4、要原料。2、啤酒是添加酒花，經(jīng)酵母發(fā)酵釀制而成的。是世界目前各國公認的經(jīng)過糖化、發(fā)酵方法而釀制的釀造酒，非配制酒。3、啤酒應(yīng)是含二氧化碳、氣泡、低酒精度的飲料酒。區(qū)別于汽酒和其它配制酒。我國啤酒工業(yè)起步較晚，但發(fā)展迅速。目前，我國啤酒的年產(chǎn)量已位居世界首位。但從人均消費量來看，遠遠落后于發(fā)達國家水平。我國啤酒產(chǎn)很多，但設(shè)備產(chǎn)量參差不齊。最近幾年啤酒產(chǎn)業(yè)正向著規(guī)?；⑿б婊l(fā)展。不少的啤酒廠被大啤酒廠兼并。這一發(fā)展趨勢是符合世界發(fā)展趨勢的。隨著啤酒生產(chǎn)現(xiàn)代化的邁進，我們將會喝到更新鮮、更可口的啤酒。 啤酒是以麥芽為主要原料，添加酒花，經(jīng)酵母發(fā)酵釀制而成的，一種含二氧化碳、氣泡、低酒精度的飲料酒。

5、1.2 啤酒設(shè)計概述 1.2.1 設(shè)計目的通過此次設(shè)計，使我們初步掌握了工廠工藝設(shè)計的程序和方法。并受到一次工程設(shè)計的嚴格訓(xùn)練，讓我們具有一定的工程設(shè)計能力。這對于即將從事科研，生產(chǎn)或技術(shù)管理工作的畢業(yè)生具有十分重要的意義。 1.2.2 設(shè)計內(nèi)容本設(shè)計為每年生產(chǎn)280天，年產(chǎn)15萬噸12°啤酒廠設(shè)計，重點設(shè)備糊化鍋，重點是糖化車間的設(shè)計。還包括設(shè)計工廠的工藝方法及流程，三大衡算，設(shè)備選型，生產(chǎn)車間的布置，繪制設(shè)計圖紙（工藝流程圖，車間平、立面布置圖、重點設(shè)備裝配圖），撰寫設(shè)計說明書。 1.2.3 指導(dǎo)思想本設(shè)計是在確定工藝方法及流程和設(shè)備選型時，結(jié)合了工廠的實際情況，工藝上力求其合理

6、性和先進性，設(shè)備上根據(jù)實際盡可能采用先進的生產(chǎn)設(shè)備。通過先進的技術(shù)，自動化、機械化的生產(chǎn)控制，來減輕繁重的體力勞動和提高勞動力生產(chǎn)率，并采用已經(jīng)成熟的生產(chǎn)工藝技術(shù)和設(shè)備，使工廠建成后能夠順利投產(chǎn)，迅速達到設(shè)計能力。在經(jīng)濟上，因地制宜，采用適合的管理方法，降低能耗，減少污染，保護環(huán)境，選用合適的產(chǎn)品的，減少浪費。設(shè)計工廠整體要做到投資少、成本低、見效快的效果。1.3 啤酒國家標準GB191 包裝儲運圖示標志GB2758 發(fā)酵酒衛(wèi)生標準 2GB4544 啤酒瓶GB4789.14789.28 食品衛(wèi)生檢驗方法 微生物學(xué)部分 GB4928 啤酒實驗方法GB5739 啤酒塑料周轉(zhuǎn)箱GB6543 瓦楞紙箱

7、GB10344 飲料酒標簽標準GB4927-91 啤酒質(zhì)量標準質(zhì)量特征：富有潔白、細膩又持久的泡沫，悅目明快的色澤，酒液清涼，飲后有爽口和醇厚感3第二章 啤酒工藝選擇與論證2.1 啤酒釀造工藝流程大麥原料粗選精選浸麥發(fā)芽干燥除根成品麥芽原料（大米）粉碎糊化 過濾煮沸酒花分離沉渣冷卻前發(fā)酵 原料（麥芽）粉碎糖化 CO2 后發(fā)酵（貯酒）過冷卻過濾濾過酒暫貯裝酒壓蓋殺菌貼標成品啤酒. 圖2-1 生產(chǎn)工藝流程圖52.2 廠址選擇的地點及條件 經(jīng)調(diào)查與測量本廠選址選擇的地點應(yīng)該在：環(huán)境潔凈綠化條件好靠在河流處水源方便又清潔，適合建廠房，衛(wèi)生環(huán)境良好無有毒有害氣體、無粉塵、放射源，更重要的是運輸條件好，附

8、近地區(qū)有農(nóng)業(yè)地帶原料供應(yīng)充足。有這些優(yōu)點決定在這里建廠4。2.2.1 地理位置河南省南陽市城區(qū)位于北緯32°57'33°07'，東經(jīng)112°21'112°38'，整個南陽市在北緯32°17'33°48'，東經(jīng)110°58'113°49'之間，是河南省第三大城市，同時也是河南省面積最大的地級市。2.2.2 氣候南陽地處亞熱帶向溫帶的過渡地帶，屬于季風大陸濕潤半濕潤氣候，四季分明。春秋時間55-70天，夏季110-120天，冬季時間110-135 天。年平

9、均氣溫14.4-15.7，七月平均氣溫26.9-28.0，一月平均氣溫0.5-2.4。年降雨量703.6-1173.4mm，自東南向西北遞減。年日照時數(shù)1897.9-2120.9 小時，年無霜期220-245天。2.2.3 地形其東北西三面環(huán)山，南部是丘嶺地，整個地形成為一個近馬蹄形的盆地，總面積2.66萬平方公里，山區(qū)、丘陵、平原約各占1/3，耕地1312萬畝，轄2區(qū)10縣。第三章 糖化車間物料衡算3.1 糖化車間工藝流程麥汁煮沸鍋麥糟糊化粉碎麥芽，大米糖化過濾水、蒸汽薄板冷卻器回旋沉淀槽熱凝固物冷凝固物發(fā)酵車間圖3-1 啤酒廠糖化車間工程流程示意圖 63.2 工藝技術(shù)指標及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表3-1

10、 啤酒生產(chǎn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)項 目名 稱百分比/%定 額原料利用率98.5麥芽水分6大米水分13無水麥芽浸出率75無水大米浸出率92原料配比啤酒損失率（對麥汁）麥芽75大米25冷卻損失7.0發(fā)酵損失2.0過濾損失2.0瓶裝損失2.0總損失13.03.3 100kg原料（75%麥芽，25%大米）生產(chǎn)12º的基礎(chǔ)物料衡算（1）熱麥汁量： （2）麥芽收率：（3）大米收率：（4）混合原料收得率：（5）由上述可得100kg混合原料可制得12º啤酒：71.79÷12×100=598.25kg 已知12º在20時的相對為1012kg/m3，而100熱麥汁比20的熱麥汁

11、體積增加1.04倍，故熱麥汁100體積為：（6）冷麥汁量為：（7）發(fā)酵液量為：（8）過濾酒量為：（9）成品啤酒量為：3.4 年產(chǎn)150000t,12º啤酒的物料衡算設(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，由此可計算出每次投料量及其他項目的平衡。糖化第一次定額量：由以上設(shè)計中可得出100kg原料可得成品啤酒538.1L,12°啤酒的密度為1012kg/m3.538.1L啤酒的質(zhì)量M=538.1÷1000×1012=544.6kg由此可得出產(chǎn)15萬噸啤酒所需要原料的量為：150000000×100÷544.6

12、=27500000kg所以年產(chǎn)15萬噸啤酒所需要麥芽量為：27500000×0.75=20625000kg所以年產(chǎn)15萬噸啤酒所需要大米量為：27500000-20625000=6875000kg（2）每次糖化物料衡算每次糖化投料：27500000÷1500=18333.33kg每次麥芽投料：18333.33×0.75=13750kg每次大米投料：18333.3-13750=4583.33kg每次熱麥汁投料：（71.79÷12）×（18333.3÷1.048）×1.04=108841.7kg表 3-2 啤酒廠糖化車間物料的衡

13、算表物料名稱單位對100kg混合原料100L，12°糖化定額量150000t/a生產(chǎn)啤酒混合原料Kg10018.618333.3327500000麥芽Kg7513.9 1375020625000大米Kg254.74583.336875000酒花Kg1.200.22818482772000熱麥汁L615114.2114200171300000冷麥汁L572106.2106200159300000濕糖化槽Kg103.217.9415547.823340000濕酒花槽Kg3.980.68453213280000發(fā)酵液L560.3103.6102721.7154082500過濾酒L549.1

14、102.1100668.3151002500成品啤酒L538.110098651.7147977500第四章 糖化車間的熱量衡算4.1 糖化用水耗熱量Q1根據(jù)工藝，糊化鍋加水量為：式中：4583.33kg為糖化一次大米份量，916.7kg為糊化鍋加入的麥芽粉量（為大米量的20%），而糖化的加水量為：式中：13750kg為糖化一次糖化鍋投入的麥芽粉量，即G=，而13750kg為糖化一次麥芽定額量，故糖水總用水量為：自來水平均溫度為：，而糖化配料用水溫度，故耗熱量為：4.2 第一次米醪煮沸消耗量Q2由糖化工藝流程圖可知：（1）糊化鍋內(nèi)米醪由初溫t0加熱至100耗熱 計算米醪的比熱容，根據(jù)經(jīng)驗公式：

15、進行計算，式中W為含水量百分率：C0位絕對谷物比熱容，取 米醪的初溫t0，設(shè)原料的初溫為18，而熱水為50，則把上述結(jié)果帶回得：（2）煮沸過程蒸汽帶出的熱量設(shè)煮沸時間為40min，蒸發(fā)量為每小時5%，則蒸發(fā)水分量為：故式中，I為煮沸溫度（約為100）下水的汽化潛能3KJ/kg（3）熱損失米醪升溫和第一次煮沸過程的熱損失均為前兩次耗能量的15%，即：（4）有上述結(jié)果是：4.3 第二次煮沸前混合醪升溫至70的耗熱量按糖化工藝，來自糊化鍋的米醪為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t0（1）糖化鍋中麥醪的初溫，已知麥芽糖粉初溫為18，用50的熱水配料，則麥醪溫度為：

16、（2）根據(jù)熱量衡算，且忽略熱損失，米醪與麥醪，合并前后的焓不變，則米醪溫度為：考慮到米醪內(nèi)糊化鍋到糖化鍋輸送過程的熱損失，可不加中間冷卻器。（3）4.4 第二次煮沸混合醪的耗熱量由糖化工藝流程可知：（1）混合醪升溫至沸騰所消耗量為Q4 經(jīng)第一次煮沸后米醪量為：糖化鍋的麥芽醪量為：故進入第二次煮沸的混合醪量為： 據(jù)工藝糖化結(jié)束醪溫為75.1，抽取混合醪的溫度為70，則送到第二次煮沸的混合醪量為： 麥醪的比熱容：混合醪比熱容 故：（2）二次煮沸過程蒸汽帶走的熱量，煮沸時間為10min，蒸發(fā)強度5%，則蒸發(fā)水分量為：故 式中：I為煮沸溫度下飽和蒸汽的焓KJ/kg（3）把上述結(jié)果代回得：4.5 洗槽水

17、耗熱量設(shè)洗槽是平均溫度為80，每100kg原料用水450kg，則用水量為故4.6 麥汁煮沸過程耗熱量（1）麥汁升溫至沸點耗熱量由糖化物料衡算表可知，100kg混合原料可得到598.3kg熱麥汁，并設(shè)過濾完畢麥汁溫度為70，則進入煮沸鍋的麥汁量為：故4.7 糖化一次總耗熱量Q84.8 糖化一次耗用蒸汽量4.9 每小時最大蒸汽耗量4.10蒸汽單耗第五章 啤酒生產(chǎn)主要設(shè)備的選擇與論證5.1 糖化鍋尺寸的計算按物料衡算，每次糖化物料總量糖化醪的密度為1 065kg/m3，生產(chǎn)需要1.2的空余系數(shù)故所需容積： 故取直徑 5.2 煮沸鍋尺寸的計算按物料衡算，每次糖化物料總量糖化醪的密度為1 065kg/m

18、3，生產(chǎn)需要1.4的空余系數(shù)故所需容積： 故取直徑 .175.3 糊化鍋的容積計算結(jié)論物料采用濕法粉碎，優(yōu)點是糖化速度快，提高過濾速度。糊化鍋的輔料中添加了20%的麥芽，目的是降低糊化溫度，有利于糊化和液化同時進行。糖化工藝采用了二次煮出法，部分麥醪經(jīng)過兩次煮沸，有利于縮短糖化時間。糖化鍋的溫度為63º時，ß-淀粉酶起主要作用，它將淀粉分解成ß-麥芽糖，能得到最高可發(fā)酵性糖。溫度70º時，-淀粉酶起作用，它將淀粉分解成無色糊精，此時，糖化時間最短。煮沸鍋中用酒花添加器分三次添加酒花?；匦恋聿蹖崿F(xiàn)熱凝固物的分離，沿切線位置進料。所采用的糊化鍋和糖化鍋，過濾槽，煮沸鍋均為兩套設(shè)備，對于現(xiàn)代化大工廠，有利于它的進一步擴大。發(fā)酵是采用下面酵母發(fā)酵，采用麥汁分批直接進罐法，主發(fā)酵溫度為12度，發(fā)酵罐采用三段夾套冷卻，目的